Brevet FR3036702A1 — publié le 20161202

Procédé de coloration de pièces en terre cuite La présente invention concerne un procédé de coloration de pièces en terre cuite telle que des tuiles, des briques, des briquettes, un habillage de façade etc. Du fait que la terre cuite a une porosité négligeable, il n'est pas possible de colorer une pièce en terre cuite en lui appliquant une peinture, les pigments de couleur, une fois fixés à la pièce, ne tenant pas dans le temps. Aussi, les procédés de coloration de pièces en terre cuite se font par émaillage. Le procédé d'émaillage permet de déposer à la surface de la pièce une couche vitreuse, transparente ou colorée. Le procédé d'émaillage comprend une étape de nettoyage de la pièce en terre cuite, puis une étape d'application de l'émail sur la pièce nettoyée, et enfin une étape de cuisson de la pièce recouverte d'émail à une température d'environ 800°C de sorte que l'émail se vitrifie sur la pièce. L'émail est une substance comprenant des oxydes métalliques utilisés comme pigments. Outre leur coût important, les oxydes métalliques proposent un spectre de couleurs limité. De plus, le procédé d'émaillage des pièces en terre cuite est relativement long, trois jours étant nécessaires pour émailler environs deux milles pièces. De plus l'émaillage ne permet pas de traiter toutes les faces des pièces en terre cuite (en général, trois faces sur quatre sont traitées). La présente invention vise à fournir un procédé de coloration d'une pièce en terre cuite répondant aux problèmes que présente l'état de l'art. La présente invention est un procédé de coloration d'une pièce en terre cuite, qui est caractérisé en ce qu'il comprend successivement une étape de création de pores à la surface de la pièce en terre cuite, une étape d'application d'une peinture sur la surface de la pièce et une étape de cuisson de la pièce peinte. 3036702 2 Du fait de la création de pores à la surface de la pièce en terre cuite, la peinture appliquée sur la pièce y reste pendant une longue période. Du fait que la couleur provient d'une peinture, la température de cuisson de la pièce peinte 5 (typiquement moins de 300°C) est nettement moins élevée que celle de cuisson d'une pièce émaillée, et, en conséquence, la durée de cuisson de la pièce est nettement plus faible. En outre, la gamme de couleur des peintures est particulièrement importante (plus de 1650 nuances différentes). 10 Selon un premier mode de réalisation de l'invention, l'étape de création de pores comprend une abrasion de la pièce. Cette abrasion consiste à appliquer un mélange d'eau chaude et de dégraissant à haute pression, ce qui permet de créer des pores à la surface de la pièce. Avantageusement, le dégraissant est de 15 nature biodégradable. Selon un second mode de réalisation de l'invention, l'étape de création de pores comprend un dégazage de la pièce. De préférence ce dégazage est réalisé en chauffant la pièce à une température comprise entre 50°C et 200°C (de préférence entre 20 100°C et 160°C). La durée de chauffage est de préférence comprise entre 10 minutes et 40 minutes (de préférence 20 minutes). De préférence, le chauffage de la pièce est réalisé en la faisant passer au four. Le chauffage de la pièce permet de dilater les gaz contenus dans la terre cuite, ce qui entraîne 25 l'ouverture de pores et la libération des gaz. Le dégazage de la pièce peut être fait après l'abrasion, auquel cas le chauffage permet d'agrandir les pores. Selon un troisième mode de réalisation de l'invention, le procédé de coloration comprend, entre l'étape de création des 30 pores et l'étape d'application de peinture, une étape d'humidification de la pièce qui est typiquement réalisée par l'application d'une brume (préférentiellement faite par pulvérisation). 3036702 3 Selon un quatrième mode de réalisation de l'invention, le procédé de coloration comprend, entre l'étape de création des pores et l'étape d'application de peinture, une étape d'application d'une couche primaire et une étape de 5 polymérisation de cette couche. Lors de l'étape d'application de couche primaire, une couche primaire de lissage est appliquée à la surface de la pièce. Typiquement, cette étape d'application de couche primaire est réalisée par application d'une poudre de lissage (préférentiellement réalisée par pulvérisation), par 10 exemple une poudre de résine polymérique, et de préférence une poudre de résine polyester. Avantageusement, la couche primaire de lissage joue un rôle de liant entre la surface de la pièce et les pigments de couleur de la peinture. L'étape d'application de la couche primaire suit l'éventuelle étape d'humidification. De 15 préférence, la polymérisation de la couche primaire se fait par chauffage à une température de polymérisation de préférence comprise entre 100°C et 200°C (de préférence entre 140°C et 180°C). La durée du chauffage de la couche primaire est de préférence comprise entre 10 et 40 minutes (de préférence 20 20 minutes). De préférence, la polymérisation de la couche primaire est réalisée en faisant passer la pièce au four. Cette étape de polymérisation de la couche primaire de lissage permet de la fixer durablement à la surface de la pièce en terre cuite. Selon un cinquième mode de réalisation de l'invention, 25 l'application de la peinture est réalisée par pulvérisation. Selon un sixième mode de réalisation de l'invention, l'étape de cuisson de la pièce peinte se fait à une température comprise de préférence entre 130°C et 250°C (de préférence entre 170°C et 210°C). La durée de la cuisson de la pièce peinte est de 30 préférence comprise de préférence entre 10 et 60 minutes (de préférence 30 minutes). De préférence, la cuisson de la pièce peinte est réalisée en faisant passer cette dernière au four. Au cours de cette étape de cuisson de la pièce peinte, les pigments de couleur contenus dans la peinture fondent. Quand cette étape de cuisson est précédée d'une étape de cuisson de la couche 3036702 4 primaire, les pigments fondus se mêlent à la couche primaire, ce qui permet de les fixer durablement à la surface de la pièce en terre cuite. Après l'étape de cuisson de la pièce peinte, cette pièce est 5 laissée au repos, de préférence pendant environ 4 heures. Ensuite la pièce peut être emballée. D'autres particularités et avantages de la présente invention apparaîtront dans la description détaillée d'un exemple de réalisation donné à titre d'exemple non limitatif et illustré 10 dans les dessins mis en annexes dans lesquels : - La figure 1 est un schéma représentant une succession des étapes du procédé de coloration conforme à l'exemple de réalisation ; - La figure 2 est une représentation en perspective d'une 15 pièce en terre cuite brute n'ayant pas subi le procédé de coloration ; - La figure 3 est une représentation d'une étape d'abrasion du procédé de coloration appliquée à la pièce en terre cuite brute de la figure 2 ; 20 - La figure 4 est une représentation en perspective de la pièce en terre cuite ayant subi l'étape d'abrasion et une étape de dégazage du procédé de coloration ; - La figure 5 est une représentation d'une étape d'application de peinture à une pièce ayant subie les 25 étapes d'abrasion, de dégazage ; et - La figure 6 est une représentation en perspective de la pièce en terre cuite de la figure 1 ayant subi le procédé de coloration. L'invention concerne un procédé de coloration d'une pièce en 30 terre cuite 1 qui comprend une succession d'étapes de traitement physico-chimique de cette pièce 1. Dans l'exemple illustré à la figure 1, le procédé de coloration comprend de sept étapes : une étape d'abrasion, une étape de dégazage, une étape d'humidification, une étape d'application 3036702 5 d'une couche primaire, une étape de polymérisation de la couche primaire, une étape d'application d'une peinture 2 et une étape de cuisson de la pièce peinte 3. Comme illustré à la figure 1, la première étape du procédé est 5 une étape d'abrasion de la pièce en terre cuite brute 4 (cf. figure 2) provenant d'un atelier de fabrication. L'étape d'abrasion consiste à appliquer par pulvérisation un mélange d'eau chaude et de dégraissant (par exemple le Convercoat HI 3 ou l'Adex 411) à haute pression sur la pièce en terre cuite 10 brute 4, comme illustré à la figure 3. Avantageusement, et afin de réduire la pollution réalisée par le procédé de coloration, le dégraissant utilisé est biodégradable (par exemple le M.P. 50). Cette étape d'abrasion modifie les propriétés physico-chimiques 15 de la pièce en terre cuite 1, et notamment permet de faire apparaître des pores 5 à la surface de la pièce 1. L'aspect poreux de la surface favorise la pénétration et l'adhérence de ce qui sera appliqué ensuite pendant le procédé de coloration. Ainsi, la pièce en terre cuite 1 subissant l'étape d'abrasion 20 qui permet l'ouverture des pores 5 conserve durablement sa couleur dans le temps. Comme illustré à la figure 1, la deuxième étape du procédé de coloration est une étape de dégazage de la pièce en terre cuite 1. L'étape de dégazage consiste en un passage au four de la 25 pièce. Lors de cette étape, la pièce 1 est chauffée et les particules d'air emprisonnées dans la terre cuite se dilatent et sortent de la pièce 1. Il en résulte soit un agrandissement des pores 5 créés lors de l'étape d'abrasion, soit une ouverture de pores 5 à la surface de la pièce en terre cuite. 30 Lors de l'étape de dégazage, la pièce en terre cuite 1 est ici chauffée à une température qui est comprise de préférence entre 50°C et 200°C, et de préférence entre 100°C et 160 °C. Elle est enfournée pendant une durée comprise de préférence entre 10 et 40 minutes, et de préférence 20 minutes. 3036702 6 Comme illustré à la figure 4, suite à l'étape de dégazage, la pièce en terre cuite 1 présente une surface parsemée de pores 5 visibles à l'oeil nu. Comme illustré à la figure 1, la troisième étape du procédé de 5 coloration est une étape d'humidification. Ici, une brume humide est appliquée par pulvérisation. Cette étape d'humidification permet de refroidir et d'humidifier la pièce en terre cuite 1 afin de la préparer pour l'étape suivante. Comme illustré à la figure 1, la quatrième étape du procédé de 10 coloration est une étape d'application d'une couche primaire. Cette étape est un traitement chimique de la pièce en terre cuite 1 qui permet de former une couche primaire d'adhérence. Ici cette étape consiste à appliquer, de préférence, par pulvérisation une poudre primaire d'adhérence comme une poudre 15 de résine polymérique et de préférence une poudre de résine polyester. La couche primaire d'adhérence joue un rôle de liant entre la surface de la pièce 1 et les pigments de couleurs contenus dans la peinture 2 qui sera appliquée lors d'une étape ultérieure du 20 procédé de coloration. Comme illustré à la figure 1, la cinquième étape du procédé de coloration est une étape de polymérisation de la couche primaire. De préférence, l'étape de polymérisation de la couche primaire est réalisée par chauffage et permet de favoriser son 25 adhérence à la surface de la pièce en terre cuite 1. Lors de l'étape de polymérisation de la couche primaire, la pièce en terre cuite 1 est chauffée à une température de polymérisation qui est de préférence comprise entre 100°C et 200°C, et de préférence entre 140°C et 180°C. La pièce 1 est 30 mise au four pendant une durée qui est de préférence comprise entre 10 et 40 minutes, et de préférence 20 minutes. Comme illustré à la figure 1, la sixième étape du procédé de coloration est une étape d'application d'une peinture 2 sur la pièce en terre cuite 1. 3036702 7 L'étape d'application de la peinture permet d'appliquer sur la surface de la pièce 1 des pigments colorés contenus dans la peinture 2. Cette application est de préférence faite par pulvérisation, comme illustré à la figure 5. 5 Avantageusement, le procédé de coloration selon l'invention permet de choisir une peinture 2 parmi un large choix de couleur appartement à la codification du nuancier RAL (plus de 1650 couleurs disponibles). Comme illustré à la figure 1, la septième étape du procédé de 10 coloration est une étape de cuisson de la pièce peinte 3. Lors de cette étape de cuisson les pigments de couleur fondent et adhérent à la couche primaire préalablement appliquée à la surface de la pièce 1 (la couche primaire participe à l'adhérence des pigments de couleur qui se mêlent à cette couche 15 primaire déjà liée à la surface de la pièce en terre cuite 1). Lors de l'étape de cuisson de la pièce peinte 3, cette dernière est chauffée à une température de cuisson qui est de préférence comprise entre 130°C et 250°C, et de préférence entre 170°C et 210°C. La pièce en terre cuite 1 est mise au four pendant une 20 durée comprise de préférence entre 10 et 60 minutes, de préférence entre 20 et 40 minutes, et de préférence 30 minutes. Avantageusement, l'étape de dégazage a permis d'éviter un bullage de la peinture 2 lors de l'étape de cuisson de la pièce peinte 3 et permet d'obtenir une pièce en terre cuite 1 colorée 25 de façon uniforme. La pièce peinte 3 (cf. figure 6) est ensuite laissée au repos pendant quelques heures, de préférence pendant quatre heures. Elle peut être ensuite emballée et commercialisée. La pièce en terre cuite 1 colorée obtenue par le procédé de 30 coloration selon l'invention présente typiquement une couche de peinture 2 d'une épaisseur comprise entre 10 et 30 microns, de préférence entre 15 et 25 microns, et de préférence 20 microns. Par ailleurs, afin d'optimiser le procédé de coloration, la pièce en terre cuite 1 est placée sur un support 6 rendant 3036 702 8 disponible chacune de leurs faces tout au long du procédé, ce qui permet de choisir le nombre de face à traiter (et même de pouvoir traiter toutes les faces de la pièce). Comme illustré aux figures 3 et 5, le support 6 comporte des branches 7 sur 5 lesquelles au moins une pièce en terre cuite 1 peut être disposée. Dans un autre exemple réalisation de l'invention non représenté, le support 6 est relié à un rail, de préférence aérien, aménagé de façon à conduire le support 6 (et les pièces qui y sont soutenues) le long d'un circuit correspondant aux 10 étapes du procédé, le rail traversant les zones de traitement, notamment les zones de pulvérisation et les fours. Un procédé conforme à la présente invention permet d'obtenir environ 2000 pièces colorées du type tuile, brique, briquettes et habillage de façade en un temps de production d'environ trois 15 heures, de choisir des couleurs dans une gamme comprenant plus de 1650 nuances différentes, et de ne chauffer les pièces 1 qu'à des températures faibles inférieures à 300°C. Le procédé de coloration selon l'invention est moins contraignant que l'émaillage. Aucun des passages au four lors 20 des étapes de dégazage, de cuisson de la couche primaire de lissage et de cuisson de la pièce peinte 3 n'excède une heure de cuisson. De plus, les différentes températures sont toutes inférieures à 300°C. 25 REVENDICATIONS1. Procédé de coloration d'une pièce en terre cuite (1), qui est caractérisé en ce qu'il comprend successivement une étape de création de pores (5) à la surface de la pièce en terre cuite (1), une étape d'application d'une peinture (2) sur la surface de la pièce (1) et une étape de cuisson de la pièce peinte (3). 2. Procédé de coloration de pièces en terre cuite (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape de création de pores (5) comprend une abrasion de la pièce (1) réalisée par application d'un mélange d'eau chaude et de dégraissant à haute pression. 3. Procédé de coloration de pièces en terre cuite (1) selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'étape de création de pores (5) comprend un dégazage de la pièce (1). 4. Procédé de coloration des pièces en terre cuite (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce que le dégazage est réalisé en chauffant la pièce (1) à une température comprise entre 50°C et 200°C 5. Procédé de coloration de pièces en terre cuite (1) selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que le dégazage de la pièce (1) peut être fait après l'abrasion, auquel cas le chauffage permet d'agrandir les pores (5). 6. Procédé de coloration de pièces en terre cuite (1) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend entre l'étape de création des pores (5) et l'étape d'application de peinture (2), une étape d'application d'une couche primaire et une étape de polymérisation de la couche primaire. 7. Procédé de coloration de pièces en terre cuite (1) selon la revendication 6, caractérisé en ce que la polymérisation de la couche primaire se fait par 3036702 10 chauffage à une température de polymérisation de préférence comprise entre 100°C et 200°C. 8. Procédé de coloration de pièces en terre cuite (1) selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que 5 l'application de la peinture (2) est réalisée par pulvérisation. 9. Procédé de coloration de pièces en terre cuite (1) selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'étape de cuisson de la pièce peinte (3) se fait à une 10 température comprise de préférence entre 130°C et 250°C. 10. Procédé de coloration de pièces en terre cuite (1) selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que entre l'étape de création des pores (5) et l'étape d'application de peinture (2), une étape d'humidification 15 de la pièce (1).