REVETEMENT MURAL EN VERRE
La présente invention se rapporte à un revêtement mural en verre, notamment sous forme de carreaux, destiné à revêtir des parois d'une habitation, comme les murs, les sols ou les plafonds.
Elle concerne plus précisément un revêtement pouvant être fixé aux parois par les techniques habituelles d'application des carrelages traditionnels en céramiques.
Les revêtements muraux en verre, sous forme de panneaux ou de carreaux, sont particulièrement appréciés pour leurs qualités esthétiques et la facilité de leur entretien.
L'absence totale de porosité du verre confère une nettoyabilité importante, tandis que les propriétés de transmission et de réflexion lumineuses du verre produisent des effets optiques très prisés, par exemple des effets de profondeur lorsque des décors sont placés en face arrière des panneaux.
Leur développement commercial a toutefois été freiné, et ce depuis de nombreuses années, par le fait que les revêtements en verre ne peuvent être appliqués sur les parois à l'aide des colles habituellement utilisées par les spécialistes de la pose de carrelages en céramiques, telles que les cimentscolles, appelés aussi mortiers-colles .
Ces derniers sont des mélanges de ciment et de sable auxquels on ajoute de l'eau dite de gâchage afin de former une pâte que l'on applique sur les parois à revêtir et qui se solidifie ensuite du fait des réactions d'hydratation du ciment. Or le ciment est incompatible avec les verres courants tels que les verres de composition silico-sodo-calcique, car sa nature basique provoque des réactions de corrosion du verre qui empêchent toute adhésion du verre au ciment, et qui dégradent fortement l'esthétique du panneau de verre.
Différents moyens alternatifs de fixation de revêtements en verre sont donc employés. Ils peuvent être mécaniques, mais nécessitent alors la réalisation de pièces métalliques coûteuses (vis, rivets, boulons).
Les assemblages mécaniques, discontinus, présentent également l'inconvénient de donner des concentrations de tensions internes et une répartition irrégulière de la rigidité préjudiciables à une bonne résistance mécanique de l'ensemble. Ils sont en outre visibles, ce qui peut être gênant du point de vue esthétique.
Les revêtements en verre peuvent également être fixés à l'aide d'adhésifs, par exemple à base de résines synthétiques. Du fait du coût élevé des adhésifs employés, ces derniers sont rarement appliqués sur l'intégralité de la surface à coller, d'où une mauvaise répartition des efforts de cisaillement, et donc un collage de moindre qualité. On peut s'attendre en outre à des réactions de vieillissement qui vont dégrader leurs propriétés adhésives.
Des solutions permettant d'utiliser des ciments-colles ont été récemment proposées, mais ne sont pas dépourvues d'inconvénients.
Ainsi, le brevet US 6 015 622 préconise l'utilisation d'un procédé de pose bien particulier, comprenant notamment le gâchage du mortier par une dispersion aqueuse d'un dérivé de l'acide polyacrylique. Le brevet DE 100 34 981 revendique quant à lui un carreau de verre déjà revêtu d'un ciment de composition particulière obtenu à l'aide d'une dispersion aqueuse d'une résine du type styrène-butadiène. La demande de brevet EP-A-722 027 divulgue également l'utilisation d'un mortier spécifique, comprenant 50% d'un adjuvant constitué d'une dispersion aqueuse diluée d'une résine synthétique.
Dans ces trois cas, l'usage d'un mortier de composition spéciale est indispensable et l'utilisation des mortiers couramment employés par les poseurs de carrelages en céramique ne donne pas satisfaction.
Il apparaît également que la surface lisse du verre est préjudiciable à une bonne fixation du carreau de verre aux parois en maçonnerie. Ainsi, le brevet FR 599 239 préconisait-il dès 1925 le revêtement des carreaux par une couche de pâte ou de vernis dérivés de résines synthétiques sur laquelle sont fixés des fragments de verre, de métal, de sable, de gravier, de marbre, ou de toute autre matière inerte. Ce procédé nécessite toutefois l'utilisation de fragments broyés, donc issus d'un procédé coûteux.
II est également connu de l'art antérieur des revêtements muraux en verre, sur lesquels une couche de laque à fonction décorative est apposée sur 2005/0175 la face en contact avec la paroi à revêtir. Mais le type de laque employé est également incompatible avec les ciments-colles, et de tels produits doivent être appliqués sur les parois par d'autres moyens, par exemple à l'aide de résines adhésives.
La présente invention vise à remédier aux inconvénients précités en proposant un revêtement mural à base de verre, notamment sous forme de carreaux, destiné à revêtir des parois d'une habitation, et étant apte à être appliqué sur lesdites parois par les techniques traditionnellement employées pour la pose de carrelages en céramique, notamment par l'emploi de mortierscolles usuels.
Les inventeurs ont découvert que la caractéristique physico-chimique primordiale en l'espèce est la perméabilité à l'eau de la laque.
Lorsque cette grandeur est inadaptée (en l'occurrence trop élevée compte tenu du mortiercolle employé), l'eau de gâchage, rendue basique par la réaction d'hydratation du ciment, diffuse à travers la couche de laque et vient réagir chimiquement avec la surface du verre, rendant ainsi impossible toute adhésion (notamment l'adhésion verre-laque), tout en dégradant l'aspect du revêtement en verre.
Dans sa plus large acception, le revêtement selon l'invention comprend donc un substrat verrier revêtu sur la face à appliquer d'une couche à base de laque,
caractérisé en ce que ladite laque présente une perméabilité à l'eau telle que ledit revêtement peut être appliqué sur les parois à l'aide de mortiers-colles ou ciments-colles usuels.
La valeur maximale de perméabilité de la laque pour pouvoir effectuer un collage durable dépend bien évidemment du type de mortier-colle employé. La laque du revêtement selon l'invention présente une perméabilité à l'eau à 25[deg.]C, exprimée en cm<3>.cm.cr[tau]ï<2>.s<'1>.Pa<"1>de préférence inférieure à 10<"6>, voire inférieure à 5.10<"7>, et notamment inférieure à 10<"7>. Pour assurer une parfaite adhésion et une tenue mécanique, notamment une résistance au cisaillement, sur de longues durées, il est même préférable que la laque présente une perméabilité à l'eau à 25[deg.]C inférieure à 10<"8>, voire 10<"9>, et même 10<"10>cm<3>.cm.cm<"2>.s<"1>.Pa<"1>.
Les revêtements selon l'invention étant dans certains cas 2005/0175 destinés à être posés dans des lieux dont l'ambiance est humide (par exemple en salle de bains), il est même préférable que la perméabilité à l'eau de la laque recouvrant une face du revêtement selon l'invention soit inférieure à 10<"11>, voire 10<"12>, et même 10<"13>cm<3>.cm.cm<"2>.s<"1>.Pa<"1>. La perméabilité à l'eau est définie comme le produit de la quantité de vapeur d'eau diffusant à travers un matériau (en cm<3>) par l'épaisseur de matériau (en cm) rapportée au produit de la surface exposée (en cm<2>) par le temps d'exposition (en secondes) et par la différence de pression (en Pascal) entre les deux faces du matériau.
Elle peut être mesurée par exemple par mesure de la prise de masse d'un film de laque après exposition dans une étuve climatique dont le degré d'humidité est contrôlé.
Cette grandeur, dans le cas d'un polymère, dépend au premier ordre de la nature chimique du polymère, puis de sa morphologie, laquelle dépend par exemple du taux de réticulation (via par exemple le taux d'agent réticulant et/ou la température de réticulation), du taux de cristallisation, d'une éventuelle orientation des molécules. Elle dépend également, le cas échéant, de la nature et de la quantité de charges minérales.
La laque du revêtement selon l'invention comprend donc de préférence comme liant une résine synthétique, de préférence sous forme liquide avant dépôt et adaptée au séchage en four.
Il a été observé que les laques comprenant des liants séchés à haute température (au-dessus de 50[deg.]C, voire même de 100[deg.]C) présentaient assez généralement une perméabilité plus faible que des liants séchés sous air à température ambiante, probablement du fait de réactions de réticulation, par exemple par polycondensation, plus abouties et donnant naissance à des réseaux tridimensionnels de plus forte densité.
Le liant est avantageusement une résine polyuréthane, obtenue par réticulation, par un isocyanate ou un polyisocyanate, de résines hydroxylées, notamment des résines polyesters ou polyéthers, ou de préférence des résines acryliques (ou polyacrylates), lesquelles présentent une résistance aux rayonnements ultraviolets élevée.
Dans ce cas, la résine acrylique hydroxylee est de préférence issue de la polymérisation d'un styrène acrylique, tandis que 2005/0175 l'isocyanate (ou polyisocyanate) ne comporte avantageusement pas de groupement du type aromatique. Cette combinaison particulière permet notamment d'obtenir de faibles perméabilités, de bonnes propriétés mécaniques (par exemple en terme de résistance à la rayure), et une résistance élevée au rayonnement ultraviolet.
Le liant de la laque du revêtement selon l'invention peut également contenir ou être à base de résine(s) alkyde(s), obtenues par réaction chimique entre au moins un polyol, au moins un polyacide et au moins un acide gras ou une huile. Ces alkydes sont de préférence courtes en huile, c'est-à-dire que la teneur pondérale en huile ou acide gras dans la résine est de préférence inférieure ou égale à 40%.
Les polyols peuvent être par exemple des composés du glycérol ou du pentaérithritol. Les polyacides peuvent être à base d'anhydride phtalique. Les huiles peuvent être siccatives (telles que l'huile de lin, de bois ou de chine), semi-siccatives (telles que l'huile de soja, de tall, de carthame ou de ricin déshydraté), ou encore non siccatives (comme l'huile de coprah ou de ricin). Afin d'améliorer leurs propriétés de résistance à l'eau, les liants alkydes peuvent également être modifiés par des monomères tels que le styrène, le vinyltoluène ou des acrylates ou par des résines phénoliques ou époxydiques. Des résines alkydes aminoplastes réticulant sous l'effet de la chaleur sont des liants particulièrement avantageux de la laque du revêtement selon l'invention.
Le réticulant aminoplaste est de préférence une résine uréeformol ou mélamine-formol, qui confèrent une bonne résistance à l'eau, notamment lorsqu'elles sont apportées à raison de 20 à 30% en masse par rapport au liant alkyde sec. La laque peut également comprendre un liant à base de résine acrylique thermodurcissable, par exemple obtenue par réticulation d'une résine acrylique carboxylée par une résine époxydique, formo-phénolique ou mélamine-formol, d'une résine acrylique à fonction carboxamide par un liant époxydique ou alkyde, ou encore d'une résine acrylique à fonction époxydique par des acides ou des polyamines.
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Le revêtement selon l'invention est avantageusement pourvu d'une couche promotrice d'adhésion (encore appelée primaire d'adhésion ) située entre le verre et la laque et dont la fonction est d'améliorer l'adhésion entre le verre et la laque. Cette couche est de préférence à base de silanes qui permettent d'éviter les risques de décollement dus à l'humidité. Des agents promoteurs d'adhésion avec le verre, comme des silanes, peuvent également être dispersés dans la laque.
La laque comprend avantageusement des pigments, minéraux et/ou organiques, de préférence minéraux, afin de conférer les propriétés esthétiques voulues. Ces pigments sont de préférence du type résistant au rayonnement ultraviolet et à l'humidité.
Parmi les pigments employés dans le cadre de la présente invention, on trouve par exemple des oxydes de titane ou de zirconium éventuellement dopés par des ions d'éléments de transition, ou encore des oxydes mixtes du type zircon (ZrSiO ). Les pigments sont de préférence exempts de métaux lourds tels que le cadmium ou le plomb.
La laque peut également contenir des charges minérales destinées à optimiser ses paramètres physico-chimiques, par exemple sa viscosité. La teneur totale en espèces minérales (pigments et charges) de la laq e est de préférence, exprimée en pourcentage massique, comprise entre 40 et 70%, voire entre 50 et 60%.
La laque du revêtement selon l'invention peut être déposée avec tout type de procédé connu de l'homme du métier, comme le rideau, la pulvérisation pneumatique, la sérigraphie ou le roll-coating .
Le procédé de sérigraphie présente l'avantage de pouvoir ne revêtir qu'une partie du substrat. Le procédé de roll-coating consiste à faire passer le substrat à recouvrir entre deux rouleaux, dont l'un (en général le rouleau supérieur) est enduit de laque. Pour des raisons de coût, le procédé employé est de préférence le rideau dans lequel on crée un écoulement de laque sur une ligne sensiblement perpendiculaire à la direction de défilement des substrat en verre, permettant ainsi de revêtir toute la surface desdits substrats. Le débit de laque et la vitesse de défilement du substrat sont réglés de manière à obtenir un dépôt de 2005/0175 l'épaisseur désirée, de préférence 100 à 200 micromètres à l'état humide.
Le substrat revêtu de la laque est ensuite soumis à un traitement thermique permettant de durcir la laque, plus précisément d'évacuer le solvant et d'effectuer les réactions de polymérisation et/ou de réticulation des résines employées comme liant. La température employée est de préférence comprise entre 50 et 250[deg.]C, notamment entre 100 et 200[deg.]C afin de conférer à la laque un degré de réticulation apte à diminuer sa perméabilité à l'eau. L'épaisseur de la couche de laque après durcissement est de préférence comprise entre 20 et 100 micromètres, notamment entre 40 et 70 micromètres afin d'obtenir l'opacité désirée.
Le substrat verrier employé peut être tout type de verre plat, (éventuellement bombé par les procédés de bombage connus de l'homme du métier, lorsqu'il s'agit de revêtir des surfaces courbes).
Il peut s'agir de verres monolithiques, c'est-à-dire composés d'une seule feuille de verre, laquelle peut être produite par le procédé float permettant d'obtenir une feuille parfaitement plane et lisse, ou par des procédés d'étirage ou de laminage. Dans ce dernier cas, et lorsque les rouleaux lamineurs présentent des formes en relief, la feuille de verre peut être imprimée et présenter des motifs (par exemple comme enseigné dans le document de brevet EP 493 202) sur au moins une de ses faces, de préférence la face support de la laque (ou face arrière).
Le verre peut être clair ou présenter des teintes diverses telles que le bleu, le bronze, le vert, le gris, ou encore le rose. La transmission lumineuse du verre peut être choisie entre 10 et 92% pour une épaisseur de 4mm.
Un mode de réalisation particulièrement préféré dans le cas où la laque est blanche ou de couleur ivoire consiste à utiliser comme substrat verrier une feuille de verre extra-clair, c'est-à-dire dont la teneur en oxyde de fer est inférieure à 250ppm, de préférence inférieure ou égale à 200ppm, voire à 150ppm, et dont la transmission lumineuse sous illuminant D65 est supérieure à 89%, notamment 90% pour une épaisseur de 4mm.
Il a été trouvé que les propriétés optiques d'un tel verre permettaient d'obtenir un excellent rendu de la couleur blanche ou 2005/0175
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ivoire de la laque alors que la teinte résiduelle verte des verres clairs courants, dont la teneur en oxyde de fer est de l'ordre de 1000ppm est particulièrement mise en évidence.
L'épaisseur du substrat verrier est de préférence comprise entre 2 et 19mm, de préférence entre 4 et 10mm, plus particulièrement entre 5 et 9mm.
Cette feuille de verre peut être rendue mate sur au moins une des faces (de préférence la face avant) par divers procédés de matage, par exemple le matage à l'acide fluorhydrique ou le sablage. Ce matage peut être réalisé sur l'intégralité de la face ou sur des zones particulières, créant ainsi des motifs mats légèrement en creux.
Ce dernier mode de réalisation peut être effectué en protégeant les zones qui ne seront pas gravées par un revêtement résistant aux acides qui sera ensuite ôté. L'aspect mat peut également être obtenu par dépôt d'un émail organique ou minéral.
Une couche réfléchissante, de préférence une couche d'argent obtenue par les procédés d'argenture connus de l'homme du métier peut également être interposée entre le substrat verrier (éventuellement pourvu de promoteurs d'adhésion du type silanes) et la laque, cette dernière remplissant alors la fonction de vernis protégeant la couche d'argent de la corrosion.
Un décor d'une ou plusieurs couleurs obtenu par des techniques de sérigraphie ou jet d'encre est avantageusement interposé entre le substrat verrier (éventuellement pourvu de promoteurs d'adhésion du type silanes) et la laque, et/ou en face avant.
On peut par exemple combiner l'application de décors en face avant et en face arrière.
Un mode de réalisation particulièrement intéressant concerne un revêtement mural selon l'invention, donc revêtu d'une laque en face arrière, ladite face arrière étant ensuite incisée par des moyens mécaniques (notamment par meulage à l'aide de meules de profils plus ou moins complexes) de manière à créer par exemple des lignes de 1 à 30 millimètres de largeur et de 0,5 à 3 millimètres de profondeur, où la totalité de la laque a donc été ôtée. Une couche décor, de préférence une couche d'argent obtenue par les techniques classiques d'argenture, peut ensuite être déposée sur la face arrière.
Dans le cas où les incisions sont réalisées selon des droites régulièrement espacées et suivant deux directions orthogonales, on peut ainsi obtenir à partir d'un unique panneau de verre appliqué sur la paroi l'impression visuelle d'une multiplicité de carreaux séparés par des joints, tout en obtenant l'avantage d'une face avant constituant une surface lisse, ce qui évite le problème d'encrassement des joints et facilite considérablement le nettoyage.
Ce mode de réalisation de l'invention permet en outre de diminuer le temps de pose des carrelages en verre en économisant les étapes de jointoiement.
Le substrat verrier peut également être revêtu de couches fonctionnelles telles que des empilements de couches anti-reflet, des couches à fonctionnalité auto-nettoyante (par exemple contenant de l'oxyde de titane préférentiellement cristallisé sous forme anatase et/ou rutile, qui présentent également des propriétés anti-salissure, anti-bactériennes, anti-buée et anticondensation), ou encore des couches hydrophobes. Des couches conférant des propriétés anti-dérapantes, notamment sous forme d'émail, sont particulièrement appréciées dans le cas de revêtements de sols.
Des couches anti-abrasion ou anti-rayures peuvent également revêtir le substrat selon l'invention.
Pour des raisons de sécurité ou pour conférer des fonctionnalités particulières, le substrat verrier peut avantageusement être un verre feuilleté constitué par un assemblage de plusieurs verres, notamment deux feuilles de verre séparées par une feuille plastique telle que le polyvinylbutyral (PVB). Des couches conductrices de l'électricité et donc chauffantes par effet Joule peuvent être intégrées sur une des faces du feuilleté, ce qui permet par exemple d'obtenir des sols et ou des murs chauffants.
La feuille plastique peut également comprendre des cristaux liquides susceptibles de s'orienter sous l'action d'un champ électrique, en permettant le passage d'un état translucide ou opaque à un état transparent, pouvant par exemple révéler un décor particulier situé en face arrière. Le substrat verrier peut également être un vitrage éclairant, par exemple un double vitrage rempli d'un gaz, notamment un gaz rare tel que le 2005/0175
10 xénon ou le néon, susceptible de donner lieu sous champ électrique à des décharges luminescentes, tel que décrit par exemple dans la demande WO 2004/015739 incorporée ici à titre de référence, ou un vitrage feuilleté ou multiple contenant des diodes électroluminescentes alimentées électriquement par des films minces conducteurs ou par des bandes ou fils sérigraphiés,
par exemple à base de pâte d'argent.
Lorsque le revêtement vitreux est sous forme de carrelage, les carreaux sont de préférence sous forme de rectangles dont les dimensions latérales sont des multiples de 15cm en tenant compte d'un joint d'une dimension donnée (par exemple 3mm). On peut ainsi former des carreaux de 15x15cm<2>, 15x30cm<2>, 15x45cm<2>, 30x45cm<2>, 30x30cm<2>, 45x45cm<2>etc.. Le fait de tenir compte d'un joint de dimension donnée pour chacune de ces dimensions permet de combiner sur un même mur des carreaux de taille différente tout en conservant un alignement des joints particulièrement appréciable sur le plan esthétique.
Un avantage du carreau de verre par rapport aux carreaux traditionnels en céramique réside justement dans la modularité des tailles possibles et la possibilité d'obtenir aisément des panneaux de grande taille.
L'obtention de la taille finale se fait en effet par simple découpe de grandes feuilles de verre dont la surface peut dépasser 10m<2>, alors que les dimensions des carreaux de céramiques ne peuvent être modifiées que par la réalisation et l'utilisation de moules de tailles différentes. Il est de plus extrêmement délicat d'obtenir des pièces céramiques de grande taille, par exemple dont la surface excède 1m<2>.
La forme des bords des carreaux selon l'invention a été particulièrement optimisée afin d'améliorer l'application des joints et d'éviter les défauts de jointoiement visibles.
Les inventeurs ont observé que certains façonnages de bords, notamment du type joint arrondi , rendaient difficile une application des joints couvrant uniformément l'intégralité du chant du carreau, la transparence du verre permettant en outre de rendre visibles au travers de la tranche les défauts éventuels de jointoiement. Les carreaux selon l'invention présentent donc préférentiellement des chants biseautés, 2005/0175
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éventuellement rodés et/ou polis, et caractérisés en ce que la largeur biseautée est supérieure en face avant. La face arrière est de préférence très peu affectée par le façonnage, de manière à ce que la couche de laque recouvre la quasitotalité de la surface du carreau. En particulier la largeur affectée par le façonnage en face arrière est avantageusement inférieure ou égale à 0,5mm, voire inférieure ou égale à 0,3mm.
D'une manière générale, la surface laquée est de préférence supérieure à la surface de la face avant après façonnage.
La découpe des carreaux de verre selon l'invention est particulièrement simple, et ne nécessite pas d'outillage spécifique autre que l'outillage utilisé pour la découpe des carreaux en céramique, notamment en grès cérame vitrifié, ou pour la découpe de marbre ou de granit.
De même le façonnage des bords après découpe peut être réalisé à l'aide d'une pierre à gréser, selon des méthodes bien connues des spécialistes de la pose de carreaux en céramique.
Citons encore quelques avantages techniques par rapport aux carrelages en céramique : la précision de découpe est généralement plus élevée, d'où un respect accru de faibles tolérances dimensionnelles, la possibilité de déposer la laque sur des plateaux de grandes dimensions avant découpe des carreaux permet une meilleure reproductibilité des décors, notamment de la teinte, la planéité est supérieure,
permettant ainsi de réduire la surconsommation de mortier-colle nécessaire pour compenser les éventuels espaces excédentaires entre le revêtement et la paroi.
La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée ci-après d'exemples de réalisation non limitatifs illustrés par les figures ci-jointes :
Les figures 1 et 4 illustrent des vues en perspective de différents modes de réalisation des revêtements selon l'invention, Les figures 2, 3, 5 illustrent des vues de profil de différents modes de réalisation des revêtements selon l'invention, 2005/0175
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Les figures 6 à 10 illustrent différents types de motifs pouvant être réalisés par gravure à l'acide sur la face avant du revêtement selon l'invention.
La figure 1 représente une vue en perspective d'un carreau de section carrée.
Le carreau comprend une feuille de verre clair monolithique 1 de 6mm d'épaisseur, dont la face arrière est revêtue d'une couche de laque 2 de 50 micromètre d'épaisseur, déposée selon le procédé du rideau. La face avant possède des motifs 3 gravés à l'acide sous forme de parallélépipèdes rectangles régulièrement espacés dans les deux directions orthogonales du carreau.
La laque 2 après séchage comprend les ingrédients suivants : un liant sous forme de résine polyuréthane obtenue par réticulation, par un isocyanate non aromatique, de résines acryliques hydroxylées issues de la polymérisation d'un styrène acrylique - des matières minérales (pigments et charges) à hauteur de 55% en masse.
Cette laque est obtenue par dépôt au rideau, suivi d'un séchage pendant une durée de 5 minutes.
La température de séchage est un paramètre important pour atteindre une perméabilité à l'eau suffisamment faible. Dans ces conditions particulières, et pour une température de séchage inférieure à 180[deg.]C, la perméabilité est trop élevée, et après collage sur une paroi à l'aide de mortier-colle, des défauts apparaissent après un délai de quelques jours, pendant le séchage du mortier. En l'occurrence, l'eau de gâchage du mortiercolle traverse la couche de laque, ce qui procure un double effet de décollement entre la feuille de verre et la couche de laque et d'attaque chimique de la surface du verre. En revanche, pour une température de séchage supérieure à 180[deg.]C, la plus forte réticulation du liant de la laque procure une perméabilité à l'eau plus faible, ne générant aucun défaut après collage au mortier-colle.
La figure 2 représente une vue de profil d'un carreau. Les bords de la feuille de verre monolithique 1 sont façonnés de manière à présenter des 2005/0175
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chants biseautés 4 par abattage des arêtes 5 et 6, cette étape étant réalisée de façon à ce que la surface laquée 2 soit supérieur à la surface de la face avant.
La figure 3 illustre également une vue de profil d'un carreau. Dans ce mode de réalisation, la face arrière du revêtement est recouverte d'une couche d'argent 7 par un procédé d'argenture. La couche de laque 2 vient recouvrir cette couche d'argent 7.
La figure 4 représente une vue en perspective d'un carreau formé par un vitrage feuilleté constitué par deux feuilles de verre de 4mm d'épaisseur reliées par une feuille de polyvinylbutyral 12 de 0,76mm d'épaisseur.
La face avant est gravée à l'acide et présente des motifs 10 sous forme de vaguelettes. Une des feuilles de verre est coupée sur le dessin afin de pouvoir figurer la présence de diodes électroluminescentes 11 (LED) sur la surface du polyvinylbutyral 13.
La figure 5 illustre une vue de profil d'un revêtement mural selon l'invention, qui présente une incision 12 de 3mm de largeur et 0,5mm de profondeur réalisée après laquage par meulage. Une couche d'argenture 7 est déposée et vient recouvrir la couche de laque 2 et la partie incisée 12. Une deuxième couche de laque 2 (d'une autre composition) a ensuite été déposée sur la totalité de la surface argentée.
Depuis la face avant, la couche argentée 7 n'est donc visible que sur l'incision 12.
Les figures 6 à 10 illustrent divers motifs techniquement réalisables par traitements de gravure à l'acide en face avant des revêtements muraux selon l'invention. Les parties sombres représentent les zones gravées, qui apparaissent donc en creux par rapport aux parties claires, lesquelles apparaissent en relief.
La présente invention est décrite dans ce qui précède à titre d'exemple. Il est entendu que l'homme du métier est à même de réaliser différentes variantes de l'invention sans pour autant sortir du cadre du brevet tel que défini par les revendications.
GLASS WALL CLADDING
The present invention relates to a glass wall covering, in particular in the form of tiles, intended to coat the walls of a dwelling, such as walls, floors or ceilings.
It relates more specifically to a coating that can be attached to the walls by the usual techniques of application of traditional tiles ceramic.
Glass wall coverings, in the form of panels or tiles, are particularly appreciated for their aesthetic qualities and ease of maintenance.
The total absence of porosity of the glass confers significant cleanability, while the light transmission and reflection properties of the glass produce highly valued optical effects, for example depth effects when decorations are placed on the back of the panels.
Their commercial development has, however, been slowed down for many years by the fact that glass coatings can not be applied to the walls by means of adhesives commonly used by ceramic tile laying specialists, such as than cementscolles, also called adhesive mortars.
The latter are mixtures of cement and sand to which is added so-called mixing water to form a paste that is applied to the walls to be coated and which then solidifies due to hydration reactions of the cement. However, the cement is incompatible with common glasses such as glasses of soda-lime-calcium composition, because its basic nature causes corrosion reactions of the glass which prevent any adhesion of the glass to the cement, and which strongly degrade the aesthetics of the panel of glass.
Various alternative means of fixing glass coatings are therefore employed. They can be mechanical, but then require the realization of expensive metal parts (screws, rivets, bolts).
The discontinuous mechanical assemblies also have the disadvantage of giving internal stress concentrations and uneven distribution of rigidity detrimental to good mechanical strength of the assembly. They are also visible, which can be embarrassing from an aesthetic point of view.
Glass coatings can also be fixed using adhesives, for example based on synthetic resins. Because of the high cost of adhesives used, they are rarely applied to the entire surface to be bonded, resulting in a poor distribution of shear forces, and therefore a lower quality bond. In addition, aging reactions can be expected to degrade their adhesive properties.
Solutions for using mortars have recently been proposed, but are not without drawbacks.
Thus, US Pat. No. 6,015,622 recommends the use of a very particular laying method, especially comprising mixing the mortar with an aqueous dispersion of a polyacrylic acid derivative. DE 100 34 981 claims a glass tile already coated with a cement of particular composition obtained with the aid of an aqueous dispersion of a styrene-butadiene type resin. The patent application EP-A-722,027 also discloses the use of a specific mortar, comprising 50% of an adjuvant consisting of a dilute aqueous dispersion of a synthetic resin.
In these three cases, the use of a special composition mortar is essential and the use of mortars commonly used by ceramic tile installers is not satisfactory.
It also appears that the smooth surface of the glass is detrimental to a good fixing of the glass tile to the masonry walls. Thus, the FR 599 239 patent recommended as early as 1925 the coating of tiles by a layer of paste or varnish derived from synthetic resins on which are fixed fragments of glass, metal, sand, gravel, marble, or any other inert matter. This method, however, requires the use of crushed fragments, resulting from an expensive process.
It is also known from the prior art of glass wall coverings, on which a decorative lacquer layer is affixed to the face in contact with the wall to be coated. But the type of lacquer used is also incompatible with the mortars, and such products must be applied to the walls by other means, for example using adhesive resins.
The present invention aims to remedy the aforementioned drawbacks by proposing a glass-based wall covering, in particular in the form of tiles, intended to coat the walls of a dwelling, and being able to be applied to said walls by the techniques traditionally used to the laying of ceramic tiles, especially by the use of mortarscolles usual.
The inventors have discovered that the essential physicochemical characteristic in this case is the water permeability of the lacquer.
When this quantity is inappropriate (in this case too high given the mortiercolle used), the mixing water, made basic by the hydration reaction of the cement, diffuses through the lacquer layer and comes to react chemically with the surface glass, thus making impossible any adhesion (in particular adhesion glass-lacquer), while degrading the appearance of the glass coating.
In its broadest sense, the coating according to the invention therefore comprises a glass substrate coated on the face to be applied with a lacquer-based layer,
characterized in that said lacquer has a permeability to water such that said coating can be applied to the walls using conventional adhesive mortars or mortars.
The maximum permeability value of the lacquer to be able to effect a durable bond depends of course on the type of adhesive mortar used. The lacquer of the coating according to the invention has a permeability to water at 25 ° C, expressed in cm <3> .cm.cr [tau] <2> .s <'1> .Pa <" 1> preferably less than 10 <"6>, even less than 5.10 <" 7>, and especially less than 10 <"7>. To ensure perfect adhesion and mechanical strength, especially shear strength, over long periods of time, it is even preferable for the lacquer to have a water permeability at 25 [deg.] C less than 10 <"8>. even 10 <"9>, and even 10 <" 10> cm <3> .cm.cm <"2> .s <" 1> .Pa <"1>.
The coatings according to the invention being in certain cases 2005/0175 intended to be placed in places with a damp environment (for example in the bathroom), it is even preferable that the water permeability of the lacquer covering a face of the coating according to the invention is less than 10 <10>, even 10 <12>, and even 10 <13> cm <3> .cm.cm <"2> .s <" 1>. Pa < "1>. Water permeability is defined as the product of the amount of water vapor diffusing through a material (in cm <3>) by the material thickness (in cm) relative to the product of the exposed surface (in cm <2>) by the exposure time (in seconds) and by the pressure difference (in Pascal) between the two faces of the material.
It can be measured for example by measuring the weight gain of a lacquer film after exposure in a climate chamber whose humidity level is controlled.
This quantity, in the case of a polymer, depends firstly on the chemical nature of the polymer, then on its morphology, which depends, for example, on the degree of crosslinking (via, for example, the content of crosslinking agent and / or the temperature crosslinking), the crystallization rate, a possible orientation of the molecules. It also depends, if any, on the nature and quantity of mineral charges.
The coating lacquer according to the invention therefore preferably comprises as a binder a synthetic resin, preferably in liquid form before deposition and suitable for oven drying.
It has been observed that lacquers comprising binders dried at high temperature (above 50.degree. C. or even 100.degree. C.) generally have a lower permeability than air-dried binders. ambient temperature, probably due to crosslinking reactions, for example by polycondensation, more successful and giving rise to three-dimensional networks of higher density.
The binder is advantageously a polyurethane resin, obtained by crosslinking, with an isocyanate or a polyisocyanate, of hydroxylated resins, in particular polyester resins or polyethers, or preferably acrylic resins (or polyacrylates), which have a high resistance to ultraviolet radiation.
In this case, the hydroxylated acrylic resin is preferably derived from the polymerization of an acrylic styrene, while the isocyanate (or polyisocyanate) preferably does not contain a group of the aromatic type. This particular combination makes it possible in particular to obtain low permeabilities, good mechanical properties (for example in terms of scratch resistance), and high resistance to ultraviolet radiation.
The binder of the coating lacquer according to the invention may also contain or be based on alkyd resin (s), obtained by chemical reaction between at least one polyol, at least one polyacid and at least one fatty acid or one oil. These alkyds are preferably short in oil, that is to say that the weight content of oil or fatty acid in the resin is preferably less than or equal to 40%.
The polyols may be, for example, glycerol or pentaerythritol compounds. The polyacids may be based on phthalic anhydride. The oils can be drying (such as linseed oil, wood or china oil), semi-drying (such as soybean oil, tall oil, safflower or dehydrated castor oil), or non-drying (such as coconut oil or castor oil). In order to improve their water-resistance properties, the alkyd binders can also be modified with monomers such as styrene, vinyltoluene or acrylates or with phenolic or epoxy resins. Heat-crosslinking aminoplast alkyd resins are particularly advantageous binders of the coating lacquer according to the invention.
The aminoplast crosslinking agent is preferably a ureaformol or melamine-formaldehyde resin, which gives good resistance to water, especially when they are provided at a rate of 20 to 30% by weight relative to the dry alkyd binder. The lacquer may also comprise a binder based on thermosetting acrylic resin, for example obtained by crosslinking an acrylic resin carboxylated with an epoxy resin, formo-phenolic or melamine-formaldehyde, an acrylic resin containing a carboxamide function with an epoxy binder or alkyd, or an epoxy-functional acrylic resin with acids or polyamines.
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The coating according to the invention is advantageously provided with a promoter adhesion layer (also called adhesion primer) located between the glass and the lacquer and whose function is to improve the adhesion between the glass and the lacquer. This layer is preferably based on silanes which make it possible to avoid the risks of delamination due to moisture. Adhesion promoters with glass, such as silanes, can also be dispersed in the lacquer.
The lacquer advantageously comprises pigments, inorganic and / or organic, preferably mineral, in order to impart the desired aesthetic properties. These pigments are preferably of the type resistant to ultraviolet radiation and moisture.
Among the pigments used in the context of the present invention, there are, for example, oxides of titanium or zirconium optionally doped with ions of transition elements, or mixed oxides of zircon type (ZrSiO). The pigments are preferably free of heavy metals such as cadmium or lead.
The lacquer may also contain mineral fillers intended to optimize its physicochemical parameters, for example its viscosity. The total content of mineral species (pigments and fillers) of laq e is preferably, expressed in mass percentage, between 40 and 70%, or even between 50 and 60%.
The lacquer coating according to the invention can be deposited with any type of process known to those skilled in the art, such as curtain, pneumatic spraying, screen printing or roll-coating.
The screen printing method has the advantage of being able to coat only a part of the substrate. The roll-coating process consists in passing the substrate to be coated between two rollers, one of which (generally the upper roll) is coated with lacquer. For reasons of cost, the method employed is preferably the curtain in which a lacquer flow is created on a line substantially perpendicular to the direction of travel of the glass substrate, thus allowing the entire surface of said substrates to be coated. The lacquer flow rate and the rate of travel of the substrate are adjusted so as to obtain a deposit of the desired thickness, preferably 100 to 200 micrometers in the wet state.
The substrate coated with the lacquer is then subjected to a heat treatment for curing the lacquer, more specifically to evacuate the solvent and perform the polymerization reactions and / or crosslinking of the resins used as binder. The temperature employed is preferably between 50 and 250 [deg.] C, in particular between 100 and 200 [deg.] C in order to give the lacquer a degree of crosslinking capable of reducing its permeability to water. The thickness of the lacquer layer after curing is preferably between 20 and 100 microns, especially between 40 and 70 microns to obtain the desired opacity.
The glass substrate used can be any type of flat glass, (possibly curved by the bending processes known to those skilled in the art, when it comes to coating curved surfaces).
It may be monolithic glasses, that is to say composed of a single sheet of glass, which may be produced by the float process making it possible to obtain a perfectly flat and smooth sheet, or by methods of stretching or rolling. In the latter case, and when the rollers have relief shapes, the glass sheet can be printed and have patterns (eg as taught in EP 493 202) on at least one of its faces, preferably the support face of the lacquer (or back side).
The glass can be clear or have various shades such as blue, bronze, green, gray, or pink. The light transmittance of the glass can be chosen between 10 and 92% for a thickness of 4mm.
A particularly preferred embodiment in the case where the lacquer is white or ivory color is to use as a glass substrate an extra-clear glass sheet, that is to say whose iron oxide content is less than 250ppm , preferably less than or equal to 200ppm, or even 150ppm, and whose light transmission under D65 illuminant is greater than 89%, especially 90% for a thickness of 4mm.
It has been found that the optical properties of such a glass make it possible to obtain an excellent rendition of the white color
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ivory lacquer while the green residual color of ordinary clear glasses, whose iron oxide content is of the order of 1000ppm is particularly highlighted.
The thickness of the glass substrate is preferably between 2 and 19 mm, preferably between 4 and 10 mm, more particularly between 5 and 9 mm.
This glass sheet can be made matt on at least one of the faces (preferably the front face) by various matting processes, for example hydrofluoric acid matting or sandblasting. This matting can be performed on the entire face or on particular areas, thus creating matted patterns slightly hollow.
This latter embodiment can be performed by protecting the areas that will not be etched by an acid resistant coating which will then be removed. The matte appearance can also be obtained by depositing an organic or mineral enamel.
A reflective layer, preferably a silver layer obtained by the silvering processes known to those skilled in the art can also be interposed between the glass substrate (possibly provided with adhesion promoters of the silane type) and the lacquer, this last then filling the varnish function protecting the silver layer from corrosion.
A decor of one or more colors obtained by screen printing or inkjet techniques is advantageously interposed between the glass substrate (optionally provided with adhesion promoters of the silane type) and the lacquer, and / or front face.
For example, it is possible to combine the application of decorations on the front face and the back face.
A particularly advantageous embodiment relates to a wall covering according to the invention, thus coated with a lacquer on the rear face, said rear face being then incised by mechanical means (in particular by grinding with grinding wheels of profiles more or less complex) so as to create for example lines from 1 to 30 millimeters in width and 0.5 to 3 millimeters in depth, where the entire lacquer was removed. A decorative layer, preferably a silver layer obtained by conventional silvering techniques, can then be deposited on the back side.
In the case where the incisions are made along lines regularly spaced and in two orthogonal directions, it is thus possible to obtain from a single glass panel applied to the wall the visual impression of a multiplicity of tiles separated by joints. , while obtaining the advantage of a front face constituting a smooth surface, which avoids the problem of fouling joints and greatly facilitates cleaning.
This embodiment of the invention also makes it possible to reduce the laying time of the glass tiles by saving the grouting steps.
The glass substrate may also be coated with functional layers such as antireflection layer stacks, layers with self-cleaning functionality (for example containing titanium oxide preferably crystallized in anatase and / or rutile form, which also exhibit anti-fouling, anti-bacterial, anti-fog and anti-condensation properties), or hydrophobic layers. Layers imparting anti-slip properties, especially in the form of enamel, are particularly preferred in the case of floor coverings.
Anti-abrasion or anti-scratch layers can also coat the substrate according to the invention.
For security reasons or to confer particular functionalities, the glass substrate may advantageously be a laminated glass consisting of an assembly of several glasses, in particular two glass sheets separated by a plastic sheet such as polyvinylbutyral (PVB). Conductive layers of electricity and therefore heated by Joule effect can be integrated on one side of the laminate, which allows for example to obtain floors and or heating walls.
The plastic sheet may also comprise liquid crystals that can be oriented under the action of an electric field, allowing the transition from a translucent or opaque state to a transparent state, which may for example reveal a particular decoration located opposite back. The glass substrate may also be an illuminating glazing, for example a double glazing filled with a gas, in particular a rare gas such as the 2005/0175
Xenon or neon, capable of giving rise to glow discharges under an electric field, as described, for example, in the application WO 2004/015739 incorporated herein by reference, or a laminated or multiple glazing unit containing electroluminescent diodes electrically powered by conductive thin films or by screen printed strips or wires,
for example based on silver paste.
When the vitreous coating is in the form of tiles, the tiles are preferably in the form of rectangles whose lateral dimensions are multiples of 15 cm taking into account a joint of a given dimension (for example 3 mm). We can thus form tiles of 15x15cm <2>, 15x30cm <2>, 15x45cm <2>, 30x45cm <2>, 30x30cm <2>, 45x45cm <2> etc. The fact of taking into account a dimension seal given for each of these dimensions allows to combine on the same wall tiles of different size while maintaining a seal alignment particularly aesthetically pleasing.
One advantage of glass tiles over traditional ceramic tiles lies in the modularity of the possible sizes and the possibility of easily obtaining large panels.
The final size can be obtained simply by cutting large sheets of glass whose surface can exceed 10m <2>, whereas the dimensions of ceramic tiles can only be modified by the production and use of molds of different sizes. It is also extremely difficult to obtain large ceramic pieces, for example, whose surface exceeds 1m <2>.
The shape of the edges of the tiles according to the invention has been particularly optimized in order to improve the application of the joints and to avoid visible grouting defects.
The inventors have observed that certain edge forming, in particular of the rounded joint type, made it difficult to apply the joints evenly covering the entire edge of the tile, the transparency of the glass also making it possible to make visible, through the edge, the possible defects. grouting. The tiles according to the invention therefore preferably have bevelled edges, 2005/0175
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possibly lapped and / or polished, and characterized in that the beveled width is greater in the front face. The rear face is preferably very little affected by shaping, so that the lacquer layer covers almost the surface of the tile. In particular, the width affected by shaping on the rear face is advantageously less than or equal to 0.5 mm, or even less than or equal to 0.3 mm.
In general, the lacquered surface is preferably greater than the surface of the front face after forming.
The cutting of glass tiles according to the invention is particularly simple, and does not require specific tools other than the tools used for cutting ceramic tiles, especially vitreous porcelain stoneware, or for cutting marble or marble. granite.
Likewise, the shaping of the edges after cutting can be carried out using a sandstone, according to methods well known to those skilled in the laying of ceramic tiles.
Let's mention some technical advantages over ceramic tiles: the cutting precision is generally higher, which means greater respect for small dimensional tolerances, the possibility of depositing the lacquer on large trays before cutting the tiles allows a better reproducibility of the decorations, especially of the hue, the flatness is superior,
thus reducing the over-consumption of adhesive mortar needed to compensate for any excess space between the coating and the wall.
The present invention will be better understood on reading the following detailed description of nonlimiting exemplary embodiments illustrated by the attached figures:
FIGS. 1 and 4 illustrate perspective views of various embodiments of the coatings according to the invention. FIGS. 2, 3, 5 illustrate side views of various embodiments of coatings according to the invention, 2005/0175
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Figures 6 to 10 illustrate different types of patterns that can be made by acid etching on the front of the coating according to the invention.
Figure 1 shows a perspective view of a square section tile.
The tile comprises a sheet of monolithic clear glass 1 6 mm thick, whose rear face is coated with a layer of lacquer 2 50 micrometer thick deposited by the process of the curtain. The front face has etched patterns 3 in the form of rectangular parallelepipeds evenly spaced in both orthogonal directions of the tile.
The lacquer 2 after drying comprises the following ingredients: a binder in the form of a polyurethane resin obtained by crosslinking, by a non-aromatic isocyanate, of hydroxylated acrylic resins resulting from the polymerization of an acrylic styrene - mineral materials (pigments and fillers) to height of 55% by mass.
This lacquer is obtained by curtain deposition, followed by drying for a period of 5 minutes.
The drying temperature is an important parameter for achieving a sufficiently low water permeability. In these particular conditions, and for a drying temperature below 180 [deg.] C, the permeability is too high, and after bonding to a wall using adhesive mortar, defects appear after a period of a few days during the drying of the mortar. In this case, the mixing water of the mortiercolle passes through the lacquer layer, which provides a double effect of separation between the glass sheet and the lacquer layer and etching of the surface of the glass. On the other hand, for a drying temperature greater than 180 [deg.] C, the strongest crosslinking of the lacquer binder provides a lower permeability to water, generating no defects after bonding with the adhesive mortar.
Figure 2 shows a side view of a tile. The edges of the monolithic glass sheet 1 are shaped so as to have the same characteristics as the 2005/0175
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beveled edges 4 by cutting edges 5 and 6, this step being performed so that the lacquered surface 2 is greater than the surface of the front face.
Figure 3 also illustrates a profile view of a tile. In this embodiment, the rear face of the coating is covered with a silver layer 7 by a silvering process. The layer of lacquer 2 comes to cover this layer of silver 7.
Figure 4 shows a perspective view of a tile formed by a laminated glazing consisting of two sheets of 4 mm thick glass connected by a polyvinyl butyral sheet 12 of 0.76 mm thick.
The front face is etched and has patterns in the form of wavelets. One of the glass sheets is cut in the drawing in order to be able to show the presence of light-emitting diodes 11 (LED) on the surface of the polyvinyl butyral 13.
Figure 5 illustrates a profile view of a wall covering according to the invention, which has an incision 12 of 3mm wide and 0.5mm deep made after grinding lacquering. A silver coating 7 is deposited and comes to cover the lacquer layer 2 and the incised portion 12. A second lacquer layer 2 (of another composition) was then deposited on the entire silver surface.
Since the front face, the silver layer 7 is visible only on the incision 12.
Figures 6 to 10 illustrate various technically feasible patterns by acid etching treatments in front of the wall coverings according to the invention. The dark parts represent the engraved areas, which appear hollow in relation to the light parts, which appear in relief.
The present invention is described in the foregoing by way of example. It is understood that the skilled person is able to achieve different variants of the invention without departing from the scope of the patent as defined by the claims.