FR2921570A1 - Varnishing or painting comprises depositing mineral sublayer composed of mineral primer on the support, optionally drying, incorporating a hardener of the mineral sublayer, depositing the preparation on the support, and resting - Google Patents
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Abstract
Description
10 La présente invention concerne un procédé de vernissage ou de peinture utilisant un apprêt minéral en sous-couche. Le procédé est applicable à tout support perméable à l'eau tels que le bois et ses dérivés, le papier et ses dérivés, les murs de construction et en général tout support doté d'une certaine porosité et destiné à être peint ou verni. 15 Le dépôt de vernis ou de peinture sur une surface pour la protéger des intempéries ou de l'usure est connu depuis l'antiquité. Cependant ces vernis ou peinture ont toujours un effet limité dans le temps, notamment sous l'effet de l'humidité. 20 On connaît différents procédés pour améliorer la résistance d'un vernis ou d'une peinture à l'usure ou aux chocs. FR 2861738 dévoile par exemple une composition de revêtement pour surface en bois, en particulier de vernis en phase aqueuse, qui présente des propriétés améliorées de résistance à 25 l'abrasion, aux chocs et aux produits domestiques. Dans cette composition, une charge minérale est ajoutée au vernis et se lie au réseau polymère par le biais d'un agent de couplage approprié ou du durcisseur de la composition. La composition peut nécessiter ou pas l'utilisation d'un durcisseur, mais elle est toujours mono-couche. 1 30 - 2 C'est l'objet de l'invention que de fournir un procédé améliorant considérablement les propriétés d'un dépôt de vernis ou de peinture grâce à l'utilisation d'un ciment bi-composant, constitué d'une sous-couche d'apprêt minéral et d'un durcisseur. The present invention relates to a varnishing or painting process using an undercoat mineral primer. The method is applicable to any water-permeable substrate such as wood and its derivatives, paper and its derivatives, building walls and in general any support having a certain porosity and intended to be painted or varnished. Deposition of varnish or paint on a surface to protect it from bad weather or wear has been known since antiquity. However, these varnishes or paint always have a limited effect over time, especially under the effect of moisture. Various methods are known for improving the resistance of a paint or paint to wear or impact. FR 2861738 discloses, for example, a wood surface coating composition, in particular aqueous varnish, which has improved properties of resistance to abrasion, impact and household products. In this composition, a mineral filler is added to the varnish and binds to the polymer network via a suitable coupling agent or hardener of the composition. The composition may or may not require the use of a hardener, but it is always single-layered. It is the object of the invention to provide a method that considerably improves the properties of a lacquer or paint deposit by using a two-component cement, consisting of a sub-component. -layer of mineral primer and a hardener.
A cet effet, l'invention propose un procédé comportant les étapes consistant à : a) déposer une sous-couche minérale sur le support à peindre ou à vernir, b) laisser sécher, éventuellement, suivant un premier temps de séchage, c) incorporer un durcisseur de ladite sous-couche minérale au vernis ou à la peinture, d) déposer cette préparation sur le support à peindre ou à vernir, e) laisser reposer suivant un second temps de repos, de manière à ce que le durcisseur présent dans le vernis ou la peinture pénètre dans l'apprêt minéral et provoque sa prise tandis que le vernis ou la peinture effectue son processus de séchage. For this purpose, the invention provides a process comprising the steps of: a) depositing a mineral undercoat on the support to be painted or varnished, b) allowing to dry, optionally, according to a first drying time, c) incorporating a hardener of said mineral undercoat to the varnish or the paint, d) deposit this preparation on the support to be painted or varnished, e) leave to rest after a second rest period, so that the hardener present in the varnish or paint penetrates into the mineral primer and causes its setting while the varnish or paint performs its drying process.
L'invention concerne notamment l'utilisation d'un ciment bi-composant, constitué d'un mélange minéral en poudre constituant un apprêt minéral en sous-couche, sec ou dissous dans un solvant, ainsi que d'un durcisseur dudit mélange minéral, en vue du dépôt d'un vernis ou d'une peinture. La prise lente de cet apprêt minéral permet d'obtenir une réticulation minérale entre le support, l'apprêt en sous-couche et le vernis ou la peinture. Cette réticulation minérale a pour effets : • le renforcement des liens entre le support et le vernis et par conséquent 25 une meilleure résistance à l'usure ; la sous-couche minéralisée est plus dure ; • une meilleure résistance des peintures et vernis à l'humidité ; la réticulation minérale étant évolutive en milieu humide, la présence d'humidité dans le support et sur la peinture engendre la prise 30 progressive et évolutive de la sous-couche minérale et cela, tout au long du vieillissement de la surface peinte. L'accroche du vernis sur le support est renforcée par cette réticulation minérale, qui se développe en milieu humide ; • une amélioration des propriétés mécaniques et chimiques du système support/sous-couche/ peinture ou vernis telles que le durcissement de la surface du support, une meilleure résistance au feu : la sous couche minérale qui ne brûle pas isole le support de la peinture ce qui ralentit la prise du feu au coeur du support ; • des peintures et vernis moins nocives : l'utilisation de solvants moins volatils peut être privilégiée au lieu des solvants organiques très volatiles et aussi souvent nocifs qui sont actuellement utilisé pour les vernis et peintures courantes, le séchage du vernis ou de la peinture étant facilité par la circulation de l'humidité chargée en sels minéraux du durcisseur à travers la couche de vernis ou de peinture et par la prise minérale de la sous-couche ; • de meilleures propriétés acoustiques du support minéralisé ; une installation acoustique reflètera plus les hautes fréquences et génèrera également plus d'harmoniques s'il est vernis ou peint selon l'invention. The invention relates in particular to the use of a two-component cement, consisting of a mineral powder mixture constituting a mineral undercoat, dry or dissolved in a solvent, as well as a hardener of said mineral mixture, for the deposit of a varnish or paint. The slow setting of this mineral primer makes it possible to obtain a mineral crosslinking between the support, the primer undercoat and the varnish or the paint. This mineral cross-linking has the following effects: strengthening of the bonds between the support and the varnish and consequently a better resistance to wear; the mineralized sub-layer is harder; • better resistance of paints and varnishes to humidity; the mineral crosslinking being scalable in a humid environment, the presence of moisture in the support and on the paint causes the progressive and progressive taking of the mineral sub-layer and this, throughout the aging of the painted surface. The adhesion of the varnish on the support is reinforced by this mineral cross-linking, which develops in a humid environment; • an improvement of the mechanical and chemical properties of the support system / undercoat / paint or varnish such as the hardening of the surface of the support, a better resistance to fire: the mineral sublayer which does not burn isolates the support of the paint this which slows down the setting of the fire in the middle of the support; • less harmful paints and varnishes: the use of less volatile solvents may be preferred instead of the highly volatile and often harmful organic solvents that are currently used for common paints and varnishes, the drying of varnish or paint being facilitated by the circulation of the mineral-loaded moisture of the hardener through the layer of varnish or paint and by the mineral setting of the underlayer; • better acoustic properties of the mineralized support; an acoustic installation will reflect more high frequencies and also generate more harmonics if it is varnished or painted according to the invention.
Le procédé est applicable à tout type de vernis ou de peinture. Lorsque les solvants de la peinture ou du vernis et du durcisseur sont de natures différentes, par exemple un solvant organique et de l'eau, le mélange doit être vigoureusement agité pour obtenir une émulsion fine. Les ciments bi-composants peuvent être de fabrication artisanale, produits en laboratoire, tel que par exemple le ciment DavyaTM de Cordi-Géopolymère, ou en industrie. Ils sont constitués d'un mélange minéral en poudre, utilisé sec ou dilué dans un solvant volatile, par exemple de l'eau, et d'un composant durcisseur liquide ou solide dudit mélange minéral. On entend par mélange minéral un mélange dérivé de matériaux géologiques contenant en quantité variable par exemple du calcaire et ses dérivés, des 30 alumines, des silices et/ou des silico-aluminates ; d'autres minéraux ou résines -4 organiques servant à corriger la couleur, la texture et la fluidité de ce mélange peuvent être ajouté à cette préparation. Le durcisseur permet la prise du mélange minéral ; il peut être à base de silicates, par exemple du silicate de potassium, du silicate de sodium ou d'un extrait de ciment dit eau de ciment ; dans le cas d'un ciment bi-composant commercialisé on utilise le durcisseur prévu à cet effet. Le durcisseur peut se présenter sous forme liquide ou solide, c'est-à-dire sous forme de silicates en solution et/ou sous forme de particules en suspension dans un liquide, soit sous forme de poudre composée de silicate en cristaux et/ou d'autres particules minérales broyées, utilisée telle quelle. La caractéristique essentielle de ce durcisseur étant, qu'associé aux minéraux déposés en sous-couche, il provoque la prise minérale du ciment. The process is applicable to any type of varnish or paint. When the solvents of the paint or varnish and the hardener are of different natures, for example an organic solvent and water, the mixture must be vigorously stirred to obtain a fine emulsion. The two-component cements can be homemade, produced in the laboratory, such as, for example, Cordi-Geopolymer's DavyaTM cement, or in industry. They consist of a mineral powder mixture, used dry or diluted in a volatile solvent, for example water, and a liquid or solid curing component of said mineral mixture. By mineral mixture is meant a mixture derived from geological materials containing in variable quantity, for example limestone and its derivatives, aluminas, silicas and / or silico-aluminates; other organic minerals or resins to correct the color, texture and flowability of this mixture can be added to this preparation. The hardener allows the setting of the mineral mixture; it may be based on silicates, for example potassium silicate, sodium silicate or a cement extract called cement water; in the case of a commercial two-component cement, the hardener provided for this purpose is used. The hardener may be in liquid or solid form, that is to say in the form of silicates in solution and / or in the form of particles suspended in a liquid, either in the form of powder composed of crystalline silicate and / or other ground mineral particles, used as is. The essential characteristic of this hardener being, that associated with the minerals deposited in underlayer, it provokes the mineral setting of the cement.
Une caractéristique intéressante de ces ciments bi-composants est que la mise en présence de ces deux composants, réalisée le plus souvent en présence d'eau, provoque la prise du mélange minéral sous forme de ciment même en l'absence d'air (ciment à prise anaérobique). Cependant il est également possible d'utiliser un ciment mono-composant contenant des silicates comme apprêt minéral en sous-couche, pur ou associé à des minéraux qui favorisent la prise anaérobique du ciment, tels que pouzzolane ou argile ; dans ce cas, l'ajout d'eau, de sels minéraux, ou d'un extrait de ciment au vernis tient alors le rôle de durcisseur. An interesting characteristic of these two-component cements is that the bringing together of these two components, most often carried out in the presence of water, provokes the setting of the mineral mixture in the form of cement even in the absence of air (cement anaerobic setting). However, it is also possible to use a single-component cement containing silicates as a mineral undercoat, pure or associated with minerals that promote the anaerobic cement, such as pozzolan or clay; in this case, the addition of water, mineral salts, or an extract of cement varnish then takes the role of hardener.
Selon un mode de réalisation du procédé, on utilise le ciment bi-composant DavyaTM de Cordi-Géopolymère, dans lequel le mélange minéral est constitué de matériaux géologiques à base de silice et d'alumine et le durcisseur de silicates très concentrés en milieu alcalin. According to one embodiment of the method, use is made of the Cordi-Geopolymer two-component DavyaTM cement, in which the mineral mixture consists of silica and alumina-based geological materials and the silicate hardener is highly concentrated in an alkaline medium.
Selon un autre mode de réalisation, ledit mélange minéral sous forme de poudre est constitué d'un mélange de ciment de type Portland ou de chaux vive, d'argile kaolinitique et de pouzzolane. Le ciment, les silico-aluminates ou la chaux sont à la base de la prise minérale, les argiles et la pouzzolane permettent une prise en absence d'air. Des additifs tels que des résines organiques, des résidus de hauts fourneaux ou des briques broyées peuvent être utilisés pour affiner cette préparation minérale, par exemple adapter son accroche à un vernis ou à un support donné, améliorer la prise évolutive du ciment. According to another embodiment, said mineral mixture in powder form consists of a mixture of Portland cement or quicklime, kaolinitic clay and pozzolan. Cement, silico-aluminates or lime are at the base of the mineral catch, clays and pozzolan allow a setting in absence of air. Additives such as organic resins, blast furnace residues or crushed bricks can be used to refine this mineral preparation, for example to adapt its grip to a varnish or a given support, improve the evolutionary grip of the cement.
Dans ce mode de réalisation, le durcisseur peut être constitué par exemple d'une eau de ciment , c'est-à-dire de la partie surnageante d'un mélange 10 d'eau et de ciment ayant bouilli pendant un certain temps. In this embodiment, the hardener may consist of, for example, cement water, i.e. the supernatant of a mixture of water and cement having boiled for a certain time.
Ladite eau de ciment est obtenue en faisant bouillir : entre 10 g et 100 g de ciment de type Portland, dans un volume d'eau compris entre 0,5 et 1 litre d'eau, 15 pendant un temps compris entre 10 minutes et 1 h, et en récupérant la partie liquide et les poussières en suspension qui apparaissent en surface pendant la chauffe. Said cement water is obtained by boiling: between 10 g and 100 g of Portland-type cement, in a volume of water of between 0.5 and 1 liter of water, for a time of between 10 minutes and 1 h, and recovering the liquid part and the suspended dust which appear on the surface during the heating.
Avantageusement, 1 < eau de ciment sera réalisée en faisant bouillir 100 g 20 de ciment de type Portland dans 1 litre d'eau pendant 10 minutes et en récupérant la partie liquide et les poussières en suspension qui se trouvent à la surface de ce liquide en ébullition. Il est important qu'il y ait suffisamment d'eau dans le mélange pour pouvoir récupérer une quantité suffisante de produit actif, à savoir les particules les plus fines en suspension et sels 25 minéraux en cours de précipitation, surnageant au cours de la chauffe. Ce durcisseur particulier doit être aussitôt incorporé au vernis, sans être mis à sécher. Advantageously, 1 <water of cement will be made by boiling 100 g of Portland cement in 1 liter of water for 10 minutes and recovering the liquid part and the suspended dust which are on the surface of this liquid. boiling. It is important that there is enough water in the mixture to be able to recover a sufficient amount of active product, namely the finest particles in suspension and mineral salts during precipitation, supernatant during heating. This particular hardener must be immediately incorporated in the varnish, without being put to dry.
Le mélange minéral déposé en sous-couche est préférentiellement dilué dans 30 de l'eau pour obtenir une pâte liquide mais il peut également être utilisé sec ou dilué dans un autre liquide volatil tel que l'alcool ou même gras tel que de l'huile, choisi de manière à ce qu'il ne gène pas la prise minérale du ciment. La dilution ou la mise en suspension de cet apprêt dépend de la densité du support et de ses caractéristiques d'accroche. Deux éléments essentiels sont à prendre en compte dans cette application : • Si le solvant est de l'eau, le temps de séchage de cette sous-couche minérale doit être inférieur au temps nécessaire à la prise du ciment. • L'apprêt minéral appliqué doit être suffisamment fin et/ou dilué de manière à obtenir une pénétration en profondeur de l'apprêt, mais il doit rester dense. The inorganic mixture deposited in the undercoat is preferably diluted in water to obtain a liquid paste but it can also be used dry or diluted in another volatile liquid such as alcohol or even fat such as oil. , chosen so that it does not interfere with the mineral setting of the cement. The dilution or suspension of this primer depends on the density of the support and its attachment characteristics. Two essential elements must be taken into account in this application: • If the solvent is water, the drying time of this mineral sub-layer must be less than the time required for setting the cement. • The applied mineral primer must be sufficiently thin and / or diluted to obtain a deep penetration of the primer, but it must remain dense.
A titre d'exemple, pour un support en bois tendre moyennement poncé, la dilution doit être de 20 g de poudre pour 20 cl d'eau. By way of example, for a moderately sanded softwood support, the dilution should be 20 g of powder per 20 cc of water.
Dans une première étape, cette pâte est déposée sur le support de façon à faire 15 pénétrer le mélange minéral le plus possible dans le support grâce à des mouvements circulaires du pinceau. On peut aussi poser cet apprêt minéral directement sous forme de poudre par un ponçage au chiffon dit en bouche pores , ou ajouter un collagène ou des résines organiques, qui devront être très solubles à l'eau ou au solvant du 20 vernis audit apprêt minéral. In a first step, this paste is deposited on the support so as to penetrate the mineral mixture as much as possible into the support by means of circular movements of the brush. This mineral primer can also be applied directly in the form of a powder by sanding with a so-called pore-in-mouth cloth, or by adding a collagen or organic resins, which must be very soluble with water or with the solvent of the varnish with the said mineral primer.
Dans une seconde étape on laisse sécher l'apprêt minéral qui vient d'être déposé sur le support. Le temps de séchage est variable en fonction des conditions de température et d'humidité. Comme indiqué plus haut, il doit être 25 inférieur au temps de prise de l'apprêt minéral si le solvant est de l'eau ; en général cet apprêt posé sera sec au touché en 15 minutes et prêt à vernir après 3 heures. Cette étape est bien sûr sans objet si l'apprêt minéral a été déposé sous forme de poudre. In a second step the mineral primer which has just been deposited on the support is allowed to dry. The drying time is variable depending on the temperature and humidity conditions. As indicated above, it must be less than the setting time of the mineral primer if the solvent is water; in general, this primer will be dry to the touch in 15 minutes and ready to varnish after 3 hours. This step is of course irrelevant if the mineral primer has been deposited as a powder.
30 Dans une troisième étape, le durcisseur est incorporé dans le vernis ou la peinture à déposer sur le support. Dans le cas où le solvant du vernis ou de la peinture est à base d'eau, ladite incorporation se fait généralement sans difficulté. Dans le cas où ledit solvant est organique, par exemple un vernis ou une peinture glycérophtalique, il faut agiter vigoureusement le mélange pour réaliser une émulsion fine et parvenir à cette incorporation. Le durcisseur peut être également incorporé au vernis ou à la peinture sous forme de poudre. Le dosage du durcisseur est par exemple établi en fonction de la quantité de minéral déposée en sous-couche sur le support, d'après le mode d'emploi du ciment bi-composant si on utilise un ciment bi-composant commercialisé, d'après des tests de prises du ciment bi-composant hors vernis , ou empiriquement. Si la sous-couche est un ciment contenant des silicates, de l'eau pure constitue le durcisseur. In a third step, the hardener is incorporated in the varnish or paint to be deposited on the support. In the case where the solvent of the varnish or paint is water-based, said incorporation is generally without difficulty. In the case where said solvent is organic, for example a varnish or a glycerophthalic paint, vigorously stir the mixture to achieve a fine emulsion and achieve this incorporation. The hardener may also be incorporated into the lacquer or paint in powder form. The dosage of the hardener is, for example, established as a function of the amount of mineral deposited as an underlayer on the support, according to the instructions for use of the two-component cement if a commercial two-component cement is used, according to take tests of two-component cement without varnish, or empirically. If the underlay is a cement containing silicates, pure water is the hardener.
Dans une quatrième étape, on applique, de façon classique, le vernis ou la peinture chargée en durcisseur sur le support préalablement recouvert de ladite sous-couche minérale. Éventuellement un essuyage sommaire du support est réalisé afin d'éliminer la poudre de sous couche en excès. In a fourth step, the varnish or the paint loaded with hardener is conventionally applied to the support previously covered with said mineral sub-layer. Possibly a rough wiping of the support is carried out in order to remove the excess undercoat powder.
La cinquième et dernière étape du procédé consiste en un séchage lent du vernis ou de la peinture de façon à ce que se développe la prise ou réticulation minérale entre le support, la sous-couche et le vernis ou la peinture. Le vernis ou la peinture sèche alors en deux phases : • Séchage par évaporation du solvant : les caractéristiques de séchage du vernis sont inchangées (il devient sec au touché) mais il est respirant car le durcisseur capte l'humidité ; la pression osmotique de l'apprêt minéral permet le passage de l'humidité à travers le vernis. • Prise des composants minéraux : ladite humidité provoque une prise ou réticulation minérale progressive à l'intérieur du vernis, dans la sous-couche minérale et en surface du support, due à la prise du ciment. La rapidité de cette prise interne dépend de la porosité du vernis ou de la peinture et du degré d'humidité ambiant. En général, plus le vernis est en milieu humide plus cette prise est importante. Il est recommandé, pendant le temps de séchage par évaporation du vernis, de maintenir le vernis humide de façon à initialiser cette prise minérale, soit en incorporant de l'eau dans le vernis soit en maintenant le vernis en milieu humide pendant le temps de séchage du vernis. The fifth and last step of the process consists of a slow drying of the varnish or paint so that the setting or mineral crosslinking between the support, the undercoat and the varnish or the paint develops. The varnish or paint then dries in two phases: • Drying by evaporation of the solvent: the drying characteristics of the varnish are unchanged (it becomes dry to the touch) but it is breathable because the hardener captures moisture; the osmotic pressure of the mineral primer allows the passage of moisture through the varnish. • Taking mineral components: said moisture causes a gradual setting or mineral crosslinking inside the varnish, in the mineral sub-layer and on the surface of the support, due to the setting of the cement. The speed of this internal grip depends on the porosity of the varnish or paint and the degree of ambient humidity. In general, the more the varnish is in a humid environment, the more this is important. It is recommended, during the drying time by evaporation of the varnish, to maintain the wet varnish so as to initialize this mineral setting, either by incorporating water into the varnish or by keeping the varnish in a humid environment during the drying time. some nail polish.
L'initialisation et le développement d'une réticulation minérale entre le support, la sous-couche et le vernis ou la peinture peut advenir naturellement, mais on peut aussi la favoriser en créant les conditions pour qu'elle se déclenche. Si on désire accélérer et renforcer la prise minérale du vernis, on peut maintenir le vernis en présence d'eau plus longtemps, par exemple le temps de prise du ciment utilisé, soit en maintenant le support en milieu humide, soit en incorporant plus d'eau au vernis utilisé. L'importance de cette présence d'eau dépend : • du type de ciment bi-composant utilisé, les ciments à base de chaux 15 étant plus sujets à cet ajout d'eau que les ciments à base de silicoaluminate, • de la perméabilité à l'eau du vernis ou de la peinture : si le vernis est suffisamment perméable, la pression osmotique des composants minéraux peut engendrer une présence naturelle d'eau dans le vernis 20 pendant la prise du ciment bi-composant. The initialization and the development of a mineral cross-linking between the support, the undercoat and the varnish or the paint can occur naturally, but one can also favor it by creating the conditions so that it is triggered. If it is desired to accelerate and strengthen the mineral setting of the varnish, the varnish can be maintained in the presence of water longer, for example the setting time of the cement used, either by maintaining the support in a humid environment, or by incorporating more varnish water used. The importance of this presence of water depends on: • the type of two-component cement used, lime-based cements being more subject to this addition of water than silicoaluminate-based cements, • permeability to the water of the varnish or the paint: if the varnish is sufficiently permeable, the osmotic pressure of the mineral components can cause a natural presence of water in the varnish 20 during the setting of the two-component cement.
Une méthode pour maintenir le support humide et favoriser la prise minérale du ciment bi-composant intégré au vernis consiste par exemple à couvrir le support d'un film plastique. One method for maintaining the wet substrate and promoting the mineral setting of the two-component cement incorporated in the varnish consists, for example, in covering the support with a plastic film.
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