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Contrôle des peintures Masse volumique On utilise un pycnomètre de type Hubbard uniquement pour la mesure de la masse volumique des adhésifs liquides comportant des solvants volatils. Nettoyer puis sécher le pycnomètre Le peser à 1 mg près : m0. Le remplir d’eau distillée à température ambiante et peser : m1. En déduire à l’aide du tableau ci-dessous le volume exact du pycnomètre. Sécher le pycnomètre, le remplir avec l’adhésif liquide (toujours à température ambiante) et peser : m2. Calculer la moyenne de deux résultats d’essai, les écarts individuels ne devant pas s’écarter de plus de 0,005 g/mL Le procès-verbal d’essai devra obligatoirement mentionner la température Température en °C Masse volumique de l’eau en g.mL -1 19 0.9984 20 0.9982 21 0.9980 22 0.9978 23 0.9975 24 0.9973 Extrait sec Extrait sec conventionnel Il s’agit alors de l’extrait sec déterminé par passage dans une étuve dont la température et le temps sont spécifiés par une norme. Par exemple, la norme ISO 3251 impose une température de 105°C pendant une heure pour les peintures séchant à l’air, et une température de 125°C pendant une heure pour les peintures séchant au four. Deux déterminations concordantes à 2% doivent être réalisées, et le résultat exprimé correspond à leur moyenne. Le procès-verbal d’essai doit obligatoirement mentionner la température d’essai et la période de chauffage. Extrait sec à masse constante La durée d’étuvage n’est pas fixée. On chauffe jusqu’à obtention d’une masse constante. Durée de séchage « apparent complet » La durée de séchage peut être déterminée à l’aide d’un enregistreur mécanique, conformément à la norme ASTM D 5895. Le film est appliqué sur un support de verre, et une aiguille est posée sur celui-ci. Elle défile alors à une vitesse définie par l’utilisateur, et il

Contrôle des peintures

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Page 1: Contrôle des peintures

Contrôle des peintures Masse volumique

On utilise un pycnomètre de type Hubbard uniquement pour la mesure de la masse volumique des adhésifs liquides

comportant des solvants volatils.

Nettoyer puis sécher le pycnomètre

Le peser à 1 mg près : m0.

Le remplir d’eau distillée à température ambiante et peser : m1.

En déduire à l’aide du tableau ci-dessous le volume exact du pycnomètre.

Sécher le pycnomètre, le remplir avec l’adhésif liquide (toujours à

température ambiante) et peser : m2.

Calculer la moyenne de deux résultats d’essai, les écarts individuels ne devant

pas s’écarter de plus de 0,005 g/mL

Le procès-verbal d’essai devra obligatoirement mentionner la température

Température en °C Masse volumique de l’eau en g.mL-1

19 0.9984

20 0.9982

21 0.9980

22 0.9978

23 0.9975

24 0.9973

Extrait sec

Extrait sec conventionnel

Il s’agit alors de l’extrait sec déterminé par passage dans une étuve dont la température et le temps sont spécifiés par

une norme.

Par exemple, la norme ISO 3251 impose une température de 105°C pendant une heure pour les peintures séchant à

l’air, et une température de 125°C pendant une heure pour les peintures séchant au four. Deux déterminations

concordantes à 2% doivent être réalisées, et le résultat exprimé correspond à leur moyenne. Le procès-verbal d’essai

doit obligatoirement mentionner la température d’essai et la période de chauffage.

Extrait sec à masse constante

La durée d’étuvage n’est pas fixée. On chauffe jusqu’à obtention d’une masse constante.

Durée de séchage « apparent complet »

La durée de séchage peut être déterminée à l’aide d’un enregistreur

mécanique, conformément à la norme ASTM D 5895.

Le film est appliqué sur un support de verre, et une aiguille est posée

sur celui-ci. Elle défile alors à une vitesse définie par l’utilisateur, et il

Page 2: Contrôle des peintures

est alors possible d’évaluer visuellement la durée de séchage à partir de la trace :

Mesures rhéologiques

La rhéologie d’un produit peut être évaluée par différents moyens, selon le type d’information et l’objectif recherchés.

Viscosimétrie

Les viscosimètres sont des instruments de contrôle-qualité. Leur rôle n’est pas d’identifier le comportement

rhéologique d’un produit mais de réaliser des mesures ponctuelles.

Le viscosimètre Brookfield est employé pour évaluer la viscosité à bas gradient de vitesse. On mesure alors la

résistance d’un mobile en rotation dans un échantillon. Le couple mesuré, la vitesse de rotation et les

caractéristiques du mobile sont combinés pour calculer la valeur de viscosité. Le procès-verbal d’essai doit

impérativement faire figurer la température d’essai, la vitesse de rotation ainsi que le type de mobile utilisé.

Le viscosimètre cône et plateau est employé pour évaluer la viscosité à haut gradient de vitesse. Un cône très

précis, résistant à l’abrasion, tournant à haute vitesse sur un plateau contrôlé en température, simule les

conditions réelles de cisaillement d’application. Le procès-verbal d’essai doit impérativement faire figurer la

température d’essai, la vitesse de rotation ainsi que le type de mobile utilisé.

La coupe d’écoulement permet d’évaluer la viscosité cinématique. Elle est avant tout destinée à déterminer

le taux de dilution nécessaire pour que la peinture soit applicable au pistolet pneumatique.

Rhéométrie

Les rhéomètres sont des instruments d’investigation, qui permettent de caractériser complètement le comportement

rhéologique afin de modifier la formulation. Ils sont reliés à un système d’acquisition et permettent de tracer des

rhéogrammes, de mesurer avec précision des seuils d’écoulement, d’évaluer la thixotropie, etc.

Viscosimètre Brookfield

Viscosimètre cône & plateau

Coupe d’écoulement Rhéomètre

Page 3: Contrôle des peintures

Application de films à épaisseur déterminée

Les applicateurs de film (ou « tire-film ») permettent d’obtenir un film de peinture sec homogène et d’épaisseur

constante. Les applicateurs de peinture peuvent être à barre ou à spirales.

Applicateur à spirale Applicateur à 4 côtés

Finesse de grains

La mesure de finesse de grains à l’aide de la jauge Hegman

est un contrôle ponctuel réalisé en cours de fabrication. Il

permet de vérifier que la dispersion est satisfaisante, juste

avant l’étape de complément. La jauge Hegman est un bloc

plat en acier dont la surface est entaillée de deux rainures

plates et uniformes. Ces rainures s’étendent d’une

profondeur maximale à une extrémité de la jauge et de façon

décroissante jusqu’à rejoindre le point zéro à l’autre bord du

bloc acier.

L’échelle Hegman s’étend de 0 à 8. Plus la valeur Hegman est

élevée, plus les particules sont petites :

0 Hegman: taille de particule = 100 µm ; 4 Hegman: taille de

particule = 50 µm ; 8 Hegman: taille de particule = 0 µm

Utilisation :

Placer l’échantillon du produit au point le plus profond des rainures. Etaler à l’aide de la règle de précision en position

inclinée jusqu’à l’autre extrémité. Mettre le bloc à hauteur des yeux et déterminer le point de mesure pour lequel de

grosses particules ou des traces sont visibles.

Page 4: Contrôle des peintures

Epaisseur de revêtement sec

Il existe des sondes permettant de mesurer précisément l’épaisseur d’un film correctement séché et / ou réticulé. Les

méthodes magnétiques sont les plus répandues.

Induction magnétique

Méthode employée dans le cas des supports ferreux. La sonde comporte une bobine excitée par un courant alternatif.

Lorsqu’on l’approche du support, elle crée un champ magnétique qui modifie à son tour l’inductance de la bobine, et

donc la tension de sortie, proportionnellement à l’épaisseur du revêtement.

Courants de Foucault

Méthode employée dans le cas des supports non ferreux. Le principe est similaire à l’induction magnétique, mais cette

fois la bobine est excitée par un courant alternatif de haute fréquence. Lorsqu’on l’approche d’un métal non ferreux,

on génère des courants de Foucault qui vont à leur tour affaiblir par induction le champ de la bobine.

Induction Courants de Foucault

Page 5: Contrôle des peintures

Brillance (réflexion spéculaire)

La réflexion est dite spéculaire lorsqu’un faisceau de rayons parallèles sont réfléchis avec le même angle. La réflexion

est dite diffuse lorsque le faisceau incident est réfléchi dans plusieurs directions. Cette propriété est en grande partie

liée à l’état de surface – lisse ou rugueux – du film.

Réflexion spéculaire Réflexion diffuse

L’indice de brillant indique la part de rayonnement indicent réfléchi par réflexion spéculaire. Il est toujours mesuré par

rapport à un étalon : verre noir, indice de réfraction = 1,567. L’analyse et l’éclairage se font selon le même angle.

Géométries de mesure :

20°/20° : objets brillants (> 70 ub) 60°/60° : objets satinés (10ub < brilllant < 70 ub) 85°/85° : objets mats (<10 ub)

Couleur

On distingue deux types d’instruments de mesure de la couleur :

Colorimètre tristimulaire (ou colorimètre simple) : destiné à des mesures ponctuelles (contrôle-qualité). Son

rôle est de valider un lot par rapport à un étalon (standard), c’est-à-dire de vérifier que l’écart colorimétrique

est inférieur à la tolérance définie.

Spectrocolorimètre : analyse, longueur d’onde par longueur d’onde, l’énergie lumineuse diffusée par

l’échantillon (courbe de réflectance). C’est un outil d’investigation permettant la formulation de teintes

(MTAO : Mise à la Teinte Assistée par Ordinateur).

Page 6: Contrôle des peintures

Principe de fonctionnement

Le système dispersif utilisé dans un colorimètre simple est un ensemble de filtres permettant de simuler la réponse

trichromatique de l’œil humain. Dans un spectrocolorimètre, on utilise un monochromateur (prisme, réseau)

permettant d’obtenir un spectre de réflectance.

La géométrie de mesure

Le choix de la géométrie de mesure permet de prendre en compte ou non l’influence de la texture, ou de la

brillance, sur la couleur mesurée.

Géométrie 45 / 0 (ou 0/45) : colorimètres simples

Géométrie qui permet de simuler les conditions normales d’évaluation des couleurs : fidèle à l’observation

naturelle.

Avec ce type de géométrie, une différence de teinte sera mesurée entre des matériaux de même pigmentation

mais de textures différentes. Cela peut-être utile lorsque l’on veut harmoniser les couleurs avec des matières

différentes (exemple : habitacle d’une automobile).

Géométrie sphérique (d/8 ou 8/d)

Cette géométrie permet de choisir si l’on souhaite ou non prendre en compte la texture. On utilise alors une

sphère d’intégration permettant d’obtenir une lumière diffuse.

Page 7: Contrôle des peintures

Deux choix possibles :

- SCE = Composant spéculaire exclus ; la mesure est proche de l’évaluation visuelle, de la même manière

que la géométrie 45/0.

- SCI : Composant spéculaire inclus : minimise les conditions de surface ; la couleur est parfaitement

mesurée, indépendamment de l’état de surface. Cela permet de formuler des teintes sans tenir compte

de l’état de surface du film de peinture.

Géométrie 45 / 0 ou diffuse avec spéculaire exclus : Couleurs mesurées différentes (ΔE = 3)

Géométrie diffuse avec spéculaire inclus : Même couleurs mesurées (ΔE = 0)

Rendement superficiel spécifique (RSC)

Rendement superficiel spécifique (NF T 30-001) : superficie moyenne d’un subjectile déterminé qu’il est possible de

recouvrir en une simple couche avec un volume ou une masse de peinture, par un procédé d’application déterminé,

dans les conditions pratiques de sa mise en œuvre.

Principe : on détermine la masse de produit consommé pour une application à la brosse sur un support de surface

définie. La détermination rendement pour un volume consommé (les peintures commerciales sont vendues au

volume) nécessite d’avoir au préalable déterminé la masse volumique 𝜌 du produit.

Mode opératoire :

Homogénéiser la peinture et la verser dans un récipient

Peser le récipient contenant la peinture et le matériel d’application : m1

Appliquer à la brosse sur carte contraste normalisée (grille de surface S) disposée verticalement en veillant à

répartir la peinture d’une manière uniforme, en évitant toute coulure, perte ou surépaisseur

Peser de nouveau le récipient, la peinture et le matériel d’application : m2

Expression du résultat (rendement volumique) :

RSC = 𝑆×1000×𝜌

𝑚1−𝑚2 (en m2/g)

Page 8: Contrôle des peintures

Essai de quadrillage (mesure d’ « adhérence »)

Le quadrillage permet d’estimer la résistance d’un revêtement de peinture à être séparé de son subjectile lorsqu’on y

pratique des incisions allant jusqu’au subjectile. Cette propriété dépend, entre autres facteurs de l’adhérence, mais

l’essai de quadrillage ne peut être considéré comme le véritable moyen de mesure l’adhérence (il faut pour cela

pratiquer un essai de traction). Le procès-verbal d’essai devra faire figurer l’épaisseur sèche, qui aura été mesurée sur

une zone proche de la zone testée.

Résistance mécanique

Résistance au choc

La résistance au choc est évaluée par un essai de chute de masse.

Il est possible de pratiquer des chocs directs ou indirects (en présentant la face non

revêtue). On peut également faire un essai de cotation (hauteur nécessaire pour

obtenir une rupture du film) ou en tout ou rien (ex : chute à 36cm).

Le résultat de l’essai est le produit de la masse par la hauteur, la résistance au choc

est donc exprimée en kg.cm.

Le procès-verbal d’essai devra faire figurer l’épaisseur sèche, qui aura été mesurée sur

une zone proche de la zone testée.

Dureté Persoz (dureté pendulaire)

Le test consiste à mesurer le temps d’amortissement d’un pendule oscillant sur une

surface-test. L’amplitude d’oscillation du pendule, qui dépend de la dureté, est détectée

grâce aux faisceaux photoélectriques du pendule. Elle décroît plus vite sur les surfaces

souples. La dureté Persoz s’exprime donc en secondes.

Le procès-verbal d’essai devra faire figurer l’épaisseur sèche, qui aura été mesurée sur

une zone proche de la zone testée.

Page 9: Contrôle des peintures

Résistance à la rayure (dureté crayon)

L’objectif de ce test de dureté destructif est de déterminer la résistance des revêtements

ou des laques aux rayures superficielles. Ce test est particulièrement utile sur les laques

pour l’automobile ou l’ameublement, mais il est également utile au développement des

résines synthétiques et autres matériaux filmogènes sous formes de films.

Généralement, les tests de rayure sont faits en déplaçant sur la surface à tester un objet

effilé soumis à une pression donnée. Le résultat peut être soit la valeur de la pression

exercée si la dureté de l’outil utilisé est constante, soit la valeur de la dureté de l’outil si

la pression exercée est constante.

Vingt crayons de grade différent (grade 9B au grade 9H) sont utilisés avec un support

standard. Les crayons sont mis en mouvement sous pression fixe et à un angle donné,

de façon à minimiser les erreurs dues à l’opérateur. Les crayons peuvent être

facilement intervertis, de façon à réduire au minimum le temps nécessaire au test.

Abrasion sèche

Certaines peintures nécessitent une grande résistance à

l’abrasion : revêtements pour sols (passages répétés,

traces de pas, déplacements de meubles ...), revêtements

pour meubles (chaises, tables…), pour l’emballage …

L’abrasimètre permet d’évaluer la résistance de la

peinture au frottement d’une meule abrasive, celle-ci est

placée sur un plateau rotatif. On mesure alors la perte de

masse correspondant à un nombre de tours donné (qui

doit figurer dans le procès-verbal d’essai).

Abrasion humide

La résistance à l'abrasion humide évalue la résistance du feuil de peinture à des lavages répétés. Cette résistance est

déterminée selon la norme ISO 11998, c'est-à-dire après une période de séchage du feuil de 28 jours à 23°C (+- 2°C) et

50 % (+-5%) d'humidité relative. L’échantillon est soumis à l’action d’un frotteur en mousse effectuant un mouvement

de va-et-vient en présence d’eau et éventuellement de savon.

Il existe cinq classes de résistance à l'abrasion humide :

Classification Perte d’épaisseur du film

Classe 1 inférieur à 5µm à 200 frottements Classe 2 entre 5 et 20 µm à 200 frottements Classe 3 entre 20 et 70 µm à 200 frottements Classe 4 inférieur à 70 µm à 40 frottements Classe 5 supérieur à 70 µm à 40 frottements

Page 10: Contrôle des peintures

Flexibilité du film : pliage, emboutissage, etc.

La résistance d’un film de peinture à diverses déformations peut être une qualité cruciale dans certains cas, comme le

coil-coating (tôles prélaquées, usinées avec le film de peinture). Des appareils permettent de simuler ces diverses

déformations : essai d’emboutissage, mandrin conique, mandrin cylindrique …

Résistance chimique (résistance aux liquides – méthode par taches)

Un panneau d’essai revêtu du film à tester est placé horizontalement. On applique plusieurs gouttes du liquide d’essai

espacées d’au moins 2 cm, et à plus de 1,2 cm du bord. On laisse agir pendant un temps déterminé (à préciser sur le

procès-verbal d’essai). A la fin de la période prescrite, le panneau est soigneusement lavé à l’eau courante ou avec un

solvant si un liquide organique a été testé. Examiner immédiatement le panneau en vue de déceler un cloquage. Ne

pas tenir compte d’une détérioration due aux effets de bord.