Les cires
Les cires sont utilisées dans le monde automobile pour leur rendu (brillance, profondeur, effet miroir, effet mouillé, chaleur, ...) et la protection qu’elles offrent vis-à-vis des agressions extérieures (fientes, insectes/exosquelettes, contaminations atmosphériques, goudron, saleté de la route, sel , pluie acide, oxydation, ...).
1. Généralités
Le terme cire fait généralement référence à une substance organique solide qui peut devenir liquide à des températures élevées. La composition chimique des cires est complexe. Elles sont issues principalement du pétrole mais il existe également des cires naturelles : minérales (à base de lignite), végétales ou animales. Une cire automobile ne contient en général pas plus de 15 à 20% de cires naturelles.
Qu’elles soient solides, pâteuse ou liquide n’a pas grand intérêt pour un chimiste. La différence se fait sur les couts de production, le marketing mais aussi sur la facilité d’application et d’essuyage, la protection ou le rendu. Les seuls ingrédients qui feront la différence sont : la qualité de la cire, son pourcentage de contenu et ses agents (solvant, silicone ou huiles). Les cires en pâte sont des formes plus épaisses (en consistance) de cires liquides. Elles n’ont pas forcément plus de solvants. Les solvants et huiles des cires agissent comme des lubrifiants et aident à l’adhérence en travaillant dans les aspérités de la surface traitée.
Toutes les cires naturelles ont besoin d’un solvant pour être ramollie car dans leur état naturel elles peuvent être aussi solides que du béton. Les molécules des cires de carnauba ont des liaisons moléculaires fermées mais elles sont liées entre elles pour protéger la surface. Les cires polymères ont des liaisons ouvertes pour que les molécules forment des chaines. Elles ont une longévité meilleure que celle a base de carnauba. Une cire au carnauba va cependant offrir une meilleure protection contre les excréments d’oiseaux ou d’insectes qu’une cire aux polymères.
Pourcentage de la teneur : la plupart des cires au carnauba annoncent des teneurs de 50% de carnauba. Il s’agit de la teneur en poids et non en volume. 30% de la teneur en volume représente 50% de la teneur en poids. C’est pourquoi on ne peut jamais connaitre la teneur exacte à moins que le fabriquant stipule clairement si c’est une teneur en poids ou en volume. Le reste est constitué de solvants, de polymères, de silicone, d’huiles, de cire d’abeille, de cire synthétique ou d’autres cires.
La couche de cire sur le verni d’une voiture fait moins de 25 nanomètre (0,025 µm).
2. Les différentes cires
2.1 Les cires naturelles
Cire d’abeille : elle existe depuis 2000 ans. La cire est secrétée par les abeilles pour construire les alvéoles des ruches. La composition de la cire varie en fonction du lieu géographique et du régime alimentaire des abeilles formant la ruche. Elle comprend typiquement des hydrocarbones, des esters d’alcool acide et des acides carboxyliques. La fabrication de cire automobile se fait en général en mélangeant une quantité égale de cire d’abeille et d'essence de térébenthine dans laquelle la cire va se dissoudre.
Cire de carnauba : c'est la plus connue dans le domaine de l'entretient automobile. Elle est récupérée à partir d’une variété de palmier (Copernicia Prunifera, également appelé « Tree of Life ») qui pousse presque exclusivement au Brésil. Elle se forme sur la feuille des arbres et est récupéré par la coupe et le séchage des feuilles. Elle est caractérisée par sa dureté et son point de fusion élevé, qui sont les plus élevés des cires naturelles.
Copernicia Prunifera et bloc de carnauba pure.
Cire de candelilla : elle est récoltée dans des arbustes cultivés au Mexique et dans l’état du Texas.
Cire d’Ouricury : cire obtenue à partir des feuilles d’un autre palmier Brésilien.
Cire de Jojoba : extraite des graines de la plante de Jojoba qui pousse au Costa Rica, en Israël, au Mexique et aux Etats-Unis.
Cire Montan : elle provient d’une extraction (par solvant) de la lignite.
La plupart de ces cires naturelles se caractérisent par le degré de difficulté requis pour les récolter et les purifier, contrairement aux cires provenant de l’industrie pétrochimique (paraffine, microcristalline).
2.2 Les cires synthétiques
Elles sont apparues il y a une cinquantaine d’années et sont basées sur une résine polymère, acrylique ou silicone. Elles ont des propriétés différentes d’un fabriquant à un autre. Elles se distingue par leur rendu, leur longévité, la protection qu'elle offre qui sont fonction des molécules utilisées. Elles sont appelées sealants (mastiques). Leur intérêt provient de leur facilité et de leur cout de fabrication comparés à ceux des cires naturelles.
Sealants Zaino
3. Composants basiques d’une cire
La composition d’une cire ou d’un sealant, bien que plus complexe que d’autres produits, reste basique pour un chimiste. Les facteurs pris en compte dans la formulation sont la facilité d’application et d’essuyage, la capacité à nettoyer ou remplir (si nécessaire), la profondeur, la brillance, la durabilité, la résistance (pluie, détergents, lavages), la tenue dans le temps, ... Souvent une caractéristique est mise en avant au détriment des autres. La meilleure cire (ou sealant) sera celle (celui) qui regroupe le plus de ces caractéristiques.
Les principaux composants sont :
Solvants ou huiles : utilisé pour nettoyer chimiquement, adhérer à la surface, travailler le produit et l’étaler.
Emulsifiants : (huiles ou eau) pour stabiliser le produit et le rendre facile à utiliser.
Fins abrasifs : pour offrir un nettoyage doux et aider la cire à sécher pour faciliter l’essuyage.
Tensioactif : (surfactant) pour réduire la tension de surface des liquides.
Silicone : pour modifier certaines caractéristiques (brillance, lubrification).
Coloration : purement marketing.
Parfum : pour aider à vendre le produit.
Polymères : la plupart des cires contiennent des résines de polymères pour améliorer leur longévité.
4. Les sealants (polymères)
4.1 Polymère et polymérisation
Un polymère est un composé chimique dont la structure est une répétition de la même unité structurelle, appelée monomère. Il s’agit d’une macromolécule qui est formée d’une répétition de ce monomère connectés entre eux par des liaisons chimiques covalentes. On pense tout de suite au plastique mais le terme désigne une large classe de matériaux naturels et synthétiques.
La polymérisation consiste en la formation de chaines de monomères pour faire un polymère. La nature et l’arrangement relatif des monomères qui forment le polymère influence les propriétés du polymère. Il y a de nombreuses formulations de polymères (environ 30 000). Les sealants se distinguent entre eux par le type de polymères chimiquement créés et par l’émulsion utilisée dans le produit. La structure moléculaire de tous les polymères est basée sur une chaine d’atome de carbone.
4.2 Qu'est-ce qu'un sealant polymère ?
Un sealant polymère est donc une cire non-organique créé à partir de polymères pour sceller la peinture grâce à une fine barrière. Ils ont une très bonne durabilité, offrent un brillant lumineux mais argenté et plat. Ce sont de bon compromis comme cire du fait de leur longévité, mais ils leur manquent les propriétés des cires de carnauba (chaleur et profondeur). Ceci est inhérent à leur structure moléculaire covalente : ils ne peuvent mimer les propriétés d’une cire au carnauba.
S’ils sont mal conçus, les sealants polymères peuvent se fissurer, jaunir ou fausser l’optique de la surface peinte. La plupart des sealants polymères de qualités contiennent des amines ainsi qu’un mélange de résine et un faible pourcentage de cire. Ils se distinguent entre eux par le type de polymères chimiquement créés et les composants utilisés dans l’émulsion suspendant les polymères.
Les polymères utilisés dans les sealants ont besoin d’une surface peinte pour former un lien moléculaire. Ils se fixent mal sur une surface métallique. Un verni a une surface poreuse, ce qui leur permet de s’attacher très bien et d’offrir la protection attendue. Les sealants ont pris leur essor avec l’industrie chimique dans les années 30. Les sealants polymère les plus communs inclus des silicones, des acryliques, des uréthanes, des butyles et d’autres types de polymères.
4.3 Les différents types de sealants polymères
Sealant polymère : ce sont des molécules à liaisons ouvertes qui se joignent entre elles pour former un maillage de forme allongé qui a pour effet de refléter la lumière à cause de sa surface plate. Comme ils sont très transparents, ils transmettent fidèlement la couleur de la surface mais ils ont très peu de profondeur, résultant de ce qui est perçu comme une lueur plate et très brillante(comme celle de l'argenterie). La longévité est due au type de polymère utilisé (souvent du polymère amino-fonctionnel) dans leurs formulations.
Sealent acrylique polymère : Ils sont plus communément appelés sealant acrylique. Les polyacrylates sont un groupe de polymère, qui peuvent généralement être considérés comme des plastiques, réputés pour leur transparence. Les monomères acrylates composants les polymères peuvent être des acides acryliques, de l’acrylate de butyle, des di-ethylhexyl acrylate ou de l’acrylate de méthyle. Ces produits contiennent de l’acide polyéthylène-acrylique, qui provoque des gravures dans la peinture, et qui permet une liaison modifié avec la surface peinte. Ceci permet d’augmenter la durabilité par rapport a un produit à base de polyéthylène.
Zaino et Duragloss sont des exemples de polymères qui produisent un éclat clair et brillant. Klasse ou Werkstatt sont des sealants acryliques qui essaient de produire une lueur liquide.
Nanotechnologie : elle s’applique habituellement aux polymères qui ont un lien monoculaire étroit avec la surface ondulée de la plupart des substrats car ces derniers présentent tous des micro-fissures. Ces micro-fissures permettent à la nanotechnologie de former un lien très sécurisés avec la surface, favorisant la durabilité.
Cross-linking : il requiert une surface poreuse pour se lier. Les polymères adhèrent d’abord par la tension de surface puis après que le solvant ou l’huile se soit vaporisé, les polymères se lient entre eux (polymères réticulés) pour former une liaison moléculaire covalente à la surface. Le cross-linking chimique tend à augmenter la force et la ténacité (aux solvants, ou autres produits chimiques) et consiste à la formation de liaisons entre les chaines (semblable a un maillage).
4.4 Application
Les polymères ont besoin normalement de 24 heures avant d’appliquer à nouveau du produit si la température ambiante est en dessous de 21°C et 6 heures si elle est au dessus de 21°C. Tous les sealants polymères demandent un temps de pose avant que vous puissiez passez une nouvelle couche en obtenant de bons résultats. Le temps que met un polymère pour former ses liaisons monoculaires et/ou le temps d’attente pour appliquer une couche supplémentaire dépend de nombreux facteurs dont le type et la quantité de solvant utilisé, le type de polymère et des autres composants présents dans l’émulsion où sont suspendu les polymères. Si la polymérisation n’est pas terminée, la durabilité sera médiocre. Après polymérisation, les molécules sont stables et inertes. La présence d’eau ou de graisse empêche la polymérisation et va compromettre la force, la durabilité, le cross-linking et l’adhérence du polymère. Il faut s’assurer que la surface du véhicule ne sera pas exposée à la pluie, l’eau (cela inclut les Quick Detailer) pendant 12 à 24 heures.
Pour s’assurer d’une surface optimale (propre, sans huile et que la sous-surface ne contient ni graisse, ni résidus) pour l’accroche des sealants, il faut utiliser un polish sans huiles ou passer de l’alcool isopropylique (également appelé isopropanol ou IPA) ou un cleaner chimique (Zaino AIO, Klasse All-In-One, ...) après le polissage ou le passage de la clay. Les sealants polymères résistent à la chaleur, aux détergents et protègent (ou peuvent protéger) des pluies acides, de la pollution présente dans l’air, des excréments d’oiseaux, des UV. Les polymères sont hydrophobiques : les perles d’eau (beading) sont dues à la haute tension de surface (tensio-actif), l’écoulement (sheeting) est du a la structure moléculaire covalente. Plusieurs couches de sealant vont amener un look plus profond, plus mouillé (jetting), plus brillant. Une cire au carnauba va se fixer sur un polymère mais un polymère au dessus d’une carnauba ne pourra pas faire ses liaisons (à l’exception du Zaino Clear Seal : Z-CS).
5. Les cires au carnauba
5.1 Qu'est-ce que la carnauba ?
La carnauba est une cire végétale grasse, obtenue à partir de feuilles d’un palmier (Copernicia prunifera) poussant au nord et nord-est du brésil, le long des berges, des vallées et lagunes où le sol est noir et fertile. Cette cire recouvre les feuilles et est hydrophobe ; elle forme une barrière qui est une protection naturelle des feuilles contre les pluies acides, les polluants atmosphériques et les fientes d’oiseaux acides. Elle a une affinité avec l’eau, la capacité de retenir l’huile et a des propriétés de brillance excellente. La carnauba est la cire naturelle la plus dure, la plus solide et la plus transparente au monde. Elle contient principalement des esters d’acide gras (80-85%), des alcools gras (10-15%), des acides (3-6%) et des hydrocarbones (1-3%).
Sa couleur est déterminée par l’âge des feuilles quand elles sont récoltées. Elle va du jaune pale aussi appelée à tord carnauba blanche (pour des nouvelles feuilles non ouvertes) jusqu’au brun verdâtre appelée carnauba jaune (pour des vieilles feuilles exposées au soleil et aux intempéries). Il y a plusieurs qualités de carnauba : jaune, grade one, … La jaune pale (aussi appelée ivoire, blanche ou beige) a la plus grande clarté (elle est très transparente) et représente la plus haute qualité de carnauba disponible. Elle est très prisée pour les concours d’Elégance. La carnauba blanche n’existe pas naturellement. Il s’agit d’un terme marketing pour désigner la pureté (plutôt que beige ou ivoire). Une carnauba blanchie artificiellement a sa composition qui est forcément altérée et donc de moindre qualité. En plus de la couleur, la qualité se distingue aussi selon la région d’origine : Parnahyba, Piaui, Ceara et Bahai.
Carnauba beige
5.2 Application
La carnauba dans son état naturel ne peut être utilisé comme cire automobile car elle est vendue en bloc solide. C’est pourquoi on utilise des huiles, des solvants, de la cire d’abeille ou des polymères dans les cires pour qu’elles soient utilisables, performantes et durables. La carnauba appliquée sur une surface ne vas pas adhérer d’elle-même, ni former des liaisons moléculaires (à la façon des polymères). Les solvants et les huiles miscible sont ajoutés pour qu’elle puisse se répandre uniformément sur la surface. Les cires naturelles adhèrent initialement par la tension de surface. Le processus d’adhérence se fait ensuite, grâce aux éléments ajoutés (solvants et/ou huiles), dans les pores et le relief microscopiques de la surface créant ainsi un ancrage mécanique. La carnauba est intrinsèquement hydroscopique quand elle est exposée a l’eau : la cire gonfle et ferme ses pores, qui ajouté a la tension de surface provoque le perlage de l’eau (beading) et l’écoulement (sheeting).
L’application d’une cire peut demander deux étapes car associée à deux produits : une huile nettoyante (appelée cleaner ou pre-wax) et la cire. Le cleaner redonne les huiles perdues à la peinture, enlève la contamination de surface et prépare la surface pour que la cire puisse y adhérer de façon optimale en ouvrant les pores.
Les cires peuvent être considérées comme semi-solides jusqu’à ce que les agents (solvants ou huiles) s’évaporent. Ces molécules de cire forment une maille similaire à une boite à œuf sur les molécules de peintures (qui sont plus petites), ce qui leur donne une profondeur optique. A cause de cette forme particulière, la lumière reflétée est un peu déformée et produit le « jetting » aussi appelée effet mouillé (wet look). Ces propriétés de la carnauba créent un brillant riche avec une très grande profondeur et l’illusion d’une surface mouillée. Plus la qualité et le volume de carnauba sont importants dans la cire, plus cet effet sera prononcé.
Cire swissvax
Application à la main :
Zymöl et Swissvax ne conseille pas l’utilisation d’un applicateur avec leur cire premium afin d’obtenir le meilleur rendu. Ils utilisent des huiles naturelles à la place des solvants. En mettant la cire avec un applicateur, celui-ci absorberai une partie de ces huiles et cela serait préjudiciable sur l’effet esthétique. La principale raison de l’utilisation d’un applicateur est d’éviter d’attendre trois heures pour essuyer la surface une seconde fois afin d’enlever l’excès d’huiles.
L’application à la main est une étape importante utile pour ramollir la cire et pour l’étaler parcimonieusement. Certaines cires premium ont dans leur état latent des enzymes (c’est le cas des cires Zymöls avec la propolis) qui par le transfert de chaleur provenant des mains vont agir comme un catalyseur pour transformer le produit en cire prête a l’application. Il faut de la patience, car cela demande beaucoup de temps, mais le résultat en vaut la peine. Utilisez des gants en latex : ils sont efficaces car le latex ne raye pas et va prévenir la cire de souiller vos mains. Ils empêchent également de marquer le verni avec des paumes rugueuses ou avec les ongles.
Il faut mettre une petite quantité dans la paume de la main et la chauffer pour la faire fondre et activer la cire de carnauba. Avec les mains, appliquer doucement la cire dans un mouvement léger et d’une seule direction sur une surface de 20 à 25 cm² en suivant les lignes de la voiture. Essuyer après quelques minutes puis attendre trois à quatre heures (au soleil) pour que les huiles soient parties et essuyer doucement une nouvelle fois pour parfaire le brillant. L’application d’une cire Swissvax se fait sur toute la voiture avant de passer à l’essuyage alors que l’application et l’essuyage d’une cire Zymöl se fait panneau par panneau avec un essuyage immédiat (à cause des enzymes).
6. Historique Swissvax & Zymöl
Les formules originales des cires de la famille Anwander (propriétaire des marques Swizol, Swissol et Swissvax) ne sont pas basées sur des enzymes et étaient considérées comme supérieures à celles basées sur des enzymes car elles avaient été développées pour l’usage privé de Hans Anwander grand-père et fondateur de la société. Ces formules étaient connues comme « Antikwachs », étaient destinées aux antiquités précieuses et aux laques de la famille Anwander et étaient fabriquées à Zurich. Les cires Swissvax sont aujourd’hui des versions modifiées de ces formules (« Antikwachs »). Swissvax est de fait le créateur original des cires haut de gamme.
Dans les années 70, un membre de la famille Anwander est parti aux USA pour vendre des formules de cires appartenant à la famille. Mais quand elle a vu que le marché Américain n’était intéressé que par la production de masse (qui allait a l’encontre des traditions de la famille de produits faits à la main dans un environnement parfaitement contrôlé), il a été décidé qu’une formule modifiée serait vendue pour être produite au USA mais pas par la famille Anwander. Ces formules étaient basées sur des enzymes et ont été distribuée à l’origine par Turtle Wax avant que Zymöl (société et marque, le nom étant issu de « EnZyme Emolient ») ne soit fondée en 1980. La formule de Zymöl est dérivée de celle d’un fabriquant de charriot de Bischofsheim en Allemagne à la fin du XIXe siècle qui avait développé une cire a base de graisse animale pour protéger la peinture noir laquée des charriots. Les cires Zymöl sont des mixtures d’enzymes (propolis) jusqu'à ce qu’elles soient appliquées sur la voiture. L’air sert de catalyseur à l’accroche de la cire.
Anwander & Co. AG fut un distributeur des produits Zymöl en Europe entre 1992 et 1999. Zymöl a affirmé que Anwander a enregistré la marque Zymöl et le design de ses pots en Suisse alors qu’il travaillait comme distributeur. Plus tard, Anwander & Co. AG a enregistré la marque Swizöl en Suisse, qui selon Zymöl a été choisi pour tromper le public. Vers 2001, Zymöl a découvert que Anwander & Co. AG avait créé de nombreux nouveaux produits de soins automobile étiquetés Zymöl sans l'autorisation de Zymöl. En 2002, Anwander & Co. AG a accepté d’abandonner l’enregistrement et l'utilisation du nom Zymöl et du design du pot en Suisse. Par la suite, Anwander & Co. AG a adopté le nom Swissol pour ses produits de soins automobile, toujours pour prêter a confusion selon Zymöl.
Un pot de Swizöl Concorso (avant 2002) et un pot de Zymöl Glasur
Le 30 aout 2004, Zymöl a poursuivi Anwander & Co. AG et son distributeur aux Etats Unis John « Jack » Camarda pour violation de marque, de copyright et de concurrence déloyale en faisant de la publicité, important et vendant des produits de soins automobile identifiées sous les noms « Swissol » et « Concorso », portant a confusion avec les noms « Zymöl » et « Concours » utilisés par Zymöl depuis 20 ans. Le procès a montré que Anwander & Co. AG a copié intentionnellement l'habillage commercial de Zymöl : la Concorso ayant la même couleur, le même parfum et le même packaging que la Concours (sac avec un cordon, certificat d'authenticité, et même le texte du certificat).
Un pot de Swizöl Concorso avec le sac et le certificat et un pot de Zymöl Concours avec son sac
En 2005, Zymöl et Anwander & Co. AG ont arrêté les poursuites. Comme règlement, Anwander & Co. AG peut continuer à utiliser la marque Swizöl en Autriche, Allemagne, Lichtenstein et Suisse (leur territoire) et les produits avec la marque Swizöl peuvent être promu dans ces pays en français, allemand et italien. Le nom de la société Swizöl était utilisé depuis 1929 et a pu être conservé. En dehors de ces quatre pays précédents, Anwander & Co. AG utilisait le nom Swissol jusqu’au litige avec Zymöl résolut le 9 novembre 2005. Depuis la résolution du litige, en dehors de ces quatre pays, Anwander & Co. AG a cessé d’utiliser le nom Swizöl et a choisi le nom Swissvax. Anwander & Co. AG ne pouvait plus utiliser le nom Swissol mais avait 18 mois à partir de la date de l’accord pour l’abandonner. Anwander & Co. AG a du changer son packaging pour éviter de copier les pots Zymöl et ont du changer certaines couleurs et parfums. Il n’y a pas eu d’indemnité de versées a Zymöl. Aucun changement n’a été demandé à la cire Concorso.
Un pot de Swissol Onyx (avant 2005) et un pot de Zymöl Carbon
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