CH720102A2 - Method for producing an article comprising a colored abrasion-resistant coating, and article comprising such a coating - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un procédé de production d'un article comprenant un substrat et un revêtement coloré résistant à l'abrasion présent sur au moins une partie d'une surface du substrat, le procédé (10) comprenant la fourniture d'un substrat (1) comprenant un élément métallique et/ou un alliage d'un élément métallique, et/ou un polymère, la fourniture d'un premier composé (3) comprenant un groupe fonctionnel R 1 sélectionné dans le groupe consistant en un alkyle en C 1 à C 20 , un cycloalkyle en C 1 à C 20 , un aryle en C 1 à C 10 , un amide, une amine, un mercapto, un (méth)acrylate, et un époxy, et facultativement comprend au moins un atome d'halogène, et un second composé (4) comprenant un groupe fonctionnel pouvant être réticulé ; l'hydrolyse du premier composé et du second composé ; la condensation des premier et second composés hydrolysés, pour ainsi obtenir un prépolymère ; l'ajout d'un colorant au prépolymère ; l'application du prépolymère sur au moins une partie d'une surface du substrat ; et l'induction de la réticulation du groupe fonctionnel pouvant être réticulé par l'exposition du prépolymère à un ou plusieurs parmi une température allant jusqu'à 250 °C, un rayonnement UV ou un rayonnement IR, pour ainsi obtenir un article comprenant un substrat et un revêtement coloré résistant à l'abrasion recouvrant au moins une partie d'une surface du substrat ; le revêtement coloré résistant à l'abrasion étant un revêtement hybride organique-inorganique réticulé comprenant au moins un groupe fonctionnel R 1 , et le revêtement hybride organique-inorganique réticulé étant lié par covalence au substrat.The present invention relates to a method of producing an article comprising a substrate and a colored abrasion resistant coating present on at least a portion of a surface of the substrate, the method (10) comprising providing a substrate ( 1) comprising a metallic element and/or an alloy of a metallic element, and/or a polymer, providing a first compound (3) comprising a functional group R 1 selected from the group consisting of a C 1 alkyl to C 20 , a C 1 to C 20 cycloalkyl, a C 1 to C 10 aryl, an amide, an amine, a mercapto, a (meth)acrylate, and an epoxy, and optionally comprises at least one atom of halogen, and a second compound (4) comprising a crosslinkable functional group; hydrolyzing the first compound and the second compound; condensing the first and second hydrolyzed compounds, thereby obtaining a prepolymer; adding a colorant to the prepolymer; applying the prepolymer to at least a portion of a surface of the substrate; and inducing crosslinking of the crosslinkable functional group by exposing the prepolymer to one or more of a temperature of up to 250°C, UV radiation or IR radiation, thereby obtaining an article comprising a substrate and a colored abrasion-resistant coating covering at least a portion of a surface of the substrate; the colored abrasion-resistant coating being a crosslinked organic-inorganic hybrid coating comprising at least one R 1 functional group, and the crosslinked organic-inorganic hybrid coating being covalently bonded to the substrate.
Description
Domaine technique de l'inventionTechnical field of the invention
[0001] La présente invention concerne un procédé de production d'un article comprenant un substrat et un revêtement coloré résistant à l'abrasion sur au moins une partie de la surface du substrat. La présente invention concerne en outre de tels articles. The present invention relates to a method for producing an article comprising a substrate and a colored abrasion-resistant coating on at least part of the surface of the substrate. The present invention further relates to such articles.
Contexte de l'inventionBackground of the invention
[0002] Les revêtements protecteurs qui améliorent la durée de vie de l'article ou du produit suscitent de plus en plus d'intérêt. Par exemple, la durée de vie d'un produit peut être améliorée en plaçant un revêtement durable sur les surfaces susceptibles de subir une usure, telle qu'une usure par abrasion, ou d'être exposées à des environnements agressifs (humidité, température). [0002] Protective coatings which improve the lifespan of the article or product are attracting more and more interest. For example, the lifespan of a product can be improved by placing a durable coating on surfaces likely to experience wear, such as abrasive wear, or be exposed to aggressive environments (humidity, temperature). .
[0003] De tels revêtements protecteurs peuvent être, selon l'application ou l'utilisation de l'article qu'ils protègent, résistants à l'abrasion, inhibiteurs de corrosion, hydrofuges, oléofuges, anti-empreintes digitales, résistants aux UV, ou peuvent avoir une certaine dureté. [0003] Such protective coatings may be, depending on the application or use of the article they protect, abrasion resistant, corrosion inhibitors, water repellent, oil repellent, anti-fingerprint, UV resistant, or may have a certain hardness.
[0004] En outre, des revêtements décoratifs sont aujourd'hui également utilisés dans un large éventail d'applications. En particulier, les revêtements protecteurs qui sont également décoratifs, ou les revêtements décoratifs qui impliquent également un certain degré de protection, gagnent en intérêt, car ils permettent de fabriquer des produits attractifs dont les performances et/ou la durabilité sont améliorées. [0004] Furthermore, decorative coatings are today also used in a wide range of applications. In particular, protective coatings that are also decorative, or decorative coatings that also imply a certain degree of protection, are gaining interest, as they allow the manufacture of attractive products with improved performance and/or durability.
[0005] Un exemple de revêtement décoratif est un revêtement coloré. Les revêtements colorés peuvent être transparents, translucides ou opaques. Les revêtements colorés permettent de remplacer l'utilisation de pièces colorées, qui peuvent être coûteuses. Par exemple, dans l'industrie horlogère, des composants noirs peuvent être utilisés, tels que des composants en fibres de carbone, en céramique noire ou en carbone stratifié, mais ces composants sont généralement coûteux. [0005] An example of a decorative coating is a colored coating. Colored coatings can be transparent, translucent or opaque. Colored coatings replace the use of colored parts, which can be expensive. For example, in the watch industry, black components can be used, such as carbon fiber, black ceramic, or laminated carbon components, but these components are usually expensive.
[0006] Il est connu de déposer un revêtement protecteur coloré sur la surface d'un substrat, tel que du titane ou un acier, au moyen de procédés DLC et PVD. Un inconvénient de ces procédés est la nécessité de travailler dans un environnement contrôlé pour éviter une contamination, par exemple en travaillant dans une boîte à gants remplie d'un gaz inerte, ou en travaillant à pression réduite. Par conséquent, de tels procédés sont complexes et coûteux. En outre, les précurseurs utilisés dans de tels procédés sont souvent considérés comme toxiques et/ou non respectueux de l'environnement. [0006] It is known to deposit a colored protective coating on the surface of a substrate, such as titanium or steel, by means of DLC and PVD processes. A disadvantage of these processes is the need to work in a controlled environment to avoid contamination, for example working in a glove box filled with an inert gas, or working at reduced pressure. Consequently, such processes are complex and expensive. Additionally, precursors used in such processes are often considered toxic and/or environmentally unfriendly.
[0007] Ces dernières années, les revêtements obtenus au moyen d'un procédé sol-gel sont devenus intéressants. Les revêtements sol-gel sont souhaitables pour leur respect de l'environnement, haute performance, compatibilité avec les technologies d'application de revêtement existantes et pour la simplicité d'adaptation à la demande des propriétés du revêtement. [0007] In recent years, coatings obtained by means of a sol-gel process have become interesting. Sol-gel coatings are desirable for their environmental friendliness, high performance, compatibility with existing coating application technologies and for the simplicity of tailoring coating properties on demand.
[0008] En particulier, des revêtements hybrides organiques-inorganiques, tels que ceux connus sous la marque déposée Ormocer, obtenus au moyen d'un procédé sol-gel, ont suscité l'intérêt. De tels revêtements ont le potentiel de combiner les propriétés intrinsèques des matériaux inorganiques à celles des matériaux organiques. Les matériaux hybrides organiques-inorganiques permettent d'obtenir des caractéristiques que le matériau organique ou inorganique pur ne peut fournir. Généralement, les matériaux polymères organiques possèdent une bonne élasticité, ténacité, formabilité, et possèdent une densité plutôt basse, tandis que les matériaux inorganiques sont habituellement durs, rigides et thermiquement stables. Avec les revêtements hybrides organiques-inorganiques, il est possible de modifier et d'optimiser les propriétés du revêtement hybride organique-inorganique en modifiant les motifs structuraux organiques et ceux inorganiques. Grâce à leur réseau inorganique, les polymères hybrides organiques-inorganiques sont capables de faire preuve d'une stabilité mécanique, chimique et thermique élevée dans les environnements agressifs. [0008] In particular, organic-inorganic hybrid coatings, such as those known under the registered trademark Ormocer, obtained by means of a sol-gel process, have attracted interest. Such coatings have the potential to combine the intrinsic properties of inorganic materials with those of organic materials. Organic-inorganic hybrid materials provide characteristics that pure organic or inorganic material cannot provide. Generally, organic polymer materials possess good elasticity, toughness, formability, and have a rather low density, while inorganic materials are usually hard, rigid, and thermally stable. With organic-inorganic hybrid coatings, it is possible to modify and optimize the properties of the organic-inorganic hybrid coating by modifying the organic and inorganic structural patterns. Thanks to their inorganic network, organic-inorganic hybrid polymers are able to demonstrate high mechanical, chemical and thermal stability in aggressive environments.
[0009] Les revêtements hybrides organiques-inorganiques sont caractérisés par une liaison directe, c'est-à-dire une liaison à l'échelle moléculaire, entre les motifs structuraux inorganiques et les motifs structuraux organiques. Les revêtements hybrides organiques-inorganiques sont ainsi un polymère à réseau inorganique tridimensionnel et réseau organique tridimensionnel interconnectés avec des liaisons covalentes. [0009] The organic-inorganic hybrid coatings are characterized by a direct bond, that is to say a bond at the molecular scale, between the inorganic structural units and the organic structural units. Organic-inorganic hybrid coatings are thus a polymer with a three-dimensional inorganic network and a three-dimensional organic network interconnected with covalent bonds.
[0010] Le procédé sol-gel est un procédé de production de matériaux solides à partir de petites molécules, et est considéré comme une technique durable et non toxique. Le procédé implique la conversion de monomères en une solution colloïdale (sol) qui joue le rôle de précurseur pour un réseau intégré (ou gel) soit de particules discrètes, soit de polymères en réseau (polymères réticulés). [0010] The sol-gel process is a process for producing solid materials from small molecules, and is considered a sustainable and non-toxic technique. The process involves the conversion of monomers into a colloidal solution (sol) which acts as a precursor for an integrated network (or gel) of either discrete particles or networked polymers (cross-linked polymers).
[0011] 'Characteristics of colored inorganic-organic hybrid materials', K. Wojtach, M. Laczka, et al., Journal of Non-Crystalline Solids 2007, volume 353, issues 18-21, pages 2099-2103, divulgue des revêtements hybrides organiques-inorganiques colorés appliqués sur un substrat en verre au moyen d'un procédé sol-gel. Les revêtements sont obtenus à partir de phényltriéthoxysilane (PhTES), de 3-glycidoxypropyltriméthoxysilane (GPTMS), de tri-sec-butylate d'aluminium (TBA) et de colorants à base de complexes métalliques, qui sont ajoutés à la matrice polymère. Les revêtements hybrides organiques-inorganiques colorés présentent une bonne résistance aux produits chimiques et une bonne stabilité de la couleur. Le verre coloré est encore transparent. [0011] 'Characteristics of colored inorganic-organic hybrid materials', K. Wojtach, M. Laczka, et al., Journal of Non-Crystalline Solids 2007, volume 353, issues 18-21, pages 2099-2103, discloses coatings colored organic-inorganic hybrids applied to a glass substrate using a sol-gel process. The coatings are obtained from phenyltriethoxysilane (PhTES), 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane (GPTMS), tri-sec-aluminum butoxide (TBA) and metal complex dyes, which are added to the polymer matrix. Colored organic-inorganic hybrid coatings exhibit good chemical resistance and color stability. The colored glass is still transparent.
[0012] Le document EP 0 486 469 divulgue une composition de revêtement résistant à l'abrasion comprenant un organoalcoxysilane et un composé hydrolysable d'un métal tel que le titane ou le zirconium. La composition peut comprendre en outre un pigment ou un mélange de pigments afin de former une peinture durable non poreuse. Les polymères hybrides organiques-inorganiques sont obtenus au moyen d'un procédé sol-gel, et peuvent être appliqués sur la surface d'un substrat en plastique. [0012] Document EP 0 486 469 discloses an abrasion-resistant coating composition comprising an organoalkoxysilane and a hydrolyzable compound of a metal such as titanium or zirconium. The composition may further comprise a pigment or a mixture of pigments to form a durable, non-porous paint. The organic-inorganic hybrid polymers are obtained by means of a sol-gel process, and can be applied to the surface of a plastic substrate.
[0013] Un inconvénient des revêtements hybrides organiques-inorganiques susmentionnés est que plusieurs colorants sont considérés comme toxiques, en particulier les colorants à base de complexes métalliques. Cela limite généralement la quantité de colorant qui peut être utilisée, ce qui peut avoir un impact sur l'homogénéité et la saturation du revêtement, en donnant des articles colorés considérés de qualité inférieure. Les produits chimiques toxiques limitent également l'application ou l'utilisation finale des articles colorés obtenus, car un contact, par exemple avec l'environnement ou la peau, peut devoir être évité. [0013] A disadvantage of the aforementioned organic-inorganic hybrid coatings is that several dyes are considered toxic, in particular dyes based on metal complexes. This generally limits the amount of dye that can be used, which can impact the uniformity and saturation of the coating, resulting in colored items considered of lower quality. Toxic chemicals also limit the application or end use of the resulting colored articles, as contact, for example with the environment or skin, may need to be avoided.
Résumé de l'inventionSummary of the invention
[0014] La présente invention vise à pallier un ou plusieurs des inconvénients ci-dessus. Un objet de l'invention est de fournir un procédé de production d'un article comprenant un substrat et un revêtement coloré résistant à l'abrasion, le procédé étant réalisé à des températures modérées et ne nécessitant pas de longs temps de traitement. En d'autres termes, un objet est de fournir des procédés dont la consommation d'énergie est réduite par rapport aux procédés de la technique antérieure. Un objet supplémentaire est de fournir un procédé qui ne nécessite pas l'utilisation de composants agressifs ou toxiques, pour ainsi fournir des procédés présentant un impact environnemental plus faible et fournissant des articles qui peuvent être utilisés dans un plus large éventail d'applications. The present invention aims to overcome one or more of the above drawbacks. An object of the invention is to provide a method of producing an article comprising a substrate and a colored abrasion resistant coating, the method being carried out at moderate temperatures and not requiring long processing times. In other words, an object is to provide processes whose energy consumption is reduced compared to prior art processes. A further object is to provide a process which does not require the use of harsh or toxic components, thereby providing processes with a lower environmental impact and providing articles which can be used in a wider range of applications.
[0015] Un objet supplémentaire de l'invention est de fournir un article comprenant un substrat comprenant un revêtement coloré résistant à l'abrasion, en particulier des revêtements présentant une excellente adhérence au substrat. Un objectif supplémentaire est de proposer un article comprenant un substrat et un revêtement, le revêtement améliorant la durée de vie et/ou la durabilité du substrat. Un objectif supplémentaire est de proposer un article dans lequel le revêtement confère au substrat, en plus d'une couleur, au moins une excellente résistance à l'abrasion, une protection contre la corrosion ou une excellente dureté. [0015] An additional object of the invention is to provide an article comprising a substrate comprising a colored coating resistant to abrasion, in particular coatings having excellent adhesion to the substrate. An additional objective is to provide an article comprising a substrate and a coating, the coating improving the lifespan and/or durability of the substrate. An additional objective is to provide an article in which the coating gives the substrate, in addition to a color, at least excellent abrasion resistance, protection against corrosion or excellent hardness.
[0016] Selon un premier aspect de l'invention, il est divulgué un procédé de production d'un article comprenant un substrat et un revêtement coloré résistant à l'abrasion présent sur au moins une partie d'une surface du substrat comme mentionné dans les revendications annexées. [0016] According to a first aspect of the invention, there is disclosed a method for producing an article comprising a substrate and a colored abrasion-resistant coating present on at least part of a surface of the substrate as mentioned in the appended claims.
[0017] Le procédé comprend la fourniture d'un substrat. Le substrat comprend un élément métallique et/ou un alliage d'un élément métallique, et/ou un polymère. Par exemple, le substrat peut être un substrat métallique, tel que du cuivre, un alliage, tel qu'un alliage de cuivre (par exemple du laiton), un polymère, tel qu'un méthacrylate-acrylonitrile-butadiène-styrène (MABS), ou un composite comprenant à la fois un polymère et un élément métallique ou alliage de celui-ci. Par exemple, un composite peut comprendre une matrice polymère renforcée par des éléments métalliques, tels que des fibres ou fils métalliques. [0017] The method comprises providing a substrate. The substrate comprises a metallic element and/or an alloy of a metallic element, and/or a polymer. For example, the substrate may be a metal substrate, such as copper, an alloy, such as a copper alloy (e.g. brass), a polymer, such as methacrylate-acrylonitrile-butadiene-styrene (MABS) , or a composite comprising both a polymer and a metallic element or alloy thereof. For example, a composite may comprise a polymer matrix reinforced by metallic elements, such as metal fibers or wires.
[0018] Le procédé comprend en outre la fourniture d'un premier composé selon la formule (I) dans laquelle M est un silicium ou un titane, R<1>est un groupe comprenant un ou plusieurs groupes fonctionnels sélectionnés dans le groupe consistant en un alkyle en C1à C20, un cycloalkyle en C1à C20, un aryle en C1à C10, un amide, une amine, un mercapto, un (méth)acrylate, et un époxy, et R<2>, R<3>, R<4>, R<6>, R<7>, et R<8>sont chacun indépendamment les uns des autres H, un alkyle en C1à C20, un aryle en C1à C10, un alcényle en C1à C20, un alkylaryle en C1à C20, ou un arylalkyle en C1à C20. [0018] The method further comprises providing a first compound according to formula (I) in which M is silicon or titanium, R<1> is a group comprising one or more functional groups selected from the group consisting of C1-C20 alkyl, C1-C20 cycloalkyl, C1-C10 aryl, amide, amine, mercapto, (meth) acrylate, and an epoxy, and R<2>, R<3>, R<4>, R<6>, R<7>, and R<8> are each independently of each other H, a C1 to C20 alkyl, a C1 to C10 aryl , a C1 to C20 alkenyl, a C1 to C20 alkylaryl, or a C1 to C20 arylalkyl.
[0019] Le procédé comprend en outre la fourniture d'un second composé selon la formule (II) dans laquelle M est un silicium ou un titane, R<5>est un groupe fonctionnel pouvant être réticulé, et R<2>, R<3>, R<4>, R<6>, R<7>, et R<8>sont chacun indépendamment les uns des autres H, un alkyle en C1à C20, un aryle en C1à C10, un alcényle en C1à C20, un alkylaryle en C1à C20, ou un arylalkyle en C1à C20. [0019] The method further comprises providing a second compound according to formula (II) in which M is silicon or titanium, R<5> is a functional group capable of being crosslinked, and R<2>, R<3>, R<4>, R<6>, R<7>, and R<8> are each independently of each other H, a C1 to C20 alkyl, a C1 to C10 aryl , a C1 to C20 alkenyl, a C1 to C20 alkylaryl, or a C1 to C20 arylalkyl.
[0020] Facultativement, R<1>comprend au moins un atome d'halogène. Avantageusement, l'atome d'halogène est un fluor, un chlore, un brome, ou un iode. [0020] Optionally, R<1> comprises at least one halogen atom. Advantageously, the halogen atom is fluorine, chlorine, bromine, or iodine.
[0021] Selon un mode de réalisation, R<1>est un groupe comprenant un groupe fonctionnel époxy. [0021] According to one embodiment, R<1> is a group comprising an epoxy functional group.
[0022] Selon un autre mode de réalisation, R<1>est un alkyle en C1à C20, c'est-à-dire un alkyle présentant entre 1 et 20 atomes de carbone dans sa chaîne. Avantageusement, quand R<1>comprend un atome d'halogène, R<1>est un alkyle en C1à C20ayant la formule -(CH2)x(CF2)yCF3, x étant entre 0 et z-1, y étant z-x-1, et z étant le nombre total d'atomes de carbone, c'est-à-dire que z est entre 1 et 20. Par exemple, quand R<1>est un alkyle en C8, c'est-à-dire que z est 8, il peut avoir la formule -(CH2)2(CF2)5CF3(x étant 2 et y étant 5). According to another embodiment, R<1> is a C1 to C20 alkyl, that is to say an alkyl having between 1 and 20 carbon atoms in its chain. Advantageously, when R<1> comprises a halogen atom, R<1> is a C1 to C20 alkyl having the formula -(CH2)x(CF2)yCF3, x being between 0 and z-1, y being z-x-1 , and z being the total number of carbon atoms, i.e. z is between 1 and 20. For example, when R<1> is a C8 alkyl, i.e. z is 8, it can have the formula -(CH2)2(CF2)5CF3(x being 2 and y being 5).
[0023] On entend par „groupe fonctionnel pouvant être réticulé“, dans le cadre de la présente divulgation, un groupe fonctionnel qui est capable de réagir avec d'autres groupes fonctionnels. Lors de la réaction, des liaisons covalentes sont formées, ce qui permet d'obtenir un polymère réticulé. Un polymère réticulé peut être considéré comme un polymère présentant une structure tridimensionnelle. [0023] “Functional group capable of being crosslinked” is understood, in the context of the present disclosure, to mean a functional group which is capable of reacting with other functional groups. During the reaction, covalent bonds are formed, resulting in a cross-linked polymer. A cross-linked polymer can be considered as a polymer having a three-dimensional structure.
[0024] Avantageusement, R<5>est un groupe pouvant être thermo-réticulé et/ou un groupe pouvant être photo-réticulé. En d'autres termes, R<5>peut être thermo-réticulé, photo-réticulé, ou les deux. Advantageously, R<5> is a group which can be thermo-crosslinked and/or a group which can be photo-crosslinked. In other words, R<5> can be thermo-crosslinked, photo-crosslinked, or both.
[0025] On entend par „groupe pouvant être thermo-réticulé“, dans le cadre de la présente divulgation, que la réticulation de R<5>est induite et/ou a lieu par réticulation thermique, également appelée durcissement thermique. Un durcissement thermique est effectué par exposition du groupe pouvant être (thermo-)réticulé et donc, dans la présente divulgation, du prépolymère comprenant un tel groupe pouvant être réticulé, à une température élevée, c'est-à-dire par chauffage du prépolymère. [0025] By “group capable of being thermo-crosslinked”, in the context of the present disclosure, we mean that the crosslinking of R<5> is induced and/or takes place by thermal crosslinking, also called thermal hardening. Thermal curing is carried out by exposing the (thermo-)crosslinkable group and therefore, in the present disclosure, the prepolymer comprising such a crosslinkable group, to an elevated temperature, i.e. by heating the prepolymer .
[0026] On entend par „groupe pouvant être photo-réticulé“, dans le cadre de la présente divulgation, que la réticulation de R<5>est induite et/ou a lieu par réticulation photochimique, également appelée durcissement photochimique. Un durcissement photochimique est effectué par exposition du groupe pouvant être (photo-)réticulé et donc, dans la présente divulgation, du prépolymère comprenant un tel groupe pouvant être réticulé, à un rayonnement. Avantageusement, le rayonnement comprend un ou plusieurs parmi un rayonnement infrarouge (IR), un rayonnement ultraviolet (UV), ou un rayonnement avec une lumière présentant une longueur d'onde dans la gamme de longueurs d'onde de la lumière visible (VIS). [0026] By “group capable of being photo-crosslinked”, in the context of the present disclosure, we mean that the crosslinking of R<5> is induced and/or takes place by photochemical crosslinking, also called photochemical hardening. Photochemical curing is carried out by exposing the (photo-)crosslinkable group and therefore, in the present disclosure, the prepolymer comprising such a crosslinkable group, to radiation. Advantageously, the radiation comprises one or more of infrared (IR) radiation, ultraviolet (UV) radiation, or radiation with light having a wavelength in the visible light (VIS) wavelength range. .
[0027] Avantageusement, R<5>est un groupe fonctionnel sélectionné dans le groupe consistant en un époxy, un (méth)acrylate, un ester, un mercapto, un vinyle, et un uréthane (méth)acrylé. On entend par „(méth)acrylate“, dans la présente divulgation, que le groupe fonctionnel peut être un acrylate ou un méthacrylate. Advantageously, R<5> is a functional group selected from the group consisting of an epoxy, a (meth)acrylate, an ester, a mercapto, a vinyl, and a (meth)acrylated urethane. By “(meth)acrylate” is meant, in the present disclosure, that the functional group can be an acrylate or a methacrylate.
[0028] Avantageusement, R<2>, R<3>, R<4>, R<6>, R<7>, et R<8>sont chacun indépendamment les uns des autres H ou un alkyle en C1à C20, de préférence un alkyle en C1à C8, de manière davantage préférée un alkyle en C1à C6, de manière préférée entre toutes un alkyle en C1à C4. En particulier, R<2>, R<3>, R<4>, R<6>, R<7>, et R<8>sont chacun indépendamment un méthyle (-CH3, c'est-à-dire un alkyle en C1), ou un éthyle (-C2H5, c'est-à-dire un alkyle en C2). Advantageously, R<2>, R<3>, R<4>, R<6>, R<7>, and R<8> are each independently of each other H or a C1 to C20 alkyl, preferably C1-C8 alkyl, more preferably C1-C6 alkyl, most preferably C1-C4 alkyl. In particular, R<2>, R<3>, R<4>, R<6>, R<7>, and R<8> are each independently a methyl (-CH3, that is to say a C1 alkyl), or ethyl (-C2H5, i.e. C2 alkyl).
[0029] Le procédé comprend en outre l'hydrolyse du premier composé et du second composé en présence d'eau. Lors de l'hydrolyse, la chaîne alkyle en C1à C8de l'un quelconque parmi R<2>, R<3>, R<4>, R<6>, R<7>, et R<8>est convertie en un, ou réagit avec la formation d'un, atome d'hydrogène, pour ainsi former des groupes hydroxyle. La réaction d'hydrolyse produit également des molécules d'alcool de formule CxH2x+1OH, dans laquelle x est le nombre d'atomes de carbone dans la chaîne alkyle en C1à C8de R<2>, R<3>, R<4>, R<6>, R<7>, et R<8>(c'est-à-dire que x est entre 1 et 8). The process further comprises the hydrolysis of the first compound and the second compound in the presence of water. Upon hydrolysis, the C1-C8 alkyl chain of any of R<2>, R<3>, R<4>, R<6>, R<7>, and R<8> is converted to a, or reacts with the formation of a, hydrogen atom, thereby forming hydroxyl groups. The hydrolysis reaction also produces alcohol molecules with the formula CxH2x+1OH, where x is the number of carbon atoms in the C1-C8 alkyl chain of R<2>, R<3>, R<4> , R<6>, R<7>, and R<8> (i.e. x is between 1 and 8).
[0030] Le procédé comprend en outre la condensation du premier composé hydrolysé et du second composé hydrolysé. Lors de la condensation, des molécules d'eau se forment et sont éliminées. Un prépolymère est obtenu à partir du premier composé hydrolysé et du second composé hydrolysé. Le prépolymère comprend R<1>et R<5>comme groupes fonctionnels. Le prépolymère peut être considéré comme étant un dénommé „sol“. The process further comprises the condensation of the first hydrolyzed compound and the second hydrolyzed compound. During condensation, water molecules are formed and removed. A prepolymer is obtained from the first hydrolyzed compound and the second hydrolyzed compound. The prepolymer includes R<1> and R<5> as functional groups. The prepolymer can be considered as a so-called “sol”.
[0031] Le procédé comprend en outre l'ajout d'un colorant au prépolymère. Avantageusement, le colorant se dissout ou se disperse au moins partiellement dans le prépolymère. [0031] The process further comprises the addition of a dye to the prepolymer. Advantageously, the dye dissolves or disperses at least partially in the prepolymer.
[0032] Avantageusement, le colorant comprend ou consiste essentiellement en un ou plusieurs parmi un noir de carbone, la phtalocyanine de cuivre (II), ou un colorant à base de triphénylméthane. Advantageously, the dye comprises or essentially consists of one or more of a carbon black, copper (II) phthalocyanine, or a triphenylmethane-based dye.
[0033] Avantageusement, le colorant comprend ou consiste essentiellement en (par exemple, est) un composé particulaire. En d'autres termes, le colorant comprend avantageusement ou consiste essentiellement en des particules. Avantageusement, les particules présentent un diamètre moyen de 500 nm ou moins, de préférence de 250 nm ou moins, de manière davantage préférée de 100 nm ou moins, tel que 50 nm ou moins. Avantageusement, les particules présentent un diamètre moyen entre 1 nm et 500 nm, comme entre 2 nm et 250 nm, de préférence entre 5 nm et 100 nm, de manière davantage préférée entre 10 nm et 50 nm, par exemple 25 nm. Advantageously, the dye comprises or consists essentially of (for example, is) a particulate compound. In other words, the dye advantageously comprises or consists essentially of particles. Advantageously, the particles have an average diameter of 500 nm or less, preferably 250 nm or less, more preferably 100 nm or less, such as 50 nm or less. Advantageously, the particles have an average diameter between 1 nm and 500 nm, such as between 2 nm and 250 nm, preferably between 5 nm and 100 nm, more preferably between 10 nm and 50 nm, for example 25 nm.
[0034] Avantageusement, le colorant est ajouté de manière à ce que le prépolymère comprenant le colorant comprenne entre 0,1 % et 50 % en poids du colorant, de préférence entre 0,5 % et 30 % en poids, de manière davantage préférée entre 1 % et 25 % en poids, sur la base du poids total du prépolymère comprenant le colorant. Advantageously, the dye is added so that the prepolymer comprising the dye comprises between 0.1% and 50% by weight of the dye, preferably between 0.5% and 30% by weight, more preferably between 1% and 25% by weight, based on the total weight of the prepolymer comprising the colorant.
[0035] Le prépolymère est appliqué sur au moins une partie d'une surface du substrat. L'application peut être réalisée par des procédés connus dans la technique, par exemple par coulée ou immersion du substrat dans le prépolymère, pulvérisation ou électropulvérisation du prépolymère sur le substrat, revêtement par barre, ou revêtement rouleau à rouleau. The prepolymer is applied to at least part of a surface of the substrate. Application may be accomplished by methods known in the art, for example by casting or dipping the substrate into the prepolymer, spraying or electrospraying the prepolymer onto the substrate, bar coating, or roll-to-roll coating.
[0036] Avantageusement, le substrat est prétraité avant l'application du prépolymère sur au moins une partie de celui-ci (appelé prétraitement). Avantageusement, au moins la partie de la surface du substrat sur laquelle le prépolymère doit être appliqué est prétraitée. Avantageusement, le substrat est prétraité par dépôt d'oxyde de silicium. Advantageously, the substrate is pretreated before applying the prepolymer to at least part of it (called pretreatment). Advantageously, at least the part of the surface of the substrate on which the prepolymer is to be applied is pretreated. Advantageously, the substrate is pretreated by deposition of silicon oxide.
[0037] Le procédé comprend en outre la réticulation du prépolymère appliqué sur au moins une partie de la surface du substrat. Avantageusement, le prépolymère est réticulé au moyen d'une réticulation du groupe fonctionnel R<5>pouvant être réticulé. The method further comprises crosslinking the prepolymer applied to at least part of the surface of the substrate. Advantageously, the prepolymer is crosslinked by means of crosslinking the functional group R<5> which can be crosslinked.
[0038] Quand R<5>est un groupe fonctionnel pouvant être thermo-réticulé, la réticulation est induite et/ou effectuée de manière avantageuse par exposition du prépolymère à une température allant jusqu'à 250 °C, de manière avantageuse une température entre 25 °C et 250 °C, de préférence entre 30 °C et 200 °C, de manière davantage préférée entre 40 °C et 150 °C, comme entre 50 °C et 100 °C. [0038] When R<5> is a functional group capable of being thermo-crosslinked, the crosslinking is induced and/or carried out advantageously by exposing the prepolymer to a temperature of up to 250° C., advantageously a temperature between 25°C and 250°C, preferably between 30°C and 200°C, more preferably between 40°C and 150°C, such as between 50°C and 100°C.
[0039] Quand R<5>est un groupe fonctionnel pouvant être photo-réticulé, la réticulation est induite et/ou effectuée de manière avantageuse par exposition du prépolymère à un rayonnement. Avantageusement, le rayonnement est un rayonnement IR ou un rayonnement UV, ou une combinaison de ceux-ci. When R<5> is a functional group capable of being photo-crosslinked, the crosslinking is induced and/or carried out advantageously by exposing the prepolymer to radiation. Advantageously, the radiation is IR radiation or UV radiation, or a combination thereof.
[0040] Quand R<5>est un groupe fonctionnel pouvant être thermo-réticulé et pouvant être photo-réticulé, la réticulation est induite et/ou effectuée de manière avantageuse par exposition du prépolymère à une température allant jusqu'à 250 °C et à un rayonnement. [0040] When R<5> is a functional group which can be thermo-crosslinked and which can be photo-crosslinked, the crosslinking is induced and/or carried out advantageously by exposing the prepolymer to a temperature of up to 250° C. and to radiation.
[0041] Lors de la réticulation du prépolymère, un article comprenant le substrat et un revêtement coloré résistant à l'abrasion recouvrant au moins une partie d'une surface du substrat est obtenu. Le revêtement coloré résistant à l'abrasion comprenant au moins un groupe fonctionnel R<1>(appelé „gel“). Le revêtement coloré résistant à l'abrasion est un revêtement hybride organique-inorganique réticulé. Le revêtement hybride organique-inorganique réticulé est lié par covalence à l'élément métallique ou à l'alliage de celui-ci du substrat au moyen de liaisons oxygène-M, M étant tel que décrit ci-dessus. [0041] Upon crosslinking the prepolymer, an article comprising the substrate and a colored abrasion-resistant coating covering at least part of a surface of the substrate is obtained. The colored abrasion-resistant coating comprising at least one functional group R<1> (called “gel”). The colored abrasion resistant coating is a cross-linked organic-inorganic hybrid coating. The cross-linked organic-inorganic hybrid coating is covalently bonded to the metal element or alloy thereof of the substrate by means of oxygen-M bonds, M being as described above.
[0042] Selon un deuxième aspect de l'invention, il est divulgué un article comprenant un substrat et un revêtement coloré résistant à l'abrasion présent sur au moins une partie d'une surface du substrat comme mentionné dans les revendications annexées. [0042] According to a second aspect of the invention, there is disclosed an article comprising a substrate and a colored abrasion-resistant coating present on at least part of a surface of the substrate as mentioned in the appended claims.
[0043] Le substrat est tel que décrit ci-dessus, c'est-à-dire que le substrat comprend un élément métallique et/ou un alliage d'un élément métallique, et/ou un polymère. The substrate is as described above, that is to say that the substrate comprises a metallic element and/or an alloy of a metallic element, and/or a polymer.
[0044] Le revêtement coloré résistant à l'abrasion est un revêtement hybride organique-inorganique réticulé comprenant au moins un groupe fonctionnel R<1>. Avantageusement, R<1>comprend un ou plusieurs groupes fonctionnels sélectionnés dans le groupe consistant en un alkyle en C1à C20, un cycloalkyle en C1à C20, un aryle en C1à C10, un amide, une amine, un éther, un mercapto (c'est-à-dire un thiol), un (méth)acrylate, et un époxy. The colored abrasion-resistant coating is a crosslinked organic-inorganic hybrid coating comprising at least one functional group R<1>. Advantageously, R <1> comprises one or more functional groups selected from the group consisting of a C1 to C20 alkyl, a C1 to C20 cycloalkyl, a C1 to C10 aryl, an amide, an amine, an ether, a mercapto (i.e. i.e. a thiol), a (meth)acrylate, and an epoxy.
[0045] Facultativement, R<1>comprend au moins un atome d'halogène. Avantageusement, l'atome d'halogène est un fluor, un chlore, un brome, ou un iode. Quand R<1>comprend deux atomes d'halogène ou plus, ils peuvent être identiques ou différents, c'est-à-dire une combinaison de deux ou plus de deux parmi un fluor, un chlore, un brome, et un iode. Le revêtement résistant à l'abrasion comprend en outre du silicium et/ou du titane. Le revêtement hybride organique-inorganique réticulé est lié par covalence au substrat au moyen de liaisons oxygène-silicium ou de liaisons oxygène-titane, respectivement. [0045] Optionally, R<1> comprises at least one halogen atom. Advantageously, the halogen atom is fluorine, chlorine, bromine, or iodine. When R <1> comprises two or more halogen atoms, they can be the same or different, that is to say a combination of two or more of a fluorine, a chlorine, a bromine, and an iodine. The abrasion resistant coating further includes silicon and/or titanium. The cross-linked organic-inorganic hybrid coating is covalently bonded to the substrate using oxygen-silicon bonds or oxygen-titanium bonds, respectively.
[0046] Selon un mode de réalisation, R<1>est un groupe comprenant un groupe fonctionnel époxy. According to one embodiment, R<1> is a group comprising an epoxy functional group.
[0047] Selon un autre mode de réalisation, R<1>est un alkyle en C1à C20, c'est-à-dire un alkyle présentant entre 1 et 20 atomes de carbone dans sa chaîne. Avantageusement, quand R<1>comprend un atome d'halogène, R<1>est un alkyle en C1à C20ayant la formule -(CH2)x(CF2)yCF3, x étant entre 0 et z-1, y étant z-x-1, et z étant le nombre total d'atomes de carbone, c'est-à-dire que z est entre 1 et 20. Par exemple, quand R<1>est un alkyle en C8, c'est-à-dire que z est 8, il peut avoir la formule -(CH2)2(CF2)5CF3(x étant 2 et y étant 5). According to another embodiment, R<1> is a C1 to C20 alkyl, that is to say an alkyl having between 1 and 20 carbon atoms in its chain. Advantageously, when R<1> comprises a halogen atom, R<1> is a C1 to C20 alkyl having the formula -(CH2)x(CF2)yCF3, x being between 0 and z-1, y being z-x-1 , and z being the total number of carbon atoms, i.e. z is between 1 and 20. For example, when R<1> is a C8 alkyl, i.e. z is 8, it can have the formula -(CH2)2(CF2)5CF3(x being 2 and y being 5).
[0048] Le revêtement hybride organique-inorganique réticulé comprend un colorant. Le colorant est avantageusement tel que décrit ci-dessus. [0048] The crosslinked organic-inorganic hybrid coating comprises a dye. The dye is advantageously as described above.
[0049] Le revêtement coloré résistant à l'abrasion présente avantageusement une résistance à l'abrasion d'au plus 15 %, de préférence d'au plus 10 %, par exemple d'au plus 5 %. Avantageusement, la résistance à l'abrasion est mesurée conformément à l'ASTM D1044 (également appelée abrasion Taber). Avantageusement, la résistance à l'abrasion est mesurée conformément à l'ASTM D1044 en appliquant une charge de 500 g. Avantageusement, la résistance à l'abrasion est exprimée par (c'est-à-dire que la valeur de résistance à l'abrasion en pourcentage représente) le voile qui est mesuré après 100 révolutions. The colored abrasion-resistant coating advantageously has an abrasion resistance of at most 15%, preferably at most 10%, for example at most 5%. Advantageously, abrasion resistance is measured in accordance with ASTM D1044 (also called Taber abrasion). Advantageously, the abrasion resistance is measured in accordance with ASTM D1044 by applying a load of 500 g. Advantageously, the abrasion resistance is expressed as (i.e. the percentage abrasion resistance value represents) the runout which is measured after 100 revolutions.
[0050] Avantageusement, quand le substrat comprend un élément métallique et/ou un alliage d'un élément métallique, le revêtement coloré résistant à l'abrasion présent sur au moins une partie d'une surface du substrat inhibe en outre la corrosion. Advantageously, when the substrate comprises a metallic element and/or an alloy of a metallic element, the colored abrasion-resistant coating present on at least part of a surface of the substrate further inhibits corrosion.
[0051] Dans le cadre de la présente divulgation, „un revêtement inhibiteur de corrosion“ signifie que la présence du revêtement sur un substrat réduit, et avantageusement évite, la formation d'une corrosion sur les zones de la surface du substrat comprenant un tel revêtement. [0051] In the context of the present disclosure, “a corrosion inhibitor coating” means that the presence of the coating on a substrate reduces, and advantageously prevents, the formation of corrosion on the areas of the surface of the substrate comprising such coating.
[0052] Avantageusement, l'article de la présente divulgation comporte des composants de montres, d'horloges et de joaillerie. Avantageusement, l'article est un composant (coloré) de montre. [0052] Advantageously, the article of the present disclosure comprises components of watches, clocks and jewelry. Advantageously, the article is a (colored) watch component.
[0053] Selon un troisième aspect de l'invention, il est divulgué une utilisation d'un procédé du premier aspect tel que mentionné dans les revendications annexées. Avantageusement, le procédé est utilisé pour obtenir un article (coloré) de montre. [0053] According to a third aspect of the invention, a use of a method of the first aspect as mentioned in the appended claims is disclosed. Advantageously, the method is used to obtain a (colored) watch article.
[0054] Les avantages des procédés de la présente divulgation comprennent, sans s'y limiter, la possibilité d'appliquer un revêtement coloré sur une large gamme de substrats, le revêtement coloré pouvant avoir de multiples caractéristiques de propriétés, telles que, sans s'y limiter, une résistance à l'abrasion, une excellente adhérence au substrat et une résistance à la corrosion. Un autre avantage est que les procédés de la présente divulgation permettent de fournir des revêtements de différentes couleurs, ainsi que des revêtements opaques, transparents ou translucides. Les procédés permettent de faire varier la saturation de la couleur. Encore un autre avantage est que les procédés sont particulièrement appropriés pour appliquer de façon homogène un revêtement coloré sur des substrats à géométrie complexe. L'épaisseur du revêtement peut être bien contrôlée afin que l'épaisseur reste dans les tolérances. [0054] The advantages of the methods of the present disclosure include, but are not limited to, the ability to apply a colored coating to a wide range of substrates, where the colored coating may have multiple property characteristics, such as, without s limited to this, resistance to abrasion, excellent adhesion to the substrate and resistance to corrosion. Another advantage is that the methods of the present disclosure make it possible to provide coatings of different colors, as well as opaque, transparent or translucent coatings. The processes allow you to vary the saturation of the color. Yet another advantage is that the methods are particularly suitable for homogeneously applying a colored coating to substrates with complex geometry. The thickness of the coating can be well controlled so that the thickness remains within tolerances.
Brève description des figuresBrief description of the figures
[0055] Des aspects de l'invention vont maintenant être décrits plus en détail en se référant aux dessins annexés, sur lesquels des numéros de référence identiques illustrent des éléments identiques et dans lesquels : – la figure 1 représente schématiquement les étapes d'un procédé selon la présente divulgation, – la figure 2 présente un article obtenu par un procédé selon la présente divulgation, – la figure 3 présente un article obtenu par un autre procédé selon la présente divulgation.[0055] Aspects of the invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings, in which identical reference numbers illustrate identical elements and in which: - Figure 1 schematically represents the steps of a process according to the present disclosure, – Figure 2 presents an article obtained by a method according to the present disclosure, – Figure 3 presents an article obtained by another method according to the present disclosure.
Description détaillée de l'inventionDetailed description of the invention
[0056] La figure 1 représente schématiquement les étapes d'un procédé selon la présente divulgation. Le procédé 10 comprend l'étape de fourniture d'un substrat 1. [0056] Figure 1 schematically represents the steps of a method according to the present disclosure. The method 10 comprises the step of providing a substrate 1.
[0057] Avantageusement, le substrat comprend ou consiste essentiellement en un élément métallique et/ou un alliage d'un élément métallique. Des exemples non limitatifs de l'élément métallique comprennent le fer, le cuivre, l'aluminium, le zinc, l'argent, l'or, l'étain, le manganèse, et le nickel. Le substrat peut comprendre deux éléments métalliques et/ou alliages de ceux-ci ou plus. Advantageously, the substrate comprises or consists essentially of a metallic element and/or an alloy of a metallic element. Non-limiting examples of the metallic element include iron, copper, aluminum, zinc, silver, gold, tin, manganese, and nickel. The substrate may include two or more metallic elements and/or alloys thereof.
[0058] Avantageusement, le substrat comprend ou consiste essentiellement en du cuivre ou un alliage de cuivre, tel que le laiton ou le bronze. En variante et avantageusement, le substrat comprend du fer ou un alliage de fer, tel qu'un acier, par exemple un acier inoxydable ou un acier au carbone. Advantageously, the substrate comprises or consists essentially of copper or a copper alloy, such as brass or bronze. Alternatively and advantageously, the substrate comprises iron or an iron alloy, such as a steel, for example a stainless steel or a carbon steel.
[0059] On entend par „consistant essentiellement en“, dans la présente invention, que la quantité d'impuretés ou d'autres composants présents dans le substrat est de manière avantageuse inférieure à 1 % en poids, de préférence inférieure à 0,5 % en poids, de manière davantage préférée inférieure à 0,1 % en poids, comme inférieure à la limite de détection des techniques d'analyse utilisées pour déterminer la composition, telles que la spectroscopie photoélectronique à rayons X (XPS). [0059] “Consisting essentially of”, in the present invention, means that the quantity of impurities or other components present in the substrate is advantageously less than 1% by weight, preferably less than 0.5 % by weight, more preferably less than 0.1 % by weight, as less than the detection limit of analytical techniques used to determine composition, such as X-ray photoelectron spectroscopy (XPS).
[0060] En variante ou en plus, et avantageusement, le substrat comprend un polymère ou une combinaison de polymères, y compris des copolymères. Des exemples non limitatifs de polymères et de copolymères comprennent un polyéthylène, un polypropylène, un polyester (par exemple, un PBT ou un PET), un polyamide (par exemple, PA6, PA6-6), un polyimide, un polyamideimide, un polystyrène, un polytétrafluoroéthylène (PTFE), un polyuréthane, un polyméthacrylate de méthyle, un polycarbonate, et un méthacrylateacrylonitrile-butadiène-styrène (MABS). [0060] Alternatively or in addition, and advantageously, the substrate comprises a polymer or a combination of polymers, including copolymers. Non-limiting examples of polymers and copolymers include polyethylene, polypropylene, polyester (e.g., PBT or PET), polyamide (e.g., PA6, PA6-6), polyimide, polyamideimide, polystyrene , a polytetrafluoroethylene (PTFE), a polyurethane, a polymethyl methacrylate, a polycarbonate, and a methacrylateacrylonitrile-butadiene-styrene (MABS).
[0061] Facultativement, le substrat peut comprendre d'autres additifs. De tels additifs peuvent être des additifs connus dans la technique, tels que des charges ou des retardateurs de flamme. [0061] Optionally, the substrate may include other additives. Such additives may be additives known in the art, such as fillers or flame retardants.
[0062] Le procédé comprend en outre la fourniture d'un premier composé 3 selon la formule (1), la formule (I) étant telle que décrite ci-dessus. The method further comprises providing a first compound 3 according to formula (1), formula (I) being as described above.
[0063] Avantageusement, R<1>comprend ou consiste en un ou plusieurs groupes fonctionnels sélectionnés dans le groupe consistant en un alkyle en C1à C20, un cycloalkyle en C1à C20, un aryle en C1à C10, un amide, une amine, un éther, un mercapto (c'est-à-dire un thiol), un (méth)acrylate, et un époxy. [0063] Advantageously, R <1> comprises or consists of one or more functional groups selected from the group consisting of a C1 to C20 alkyl, a C1 to C20 cycloalkyl, a C1 to C10 aryl, an amide, an amine, an ether , a mercapto (i.e. a thiol), a (meth)acrylate, and an epoxy.
[0064] Facultativement, R<1>comprend au moins un atome d'halogène. Avantageusement, l'atome d'halogène est un fluor, un chlore, un brome, ou un iode. Quand R<1>comprend deux atomes d'halogène ou plus, ils peuvent être identiques ou différents, c'est-à-dire une combinaison de deux ou plus de deux parmi un fluor, un chlore, un brome, et un iode. [0064] Optionally, R<1> comprises at least one halogen atom. Advantageously, the halogen atom is fluorine, chlorine, bromine, or iodine. When R <1> comprises two or more halogen atoms, they can be the same or different, that is to say a combination of two or more of a fluorine, a chlorine, a bromine, and an iodine.
[0065] Avantageusement, un „alkyle en C1à C20“ comprend des groupes fonctionnels alkyle comprenant entre 1 et 20 atomes de carbone dans la chaîne. Avantageusement, l'alkyle en C1à C20est un alkyle en C1à C12, de préférence un alkyle en C1à C10, tel qu'un alkyle en C1à C8, un alkyle en C1à C6, ou un alkyle en C1à C4. [0065] Advantageously, a “C1 to C20 alkyl” comprises alkyl functional groups comprising between 1 and 20 carbon atoms in the chain. Advantageously, the C1 to C20 alkyl is a C1 to C12 alkyl, preferably a C1 to C10 alkyl, such as a C1 to C8 alkyl, a C1 to C6 alkyl, or a C1 to C4 alkyl.
[0066] Avantageusement, un „cycloalkyle en C1à C20“ comprend des groupes fonctionnels cycloalkyle comprenant au total entre 1 et 20 atomes de carbone dans la chaîne. [0066] Advantageously, a “C1 to C20 cycloalkyl” comprises cycloalkyl functional groups comprising a total of between 1 and 20 carbon atoms in the chain.
[0067] Avantageusement, un „aryle en C1à C10“ comprend des groupes fonctionnels aryle comprenant entre 1 et 10 atomes de carbone dans la chaîne. Par exemple, R<1>peut comprendre un groupe fonctionnel phényle, ou peut être un (alkyle en C1à C20)phényle. [0067] Advantageously, a “C1 to C10 aryl” comprises aryl functional groups comprising between 1 and 10 carbon atoms in the chain. For example, R<1> may comprise a phenyl functional group, or may be (C1-C20 alkyl)phenyl.
[0068] Avantageusement, quand R<1>comprend un groupe fonctionnel amide, R<1>a pour formule -(CH2)aC(O)NH2, dans laquelle a est entre 0 et 20, de préférence entre 1 et 10, comme entre 2 et 8, entre 2 et 6, ou entre 2 et 4, tel que 2, 3 ou 4. Facultativement, un ou plusieurs atomes d'hydrogène d'un ou de plusieurs groupes méthyle (c'est-à-dire les groupes CH2) sont remplacés par un atome d'halogène. Avantageusement, l'atome d'halogène est un fluor. Advantageously, when R<1> comprises an amide functional group, R<1>a for formula -(CH2)aC(O)NH2, in which a is between 0 and 20, preferably between 1 and 10, as between 2 and 8, between 2 and 6, or between 2 and 4, such as 2, 3 or 4. Optionally, one or more hydrogen atoms of one or more methyl groups (i.e. CH2 groups) are replaced by a halogen atom. Advantageously, the halogen atom is a fluorine.
[0069] Avantageusement, quand R<1>comprend un groupe fonctionnel aminé, R<1>a pour formule -(CH2)pNH2, dans laquelle p est entre 1 et 20, de préférence entre 1 et 10, comme entre 1 et 8, entre 1 et 6, ou entre 1 et 4, tel que 1, 2, 3 ou 4. Facultativement, un ou plusieurs atomes d'hydrogène d'un ou de plusieurs groupes méthyle (c'est-à-dire les groupes CH2) sont remplacés par un atome d'halogène. Avantageusement, l'atome d'halogène est un fluor. Advantageously, when R<1>comprises an amino functional group, R<1>a for formula -(CH2)pNH2, in which p is between 1 and 20, preferably between 1 and 10, such as between 1 and 8 , between 1 and 6, or between 1 and 4, such as 1, 2, 3 or 4. Optionally, one or more hydrogen atoms of one or more methyl groups (i.e. CH2 groups ) are replaced by a halogen atom. Advantageously, the halogen atom is a fluorine.
[0070] Avantageusement, quand R<1>comprend un groupe fonctionnel mercapto (thiol), R<1>a pour formule -(CH2)uSH, dans laquelle u est entre 1 et 20, de préférence entre 1 et 10, comme entre 1 et 8, entre 1 et 6, ou entre 1 et 4, tel que 1, 2, 3 ou 4. Facultativement, un ou plusieurs atomes d'hydrogène d'un ou de plusieurs groupes méthyle (c'est-à-dire les groupes CH2) sont remplacés par un atome d'halogène. Avantageusement, l'atome d'halogène est un fluor. Advantageously, when R <1> comprises a mercapto (thiol) functional group, R <1> has the formula -(CH2)uSH, in which u is between 1 and 20, preferably between 1 and 10, as between 1 and 8, between 1 and 6, or between 1 and 4, such as 1, 2, 3 or 4. Optionally, one or more hydrogen atoms of one or more methyl groups (i.e. the CH2) groups are replaced by a halogen atom. Advantageously, the halogen atom is a fluorine.
[0071] Avantageusement, quand R1 comprend un groupe fonctionnel (méth)acrylate, R<1>a pour formule -(CH2)bOC(O)CXCH2, dans laquelle X est H quand R<1>est un groupe fonctionnel acrylate et CH3 quand R<1>est un groupe fonctionnel méthacrylate, et b est entre 1 et 20, de préférence entre 2 et 12, par exemple entre 3 et 10, ou entre 4 et 8. Facultativement, un ou plusieurs atomes d'hydrogène d'un ou de plusieurs groupes méthyle (c'est-à-dire les groupes CH2) sont remplacés par un atome d'halogène. Avantageusement, l'atome d'halogène est un fluor. Advantageously, when R1 comprises a (meth)acrylate functional group, R<1>a has the formula -(CH2)bOC(O)CXCH2, in which X is H when R<1>is an acrylate functional group and CH3 when R<1> is a methacrylate functional group, and b is between 1 and 20, preferably between 2 and 12, for example between 3 and 10, or between 4 and 8. Optionally, one or more hydrogen atoms of one or more methyl groups (i.e. CH2 groups) are replaced by a halogen atom. Advantageously, the halogen atom is a fluorine.
[0072] Avantageusement, R<1>comprend ou consiste essentiellement en un groupe fonctionnel époxy (c'est-à-dire un groupe fonctionnel oxirane). Par exemple, R<1>peut être un alpha-époxy ou un 1,2-époxy, qui comprend une structure cyclique à trois chaînons. Advantageously, R <1> comprises or consists essentially of an epoxy functional group (that is to say an oxirane functional group). For example, R<1> may be an alpha-epoxy or a 1,2-epoxy, which comprises a three-membered ring structure.
[0073] En variante, R<1>peut comprendre ou consister essentiellement en un alkyle en C1à C20selon la formule (III) -(CH2)x(CF2)yCF3(III) dans laquelle x est entre 0 et z-1, y est z-1-x, et z est le nombre d'atomes de carbone dans la chaîne, et est entre 0 et 20. [0073] Alternatively, R<1> may comprise or consist essentially of a C1 to C20 alkyl according to formula (III) -(CH2)x(CF2)yCF3(III) in which x is between 0 and z-1, y is z-1-x, and z is the number of carbon atoms in the chain, and is between 0 and 20.
[0074] Par exemple, R<1>peut être -(CH2)2(CF2)5CF3, c'est-à-dire que z est 8, x est 2 et y est 5. Par exemple, R<1>peut être -(CH2)5CF3, c'est-à-dire que z est 6, x est 5 et y est 0. [0074] For example, R<1> can be -(CH2)2(CF2)5CF3, that is to say that z is 8, x is 2 and y is 5. For example, R<1> can be -(CH2)5CF3, that is, z is 6, x is 5 and y is 0.
[0075] R<1>peut être un perfluoroalkyle en C1à C20, c'est-à-dire un alkyle dans lequel tous les atomes d'hydrogène sont remplacés par des atomes de fluor, conformément à -(CF2)yCF3, c'est-à-dire dans lequel dans la formule (III) x est 0, y est z-1, et z est entre 1 et 20. Par exemple, R<1>peut être un perfluoroalkyle en C8, c'est-à-dire -(CF2)7CF3(z = 8, x = 0 et y = 7 dans la formule (III)), un perfluoroalkyle en C6, c'est-à-dire -(CF2)5CF3(z = 6, x = 0 et y = 5 dans la formule (III)), ou un perfluoroalkyle en C4, c'est-à-dire - (CF2)3CF3(z = 4, x = 0 et y = 3 dans la formule (III)). [0075] R<1> may be a C1 to C20 perfluoroalkyl, that is to say an alkyl in which all the hydrogen atoms are replaced by fluorine atoms, in accordance with -(CF2)yCF3, i.e. that is to say in which in formula (III) x is 0, y is z-1, and z is between 1 and 20. For example, R<1> can be a C8 perfluoroalkyl, i.e. -say -(CF2)7CF3(z = 8, x = 0 and y = 7 in formula (III)), a C6 perfluoroalkyl, i.e. -(CF2)5CF3(z = 6, x = 0 and y = 5 in formula (III)), or a C4 perfluoroalkyl, i.e. - (CF2)3CF3(z = 4, x = 0 and y = 3 in formula (III) ).
[0076] R<1>peut être un groupe fonctionnel conférant des propriétés hydrofuges et oléofuges au revêtement coloré résistant à l'abrasion. Avantageusement, quand R<1>est un groupe fonctionnel hydrofuge et oléofuge, R<1>fournit également une protection contre la corrosion ou une inhibition de la corrosion au substrat. Cependant, les inventeurs ont découvert de manière inattendue que R<1>n'a pas besoin d'être hydrofuge et oléofuge pour fournir une protection contre la corrosion ou une inhibition de la corrosion au substrat. [0076] R<1> may be a functional group conferring water-repellent and oil-repellent properties to the abrasion-resistant colored coating. Advantageously, when R<1> is a water- and oil-repellent functional group, R<1> also provides corrosion protection or corrosion inhibition to the substrate. However, the inventors unexpectedly discovered that R<1> does not need to be water and oil repellent to provide corrosion protection or corrosion inhibition to the substrate.
[0077] Avantageusement, quand R<1>est un groupe fonctionnel hydrofuge et oléofuge, R<1>comprend au moins un atome d'halogène. Avantageusement, l'atome d'halogène est un fluor, un chlore, un brome, ou un iode. Quand R<1>comprend deux atomes d'halogène ou plus, ils peuvent être identiques ou différents, c'est-à-dire une combinaison de deux ou plus de deux parmi un fluor, un chlore, un brome, et un iode. Advantageously, when R<1> is a water-repellent and oil-repellent functional group, R<1> comprises at least one halogen atom. Advantageously, the halogen atom is fluorine, chlorine, bromine, or iodine. When R <1> comprises two or more halogen atoms, they can be the same or different, that is to say a combination of two or more of a fluorine, a chlorine, a bromine, and an iodine.
[0078] Le procédé comprend en outre la fourniture d'un second composé 4 selon la formule (II), la formule (II) étant telle que décrite ci-dessus. The method further comprises providing a second compound 4 according to formula (II), formula (II) being as described above.
[0079] Avantageusement, le premier composé et le second composé sont hydrolysés 5 comme expliqué ci-dessus. Avantageusement, le premier composé hydrolysé et le second composé hydrolysé sont condensés 6 comme expliqué ci-dessus, pour ainsi obtenir un prépolymère. Advantageously, the first compound and the second compound are hydrolyzed as explained above. Advantageously, the first hydrolyzed compound and the second hydrolyzed compound are condensed 6 as explained above, to thus obtain a prepolymer.
[0080] Le procédé comprend en outre l'ajout d'un colorant 7 au prépolymère. Avantageusement, le colorant est un pigment ou une teinture. Avantageusement, le colorant est tel que décrit ci-dessus. Avantageusement, le colorant est ajouté au prépolymère en une quantité telle que décrite ci-dessus. [0080] The process further comprises the addition of a dye 7 to the prepolymer. Advantageously, the dye is a pigment or a dye. Advantageously, the dye is as described above. Advantageously, the dye is added to the prepolymer in an amount as described above.
[0081] Avantageusement, le colorant se dissout au moins partiellement dans le prépolymère. En variante, le colorant est au moins partiellement dispersé dans le prépolymère, c'est-à-dire qu'une dispersion comprenant le prépolymère et le colorant est obtenue. Advantageously, the dye dissolves at least partially in the prepolymer. Alternatively, the dye is at least partially dispersed in the prepolymer, i.e. a dispersion comprising the prepolymer and the dye is obtained.
[0082] Facultativement, d'autres composants ou substances peuvent être ajoutés au prépolymère. Par exemple, un tensioactif peut être ajouté au prépolymère. Avantageusement, quand un tensioactif est ajouté, il est ajouté en une quantité située entre 0,5 % et 30 % en poids, par rapport au poids total du prépolymère. [0082] Optionally, other components or substances can be added to the prepolymer. For example, a surfactant can be added to the prepolymer. Advantageously, when a surfactant is added, it is added in an amount between 0.5% and 30% by weight, relative to the total weight of the prepolymer.
[0083] Avantageusement, le prépolymère comprenant le colorant est appliqué 8 sur au moins une partie d'une surface du substrat comme expliqué ci-dessus. Divers procédés d'application connus dans la technique peuvent être utilisés. Un procédé préféré comprend l'immersion du substrat dans le prépolymère, en mettant ainsi en contact (la partie de) la surface du substrat sur laquelle le prépolymère doit être appliqué avec le prépolymère. Le substrat peut être immergé dans le prépolymère au moyen d'un trempage du substrat dans le prépolymère. [0083] Advantageously, the prepolymer comprising the dye is applied 8 to at least part of a surface of the substrate as explained above. Various application methods known in the art may be used. A preferred method includes immersing the substrate in the prepolymer, thereby contacting (that part of) the surface of the substrate to which the prepolymer is to be applied with the prepolymer. The substrate may be immersed in the prepolymer by means of dipping the substrate into the prepolymer.
[0084] Le procédé comprend en outre la réticulation 9 du prépolymère, pour ainsi obtenir un revêtement coloré résistant à l'abrasion sur le substrat. La réticulation 9 est avantageusement effectuée comme décrit ci-dessus. [0084] The method further comprises crosslinking 9 of the prepolymer, thus obtaining a colored coating resistant to abrasion on the substrate. Crosslinking 9 is advantageously carried out as described above.
[0085] Facultativement, le substrat peut être prétraité 2 avant d'appliquer 8 le prépolymère sur au moins une partie d'une surface du substrat. Avantageusement, au moins (la partie de) la surface du substrat sur laquelle le prépolymère sera appliqué est prétraitée. [0085] Optionally, the substrate can be pretreated 2 before applying 8 the prepolymer to at least part of a surface of the substrate. Advantageously, at least (the part of) the surface of the substrate on which the prepolymer will be applied is pretreated.
[0086] Avantageusement, le prétraitement comprend un nettoyage d'au moins (une partie de) la surface du substrat (un dénommé prénettoyage). Le prénettoyage peut être réalisé par des procédés connus dans la technique. Des exemples non limitatifs comprennent un meulage et un polissage, un nettoyage chimique, un nettoyage par ultrasons, un sablage, un traitement par plasma à pression atmosphérique ou à pression réduite, ou un traitement corona (plasma à l'air), ou un traitement alcalin. Avantageusement, un traitement alcalin, par exemple un prénettoyage alcalin, comprend le lavage de la surface avec une solution ayant un pH entre 7 et 14. Par exemple, le traitement alcalin peut comprendre un lavage de la surface avec une eau alcaline, telle qu'une eau alcaline ayant un pH entre 8 et 9. Les inventeurs ont découvert qu'un prétraitement comprenant un traitement alcalin permet d'améliorer l'adhérence du revêtement coloré au substrat. [0086] Advantageously, the pretreatment comprises cleaning at least (part of) the surface of the substrate (so-called precleaning). Precleaning can be accomplished by methods known in the art. Non-limiting examples include grinding and polishing, chemical cleaning, ultrasonic cleaning, sandblasting, atmospheric pressure or reduced pressure plasma treatment, or corona (air plasma) treatment, or alkaline. Advantageously, an alkaline treatment, for example an alkaline pre-cleaning, comprises washing the surface with a solution having a pH between 7 and 14. For example, the alkaline treatment may comprise washing the surface with alkaline water, such as alkaline water having a pH between 8 and 9. The inventors have discovered that a pretreatment comprising an alkaline treatment makes it possible to improve the adhesion of the colored coating to the substrate.
[0087] En variante ou en plus, et avantageusement, le prétraitement comprend un dépôt d'oxyde de silicium sur au moins la partie de la surface du substrat sur laquelle le prépolymère sera appliqué. L'oxyde de silicium peut être déposé au moyen de procédés connus dans la technique, par exemple au moyen d'un dépôt chimique en phase vapeur par combustion. [0087] Alternatively or in addition, and advantageously, the pretreatment comprises a deposition of silicon oxide on at least the part of the surface of the substrate on which the prepolymer will be applied. Silicon oxide may be deposited using methods known in the art, such as by combustion chemical vapor deposition.
[0088] Les inventeurs ont découvert que le dépôt d'oxyde de silicium sur la surface du substrat avant l'application du prépolymère permet d'améliorer l'adhérence du revêtement coloré sur le substrat. Un tel prétraitement permet également d'obtenir une couverture plus uniforme de la surface du substrat sur laquelle le prépolymère est appliqué. Ceci est en particulier un avantage quand le substrat possède une forme géométrique plus complexe et/ou une surface texturée (par exemple, à motifs), par rapport aux procédés traditionnels dans lesquels le dépôt ou la formation d'un revêtement est plutôt non homogène pour des substrats plus complexes. [0088] The inventors have discovered that the deposition of silicon oxide on the surface of the substrate before the application of the prepolymer makes it possible to improve the adhesion of the colored coating on the substrate. Such pretreatment also makes it possible to obtain more uniform coverage of the surface of the substrate to which the prepolymer is applied. This is particularly an advantage when the substrate has a more complex geometric shape and/or a textured (e.g. patterned) surface, compared to traditional processes in which the deposition or formation of a coating is rather non-homogeneous for more complex substrates.
[0089] Avantageusement, le revêtement coloré résistant à l'abrasion est un revêtement hybride organique-inorganique. Avantageusement, le revêtement coloré résistant à l'abrasion est un revêtement hybride organique-inorganique réticulé. Avantageusement, le revêtement coloré résistant à l'abrasion est au moins partiellement lié par covalence à la surface du substrat. Avantageusement, le revêtement coloré résistant à l'abrasion est lié par covalence au substrat par des liaisons comprenant un oxygène. Advantageously, the colored abrasion-resistant coating is an organic-inorganic hybrid coating. Advantageously, the colored abrasion-resistant coating is a crosslinked organic-inorganic hybrid coating. Advantageously, the colored abrasion-resistant coating is at least partially covalently bonded to the surface of the substrate. Advantageously, the colored abrasion-resistant coating is covalently bonded to the substrate through bonds comprising oxygen.
[0090] Avantageusement, le revêtement hybride organique-inorganique réticulé comprend un ou plusieurs parmi le silicium, le titane, le zirconium, l'aluminium, le fer, ou le bore, de préférence le silicium et/ou le titane. Advantageously, the crosslinked organic-inorganic hybrid coating comprises one or more of silicon, titanium, zirconium, aluminum, iron, or boron, preferably silicon and/or titanium.
[0091] Quand le substrat comprend un élément métallique, le revêtement coloré résistant à l'abrasion est avantageusement au moins partiellement lié par covalence à l'élément métallique. Quand le substrat comprend un alliage d'un élément métallique, le revêtement coloré résistant à l'abrasion est avantageusement au moins partiellement lié à l'élément métallique compris dans l'alliage. Avantageusement, le revêtement coloré résistant à l'abrasion est lié par covalence à l'élément métallique par des liaisons comprenant un oxygène, comme des atomes d'oxygène du revêtement liés par covalence à l'élément métallique. Avantageusement, quand le revêtement hybride organique-inorganique réticulé comprend du silicium et/ou du titane, le revêtement est au moins partiellement lié par covalence à l'élément métallique du substrat par des liaisons silicium-oxygène-élément métallique et/ou titane-oxygène-élément métallique, respectivement. [0091] When the substrate comprises a metallic element, the colored abrasion-resistant coating is advantageously at least partially covalently bonded to the metallic element. When the substrate comprises an alloy of a metallic element, the colored abrasion-resistant coating is advantageously at least partially bonded to the metallic element included in the alloy. Advantageously, the colored abrasion resistant coating is covalently bonded to the metallic element through bonds including oxygen, such as oxygen atoms of the coating covalently bonded to the metallic element. Advantageously, when the crosslinked organic-inorganic hybrid coating comprises silicon and/or titanium, the coating is at least partially covalently linked to the metallic element of the substrate by silicon-oxygen-metallic element and/or titanium-oxygen bonds. -metal element, respectively.
[0092] Quand le substrat comprend un polymère, le revêtement coloré résistant à l'abrasion est avantageusement au moins partiellement lié par covalence au polymère. Avantageusement, le revêtement coloré résistant à l'abrasion est lié par covalence au polymère du substrat par des liaisons comprenant un oxygène, comme des atomes d'oxygène du revêtement liés par covalence au polymère. [0092] When the substrate comprises a polymer, the colored abrasion-resistant coating is advantageously at least partially covalently bonded to the polymer. Advantageously, the colored abrasion resistant coating is covalently bonded to the polymer of the substrate through bonds including oxygen, such as oxygen atoms of the coating covalently bonded to the polymer.
[0093] Avantageusement, le revêtement hybride organique-inorganique réticulé comprend en outre des liaisons carbone-silicium. Advantageously, the crosslinked organic-inorganic hybrid coating further comprises carbon-silicon bonds.
[0094] Le revêtement coloré résistant à l'abrasion peut être transparent, translucide (c'est-à-dire semi-transparent) ou opaque. Avantageusement, le revêtement coloré peut avoir une saturation de la couleur, c'est-à-dire une profondeur de couleur, qui est variable en fonction de l'application finale de l'article. [0094] The colored abrasion-resistant coating can be transparent, translucent (that is to say semi-transparent) or opaque. Advantageously, the colored coating may have a color saturation, that is to say a color depth, which is variable depending on the final application of the article.
[0095] Avantageusement, la saturation et le degré de transparence (variant entre transparent et opaque) peuvent être modifiés en faisant varier le type et/ou la quantité de colorant ajoutée au prépolymère et/ou l'épaisseur du revêtement. Advantageously, the saturation and the degree of transparency (varying between transparent and opaque) can be modified by varying the type and/or quantity of dye added to the prepolymer and/or the thickness of the coating.
[0096] Avantageusement, le revêtement présente une épaisseur entre 1 µm et 20 µm, de préférence entre 1,2 µm et 10 µm, comme entre 1,5 µm et 5 µm. Comme on le comprendra, l'épaisseur optimale du revêtement dépend, entre autres, du substrat, en particulier de sa composition et de sa forme, de la saturation et de la transparence requises du revêtement, et de l'utilisation prévue de l'article. Advantageously, the coating has a thickness between 1 µm and 20 µm, preferably between 1.2 µm and 10 µm, as well as between 1.5 µm and 5 µm. As will be understood, the optimum coating thickness depends, among other things, on the substrate, particularly its composition and shape, the required saturation and transparency of the coating, and the intended use of the article. .
[0097] La résistance à l'abrasion peut être mesurée par des procédés connus dans la technique. Avantageusement, et en particulier, la résistance à l'abrasion est mesurée conformément à l'ASTM D1044 (appelée abrasion Taber). La résistance à l'abrasion conformément à l'ASTM D1044 est testée en utilisant des meules abrasives, telles que des meules en caoutchouc dans lesquelles sont incorporées des particules d'alumine. Une charge d'un poids de 250 g, 500 g ou 1000 g est ensuite placée au-dessus de la ou des meules abrasives. Avantageusement, dans le cadre de la présente divulgation, la résistance à l'abrasion est mesurée conformément à l'ASTM D1044 en appliquant une charge de 500 g. [0097] Abrasion resistance can be measured by methods known in the art. Advantageously, and in particular, the abrasion resistance is measured in accordance with ASTM D1044 (called Taber abrasion). Abrasion resistance in accordance with ASTM D1044 is tested using abrasive wheels, such as rubber wheels with embedded alumina particles. A load weighing 250 g, 500 g or 1000 g is then placed on top of the abrasive wheel(s). Advantageously, in the context of the present disclosure, the abrasion resistance is measured in accordance with ASTM D1044 by applying a load of 500 g.
[0098] Selon l'ASTM D1044, la résistance à l'abrasion est exprimée par (c'est-à-dire que la valeur de résistance à l'abrasion en pourcentage représente) le voile qui est mesuré après un nombre prédéterminé de révolutions, par exemple, sans s'y limiter, 20, 25, 50, 75, 100, 150, 200 ou 250 révolutions. Comme on le comprendra, la charge appliquée et le nombre de révolutions dépendent du substrat qui doit être testé et, en particulier, de l'utilisation prévue du substrat. De faibles valeurs de voile, c'est-à-dire inférieures à 10 %, sont, dans le cadre de la présente divulgation, considérées comme une indication d'une résistance élevée à l'abrasion. [0098] According to ASTM D1044, the abrasion resistance is expressed by (i.e. the percentage abrasion resistance value represents) the runout which is measured after a predetermined number of revolutions , for example, but not limited to, 20, 25, 50, 75, 100, 150, 200 or 250 revolutions. As will be understood, the load applied and the number of revolutions depend on the substrate that is to be tested and, in particular, the intended use of the substrate. Low haze values, i.e. less than 10%, are, for the purposes of the present disclosure, considered to be an indication of high abrasion resistance.
[0099] Avantageusement, le voile est mesuré par transmission ou réflexion de lumière. Comme on le comprendra, le fait que la lumière soit transmise ou réfléchie dépend du substrat à analyser. Par exemple, le voile sur un substrat transparent abrasé sera mesuré par la transmission d'une lumière (mode transmission), tandis qu'un substrat opaque sera mesuré par la réflexion d'une lumière (mode réflexion). [0099] Advantageously, the haze is measured by transmission or reflection of light. As will be understood, whether the light is transmitted or reflected depends on the substrate to be analyzed. For example, haze on an abraded transparent substrate will be measured by the transmission of light (transmission mode), while an opaque substrate will be measured by the reflection of light (reflection mode).
[0100] Avantageusement, l'article de la présente divulgation présente une résistance à l'abrasion d'au plus 10 %, comme d'au plus 7,5 %, ou d'au plus 5 %, mesurée conformément à l'ASTM D1044 après 100 révolutions et avec une charge appliquée de 500 g. [0100] Advantageously, the article of the present disclosure has an abrasion resistance of at most 10%, such as at most 7.5%, or at most 5%, measured in accordance with ASTM D1044 after 100 revolutions and with an applied load of 500 g.
[0101] En fonction du groupe fonctionnel R<1>, le revêtement peut conférer au substrat des caractéristiques supplémentaires. Par exemple, quand R<1>est un groupe fonctionnel hydrofuge et oléofuge, le revêtement peut rendre le substrat facile à nettoyer et/ou peut fournir une inhibition de la corrosion ou une protection contre la corrosion au substrat, c'est-à-dire fournir un article qui est facile à nettoyer et/ou résistant à la corrosion. [0101] Depending on the functional group R<1>, the coating can give the substrate additional characteristics. For example, when R<1> is a water and oil repellent functional group, the coating may make the substrate easy to clean and/or may provide corrosion inhibition or corrosion protection to the substrate, i.e. mean providing an item that is easy to clean and/or resistant to corrosion.
ExemplesExamples
Exemple 1Example 1
[0102] Des substrats en laiton (alliage de cuivre) ont été prétraités par meulage, polissage et traitement alcalin. Un premier substrat était un disque ayant une surface plane et lisse sans texture sur laquelle le revêtement devait être appliqué. Un second substrat était un substrat ayant plusieurs côtés et bords, ainsi que des zones texturées au niveau des bords. En d'autres termes, le premier substrat peut être considéré comme un substrat ayant une géométrie simple, tandis que le second substrat possède une géométrie plus complexe. [0102] Brass (copper alloy) substrates were pretreated by grinding, polishing and alkaline treatment. A first substrate was a disk having a flat, smooth surface without texture to which the coating was to be applied. A second substrate was one having multiple sides and edges, as well as textured areas at the edges. In other words, the first substrate can be considered as a substrate having a simple geometry, while the second substrate has a more complex geometry.
[0103] Un prépolymère a été préparé selon le tableau 1. 15 % en poids de noir de carbone, en tant que colorant, ont été dispersés dans le prépolymère. Le noir de carbone a été ajouté sous forme de particules ayant une taille moyenne de 25 nm. La dispersion des particules de noir de carbone a été effectuée en utilisant un dissolveur à vitesse élevée, mis en fonctionnement à 5000 tr/min pendant 15 minutes, suivi d'un traitement par ultrasons pendant 15 minutes. Un tensioactif comprenant un copolymère contenant des groupes ayant une affinité pour les pigments a également été ajouté au prépolymère. Une teinture noire soluble a également été ajoutée. La teinture noire soluble a été ajoutée pour obtenir un revêtement coloré opaque. [0103] A prepolymer was prepared according to Table 1. 15% by weight of carbon black, as a dye, was dispersed in the prepolymer. The carbon black was added in the form of particles having an average size of 25 nm. Dispersion of carbon black particles was carried out using a high speed dissolver, operated at 5000 rpm for 15 minutes, followed by ultrasonic treatment for 15 minutes. A surfactant comprising a copolymer containing groups having affinity for pigments was also added to the prepolymer. A soluble black dye was also added. Soluble black dye was added to obtain an opaque colored coating.
[0104] Le prépolymère comprenant le noir de carbone a été appliqué sur les substrats en laiton prétraités (c'est-à-dire les premier et second substrats) en immergeant les substrats en laiton dans le prépolymère. Différentes quantités de prépolymère ont été appliquées à la fois sur le premier substrat et le second substrat pour obtenir des revêtements ayant des épaisseurs différentes. Après avoir retiré les substrats en laiton du prépolymère, le prépolymère présent sur le laiton a été réticulé en soumettant le substrat à un durcissement thermique à 160 °C pendant 2 heures. [0104] The prepolymer comprising carbon black was applied to the pretreated brass substrates (that is to say the first and second substrates) by immersing the brass substrates in the prepolymer. Different amounts of prepolymer were applied to both the first substrate and the second substrate to obtain coatings having different thicknesses. After removing the brass substrates from the prepolymer, the prepolymer on the brass was cross-linked by subjecting the substrate to thermal curing at 160 °C for 2 hours.
[0105] Un premier revêtement avait une épaisseur de 3,0 à 4,0 µm et était opaque et légèrement brillant. Un second revêtement avait une épaisseur de 5,0 à 6,0 µm et était également légèrement brillant et opaque. L'inspection visuelle a montré une couleur noire ayant une saturation homogène. Une couverture très uniforme des surfaces du premier substrat (disque) a été obtenue pour les deux épaisseurs de revêtement. Cependant, un résultat moins uniforme a été obtenu sur le second substrat, où au niveau des bords texturés, le revêtement était moins homogène que sur les surfaces planes plus grandes du substrat (Figure 2). Cet effet a été constaté pour les deux épaisseurs de revêtement. [0105] A first coating had a thickness of 3.0 to 4.0 μm and was opaque and slightly shiny. A second coating was 5.0 to 6.0 µm thick and was also slightly glossy and opaque. Visual inspection showed a black color having homogeneous saturation. Very uniform coverage of the surfaces of the first substrate (disc) was obtained for both coating thicknesses. However, a less uniform result was obtained on the second substrate, where at the textured edges the coating was less uniform than on the larger flat surfaces of the substrate (Figure 2). This effect was observed for both coating thicknesses.
Tableau 1 : composition du revêtementTable 1: composition of the coating
[0106] 25 % 15 % 6 % 3%[0106] 25% 15% 6% 3%
[0107] L'abrasion a été testée conformément à l'ASTM D1044. Une charge de 500 g a été appliquée sur la meule abrasive et 100 révolutions ont été effectuées. Le voile a été mesuré après 100 révolutions. Le voile a été mesuré en mode réflexion, car le laiton n'est pas transparent. Les deux substrats revêtus présentaient une excellente résistance à l'abrasion (valeur de voile) de seulement 1,5 % à 2 %, quelle que soit l'épaisseur du revêtement. [0107] Abrasion was tested in accordance with ASTM D1044. A load of 500 g was applied to the abrasive wheel and 100 revolutions were made. The runout was measured after 100 revolutions. Haze was measured in reflection mode, as brass is not transparent. Both coated substrates exhibited excellent abrasion resistance (haze value) of only 1.5% to 2%, regardless of coating thickness.
[0108] Les propriétés anti-corrosion des articles ont également été testées. Les substrats revêtus ont été exposés à une humidité relative de 92 °C à 50 °C pendant 7 jours. Une inspection visuelle ultérieure n'a montré aucun changement dans les articles en laiton noir en termes de changements de couleur, et aucune tache n'a été observée sur la surface. [0108] The anti-corrosion properties of the articles were also tested. The coated substrates were exposed to a relative humidity of 92°C to 50°C for 7 days. Subsequent visual inspection showed no change in the black brass items in terms of color changes, and no stains were observed on the surface.
[0109] L'adhérence des revêtements a été testée sur les articles noirs qui avaient été exposés à une humidité relative de 92 °C à 50 °C pendant 7 jours. L'adhérence a été testée conformément à l'ASTM 3359-95A. L'adhérence était très bonne et aucun délaminage sur les bords n'a été constaté. [0109] The adhesion of the coatings was tested on the black articles which had been exposed to a relative humidity of 92° C. to 50° C. for 7 days. Adhesion has been tested in accordance with ASTM 3359-95A. Adhesion was very good and no delamination at the edges was noted.
Exemple 2Example 2
[0110] Le second substrat en laiton de l'exemple 1 (géométrie complexe) a été prétraité selon l'exemple 1, suivi d'un dépôt de SiO2. Les échantillons de SiO2-laiton ont ensuite été revêtus avec les revêtements et au moyen du procédé comme dans l'exemple 1. Les revêtements étaient à nouveau très homogènes en termes de saturation et étaient opaques. Comme le montre la figure 3, la couverture de la surface du second substrat était désormais homogène et uniforme sur tout le substrat, y compris au niveau des bords texturés. Ceci démontre l'intérêt d'un dépôt de SiO2en tant que prétraitement sur des substrats ayant une géométrie plus complexe et/ou une surface texturée. The second brass substrate of Example 1 (complex geometry) was pretreated according to Example 1, followed by a deposition of SiO2. The SiO2-brass samples were then coated with the coatings and by means of the method as in Example 1. The coatings were again very homogeneous in terms of saturation and were opaque. As shown in Figure 3, the surface coverage of the second substrate was now seamless and uniform across the entire substrate, including at the textured edges. This demonstrates the interest of depositing SiO2 as a pretreatment on substrates having a more complex geometry and/or a textured surface.
[0111] L'adhérence des revêtements a été testée, à nouveau après exposition des articles à une humidité relative de 92 °C à 50 °C pendant 7 jours. L'adhérence a été testée conformément à l'ASTM 3359-95A. L'adhérence était très bonne et aucun délaminage sur les bords n'a été constaté. [0111] The adhesion of the coatings was tested again after exposing the articles to a relative humidity of 92° C. to 50° C. for 7 days. Adhesion has been tested in accordance with ASTM 3359-95A. Adhesion was very good and no delamination at the edges was noted.
Exemple 3Example 3
[0112] Des plaques de polymère transparent constituées de méthacrylate de méthyle-acrylonitrile-butadiène-styrène (polymère MABS) ont été revêtues en plongeant les plaques dans 5 prépolymères différents à une vitesse de 100 mm/min. 1,5 % en poids d'Orasol Blue pour une teneur en solides du revêtement de 30 % a été ajouté en tant que colorant bleu au prépolymère. Un échantillon a été durci à 95 °C pendant 1 heure (échantillon 1), 4 échantillons (échantillons 2 à 5) ont été durcis au moyen d'un rayonnement UV pendant 10 secondes. [0112] Plates of transparent polymer made of methyl methacrylate-acrylonitrile-butadiene-styrene (MABS polymer) were coated by immersing the plates in 5 different prepolymers at a speed of 100 mm/min. 1.5 wt% Orasol Blue for 30% coating solids content was added as a blue colorant to the prepolymer. One sample was cured at 95°C for 1 hour (sample 1), 4 samples (samples 2 to 5) were cured using UV radiation for 10 seconds.
[0113] L'adhérence des échantillons a été testée conformément à l'ASTM 3359-95A, et une adhérence de 100 % a été observée (aucun délaminage constaté). [0113] The adhesion of the samples was tested in accordance with ASTM 3359-95A, and 100% adhesion was observed (no delamination observed).
[0114] Les revêtements colorés sur les échantillons étaient clairs, transparents et brillants pour les échantillons 1 et 2, partiellement mats et troubles sur l'échantillon 3, et légèrement mats pour les échantillons 4 et 5. [0114] The colored coatings on the samples were clear, transparent and shiny for samples 1 and 2, partially matt and cloudy on sample 3, and slightly matt for samples 4 and 5.
[0115] La résistance à l'abrasion a été testée conformément à l'ASTM D1044. Une charge de 500 g a été appliquée sur la meule abrasive et 100 révolutions ont été effectuées. Le voile a été mesuré après 100 révolutions en mode transmission. Tous les échantillons présentaient une résistance à l'abrasion entre 1,5 % et 5 %. [0115] Abrasion resistance was tested in accordance with ASTM D1044. A load of 500 g was applied to the abrasive wheel and 100 revolutions were made. The runout was measured after 100 revolutions in transmission mode. All samples had an abrasion resistance between 1.5% and 5%.
NomenclatureNomenclature
[0116] 1 fourniture d'un substrat 2 prétraitement facultatif du substrat 3 fourniture d'un premier composé 4 fourniture d'un second composé 5 hydrolyse 6 condensation 7 ajouter un colorant 8 appliquer sur le substrat 9 réticuler 10 procédé [0116] 1 supply of a substrate 2 optional pretreatment of the substrate 3 supply of a first compound 4 supply of a second compound 5 hydrolysis 6 condensation 7 add a dye 8 apply to the substrate 9 crosslink 10 process
Claims (15)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH001174/2022A CH720102A2 (en) | 2022-10-06 | 2022-10-06 | Method for producing an article comprising a colored abrasion-resistant coating, and article comprising such a coating |
Applications Claiming Priority (1)
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CH001174/2022A CH720102A2 (en) | 2022-10-06 | 2022-10-06 | Method for producing an article comprising a colored abrasion-resistant coating, and article comprising such a coating |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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CH720102A2 true CH720102A2 (en) | 2024-04-15 |
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Family Applications (1)
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CH001174/2022A CH720102A2 (en) | 2022-10-06 | 2022-10-06 | Method for producing an article comprising a colored abrasion-resistant coating, and article comprising such a coating |
Country Status (1)
Country | Link |
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CH (1) | CH720102A2 (en) |
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2022
- 2022-10-06 CH CH001174/2022A patent/CH720102A2/en unknown
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