EP3192853A1 - Procede de traitement d'une surface pour l'obtention d'un revêtement oleophobe et/ou hydrophobe - Google Patents

Procede de traitement d'une surface pour l'obtention d'un revêtement oleophobe et/ou hydrophobe Download PDF

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EP3192853A1
EP3192853A1 EP16305039.6A EP16305039A EP3192853A1 EP 3192853 A1 EP3192853 A1 EP 3192853A1 EP 16305039 A EP16305039 A EP 16305039A EP 3192853 A1 EP3192853 A1 EP 3192853A1
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    • C10N2080/00—Special pretreatment of the material to be lubricated, e.g. phosphatising or chromatising of a metal

Definitions

  • the present invention relates to a method for treating a surface selected from the group consisting of sapphire, brass, rhodium-plated brass, gold-plated brass, nickel, steel, hardenable steel, iron, aluminum, titanium, lead, silver, gold, chromium, copper, manganese, vanadium, lithium, cobalt, silicon and various alloys and metal oxides thereof metals, said surface treatment method comprising a step of applying, on said surface, hydrophobic and / or oleophobic molecules and / or application of an epilame.
  • the document US2014 / 087197 relates to the application of a hydrophobic and / or oleophobic molecular layer so as to constitute an anti-fingerprint coating and the document EP2865737 relates to the production of an epilamate consisting in covering a surface of an epilame (also called coupling agent), that is to say to cover a surface of a product or a substance making it possible to avoid a liquid, for example a lubricant, does not spread but on the contrary it remains localized at a precise location.
  • the application of an epilame reduces the surface energy of an article and modifies the surface tension by applying a hydrophobic and / or oleophobic molecular layer.
  • the so-called “chemical” epilams (which are distinguished from so-called “mechanical” epilams) comprise two parts, namely (1) the anchor (or hook) which determines the attachment of the epilame to a surface and (2) ) the functional body which confers the epilame properties on the molecule, especially via fluorinated groups.
  • the document EP2865737 relates to an establishment of a tie layer on a surface, this tie layer being provided so that an epilame subsequently applied adheres more strongly to the surface comprising the tie layer.
  • the tie layer according to this prior document thus constitutes an intermediate layer between the surface to be treated and the epilame itself.
  • such a tie layer can be applied according to a vacuum evaporation technique, a flash evaporation technique or by an atomic layer deposition technique.
  • the document US2014 / 087197 whose purpose is to apply a hydrophobic and / or oleophobic molecular layer so as to constitute an anti-bump coating on a surface, proposes an intermediate coating of this surface with a transition layer intended for provide improved adhesion of the hydrophobic and / or oleophobic molecular layer.
  • the transition layer according to this prior document is therefore an intermediate layer between the surface to be treated and the hydrophobic and / or oleophobic molecules.
  • the present invention aims to overcome the drawbacks of the state of the art by providing a method minimizing the number of manufacturing process steps and optimizing the adhesion (attachment) of epilams and / or hydrophobic molecules and and / or oleophobic on a pretreated surface so that the epilame anchors and / or the hydrophobic and / or oleophobic molecules bind strongly and durably to the pretreated surface, thus allowing for high resistance of the coupling agents (epilam) and / or or hydrophobic and / or oleophobic molecules at successive washing cycles.
  • the coupling agents epilam
  • a method of treating a surface as indicated at the beginning characterized in that it comprises a pretreatment step by a plasma process of said surface before said step d application of hydrophobic and / or oleophobic molecules and / or application of an epilame.
  • plasma pretreatment of said surface makes it possible to create attachment sites directly at the latter so that subsequent treatment with a coupling agent (epilame) and / or hydrophobic and / or oleophobic molecules of this same surface then having attachment sites is optimized. More particularly, it has been shown that pretreatment by a plasma method with creation of hooks on the surface to be treated subsequently allows a coupling agent (epilame) and / or hydrophobic and / or oleophobic molecules. adhere more strongly and resist better to successive washing cycles.
  • a coupling agent epilame
  • a plasma treatment for example by oxygen plasma or by nitrogen plasma makes it possible to provide the surface, during a pretreatment stage, with adequate attachment sites of the -OH type or - NH 2 , these attachment sites to ensure a better adhesion of epilams and / or hydrophobic molecules and / or oleophobes applied thereafter.
  • the sites of hooks formed by plasma treatment are nucleophilic sites promoting the anchoring of epilame anchors but also hydrophobic and / or oleophobic molecules.
  • each R 1 independent of each other, and identical or different from each other at each occurrence, are selected from the group consisting of (CR 5 R 6 ) n , where each R 5 and R 6 , which are identical to or different from each other, are independently selected from the group consisting of H, a linear or branched alkyl group having from 1 to 8 carbon atoms, which is optionally substituted by at least one atom of the halogen family, an aryl group or an aralkyl group, n being from 1 to 30.
  • each R 1 independent of one another, and identical or different from each other at each occurrence, are (CH 2 ) n and n is between 1 and 30.
  • each R ' independent of one another, and identical or different from each other at each occurrence, are selected from the group consisting of a bond, (CR 5 R 6 ) n , where each R 5 and R 6 , identical to or different from each other, are independently selected from the group consisting of H, a linear or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, which is optionally substituted with at least one atom of the halogen family, an aryl group or an aralkyl group, n being between 1 and 30.
  • each R ' independent of each other, and identical or different from each other at each occurrence, are a bond, (CH 2 ) n and n is between 2 and 12, preferably each R 'is a bond.
  • repeating alkylene oxide units may be mentioned (O-CH 2 -CH 2 -O) m , (O-CH 2 -CH 2 -CH 2 O) m , (OCH 2 -CH (CH 3 )) m and (O-CH (CH 3 ) -CH 2 ) m , where m is between 1 and 100, preferably m is between 2 and 30, preferentially, m is between 3 and 10.
  • perfluoroalkyl groups comprising from 1 to 50 carbon atoms
  • the following compounds may be mentioned: perfluoropropyl, perfluorobutyl, perfluoropentyl, perfluorohexyl, perfluorooctyl, perfluorononyl and perfluorodecyl and the like.
  • the perfluoroalkyl group comprises 3 to 25 carbon atoms, preferably 4 to 20 carbon atoms, more preferably 6 to 12 carbon atoms.
  • the method for treating a surface according to the invention comprises a preliminary step of dissolving in a solvent said hydrophobic and / or oleophobic molecules and / or said epilam, for example monomer of general formula (I) and or dimer of general formula (II) to form a surface treatment solution.
  • said preliminary step of dissolving in a solvent to form a surface treatment solution is carried out by dissolving in a solvent selected from the group consisting of isopropanol, ethanol and methanol. , dimethylformamide, acetone, tetrahydrofuran, preferably isopropanol.
  • said preliminary step of dissolving in a solvent forms a surface treatment solution comprising said hydrophobic and / or oleophobic molecules and / or said epilam, for example said monomer of general formula (I) and / or said dimer of general formula (II), in a proportion of 0.01% to 10% v / v in a solvent, preferably in a proportion of 0.1% to 5% v / v.
  • said step of bringing said pretreated surface into contact with said hydrophobic and / or oleophobic molecules and / or with said epilame, for example with said monomer of general formula (I) and / or with said dimer of general formula (II), is carried out by spraying, dipping, spraying, buffering, wiping, spin coating and deep coating.
  • the present invention also relates to an article (or a product), in particular an article (or a product) for watches, automobiles, microelectronics, optics, aeronautics, nautical, medical field, packing or construction, having at least a portion of surface treated according to the method according to the invention.
  • the present invention also relates to a use of hydrophobic and / or oleophobic molecules and / or an epilame, for example a monomer of general formula (I) and / or a dimer of general formula (II) in a surface treatment, in particular for treating a surface of a timepiece, automobile, microelectronics, optics, aeronautics, nautical, medical field, packing or construction.
  • Other embodiments of the use of hydrophobic and / or oleophobic molecules and / or an epilame, for example a monomer of general formula (I) and / or a dimer of general formula (II), according to the invention are indicated in the appended claims.
  • Step 2 starting from 10,11-bis (2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,9 heptadecafluorononyl) icosane-1, 20-diol (formula A)
  • 10,11-bis (9-bromononyl) -1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5, 6,6,7,7,8,8 is obtained , 13,13,14,14, 15,15,16,16,17,17,18,18,19,19,20,20,20 tetracyclafluoroicosane.
  • Step 4 starting from tetraethyl 10,11-bis (2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,9-heptadecafluorononyl) -icosane -1,20-diylbisphosphonate (formula C)
  • This process for synthesizing a compound of general formula (I) according to the invention is therefore based on a substitution of at least one halogenated group of a starting molecule.
  • Step 4 starting from tetraethyl 10,11-bis (2,2,3,3,4,4,5,5,5-nonafluoropentyl) icosane-1,20-diylbisphosphonate (formula G)
  • This process for synthesizing a compound of general formula (I) according to the invention is therefore also based on a substitution of at least one halogenated group of a starting molecule.
  • pretreatment with an oxygen plasma was carried out on the surfaces to be treated with the PICO LF PCCE apparatus for 4 minutes at a power of 100 W.
  • the pretreated surfaces were treated by immersion for 5 minutes or 15 minutes in epilamization solutions containing a monomer of general formula (I) and / or a dimer of general formula (II) in a proportion of 2.5 ⁇ 10 -3 moIL -1 in isopropanol as solvent. Then, the treated substrates were drained for 1 minute and then dried under hot air (55 ° C) for 5 minutes.
  • the contact angle measurement reports the ability of a liquid (eg, an oil) to spread over a surface by wettability.
  • the method consists in measuring the angle of the tangent of the profile of a drop deposited on the substrate, with the surface of the substrate.
  • This measure makes it possible, in particular, to discriminate the polar or apolar nature of the interactions at the liquid-solid interface and thus to deduce the hydrophilic or hydrophobic nature of a surface.
  • the more a large angle is measured the more the surface has a hydrophobic / oleophobic character.
  • the smaller the angle the more hydrophilic the surface.
  • the DSA100 apparatus associated with the DSA4 version 2.0 software were used to perform these contact angle measurements.
  • a brass surface that has been pre-treated or not with oxygen plasma has been treated with a dimer (OLEOXEIN +) according to the invention corresponding to the general formula (II) and which is the following:
  • pretreatment of the surface by oxygen plasma before treatment with a dimer of general formula (II) allows the latter to cling (adhere) more strongly to the treated surface and in particular to resist better hydrolysis in an acidic or basic medium, this conferring on the epilame a high stability over time.
  • pre-treatment with oxygen plasma makes it possible to significantly increase the resistance to successive washing cycles, whereas the treatment of the surface by immersion in a solution containing epilam lasted 5 or 15 minutes.
  • a plasma pretreatment of oxygen can significantly increase the resistance to successive wash cycles, that the treatment of the surface by immersion in a solution containing epilame lasted 5 or 15 minutes.
  • pre-treatment with oxygen plasma makes it possible to significantly increase the resistance to successive washing cycles, whereas the treatment of the surface by immersion in a solution containing epilam lasted 5 or 15 minutes.
  • pretreatment of the surface with oxygen plasma before treatment with a molecule of general formula (II) according to the invention, allows the latter to cling (to adhere) more strongly to the surface. treated and in particular better to resist hydrolysis in acidic or basic, this conferring on the epilame a high stability over time.
  • an oxygen plasma pretreatment significantly increases the resistance to successive washing cycles, that the treatment of the surface by immersion in a solution containing epilame lasted 5 or 15 minutes.

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Abstract

Procédé de traitement d'une surface comprenant une étape d'application, sur ladite surface, de molécules hydrophobes et/ou oléophobes et/ou d'application d'un épilame, ledit procédé comprenant une étape de prétraitement par un procédé plasma de ladite surface avant ladite étape d'application de molécules hydrophobes et/ou oléophobes et/ou d'application d'un épilame.

Description

  • La présente invention se rapporte à un procédé de traitement d'une surface choisie dans le groupe constitué du saphir, du laiton, du laiton rhodié, du laiton doré, du nickel, de l'acier, de l'acier durcissable, du fer, de l'aluminium, du titane, du plomb, de l'argent, de l'or, du chrome, du cuivre, du manganèse, du vanadium, du lithium, du cobalt, du silicium et de divers alliages et oxydes métalliques de tels métaux, ledit procédé de traitement de surface comprenant une étape d'application, sur ladite surface, de molécules hydrophobes et/ou oléophobes et/ou d'application d'un épilame.
  • De nombreux traitements de surface sont connus, comme par exemple ceux décrits dans les documents US2014/087197 et EP2865737 .
  • Plus particulièrement, le document US2014/087197 porte sur l'application d'une couche moléculaire hydrophobe et/ou oléophobe de telle sorte à constituer un revêtement anti-empreintes et le document EP2865737 porte sur la réalisation d'un épilamage consistant à couvrir une surface d'un épilame (également dénommé agent de couplage), c'est-à-dire à couvrir une surface d'un produit ou d'une substance permettant d'éviter qu'un liquide, par exemple un lubrifiant, ne se répande mais qu'au contraire il reste localisé à un endroit précis. L'application d'un épilame permet de réduire l'énergie de surface d'un article et d'en modifier la tension superficielle par application d'une couche moléculaire hydrophobe et/ou oléophobe. Les épilames dit « chimiques » (que l'on distingue des épilames dits « mécaniques ») comportent deux parties, à savoir (1) l'ancre (ou accroche) qui détermine l'accrochage de l'épilame à une surface et (2) le corps fonctionnel qui confère les propriétés épilame à la molécule, notamment par l'intermédiaire de groupements fluorés.
  • Lors du revêtement d'une surface avec des molécules hydrophobes et/ou oléophobes et/ou d'une opération d'épilamage (c'est-à-dire lors de l'application d'un épilame par sa mise en contact avec une surface à traiter), il est crucial de pouvoir assurer que les molécules hydrophobes et/ou oléophobes et/ou que l'épilame vont adhérer fortement et de façon durable à la surface. Il convient particulièrement de veiller à ce que ces molécules et/ou à ce que l'épilame appliqués adhèrent de telle sorte que le revêtement obtenu puisse résister à des cycles de lavage successifs, notamment en résistant aux hydrolyses acides ou basiques. En ce qui concerne les épilames dit « chimiques », un tel accrochage dépend essentiellement de deux facteurs, à savoir (1) des propriétés de l'ancre de l'épilame et (2) des propriétés de la surface sur laquelle est réalisée l'épilamage. En effet, dès lors que l'épilame forme une sorte de revêtement (coating) sur la surface traitée, l'interaction entre cette dernière et l'ancre de l'épilame joue un rôle essentiel et déterminant.
  • Dans ce sens, afin d'assurer un bonne adhérence d'un épilame, le document EP2865737 porte sur une mise en place d'une couche d'accroche sur une surface, cette couche d'accroche étant prévue pour qu'un épilame appliqué par la suite adhère plus fortement à la surface comprenant cette couche d'accroche. La couche d'accroche selon ce document antérieur constitue donc une couche intermédiaire entre la surface à traiter et l'épilame lui-même. Selon ce document antérieur, une telle couche d'accroche peut être appliquée selon une technique d'évaporation sous vide, une technique d'évaporation par flash ou encore par une technique de dépôt de couche atomique.
  • Dans un même sens, le document US2014/087197 , ayant pour objet une application d'une couche moléculaire hydrophobe et/ou oléophobe de telle sorte à constituer un revêtement anti-empruntes sur une surface, propose un revêtement intermédiaire de cette surface avec une couche de transition (« transition layer ») prévue pour assurer une accroche améliorée de la couche moléculaire hydrophobe et/ou oléophobe. La couche de transition selon ce document antérieur est donc une couche intermédiaire entre la surface à traiter et les molécules hydrophobes et/ou oléophobes.
  • Malheureusement, selon ces procédés de traitement de surface connus de l'état de la technique, l'application d'une couche intermédiaire sur la surface à traiter, c'est-à-dire l'application d'une couche d'accroche entre la surface à traiter et l'épilame ou les molécules hydrophobes et/ou oléophobes, est requise. Cette couche intermédiaire étant constituée d'un matériau différent de celui de la surface à traiter (à fonctionnaliser), outre le fait qu'une étape additionnelle de procédé de traitement doit être effectuée pour appliquer cette couche intermédiaire, ces procédés de l'état de la technique ne permettent pas de garantir une adhérence optimale et durable entre la surface à traiter et la couche d'accroche intermédiaire.
  • La présente invention a pour but de pallier les inconvénients de l'état de la technique en procurant un procédé minimisant le nombre d'étapes de procédé de fabrication et optimisant l'adhérence (l'accrochage) des épilames et/ou des molécules hydrophobes et/ou oléophobes sur une surface prétraitée de telle sorte que les ancres des épilames et/ou que les molécules hydrophobes et/ou oléophobe se lient fortement et durablement à la surface prétraitée, permettant ainsi une haute résistance des agents de couplage (épilames) et/ou des molécules hydrophobes et/ou oléophobes à des cycles de lavage successifs.
  • Pour résoudre ce problème, il est prévu suivant l'invention, un procédé de traitement d'une surface tel qu'indiqué au début, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de prétraitement par un procédé plasma de ladite surface avant ladite étape d'application de molécules hydrophobes et/ou oléophobes et/ou d'application d'un épilame.
  • Dans le cadre de la présente invention, il a été déterminé qu'un prétraitement par plasma de ladite surface permet de créer des sites d'accroche directement au niveau de cette dernière de telle sorte qu'un traitement ultérieur avec un agent de couplage (épilame) et/ou des molécules hydrophobes et/ou oléophobes de cette même surface comportant alors des sites d'accroche est optimisé. Plus particulièrement, il a été montré qu'un prétraitement par un procédé plasma avec création d'accroches sur la surface à traiter permet, par la suite, qu'un agent de couplage (épilame) et/ou des molécules hydrophobes et/ou oléophobes adhèrent plus fortement et résistent mieux à des cycles de lavage successifs.
  • Il a en effet été mis en évidence qu'un traitement par plasma, par exemple par plasma oxygène ou par plasma azote permet de munir la surface, lors d'une étape de prétraitement, de sites d'accroche adéquats de type -OH ou -NH2, ces sites d'accroche permettant d'assurer une meilleure adhérence des épilames et/ou des molécules hydrophobes et/ou oléophobes appliqués par la suite. En effet, il a été démontré que les sites d'accroches formés par traitement plasma (oxygène, azote ou autre) sont des sites nucléophiliques favorisant l'accrochage des ancres des épilames mais aussi des molécules hydrophobes et/ou oléophobes.
  • De préférence, selon le procédé suivant l'invention, ladite étape d'application, sur ladite surface, de molécules hydrophobes et/ou oléophobes et/ou d'application d'un épilame est réalisée par application :
    • d'un monomère répondant à la formule générale (1) suivante :
      Figure imgb0001
       où
      • chaque R1, indépendants l'un de l'autre, et identiques ou différents l'un de l'autre à chaque occurrence, sont sélectionnés dans le groupe constitué d'une liaison, (CR5R6)n, où chaque R5 et R6, identiques ou différents l'un de l'autre sont sélectionnés indépendamment dans le groupe constitué de H, d'un groupe alkyl comprenant 1 à 10 atomes de carbone, lequel est optionnellement substitué par au moins un atome de la famille des halogènes, un groupe aryle ou un groupe aralkyle, n étant compris entre 1 et 50, et d'une chaine polyalkylène oxyde présentant de 1 à 100 répétitions d'unités alkylène oxyde ;
      • R' est sélectionné dans le groupe constitué d'une liaison, (CR5R6)n, où chaque R5 et R6, identiques ou différents l'un de l'autre sont sélectionnés indépendamment dans le groupe constitué de H, d'un groupe alkyl comprenant 1 à 10 atomes de carbone, lequel est optionnellement substitué par au moins un atome de la famille des halogènes, un groupe aryle ou un groupe aralkyle, n étant compris entre 1 et 50 ;
      • chaque R2 et R2', indépendants l'un de l'autre, et identiques ou différents l'un de l'autre à chaque occurrence, sont sélectionnés dans le groupe constitué d'une liaison, (CH2)n, O, S, S-S, NH, O(CO), O(CS), NH(CO), NH(CS), NH(CO)NH, NH-CS-NH, NH(CO)O,
        Figure imgb0002
         ,NH(CS)O, S(CO), (CO)S, et
    • n est compris entre 1 et 100 ;
      • R3 est sélectionné dans le groupe constitué d'un groupe perfluoroalkyle comprenant de 1 à 50 atomes de carbone, (CF(CF3)CF2O)n(CF2)2CF3, (CF2CF(CF3)O)n(CF2)2CF3, (CF2CF2CF20)n(CF2)2CF3 et (CF2CF2O)n(CF2)CF3, et n est compris entre 0 et 100 ;
      • F est sélectionné dans le groupe constitué de PO3H2, P(O)O2 -M+, OPO3H2, OP(O)O2 -M+, SH, S-S et SiX3 (X= H, CI, OMe, OEt, OiPr), de préférence PO3H2 ; et/ou
    • d'un dimère répondant à la formule générale (II) suivante :
      Figure imgb0003
       où
      • chaque R1, indépendants l'un de l'autre, et identiques ou différents l'un de l'autre à chaque occurrence, sont sélectionnés dans le groupe constitué d'une liaison, (CR5R6)n, où chaque R5 et R6, identiques ou différents l'un de l'autre sont sélectionnés indépendamment dans le groupe constitué de H, d'un groupe alkyl comprenant 1 à 10 atomes de carbone, lequel est optionnellement substitué par au moins un atome de la famille des halogènes, un groupe aryle ou un groupe aralkyle, n étant compris entre 1 et 50, et d'une chaine polyalkylène oxyde présentant de 1 à 100 répétitions d'unités alkylène oxyde ;
      • chaque R', indépendants l'un de l'autre, et identiques ou différents l'un de l'autre à chaque occurrence, sont sélectionnés dans le groupe constitué d'une liaison, (CR5R6)n, où chaque R5 et R6, identiques ou différents l'un de l'autre sont sélectionnés indépendamment dans le groupe constitué de H, d'un groupe alkyl comprenant 1 à 10 atomes de carbone, lequel est optionnellement substitué par au moins un atome de la famille des halogènes, un groupe aryle ou un groupe aralkyle, n étant compris entre 1 et 50 ;
      • chaque R2, indépendants l'un de l'autre, et identiques ou différents l'un de l'autre à chaque occurrence, sont sélectionnés dans le groupe constitué d'une liaison, (CH2)n, O, S, S-S, NH, O(CO), O(CS), NH(CO), NH(CS), NH(CO)NH, NH-CS-NH, NH(CO)O, NH(CS)O, ,S(CO), (CO)S,
        Figure imgb0004
         et n est compris entre 1 et 100 ;
      • chaque R3, égaux ou différents l'un de l'autre sont sélectionnés dans le groupe constitué d'un groupe perfluoroalkyle comprenant de 1 à 50 atomes de carbone, (CF(CF3)CF2O)n(CF2)2CF3, (CF2CF(CF3)0)n(CF2)2CF3, (CF2CF2CF20)n(CF2)2CF3 et (CF2CF2O)n(CF2)CF3, et n est compris entre 0 et 100 ;
      • chaque R4, égaux ou différents l'un de l'autre sont sélectionnés dans le groupe constitué de H, d'un groupe alkyl comprenant 1 à 10 atomes de carbone, lequel est optionnellement substitué par au moins un atome de la famille des halogènes, un groupe aryle ou un groupe aralkyle, préférentiellement chaque R4 est H ;
      • T est une liaison, (CH2)n, O, S, S-S, NH, O(CO), O(CS), NH(CO), NH(CS), NH(CO)NH, NH-CS-NH, NH(CO)O, NH(CS)O,
        Figure imgb0005
         ,S(CO), (CO)S, et n est compris entre 1 et 100 ;
      • chaque F et F', indépendants l'un de l'autre, et identiques ou différents l'un de l'autre à chaque occurrence, sont sélectionnés dans le groupe constitué de PO3H2, P(O)O2 -M+, OPO3H2, OP(O)O2 - M+, SH, S-S et SiX3 (X= H, CI, OMe, OEt, OiPr), de préférence PO3H2 ;
      ledit monomère de formule générale (I) et/ou ledit dimère de formule générale (II) comprenant au moins, à une première extrémité de chaîne, un groupement phosphorylé représentant une accroche et au moins, à une deuxième extrémité de chaîne opposée à ladite première extrémité de chaîne, un groupement perfluoré.
  • De préférence, chaque R1, indépendants l'un de l'autre, et identiques ou différents l'un de l'autre à chaque occurrence, sont sélectionnés dans le groupe constitué de (CR5R6)n, où chaque R5 et R6, identiques ou différents l'un de l'autre sont sélectionnés indépendamment dans le groupe constitué de H, d'un groupe alkyle linéaire ou branché comprenant de 1 à 8 atomes de carbone, lequel est optionnellement substitué par au moins un atome de la famille des halogènes, un groupe aryle ou un groupe aralkyle, n étant compris entre 1 et 30.
  • De préférence, chaque R1, indépendants l'un de l'autre, et identiques ou différents l'un de l'autre à chaque occurrence, sont (CH2)n et n est compris entre 1 et 30.
  • Préférentiellement, chaque R', indépendants l'un de l'autre, et identiques ou différents l'un de l'autre à chaque occurrence, sont sélectionnés dans le groupe constitué d'une liaison, (CR5R6)n, où chaque R5 et R6, identiques ou différents l'un de l'autre sont sélectionnés indépendamment dans le groupe constitué de H, d'un groupe alkyle linéaire ou branché comprenant de 1 à 8 atomes de carbone, lequel est optionnellement substitué par au moins un atome de la famille des halogènes, un groupe aryle ou un groupe aralkyle, n étant compris entre 1 et 30.
  • De préférence, chaque R', indépendants l'un de l'autre, et identiques ou différents l'un de l'autre à chaque occurrence, sont une liaison, (CH2)n et n est compris entre 2 et 12, préférentiellement, chaque R' est une liaison.
  • Parmi les unités alkylène oxyde répétées, peuvent être mentionnés (O-CH2-CH2-O)m, (O-CH2-CH2-CH2O)m, (OCH2-CH(CH3))m et (O-CH(CH3)-CH2)m, où m est compris entre 1 et 100, de préférence m est compris entre 2 et 30, préférentiellement, m est compris entre 3 et 10.
  • Concernant des exemples non limitatifs de groupes perfluoroalkyle comprenant de 1 à 50 atomes de carbone, peuvent être cités les composés suivants : perfluoropropyle, perfluorobutyle, perfluoropentyle, perfluorohexyle, perfluorooctyle, perfluorononyle et perfluorodecyle et analogue.
  • De préférence, le groupe perfluoroalkyle comprend 3 à 25 atomes de carbone, préférentiellement de 4 à 20 atomes de carbone, plus préférentiellement de 6 à 12 atomes de carbone.
  • De préférence, le procédé de traitement d'une surface selon l'invention comprend une étape préalable de mise en solution dans un solvant desdites molécules hydrophobes et/ou oléophobes et/ou dudit épilame, par exemple du monomère de formule générale (I) et/ou du dimère de formule générale (II) pour former une solution de traitement de surface.
  • Avantageusement, selon l'invention, ladite étape préalable de mise en solution dans un solvant pour former une solution de traitement de surface est réalisée par mise en solution dans un solvant choisi dans le groupe constitué de l'isopropanol, l'éthanol, le méthanol, le diméthylformamide, l'acétone, le tétrahydrofurane, préférentiellement l'isopropanol.
  • De préférence, selon l'invention, ladite étape préalable de mise en solution dans un solvant forme une solution de traitement de surface comprenant lesdites molécules hydrophobes et/ou oléophobes et/ou ledit épilame, par exemple ledit monomère de formule générale (I) et/ou ledit dimère de formule générale (II), à raison de 0,01% à 10% v/v dans un solvant, préférentiellement à raison de 0,1% à 5% v/v.
  • Avantageusement, le procédé suivant l'invention comprend en outre au moins une des étapes additionnelles suivantes :
    • un égouttage dudit article mis en contact avec lesdites molécules hydrophobes et/ou oléophobes et/ou avec ledit épilame, par exemple avec ledit monomère de formule générale (I) et/ou avec ledit dimère de formule générale (II), et/ou
    • un lavage de ladite surface mise en contact avec lesdites molécules hydrophobes et/ou oléophobes et/ou avec ledit épilame, par exemple avec ledit monomère de formule générale (I) et/ou avec ledit dimère de formule générale (II), et/ou
    • un séchage dudit article mis en contact avec lesdites molécules hydrophobes et/ou oléophobes et/ou avec ledit épilame, par exemple avec ledit monomère de formule générale (I) et/ou avec ledit dimère de formule générale (II).
  • De préférence, selon l'invention, ladite étape de mise en contact de ladite surface prétraitée avec lesdites molécules hydrophobes et/ou oléophobes et/ou avec ledit épilame, par exemple avec ledit monomère de formule générale (I) et/ou avec ledit dimère de formule générale (II), est réalisée par pulvérisation, par trempage, par vaporisation, par tamponnage, par essuyage, par spin coating et par deep coating.
  • D'autres formes de réalisation du procédé suivant l'invention sont indiquées dans les revendications annexées.
  • La présente invention porte également sur un article (ou un produit), en particulier sur un article (ou un produit) d'horlogerie, d'automobile, de microélectronique, d'optique, d'aéronautique, de nautique, du domaine médical, de packing ou de construction, présentant au moins une partie de surface traitée suivant le procédé selon l'invention.
  • D'autres formes de réalisation d'un article suivant l'invention sont indiquées dans les revendications annexées.
  • La présente invention porte également sur une utilisation de molécules hydrophobes et/ou oléophobes et/ou d'un épilame, par exemple d'un monomère de formule générale (I) et/ou d'un dimère de formule générale (II) dans un traitement de surface, en particulier pour un traitement d'une surface d'une pièce d'horlogerie, d'automobile, de microélectronique, d'optique, d'aéronautique, de nautique, du domaine médical, de packing ou de construction. D'autres formes de réalisation d'utilisation de molécules hydrophobes et/ou oléophobes et/ou d'un épilame, par exemple d'un monomère de formule générale (I) et/ou d'un dimère de formule générale (II), suivant l'invention sont indiquées dans les revendications annexées.
  • D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront des exemples donnés ci-après, à titre non limitatifs et en faisant référence aux figures (graphiques) annexées.
    • La figure 1 est un graphique illustrant les résultats obtenus, lors d'essais de résistance à des cycles de lavage successifs, en termes de mesures de valeurs d'angle de contact, pour surface en laiton traitée avec un agent de couplage suivant l'invention avec ou sans prétraitement par plasma.
    • La figure 2 est un graphique illustrant les résultats obtenus, lors d'essais de résistance à des cycles de lavage successifs, en termes de mesures de valeurs d'angle de contact, pour une surface en laiton traitée avec différents agents de couplage selon l'invention avec ou sans prétraitement par plasma.
    • La figure 3 est un graphique illustrant les résultats obtenus, lors d'essais de résistance à des cycles de lavage successifs, en termes de mesures de valeurs d'angle de contact, pour surface en laiton rhodié traitée avec un agent de couplage suivant l'invention avec ou sans prétraitement par plasma.
    • La figure 4 est un graphique illustrant les résultats obtenus, lors d'essais de résistance à des cycles de lavage successifs, en termes de mesures de valeurs d'angle de contact, pour une surface en laiton rhodié traitée avec différents agents de couplage selon l'invention avec ou sans prétraitement par plasma.
    • La figure 5 est un graphique illustrant les résultats obtenus, lors d'essais de résistance à des cycles de lavage successifs, en termes de mesures de valeurs d'angle de contact, pour surface en saphir traitée avec un agent de couplage suivant l'invention avec ou sans prétraitement par plasma.
    • La figure 6 est un graphique illustrant les résultats obtenus, lors d'essais de résistance à des cycles de lavage successifs, en termes de mesures de valeurs d'angle de contact, pour une surface en saphir traitée avec différents agents de couplage selon l'invention avec ou sans prétraitement par plasma.
    EXEMPLES A. Synthèse d'un composé de formule générale (I) ou d'un composé de formule générale (II) suivant l'invention I. Synthèse d'un monomère de formule générale (I) 1. Synthèse de ...
  • Figure imgb0006
  • Par exemple, un procédé de synthèse tel que celui décrit dans le document WO03/102003 peut être mis en oeuvre afin d'obtenir un tel monomère de formule générale (I).
    • 2. Synthèse d'un monomère de formule générale (I) tel qu'indigué ci-dessus mais comprenant en outre une fonction ester.
  • Figure imgb0007
    • II. Synthèse d'un dimère de formule générale (II) 1. Synthèse d'un composé de formule aénérale (II) : synthèse de l'acide 10,11-bis(2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,9 heptadécafluorononyl)icosane-1,20-diyldi-phosphonique Etape 1 de synthèse du 10,11-bis(2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,9 heptadecafluorononyl)icosane-1,20-diol.
  • A une dispersion de zinc/cuivre (47 g; 740 mmol; 2 éq.) dans 70 mL de dichlorométhane, est additionné goutte à goutte un mélange équimolaire d'undécénol (62,3 g; 370 mmol) et de perfluoro-1-iodooctane (200 g; 370 mmol; 1 éq.) dissout dans 55 mL de dichlorométhane. La réaction est chauffée à 50°C durant 3 heures, refroidit avec un bain de glace puis 185 mL d'un mélange acide acétique-eau-acide chlorhydrique (12N) (3/6/1) est ajouté au milieu réactionnel. Après réaction à température ambiante durant 3 heures, le brut réactionnel est lavé successivement avec de l'eau permutée (x2) et avec une solution saturée de chlorure de sodium, séché sur du sulfate de magnésium anhydre puis concentré. Le résidu est purifié par chromatographie sur colonne de gel de silice pour donner une cire blanche (109 g; 50%). En finale, est obtenu le 10,11-bis(2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,9 heptadecafluorononyl)icosane-1,20-diol.
    • Etape 2 au départ du 10,11-bis(2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,9 heptadecafluorononyl)icosane-1,20-diol (formule A)
  • Figure imgb0008
  • A une solution de 10,11-bis(2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,9-heptadecafluorononyl)icosane-1,20-diol (109 g; 93 mmol) dissous dans 1 L de dichlorométhane, sont additionnés de la triphénylphosphine (53,3 g; 204 mmol; 2,2 éq.) et du N-Bromosuccinimide (36,1 g; 204 mmol; 2,2 éq.). La réaction se déroule à température ambiante durant 3 heures. Après évaporation du dichlorométhane, le résidu est purifié sur colonne de gel de silice pour donner une huile incolore (108,6 g; 90%). En finale, est obtenu le 10,11-bis(9-bromononyl)-1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5, 6,6,7,7,8,8,13,13,14,14, 15,15,16,16,17,17,18,18,19,19,20,20,20 tétratriacontafluoroicosane.
    • Etape 3 au départ du 10,11-bis(9-bromononyl)-1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5, 6, 6, 7, 7, 8, 8,13,13,14,14,15,15,16,16,17,17,18,18,19,19,20,20,20 tétratriacontafluoroicosane (formule B)
  • Figure imgb0009
  • A une solution de 10,11-bis(9-bromononyl) 1,1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,13,13,14,14,15,15,16,16,17,17,18,18,19, 19,20,20,20 tétratriacontafluoroicosane (108,6 g; 83 mmol), chauffée à 140°C, est additionné goutte-à-goutte de la triéthylphosphite (70,6 g; 73,6 mL; 417 mmol; 5 éq.). A la fin de cet ajout, l'agitation et le chauffage sont maintenus durant 12 heures. Après évaporation de la triéthylphosphite en excès, le brut réactionnel est purifié par chromatographie sur colonne de gel de silice pour donner une huile incolore (94,2 g; 80%). En finale, est obtenu le tétraéthyl 10,11-bis(2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,9-heptadecafluorononyl)-icosane-1,20-diylbisphosphonate.
    • Etape 4 au départ du tétraéthyl 10,11-bis(2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,9-heptadécafluorononyl)-icosane-1,20-diylbisphosphonate (formule C)
  • Figure imgb0010
  • A une solution de tétraéthyl 10,11-bis(2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,9-heptadécafluorononyl)icosane-1,20-diylbisphosphonate (94,2 g; 66 mmol) dissous dans 400 mL de dichlorométhane anhydre et placée sous atmosphère inerte, est additionné du triméthylbromosilane (50,5 g; 43,5 mL, 330 mmol; 5 éq.). La réaction se déroule à température ambiante durant 3 heures. Après évaporation du dichlorométhane, 400 mL de méthanol est ajouté au milieu réactionnel et l'agitation est maintenue à température ambiante durant 12 heures. Le méthanol est évaporé et le brut réactionnel est purifié par recristallisation pour donner un solide beige (77,6 g; 90%). En finale, est obtenu l'acide 10,11-bis(2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,9 heptadécafluorononyl)icosane-1,20-diyldi-phosphonique (formule D), cette molécule répondant à la formule générale 1 suivant l'invention.
    Figure imgb0011
  • Ce procédé de synthèse d'un composé de formule générale (I) selon l'invention repose donc sur une substitution d'au moins un groupement halogéné d'une molécule de départ.
    • 2. Synthèse d'un composé de formule générale (1) : synthèse de l'acide 10,11-bis(2,2,3,3,4,4,5,5,5-nonafluoropentyl)icosane-1,20 diyldiphosphonique Etape 1 de synthèse du 10,11-bis(2,2,3,3,4,4,5,5,5-nonafluoropentyl)icosane-1,20-diol
  • A une dispersion de zinc/cuivre (3,4 g; 53 mmol; 2 éq.) dans 10 mL de dichlorométhane, est additionné goutte à goutte un mélange équimolaire d'undécénol (4,1 g; 26,5 mmol) et de perfluoro-1-iodobutane (9,4 g; 26,5 mmol; 1 éq.) dissout dans 10 mL de dichlorométhane. La réaction est chauffée à 50°C durant 3 heures, refroidit avec un bain de glace puis 25 mL d'un mélange acide acétique-eau-acide chlorhydrique (12N) (3/6/1) est ajouté au milieu réactionnel. Après réaction à température ambiante durant 3 heures, le brut réactionnel est lavé successivement avec de l'eau permutée (x2) et avec une solution saturée de chlorure de sodium, séché sur du sulfate de magnésium anhydre puis concentré. Le résidu est purifié par chromatographie sur colonne de gel de silice pour donner une cire blanche (9,7 g; 47%). En finale, est obtenu le 10,11-bis(2,2,3,3,4,4,5,5,5-nonafluoropentyl)icosane-1,20-diol.
    • Etape 2 au départ du 10,11-bis(2,2,3,3,4,4,5,5,5-nonafluoropentyl)icosane-1,20-diol (formule E)
  • Figure imgb0012
  • A une solution de 10,11-bis(2,2,3,3,4,4,5,5,5-nonafluoropentyl)icosane-1,20-diol (9,7 g; 12,5 mmol) dissous dans 30 ml de dichlorométhane, sont additionnés de la triphénylphosphine (7,2 g; 27 mmol; 2,2 éq.) et du N-Bromosuccinimide (4,9 g; 27 mmol; 2,2 éq.). La réaction se déroule à température ambiante durant 3 heures. Après évaporation du dichlorométhane, le résidu est purifié sur colonne de gel de silice pour donner une huile incolore (9,7g; 86%). En finale, est obtenu le 1,20-dibromo-10,11-bis(2,2,3,3,4,4,5,5,5-nonafluoropentyl) icosane.
    • Etape 3 au départ du 1,20-dibromo-10,11-bis(2,2,3,3,4,4,5,5,5-nonafluoropentyl)icosane (formule F)
  • Figure imgb0013
  • A une solution de 1,20-dibromo-10,11-bis(2,2,3,3,4,4,5,5,5 nonafluoropentyl)icosane (9,7 g; 11 mmol) chauffé à 140°C est additionné goutte-à-goutte de la triéthylphosphite (9,1 g; 9,5 mL; 55 mmol; 5 éq.). A la fin de l'ajout, l'agitation et le chauffage sont maintenus durant 12 heures. Après évaporation de la triéthylphosphite en excès, le brut réactionnel est purifié par chromatographie sur colonne de gel de silice pour donner une huile incolore (9,2 g; 84%). En finale, est obtenu le tétraéthyl 10,11-bis(2,2,3,3,4,4,5,5,5-nonafluoropentyl)icosane-1,20-diylbisphosphonate.
    • Etape 4 au départ du tétraéthyl 10,11-bis(2,2,3,3,4,4,5,5,5-nonafluoropentyl)icosane-1,20-diylbisphosphonate (formule G)
  • Figure imgb0014
  • A une solution de tétraéthyl 10,11-bis(2,2,3,3,4,4,5,5,5-nonafluoropentyl)icosane-1,20-diyl-bisphosphonate (9,2 g; 9 mmol) dissous dans 60 mL de dichlorométhane anhydre et placée sous atmosphère inerte, est additionné du triméthylbromosilane (7,1 g; 6,1 mL, 45 mmol; 5 éq.). La réaction se déroule à température ambiante durant 3 heures. Après évaporation du dichlorométhane, 400 mL de méthanol est ajouté au milieu réactionnel et l'agitation est maintenue à température ambiante durant 12 heures. Le méthanol est évaporé pour donner une huile incolore (7,2 g; 88%). En finale, est obtenu l'acide 10,11-bis(2,2,3,3,4,4,5,5,5-nonafluoropentyl)icosane-1,20 diyldiphosphonique (formule H), cette molécule répondant à la formule générale 1 suivant l'invention.
    Figure imgb0015
  • Ce procédé de synthèse d'un composé de formule générale (I) selon l'invention repose donc également sur une substitution d'au moins un groupement halogéné d'une molécule de départ.
    • B. Essais comparatifs : traitements de surfaces avec différents épilames avec ou sans prétraitement plasma des surfaces
  • Afin de pouvoir déterminer l'impact d'un prétraitement par plasma d'une surface sur l'accrochage (adhérence) des épilames (agents de couplage) suivant l'invention (monomère de formule générale (I) et/ou dimère de formule générale (II)), des études comparatives, en termes de résistance de ces épilames à des cycles de lavage successifs, ont été réalisées par mesure des valeurs d'angle de contact avec de l'huile Moebius 9010/10 FL.
    • a) Prétraitement, par un procédé plasma
  • Selon l'invention, un prétraitement par un plasma oxygène a été réalisé sur les surfaces à traiter avec l'appareillage PICO LF PCCE durant 4 minutes à une puissance de 100 W.
    • b) Traitement de surface avec une solution d'épilamage
  • Suite à l'étape a) de prétraitement et préalablement à la réalisation de 7 cycles de lavage successifs, les surfaces prétraitées ont été traitées par immersion durant 5 minutes ou 15 minutes dans des solutions d'épilamage contenant un monomère de formule générale (I) et/ou un dimère de formule générale (II) à raison de 2,5.10-3 moIL-1 dans de l'isopropanol comme solvant. Ensuite, les substrats traités ont été égouttés durant 1 minute puis séchés sous air chaud (55°C) durant 5 minutes.
    • c) Cycles de lavage
  • Suite au prétraitement et au traitement des surfaces avec les solutions d'épilamage, c'est-à-dire suite aux étapes a) et b), 7 cycles de lavage successifs ont été réalisés pour chaque surface. Chaque cycle de lavage a été réalisé de la façon suivante :
    Cuve 1 Cuve 2 Cuve 3 Cuve 4 Méchage
    Produit Rubisol Rubisol Isopropanol Isopropanol /
    Durée 6min 4min 3min 2min 5min
    Agitation 150tr/min 400tr/min 150tr/min 150tr/min 150tr/min
    Température Amb Amb Amb Amb 65°C
    US oui non non non non
    • d) Mesure d'angle de contact
  • La mesure d'angle de contact rend compte de l'aptitude d'un liquide (par exemple d'une huile) à s'étaler sur une surface par mouillabilité. La méthode consiste à mesurer l'angle de la tangente du profil d'une goutte déposée sur le substrat, avec la surface du substrat.
  • Cette mesure permet notamment d'effectuer la discrimination de la nature polaire ou apolaire des interactions à l'interface liquide-solide et donc de déduire le caractère hydrophile ou hydrophobe d'une surface. Concrètement, plus un grand angle est mesuré, plus la surface présente un caractère hydrophobe/oléophobe. A l'opposé, plus un petit angle est mesuré, plus la surface présente un caractère hydrophile.
  • Pour un épilame au sens de la présente invention, il convient d'obtenir une valeur d'angle de contact aussi grande que possible, ce qui signifie donc que cette molécule est hydrophobe/oléophobe et permet donc d'éviter un étalement d'un liquide huileux, par exemple un étalement d'un lubrifiant.
  • Dans le cadre de la présente invention, l'appareillage DSA100 associé aux logiciels DSA4 version 2.0 ont été utilisés afin de réaliser ces mesures d'angle de contact.
    • 1. Essais comparatifs : traitement d'une surface en laiton avec un agent de couplage suivant l'invention avec ou sans prétraitement par plasma
  • Une surface en laiton prétraitée ou non par plasma oxygène a été traitée avec un dimère (OLEOXEIN+) selon l'invention répondant à la formule générale (II) et qui est le suivant :
    Figure imgb0016
  • Les résultats obtenus lors des mesures d'angle de contact sont présentés à la figure 1. Ces résultats permettent de constater qu'un prétraitement de la surface en laiton par plasma oxygène, avant un traitement de cette même surface avec une molécule de formule générale (II) suivant l'invention, augmente significativement la résistance de l'épilame à des cycles de lavage successifs.
  • En d'autres termes, un prétraitement de la surface par plasma oxygène avant un traitement avec un dimère de formule générale (II) permet à ce dernier de s'accrocher (d'adhérer) plus fortement à la surface traitée et de notamment mieux résister à une hydrolyse en milieu acide ou basique, ceci conférant à l'épilame une haute stabilité au cours du temps.
    • 2. Essais comparatifs : traitement d'une surface en laiton avec des agents de couplage suivant l'invention avec ou sans prétraitement par plasma
  • Dans la même optique que l'exemple précédent, sur une surface en laiton prétraitée ou non par plasma oxygène, ont été testés différents agents de couplage (épilames) selon l'invention, à savoir un monomère (OLEOXEIN) correspondant à une molécule de formule générale (I) suivant l'invention et un dimère (OLEOXEIN+) correspondant à une molécule de formule générale (II) suivant l'invention. Ces deux molécules (épilames) selon l'invention sont les suivantes :
    Figure imgb0017
    Figure imgb0018
  • Les résultats obtenus lors des mesures d'angle de contact sont présentés à la figure 2. Comme on peut le constater, que ce soit pour le monomère (formule générale (I)) ou le dimère (formule générale (II)) testé en tant qu'agent de couplage (épilame), un prétraitement par plasma oxygène permet d'augmenter significativement la résistance de l'épilame à des cycles de lavage successifs, que le traitement de la surface par immersion dans une solution contenant l'épilame ait duré 5 ou 15 minutes.
  • Tout comme pour l'exemple précédent, ceci indique qu'un prétraitement de la surface par plasma oxygène avant un traitement avec une molécule de formule générale (I) ou une molécule de formule générale (II) permet à ces dernières de s'accrocher (d'adhérer) plus fortement à la surface traitée et de notamment mieux résister à une hydrolyse en milieu acide ou basique, ceci conférant à l'épilame une haute stabilité au cours du temps.
    • 3. Essais comparatifs : traitement d'une surface en laiton rhodié avec un agent de couplage suivant l'invention avec ou sans prétraitement par plasma
  • Dans la même optique que les exemples précédents, sur une surface en laiton rhodié prétraitée ou non par plasma oxygène, a été testé un agent de couplage (épilame), à savoir un même dimère (OLEOXEIN+) que celui de l'exemple 1 répondant à la formule générale (II) suivant l'invention. Les résultats obtenus lors des mesures d'angle de contact sont présentés à la figure 3.
  • Comme on peut le constater, un prétraitement par plasma d'oxygène permet d'augmenter significativement la résistance à des cycles de lavage successifs, que le traitement de la surface par immersion dans une solution contenant l'épilame ait duré 5 ou 15 minutes.
  • Ceci indique à nouveau qu'un prétraitement de la surface par plasma oxygène, avant un traitement avec une molécule de formule générale (II) selon l'invention, permet à cette dernière de s'accrocher (d'adhérer) plus fortement à la surface traitée et de notamment mieux résister à une hydrolyse en milieu acide ou basique, ceci conférant à l'épilame une haute stabilité au cours du temps.
    • 4. Essais comparatifs : traitement d'une surface en laiton rhodié avec des agents de couplage suivant l'invention avec ou sans prétraitement par plasma
  • Sur une surface en laiton rhodié prétraitée ou non par plasma d'oxygène, ont été testé différents agents de couplage (épilames), à savoir un monomère (OLEOXEIN) correspondant à une molécule de formule générale (I) suivant l'invention et un dimère (OLEOXEIN+) correspondant à une molécule de formule générale (II) suivant l'invention. Ces molécules (épilames) sont identiques à celles testées à l'exemple 2. Les résultats obtenus lors des mesures d'angle de contact sont présentés à la figure 4.
  • Comme on peut le constater, que ce soit pour un monomère correspondant à une molécule de formule générale (I) suivant l'invention ou pour un dimère correspondant à une molécule de formule générale (II) suivant l'invention, un prétraitement par plasma d'oxygène permet d'augmenter significativement la résistance à des cycles de lavage successifs, que le traitement de la surface par immersion dans une solution contenant l'épilame ait duré 5 ou 15 minutes.
  • Tout comme pour les exemples précédents, ceci indique qu'un prétraitement de la surface par plasma oxygène permet un accrochage (une adhésion) plus fort sur la surface traitée et notamment une meilleure résistance à une hydrolyse en milieu acide ou basique, ceci conférant à l'épilame une haute stabilité au cours du temps.
    • 5. Essais comparatifs : traitement d'une surface en saphir avec un agent de couplage suivant l'invention avec ou sans prétraitement par plasma
  • Sur une surface en saphir prétraitée ou non par plasma d'oxygène, a été testé un agent de couplage (épilame), à savoir un même dimère (OLEOXEIN+) que celui de l'exemple 1 répondant à la formule générale (II) suivant l'invention. Les résultats obtenus lors des mesures d'angle de contact sont présentés à la figure 5.
  • Comme on peut le constater, un prétraitement par plasma d'oxygène permet d'augmenter significativement la résistance à des cycles de lavage successifs, que le traitement de la surface par immersion dans une solution contenant l'épilame ait duré 5 ou 15 minutes. Ceci indique à nouveau qu'un prétraitement de la surface par plasma oxygène, avant un traitement avec une molécule de formule générale (II) selon l'invention, permet à cette dernière de s'accrocher (d'adhérer) plus fortement à la surface traitée et de notamment mieux résister à une hydrolyse en milieu acide ou basique, ceci conférant à l'épilame une haute stabilité au cours du temps.
    • 6. Essais comparatifs : traitement d'une surface en saphir avec des agents de couplage suivant l'invention avec ou sans prétraitement par plasma
  • Sur une surface en saphir prétraitée ou non par plasma d'oxygène, ont été testé différents agents de couplage (épilames), à savoir un monomère (OLEOXEIN) correspondant à une molécule de formule générale (I) suivant l'invention et un dimère (OLEOXEIN+) correspondant à une molécule de formule générale (II) suivant l'invention. Ces molécules (épilames) sont identiques à celles testées à l'exemple 2. Les résultats obtenus lors des mesures d'angle de contact sont présentés à la figure 6.
  • Comme on peut le constater, que ce soit pour un monomère correspondant à une molécule de formule générale (I) suivant l'invention ou pour un dimère correspondant à une molécule de formule générale (II) suivant l'invention, un prétraitement par plasma oxygène permet d'augmenter significativement la résistance à des cycles de lavage successifs, que le traitement de la surface par immersion dans une solution contenant l'épilame ait duré 5 ou 15 minutes.
  • Tout comme pour les exemples précédents, ceci indique qu'un prétraitement de la surface par plasma oxygène, avant un traitement avec une molécule de formule générale (I) ou de formule générale (II) selon l'invention, permet à ces dernières de s'accrocher (d'adhérer) plus fortement à la surface traitée et de notamment mieux résister à une hydrolyse en milieu acide ou basique, ceci conférant à l'épilame une haute stabilité au cours du temps.
  • Il est bien entendu que la présente invention n'est en aucune façon limitée aux formes de réalisations décrites ci-dessus et que bien des modifications peuvent y être apportées sans sortir du cadre des revendications annexées.

Claims (9)

  1. Procédé de traitement d'une surface choisie dans le groupe constitué du saphir, du laiton, du laiton rhodié, du laiton doré, du nickel, de l'acier, de l'acier durcissable, du fer, de l'aluminium, du titane, du plomb, de l'argent, de l'or, du chrome, du cuivre, du manganèse, du vanadium, du lithium, du cobalt, du silicium et de divers alliages et oxydes métalliques de tels métaux, ledit procédé de traitement de surface comprenant une étape d'application, sur ladite surface, de molécules hydrophobes et/ou oléophobes et/ou d'application d'un épilame, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend une étape de prétraitement par un procédé plasma de ladite surface avant ladite étape d'application de molécules hydrophobes et/ou oléophobes et/ou d'application d'un épilame.
  2. Procédé de traitement d'une surface selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite étape d'application, sur ladite surface, de molécules hydrophobes et/ou oléophobes et/ou d'application d'un épilame est réalisée par application :
    - d'un monomère répondant à la formule générale (I) suivante :
    Figure imgb0019
     où
    - chaque R1, indépendants l'un de l'autre, et identiques ou différents l'un de l'autre à chaque occurrence, sont sélectionnés dans le groupe constitué d'une liaison, (CR5R6)n, où chaque R5 et R6, identiques ou différents l'un de l'autre sont sélectionnés indépendamment dans le groupe constitué de H, d'un groupe alkyl comprenant 1 à 10 atomes de carbone, lequel est optionnellement substitué par au moins un atome de la famille des halogènes, un groupe aryle ou un groupe aralkyle, n étant compris entre 1 et 50, et d'une chaine polyalkylène oxyde présentant de 1 à 100 répétitions d'unités alkylène oxyde ;
    - R' est sélectionné dans le groupe constitué d'une liaison, (CR5R6)n, où chaque R5 et R6, identiques ou différents l'un de l'autre sont sélectionnés indépendamment dans le groupe constitué de H, d'un groupe alkyl comprenant 1 à 10 atomes de carbone, lequel est optionnellement substitué par au moins un atome de la famille des halogènes, un groupe aryle ou un groupe aralkyle, n étant compris entre 1 et 50 ;
    - chaque R2 et R2', indépendants l'un de l'autre, et identiques ou différents l'un de l'autre à chaque occurrence, sont sélectionnés dans le groupe constitué d'une liaison, (CH2)n, O, S, S-S, NH, O(CO), O(CS), NH(CO), NH(CS), NH(CO)NH, NH-CS-NH, NH(CO)O,
    Figure imgb0020
     ,NH(CS)O, S(CO), (CO)S, et
    - n est compris entre 1 et 100 ;
    - R3 est sélectionné dans le groupe constitué d'un groupe perfluoroalkyle comprenant de 1 à 50 atomes de carbone, (CF(CF3)CF2O)n(CF2)2CF3, (CF2CF(CF3)0)n(CF2)2CF3, (CF2CF2CF20)n(CF2)2CF3 et (CF2CF2O)n(CF2)CF3, et n est compris entre 0 et 100 ;
    - F est sélectionné dans le groupe constitué de PO3H2, P(O)O2 -M+, OPO3H2, OP(O)O2 -M+, SH, S-S et SiX3 (X= H, CI, OMe, OEt, OiPr), de préférence PO3H2 ; et/ou
    - d'un dimère répondant à la formule générale (II) suivante :
    Figure imgb0021
     où
    - chaque R1, indépendants l'un de l'autre, et identiques ou différents l'un de l'autre à chaque occurrence, sont sélectionnés dans le groupe constitué d'une liaison, (CR5R6)n, où chaque R5 et R6, identiques ou différents l'un de l'autre sont sélectionnés indépendamment dans le groupe constitué de H, d'un groupe alkyl comprenant 1 à 10 atomes de carbone, lequel est optionnellement substitué par au moins un atome de la famille des halogènes, un groupe aryle ou un groupe aralkyle, n étant compris entre 1 et 50, et d'une chaine polyalkylène oxyde présentant de 1 à 100 répétitions d'unités alkylène oxyde ;
    - chaque R', indépendants l'un de l'autre, et identiques ou différents l'un de l'autre à chaque occurrence, sont sélectionnés dans le groupe constitué d'une liaison, (CR5R6)n, où chaque R5 et R6, identiques ou différents l'un de l'autre sont sélectionnés indépendamment dans le groupe constitué de H, d'un groupe alkyl comprenant 1 à 10 atomes de carbone, lequel est optionnellement substitué par au moins un atome de la famille des halogènes, un groupe aryle ou un groupe aralkyle, n étant compris entre 1 et 50 ;
    - chaque R2, indépendants l'un de l'autre, et identiques ou différents l'un de l'autre à chaque occurrence, sont sélectionnés dans le groupe constitué d'une liaison, (CH2)n, O, S, S-S, NH, O(CO), O(CS), NH(CO), NH(CS), NH(CO)NH, NH-CS-NH, NH(CO)O, NH(CS)O, ,S(CO), (CO)S,
    Figure imgb0022
     et n est compris entre 1 et 100 ;
    - chaque R3, égaux ou différents l'un de l'autre sont sélectionnés dans le groupe constitué d'un groupe perfluoroalkyle comprenant de 1 à 50 atomes de carbone, (CF(CF3)CF2O)n(CF2)2CF3, (CF2CF(CF3)0)n(CF2)2CF3, (CF2CF2CF20)n(CF2)2CF3 et (CF2CF2O)n(CF2)CF3, et n est compris entre 0 et 100 ;
    - chaque R4, égaux ou différents l'un de l'autre sont sélectionnés dans le groupe constitué de H, d'un groupe alkyl comprenant 1 à 10 atomes de carbone, lequel est optionnellement substitué par au moins un atome de la famille des halogènes, un groupe aryle ou un groupe aralkyle, préférentiellement chaque R4 est H ;
    - T est une liaison, (CH2)n, O, S, S-S, NH, O(CO), O(CS), NH(CO), NH(CS), NH(CO)NH, NH-CS-NH, NH(CO)O, NH(CS)O,
    Figure imgb0023
     ,S(CO), (CO)S, et n est compris entre 1 et 100 ;
    - chaque F et F', indépendants l'un de l'autre, et identiques ou différents l'un de l'autre à chaque occurrence, sont sélectionnés dans le groupe constitué de PO3H2, P(O)O2 -M+, OPO3H2, OP(O)O2 - M+, SH, S-S et SiX3 (X= H, CI, OMe, OEt, OiPr), de préférence PO3H2 ;
    ledit monomère de formule générale (I) et/ou ledit dimère de formule générale (II) comprenant au moins, à une première extrémité de chaîne, un groupement phosphorylé représentant une accroche et au moins, à une deuxième extrémité de chaîne opposée à ladite première extrémité de chaîne, un groupement perfluoré.
  3. Procédé de traitement d'une surface selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend une étape préalable de mise en solution dans un solvant desdites molécules hydrophobes et/ou oléophobes et/ou dudit épilame, par exemple du monomère de formule générale (I) et/ou du dimère de formule générale (II) pour former une solution de traitement de surface.
  4. Procédé de traitement d'une surface selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite étape préalable de mise en solution dans un solvant pour former une solution de traitement de surface est réalisée par mise en solution dans un solvant choisi dans le groupe constitué de l'isopropanol, l'éthanol, le méthanol, le diméthylformamide, l'acétone, le tétrahydrofurane, préférentiellement l'isopropanol.
  5. Procédé de traitement d'une surface selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que ladite étape préalable de mise en solution dans un solvant forme une solution de traitement de surface comprenant lesdites molécules hydrophobes et/ou oléophobes et/ou ledit épilame, par exemple ledit monomère de formule générale (I) et/ou ledit dimère de formule générale (II), à raison de 0,01% à 10% v/v dans un solvant, préférentiellement à raison de 0,1 % à 5% v/v.
  6. Procédé de traitement d'une surface selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins une des étapes additionnelles suivantes :
    - un égouttage dudit article mis en contact avec lesdites molécules hydrophobes et/ou oléophobes et/ou avec ledit épilame, par exemple avec ledit monomère de formule générale (I) et/ou avec ledit dimère de formule générale (II), et/ou
    - un lavage de ladite surface mise en contact avec lesdites molécules hydrophobes et/ou oléophobes et/ou avec ledit épilame, par exemple avec ledit monomère de formule générale (I) et/ou avec ledit dimère de formule générale (II), et/ou
    - un séchage dudit article mis en contact avec lesdites molécules hydrophobes et/ou oléophobes et/ou avec ledit épilame, par exemple avec ledit monomère de formule générale (I) et/ou avec ledit dimère de formule générale (II).
  7. Procédé de traitement d'une surface selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ladite étape de mise en contact de ladite surface prétraitée avec lesdites molécules hydrophobes et/ou oléophobes et/ou avec ledit épilame, par exemple avec ledit monomère de formule générale (I) et/ou avec ledit dimère de formule générale (II) est réalisée par pulvérisation, par trempage, par vaporisation, par tamponnage, par essuyage, par spin coating et par deep coating.
  8. Article, en particulier article d'horlogerie d'automobile, de microélectronique, d'optique, d'aéronautique, de nautique, du domaine médical, de packing ou de construction, présentant au moins une partie de surface traitée suivant le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7.
  9. Utilisation de molécules hydrophobes et/ou oléophobes et/ou d'un épilame, par exemple d'un monomère de formule générale (I) et/ou d'un dimère de formule générale (II) dans un traitement de surface selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, en particulier pour un traitement d'une surface d'une pièce d'horlogerie, d'automobile, de microélectronique, d'optique, d'aéronautique, de nautique, du domaine médical, de packing ou de construction.
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