EP3288714A1 - Procede de modification de l'aspect d'une surface - Google Patents

Procede de modification de l'aspect d'une surface

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Publication number
EP3288714A1
EP3288714A1 EP16720762.0A EP16720762A EP3288714A1 EP 3288714 A1 EP3288714 A1 EP 3288714A1 EP 16720762 A EP16720762 A EP 16720762A EP 3288714 A1 EP3288714 A1 EP 3288714A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
particles
less
notching
μηι
projected
Prior art date
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Granted
Application number
EP16720762.0A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP3288714B1 (fr
Inventor
Anne-Laure Beaudonnet
Julien Cabrero
Thomas Lambert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Saint Gobain Centre de Recherche et dEtudes Europeen SAS
Original Assignee
Saint Gobain Centre de Recherche et dEtudes Europeen SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Saint Gobain Centre de Recherche et dEtudes Europeen SAS filed Critical Saint Gobain Centre de Recherche et dEtudes Europeen SAS
Publication of EP3288714A1 publication Critical patent/EP3288714A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP3288714B1 publication Critical patent/EP3288714B1/fr
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24C—ABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
    • B24C3/00—Abrasive blasting machines or devices; Plants
    • B24C3/32—Abrasive blasting machines or devices; Plants designed for abrasive blasting of particular work, e.g. the internal surfaces of cylinder blocks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24C—ABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
    • B24C11/00—Selection of abrasive materials or additives for abrasive blasts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24C—ABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
    • B24C1/00—Methods for use of abrasive blasting for producing particular effects; Use of auxiliary equipment in connection with such methods
    • B24C1/06—Methods for use of abrasive blasting for producing particular effects; Use of auxiliary equipment in connection with such methods for producing matt surfaces, e.g. on plastic materials, on glass
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24C—ABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
    • B24C7/00—Equipment for feeding abrasive material; Controlling the flowability, constitution, or other physical characteristics of abrasive blasts
    • B24C7/0046—Equipment for feeding abrasive material; Controlling the flowability, constitution, or other physical characteristics of abrasive blasts the abrasive material being fed in a gaseous carrier
    • B24C7/0053—Equipment for feeding abrasive material; Controlling the flowability, constitution, or other physical characteristics of abrasive blasts the abrasive material being fed in a gaseous carrier with control of feed parameters, e.g. feed rate of abrasive material or carrier
    • B24C7/0061—Equipment for feeding abrasive material; Controlling the flowability, constitution, or other physical characteristics of abrasive blasts the abrasive material being fed in a gaseous carrier with control of feed parameters, e.g. feed rate of abrasive material or carrier of feed pressure

Definitions

  • the invention relates to a method for modifying the appearance of a surface, in particular a method for reducing the brightness of said surface, in particular for aesthetic or decorative purposes.
  • Sputtering a metal surface consists in projecting onto the surface particles, for example beads or grains, of metallic, ceramic or polymeric natures.
  • shot peening An example of projection treatment, called “shot peening", is used to create surface pre-stresses to improve the mechanical properties and / or increase the life of the treated parts.
  • the particles of a size generally greater than 200 ⁇ , preferably greater than 300 ⁇ , must be hard and strong and be sprayed at high speed, preferably by means of a shot blast machine.
  • cleaning projection treatment is used to strip and / or clean the surface.
  • the particles preferably abrasive grains (thus having sharp edges), of a size generally between 100 ⁇ and 500 ⁇ , must be projected at a reduced speed.
  • the particles are generally abrasive grains or fused beads. They must be projected at a lower speed than those used to create surface prestressing. Suction blast machines with pressures of less than 4 bar, preferably less than 3 bar, are preferably used.
  • the particles used and the projection conditions are thus specific to each of the aforementioned treatments.
  • the problems posed for a particular treatment, for example for prestressing shot blasting, and the solutions provided for them Therefore, the solution is not, a priori, extrapolatable to another treatment, for example to a cosmetic finishing treatment.
  • a cosmetic finishing treatment using ceramic beads leads to shiny renderings, and can generate a deformation of said surface.
  • An object of the invention is to respond, at least partially, to this need.
  • this object is achieved by means of a method for modifying the appearance of a surface, comprising a step of projecting particles having a maximum size of less than or equal to 500 ⁇ , the particles having a density relative greater than 90%, more than 5% and less than 80% by volume of said particles called "projected particles” being hacking particles, the other particles being projected as “non-hacking particles”.
  • a method according to the invention also has one or more of the following optional features:
  • the set of projected particles has a maximum size of less than 400 ⁇ , preferably less than 300 ⁇ , preferably less than 200 ⁇ , preferably less than 150 ⁇ , or even less than 120 ⁇ ;
  • the set of projected particles has a minimum size greater than 5 ⁇ , preferably greater than 10 ⁇ , preferably greater than 15 ⁇ , preferably greater than 20 ⁇ , or even greater than 30 ⁇ , or even greater than 40 ⁇ ;
  • all the projected particles have a minimum size greater than 15 ⁇ and a maximum size of less than 60 ⁇ , or all the projected particles have a minimum size greater than 40 ⁇ and a maximum size less than 90 ⁇ , or all the projected particles have a minimum size greater than 55 ⁇ and a maximum size smaller than 120 ⁇ ;
  • the set of projected particles has a median size less than 100 ⁇ , preferably less than 90 ⁇ , preferably less than 80 ⁇ , and / or greater than 30 ⁇ ;
  • the whole of the projected particles contains more than 10%, preferably more than 20%, preferably more than 30%, and / or preferably less than 70%, preferably less than 60%, by volume, of notching particles; ;
  • the average dimension of the notching particles is greater than 15 ⁇ , preferably greater than 20 ⁇ , preferably greater than 30 ⁇ , preferably greater than 40 ⁇ and / or preferably less than 300 ⁇ , preferably less than 200 ⁇ , preferably less than 150 ⁇ , preferably less than 120 ⁇ ;
  • the average dimension of the non-notching particles is greater than 15 ⁇ , preferably greater than 20 ⁇ , preferably greater than 30 ⁇ , preferably greater than 40 ⁇ and / or preferably less than 300 ⁇ , preferably less than 200 ⁇ , preferably less than 150 ⁇ , preferably less than 120 ⁇ ;
  • the ratio of the mean dimension of the notching particles to the average dimension of the non-notching particles is greater than 1/20, preferably greater than 1/15, preferably greater than 1/10, preferably greater than 1/5, preferably greater than 1/3 and / or less than 20, preferably less than 15, preferably less than 10, preferably less than 5, preferably less than 3, preferably less than 2.5, preferably less than 2 preferably less than 1.5;
  • the ratio of the median size of all the notching particles to the median size of all non-notching particles is greater than 1/20, preferably greater than 1/15, preferably greater than 1/10, of preferably greater than 1/5, preferably greater than 1/3 and / or less than 20, preferably less than 15, preferably less than 10, preferably less than 5, preferably less than 3, preferably less than 2 , 5, preferably less than 2, preferably less than 1.5;
  • All the notching particles have a mean square circularity less than 0.9, preferably less than 0.85 and / or greater than 0.5, preferably greater than 0.6, preferably greater than 0.65, preferably greater than 0.7, preferably greater than 0.75;
  • the set of non-notching particles has a mean square circularity greater than 0.7, preferably greater than 0.8, preferably greater than 0.85, or even greater than 0.90, or even greater than 0.92, even greater than 0.94, or even greater than 0.95, or even greater than 0.96;
  • More than 80%, more than 90%, more than 95%, or substantially 100% of the notching particles are faceted particles.
  • the average number of facets of the faceted particles is greater than 3, preferably greater than 4 and less than 30, preferably less than 25, preferably less than 20, preferably less than 15, preferably less than 10;
  • the projected particles have a relative density greater than 92%, preferably greater than 94%, preferably greater than 95%, preferably greater than 96%, or even greater than 97%, or even greater than 98%;
  • the apparent density of the projected particles is preferably greater than 2.5 g / cm 3 , preferably greater than 3.0 g / cm 3 , preferably greater than 3.3 g / cm 3 , preferably greater than 3 6 g / cm 3 ;
  • the ratio of the density of all the notching particles and the density of all the non-notching projected particles is between 0.8 and 1.2, preferably between 0, 9 and 1, 1;
  • the ratio of the density of all the notching particles and the density of all non-notching particles is less than 0.8, preferably less than 0.6, or greater than 1, 2, preferably greater than 1, 4;
  • the total area of the notching particles is greater than 5%, preferably greater than 10%, preferably greater than 20%, preferably greater than 25%, preferably greater than 30%, and / or less than 90%, preferably less than 80%, preferably less than 75%, preferably less than 70%, preferably less than 60%;
  • the projected particles are preferably a ceramic material, preferably selected from oxides, nitrides, carbides, borides, oxycarbures, oxynitrides and mixtures thereof;
  • the particles sprayed preferably consist of oxides for more than 50%, preferably for more than 70%, preferably for more than 90%, preferably for more than 95%, or even more than 99% of their mass;
  • all the notching particles and the set of non-notching particles have substantially the same chemical analysis; In one embodiment, all the notching particles and the set of non-notching particles present a different chemical analysis;
  • all the projected particles and / or all the notching particles and / or all the non-notching particles have an Al2O3 + ZrO ⁇ + S1O2 content of> 80%, preferably> 85%. %, preferably> 90%, preferably with SiO 2 ⁇ 20%, or even SiO 2 ⁇ 10%, as a weight percentage based on the oxides;
  • all the projected particles and / or all the notching particles and / or all the non-notching particles have the following chemical composition, in weight percent based on the oxides:
  • all the projected particles and / or all the notching particles and / or all the non-notching particles have the following chemical composition, in weight percent based on the oxides:
  • all the projected particles and / or all the notching particles and / or all the non-notching particles have the following chemical composition, in weight percent based on the oxides:
  • all the projected particles and / or all of the notching particles and / or all the non-notching particles have the following chemical composition, in weight percent based on the oxides:
  • all the projected particles and / or all of the notching particles and / or all the non-notching particles consist of more than 80%, preferably more than 90% of their mass. at least partially stabilized zirconia, preferably at least partially stabilized with yttrium oxide;
  • all the projected particles and / or all the notching particles and / or all the non-cutting particles are made up of more than 80%, preferably more than 90%, preferably for more than 95% of their mass of silicon carbide;
  • all the projected particles and / or all of the notching particles and / or all the non-notching particles have the following chemical composition, in weight percent based on the oxides:
  • the projected particles are sintered particles
  • the projected particles are melted particles, that is to say obtained by fusion-solidification
  • all the projected particles are a mixture of sintered particles and melted particles
  • all the projected particles have a maximum size of less than 300 ⁇ , preferably less than 200 ⁇ , preferably less than 150 ⁇ , and contains more than 10%, preferably more than 20%, preferably more than 30%, and / or preferably less than 70%, preferably less than 60%, by volume, of etching particles, and
  • the mean dimension of the notching particles is greater than 15 ⁇ , preferably greater than 20 ⁇ , preferably greater than 30 ⁇ , preferably greater than 40 ⁇ and less than 300 ⁇ , preferably less than 200 ⁇ , preferably less than 150; ⁇ , preferably less than 120 ⁇ , and
  • the mean dimension of the non-notching particles is greater than 15 ⁇ , preferably greater than 20 ⁇ , preferably greater than 30 ⁇ , preferably greater than 40 ⁇ and less than 300 ⁇ , preferably less than 200 ⁇ , preferably less than 150 ⁇ , preferably less than 120 ⁇ , and
  • the ratio of the mean dimension of the notching particles to the average dimension of the non-notching particles is greater than 1/20, preferably greater than 1/15, preferably greater than 1/10, preferably greater than 1/5, preferably greater than 1/3 and / or less than 20, preferably less than 15, preferably less than 10, preferably less than 5, preferably less than 3, preferably less than 2.5, preferably less than 2, preferably less than 1.5;
  • the set of projected particles has a maximum size of less than 300 ⁇ , preferably less than 200 ⁇ , preferably less than 150 ⁇ , and contains more than 10%, preferably more than 20%, preferably more than 30%, and / or preferably less than 70%, preferably less than 60%, by volume, of etching particles, and
  • the mean dimension of the notching particles is greater than 15 ⁇ , preferably greater than 20 ⁇ , preferably greater than 30 ⁇ , preferably greater than 40 ⁇ and less than 300 ⁇ , preferably less than 200 ⁇ , preferably less than 150; ⁇ , preferably less than 120 ⁇ , and the average dimension of the non-notching particles is greater than 15 ⁇ , preferably greater than 20 ⁇ , preferably greater than 30 ⁇ , preferably greater than 40 ⁇ and less than 300 ⁇ .
  • the ratio of the mean dimension of the notching particles to the average dimension of the non-notching particles is greater than 1/20, preferably greater than 1/15, preferably greater than 1/10, preferably greater than 1/5, preferably greater than 1/3 and / or less than 20, preferably less than 15, preferably less than 10, preferably less than 5, preferably less than 3, preferably less than 2.5, preferably less than 2, preferably less than 1, 5, and
  • the set of notching particles has a mean square circularity less than 0.9, preferably less than 0.85, preferably less than 0.8 and / or greater than 0.5, preferably greater than 0.6, preferably greater than 0.65, preferably greater than 0.7, and
  • the set of non-notching particles has a mean square circularity greater than 0.7, preferably greater than 0.8, preferably greater than 0.85, or even greater than 0.90, or even greater than 0.92, or even greater than 0.94, or even greater than 0.95, or even greater than 0.96, or even greater than 0.97;
  • the set of projected particles has a maximum size of less than 300 ⁇ , preferably less than 200 ⁇ , preferably less than 150 ⁇ , and contains more than 10%, preferably more than 20%, preferably more than 30%, and / or preferably less than 70%, preferably less than 60%, by volume, of etching particles, and
  • the mean dimension of the notching particles is greater than 15 ⁇ , preferably greater than 20 ⁇ , preferably greater than 30 ⁇ , preferably greater than 40 ⁇ and less than 300 ⁇ , preferably less than 200 ⁇ , preferably less than 150; ⁇ , preferably less than 120 ⁇ , and the average dimension of the non-notching particles is greater than 15 ⁇ , preferably greater than 20 ⁇ , preferably greater than 30 ⁇ , preferably greater than 40 ⁇ and less than 300 ⁇ , preferably less than 200 ⁇ , preferably less than 150 ⁇ , preferably less than 120 ⁇ , and the ratio of the mean dimension of the notching particles to the average dimension of the non-notching particles is greater than 1/20, preferably greater than 1/15, preferably greater than 1/10, preferably greater than 1/5, preferably greater than 1/3 and / or less than 20, preferably less than 15, preferably less than 10, preferably less than 5, preferably less than 3, preferably less than 2.5, preferably less than 2, preferably less than 1, 5, and
  • the set of notching particles has a mean square circularity less than 0.9, preferably less than 0.85, preferably less than 0.8 and / or greater than 0.5, preferably greater than 0.6, preferably greater than 0.65, preferably greater than 0.7, and
  • the set of non-notching particles has a mean square circularity greater than 0.7, preferably greater than 0.8, preferably greater than 0.85, or even greater than 0.90, or even greater than 0.92, or even greater than 0.94, even greater than 0.95, or even greater than 0.96, or even greater than 0.97, and
  • all the projected particles and / or all the notching particles and / or all the non-notching particles have an Al2O3 + ZrO ⁇ + S1O2 content> 80%, preferably> 85%, preferably> 90% %, preferably with SiO 2 ⁇ 20%, or even SiO 2 ⁇ 10%, as a weight percentage based on the oxide;
  • the method comprises the following steps, preceding the projection of the particles projected on the surface to be treated:
  • the particles are projected in a direction forming a projection angle with the surface, the projection angle, that is to say the angle between the surface to be treated and said direction (the jet axis of the projected particles) is preferably greater than 45 °, preferably greater than 50 °;
  • the particles are projected by passing through a nozzle disposed at a distance, called the "projection distance", from the treated surface, said projection distance being preferably greater than 5 cm, preferably greater than 10 cm and / or preferably less than 30 cm, preferably less than 25 cm;
  • the particles are projected onto the surface by being carried by a fluid, preferably air, the pressure of which is preferably greater than 0.5 bar, preferably greater than 1 bar and / or preferably less than 4 bar, preferably less than 3 bar;
  • the particles are sprayed with a recovery rate preferably greater than 100%, preferably greater than 120%, even greater than 150% and / or preferably less than 300%, preferably less than 250%, preferably less than 200%. %
  • the treated surface is made of a metallic material, preferably in the form of a metal or a metal alloy, preferably of stainless steel, aluminum or titanium, preferably free of coating, and in particular of paint;
  • the notching particles are mixed with the other particles before being thrown;
  • the surface is a surface of a product selected from the group consisting of a jewel, a watch, a bracelet, a necklace, a ring, a brooch, a tie pin, a handbag, a piece of furniture, a household utensil, a handle, a button, a veneer, a visible portion of consumer goods equipment, a spectacle frame part, a tableware item, a frame.
  • Another object according to the invention consists of a product comprising a surface obtained by a process according to the invention. Preferably, said surface is exposed to the outside.
  • the product according to the invention is chosen from the group formed by a jewel, a watch, a bracelet, a necklace, a ring, a brooch, a tie pin, a handbag, a piece of furniture, a household utensil , a handle, a button, a veneer, a visible part of a consumer goods equipment, a spectacle frame part, an article of crockery, a frame.
  • a "notching" particle is a particle having a sharp edge protruding, so that, when projected according to a method according to the invention, said sharp edge creates a notch, that is to say a recess having a re-entrant ridge, for example in the form of a slit or "corner".
  • a projecting edge belongs to a convex part of the particle.
  • the corresponding re-entrant edge belongs to a concave part of the treated surface.
  • a “faceted particle”, such as the particle 20 'shown in Figure 2, is a preferred example of a notching particle.
  • a faceted particle has at least two facets and more than 90% of the surface is covered by facets, preferably substantially planar, preferably by less than 35 facets, preferably substantially planar, a facet being a surface defined by a sharp edge. .
  • a facet may be flat or not.
  • a "nutty" shape is an example of a two-sided shape.
  • a faceted particle may in particular be "polyhedral”, that is to say be limited on all sides by flat polygons.
  • a faceted particle may in particular be polyhedric "regular” if all its faces are regular polygons of the same type and if all its vertices are of the same degree.
  • a regular polyhedron has a sphere tangent to each face at its center.
  • a "cube” is an example of a regular polyhedron with 6 square faces.
  • the "average number of facets of faceted particles” is the arithmetic average of the average number of facets of the faceted particles, the facets counted being the facets observable on a plate representing said faceted particles, for example on a photograph taken with a scanning electron microscope , like Figure 2.
  • a “non-hacking" particle such as the particle 10 'shown in FIG. 2, is a particle which is not “hacking", that is to say which has only a smooth surface, such as a ball.
  • the volume of the notching particles is equal to the ratio of the mass of said notching particles to the apparent density of said notching particles. The percentage of this volume is measured in relation to the volume of all the particles projected.
  • Recovery is the ratio of the impacted area, that is to say, modified by the impact of the projected particles, on the total area to which the particles are projected. It is expressed in percentages.
  • the recovery rate is the ratio of the treatment time and the treatment time to obtain a recovery equal to 98%.
  • a recovery rate equal to 200% expresses the fact that the duration of treatment is equal to twice that required to achieve a recovery greater than or equal to 98%.
  • the brightness "L” expresses the intensity of the color of the surface.
  • L corresponds to a gray level, especially when the surface is made of a metallic aluminum material.
  • the brightness L of the surface can be measured according to the standard ASTM E308-01 "standard practice for Computing the colors of objects by using CIE System".
  • Characteristic L is a characteristic of the well known Lab system.
  • Color values including brightness (L) can be measured with a MiniScan XE Plus from the HunterLab brand.
  • a "darkening" of a surface is a reduction of at least 5% of the value of the brightness L of said surface.
  • the decrease in brightness is equal to (initial brightness - final brightness) / initial brightness, expressed in percentages.
  • gloss expresses the diffuse or specular reflection of light. Unless otherwise indicated, gloss is measured at an angle of 60 °.
  • a “decrease” in the gloss of a surface is called a reduction of at least 5% of the gloss G value of said surface.
  • the decrease in gloss is equal to (initial gloss - gloss final) / initial gloss, expressed in percentages.
  • Almen intensity is meant, according to standard NF L06-832, the value of the arrow (that is to say the height of arc) obtained at time t s on the saturation curve, the saturation curve obtained by measuring the variation of the Almen arrow as a function of the exposure time at parameters and shot blasting conditions constant, the saturation time t s being the first time t such that at the time 2t the variation of the arrow is less than or equal to 10% of the arrow at time t, making sure that the covering is complete and homogeneous on the entire surface of the Almen test tube. It is expressed in hundredths of a millimeter.
  • particle size is meant the size of a particle conventionally given by a particle size distribution characterization performed with a laser granulometer.
  • the laser granulometer used can be a Partica LA-950 from the company HORIBA.
  • a “set of particles”, denoted D 5 o, is the “median size”, the size dividing the particles of this set into a first and a second population equal in volume, these first and second populations comprising only particles having a size greater than or equal to, or less than, said median size, respectively.
  • the “maximum size" of a set of particles is the particle size corresponding to the percentage equal to 99.5%, by volume, on the cumulative particle size distribution curve of all the particles. said particle sizes being ranked in ascending order. According to this definition, 99.5% by volume of the particles and have a size less than D 9 9, 5 and 0.5% of the particles by volume have a size greater than or equal to D 99, 5.
  • a “minimum size” of a set of particles is the particle size corresponding to the percentage equal to 0.5%, by volume, on the cumulative particle size distribution curve of the set of particles. said particle sizes being ranked in ascending order.
  • the median size, the minimum size and the maximum size can be measured by laser granulometry.
  • ceramic material Classically referred to as “ceramic material” is a material which is neither metallic nor organic.
  • the “diameter of a particle” is the diameter corresponding to the circle having the same area as said particle measured on a plate obtained by means of a scanning electron microscope. This dimension can be determined using image processing software.
  • the “mean dimension” of a set of particles is the arithmetic mean of the dimensions of said particles.
  • bulk density of a particle is conventionally meant the ratio equal to the mass of the particle divided by the apparent volume that it occupies.
  • the bulk density is measured on a set of particles. It can be measured by imbibition, according to the principle of buoyancy.
  • Absolute density of a particle means the ratio equal to the mass of dry matter of the particle after grinding to a fineness such that substantially no closed porosity remains, divided by the volume of said mass of dry matter after grinding. It can be measured by helium pycnometry.
  • the "relative density of a particle” corresponds to the ratio equal to the bulk density of said particle divided by the absolute density of said particle, expressed as a percentage.
  • FIGS. 1 and 2 show photos of the projected particles (a) used in the process of Comparative Example 1 and the projected particles (c) used in the process of Example 3 according to the invention, respectively, and
  • FIGS. 3 and 4 represent photos of surfaces treated in a process conventionally using spherical beads according to Comparative Example 1 and according to the method of Example 3 according to the invention, respectively.
  • the surface to be treated can undergo before pretreatment treatment, a pretreatment, for example a polishing so that the surface to be treated has a roughness Ra less than or equal to 1 ⁇ , preferably less than or equal to 0.8 ⁇ , of preferably less than or equal to 0.5 ⁇ , preferably less than or equal to 0.3 ⁇ , preferably less than or equal to 0.2 ⁇ .
  • the polishing may be for example of the mirror type.
  • the surface on which the particles are projected does not have a coating.
  • only particles having a maximum size of less than or equal to 500 ⁇ and a relative density greater than 90% are projected to change the appearance of the surface to be treated, more than 5% and less than 80% in volume of said projected particles being hacking particles.
  • the volume amount of notching particles in all the projected particles is substantially constant, regardless of the time considered.
  • the variation of the volume amount of notching particles in all the projected particles, measured between the beginning and the end of the treatment is less than 20%, preferably less than 10%, preferably less than 5%. based on said amount at the beginning of the treatment.
  • the sharp edges of the notching particles implemented in a process according to the invention are likely to result from larger particle origin fractures. In one embodiment, they result from such breaks.
  • the notching particles can be obtained by grinding larger particles, for example beads, for example by grinding using a roller mill.
  • the notching particles have at least one substantially flat face.
  • the substantially flat surfaces cover more than 70%, more than 80%, more than 90%, or even substantially 100% of the surface of the notching particles.
  • the non-slotting particles may be prepared by any technique known to those skilled in the art to obtain non-slitting particles, in particular beads, for example by spraying, by breaking-in, by granulation or by a method of gelation of droplets. 'a suspension.
  • all the notching particles and the set of non-notching particles have substantially the same chemical analysis.
  • the content of a constituent in a first set is greater than 10%, it preferably differs from less than 6%, preferably less than 5%, preferably less than 3%, as an absolute percentage of the corresponding content in the second said together.
  • the content of a component in a first set is greater than 0.5% and less than or equal to 10%, it preferably differs from less than 40%, preferably less than 30%, preferably from less than 20% of the corresponding content in the second said together.
  • the method comprises the following steps, preceding the projection of the particles on the surface to be treated:
  • the powder of notching particles may be prepared by any technique known to those skilled in the art to obtain notching particles, for example by grinding, preferably using a roller mill.
  • the mixture of the powder of notching particles and the powder of non-notching particles may be carried out according to any technique known to those skilled in the art, for example using a mixer.
  • Notching particles and non-notching particles are preferably mixed in an amount such that the volume of the notching particles is more than 5%, preferably more than 10%, preferably more than 20%, preferably more than 30% and less 80%, preferably less than 70%, more preferably less than 60% of the volume of the mixture.
  • a compressed air shot blasting machine preferably with pressure, and preferably with a venturi effect, is preferably used.
  • the blasting nozzle of the shot blasting machine preferably has a diameter greater than 6 mm, preferably greater than 7 mm, and / or less than 10 mm, preferably less than 9 mm, preferably approximately 8 mm.
  • a method according to the invention makes it possible to conserve, or even reduce, the Almen intensity, or "blasting intensity", that is to say the energy deposited on the treated surface.
  • this result makes it possible to limit the risks of deformation of the surface.
  • a method according to the invention may in particular be used to reduce the gloss of a surface. For this purpose, from a first test, it is possible:
  • the gloss of a metal surface, in particular aluminum can thus be reduced by more than 10%, or even more than 30% or even more than 70%, without increasing the Almen intensity of said surface, or even in the decreasing.
  • a method according to the invention may in particular be implemented to reduce the brightness L of a surface. For this purpose, from a first test, it is possible:
  • the luminosity L of a metal surface, in particular aluminum, can be reduced by more than 10%, or even more than 20%, or even more than 30%.
  • the surface obtained preferably having an area greater than 1 mm 2 , at 1 cm 2 , at 10 cm 2 , is covered, for more than 80%, preferably for more than 90%, preferably for 100%, cavities , more than 90% by number of said cavities having a size of less than 300 ⁇ and being a mixture of cavities in the form of flakes and cavities in the form of notches.
  • the cavities in the form of a notch are mainly created by the impact of the notching particles projected on the surface, whereas the cavities in the form of flakes are mainly created by the impact of non-notching particles.
  • Powder of notching particles used in the set of particles (e) of Example 5 a silicon carbide grain powder SIKA ® ABR F150, marketed by Saint-Gobain, screened so as to recover the portion passing through the sieve at square meshes of apertures equal to 125 ⁇ and not passing through a square-mesh screen of opening equal to 45 ⁇ , and having after sieving the following characteristics: - chemical analysis: SiC> 99% by mass,
  • alumina-zirconia abrasive grain powder having the following characteristics:
  • the notching particles were then mixed, in the volume percentages shown in Table 1, with the particles (a) of Comparative Example 1 to obtain the sets of particles (b) to (f) of Examples 2 to 6 according to US Pat. invention, respectively.
  • the characteristics of the sets of particles (a) to (f) of Examples 1 to 6, respectively, are shown in Table 1.
  • the sets of particles (a) to (f) were then used to treat the surface of an aluminum plate 6063, having, before treatment, the following characteristics:
  • Example 7 consists of a first projection of a powder of particles (a) of Comparative Example 1 followed by a second projection of a powder of notching particles (g), the characteristics of which are shown in Table 1. The projections are therefore sequential.
  • the first projection was made by projecting on the surface the particle powder (a) of Comparative Example 1 using a DUP shot blast machine, with the following parameters:
  • the second projection was carried out, by projecting on the surface obtained after the first projection, the powder of notching particles (g) using a shot blast machine DUP, under the following conditions:
  • the gloss G is measured using a Konica Minolta MULTI GLOSS 268Plus with an angle of 60 °.
  • the brightness L is measured with a Hunterlab Mini XE Plus Scanner, according to ASTM E308-01 Standard Practice for Computing the Colors of Objects using CIE System.
  • each set of particles (a) to (g) is estimated using the following test: 100 g of particles are projected by means of said shot blasting machine on a stainless steel surface for 5 minutes, with a 90 ° projection angle to the surface, a projection distance equal to 10 cm, a pressure equal to 2 bar and a nozzle diameter equal to 8 mm.
  • the mass Mi of the particles passing through the meshes of a sieve of 45 ⁇ is determined.
  • the threshold of 45 ⁇ is well suited to highlight enrichment in fine particles for the sets of particles tested.
  • the particles to be tested then undergo a recirculation for 5 min and are thus projected several times on the surface.
  • the mass M 2 of the particles passing through the cells of a sieve of 45 ⁇ is determined.
  • the difference between the masses Mi and M 2 corresponds to the quantity of fine particles created during the test.
  • This amount of fine particles generated, or "scrap rate" is expressed as a percentage of the mass of particles before the test. The higher the scrap rate, the lower the impact resistance of the particles.
  • a scrap rate greater than 25% leads to accelerated wear of the shot blast machine.
  • the scrap rate is less than 20%, preferably less than 15%, preferably less than 10%.
  • the Almen intensity is determined according to standard NF L06-832 (conventional shot peening intended for the compressive stress stressing of metal parts), on an N-type test specimen, on a DUP suction shot blast machine, with an equal recovery rate. 100%, with a projection angle of 85 ° to the surface, a projection distance of 15 cm, a pressure of 2 bar and a nozzle diameter of 8 mm.
  • sample dispersion unit 1 1 mm 3 of a sample of particles is poured into the dispersion unit ("sample dispersion unit") provided for this purpose of a Morphologi® G3S device marketed by Malvern.
  • the dispersion of the sample on the glass plate is carried out using a pressure of 4 bar (“pressure") applied for 10 ms ("setting time"), the unit of dispersion remaining on the glass plate ("setting time”) for 60 seconds.
  • pressure 4 bar
  • setting time the unit of dispersion remaining on the glass plate
  • the chosen magnification is defined so as to be able to observe between 25 and 50 particles on the glass plate, in a region located in the center of the disk of dispersed particles, so as to favor the observation of unit particles, that is to say say not contiguous to other particles.
  • An image analysis of the photographic images taken is then carried out in a sufficient number so as to count a total number of particles greater than 250.
  • the apparatus provides an evaluation of the circularity squared ("HS Circularity"), area (“Area”) and size ("CE diameter”) of the counted particles, said particles being counted in number.
  • the average rounded circularities, total areas, and average sizes of the particle sets can then be calculated.
  • the notching particles were faceted particles.
  • the number of facets of the notching particles is evaluated by the following method: Particle photos are made using a scanning electron microscope, so as to have between 15 and 30 notch particles fully visible by cliche. Snapshots are made in order to account for at least 200 nicking particles. The number of visible facets of each notching particle is determined. The average number of facets of the notching particles is the arithmetic mean of the number of facets of each notching particle.
  • the chemical analyzes were performed by X-ray fluorescence with respect to constituents with a content greater than 0.5%.
  • the content of the constituents present in a content of less than 0.5% was determined by AES-ICP ("Atomic Emission Spectoscopy-Inductively Coupled Plasma").
  • the size of the particles, as well as the median size and the maximum size of a set of particles, were determined using a Partica LA-950 laser particle size analyzer from the company HORIBA.
  • Comparative Example 1 leads to a darkening and a reduction of the gloss, that is to say a dark and dull rendering.
  • Example 2 In comparison with Example 1, Example 2 according to the invention leads to a reduction in gloss as well as a reduction in brightness, with a low scrap rate and a reduction in intensity Almen.
  • the yield (high powder consumption) and the productivity (frequent stops of the shot blast machine to renew the powder) are therefore low.
  • Example 3 leads to a reduction in gloss as well as a reduction in luminosity and intensity Almen, with a mean scrap rate, without accelerated wear of the shot blasting.
  • Example 4 leads to a reduction in gloss as well as a reduction in luminosity and intensity Almen, with an acceptable scrap rate and without accelerated wear of the shot blasting.
  • Example 5 according to the invention leads to a reduction of the gloss as well as a reduction of the Almen intensity, with an average scrap rate, without accelerated wear of the shot blast machine.
  • Example 5 according to the invention illustrates the possibility of using notching particles which are not in the form of oxide (s), such as particles of silicon carbide.
  • Example 6 outside the invention shows that the compromise sought is not achieved with a mixture having 85% by volume of notching particles: the scrap rate is too high, which induces an accelerated wear of the shot blast machine.
  • Example 7 outside the invention shows that a first projection of the bead powder (a) followed by a second projection of the powder of notching particles (g) does not achieve the compromise sought: if the gloss is well reduced, the Almen intensity and the rejection rate obtained after the second projection are too high. It is therefore important to project a set of notching particles and non-cutting particles.
  • a visual examination of the surface obtained after the treatment of example 3 according to the invention shows that it is covered with cavities 10 in the form of flakes corresponding to the impression resulting from the projection of beads (non-notching particles) and notches 20 corresponding to the imprint resulting from the projection of the notching particles.

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Abstract

La présente invention concerne un procédé de modification de l'aspect d'une surface, comportant une étape de projection de particules présentant une taille maximale inférieure ou égale à 500 μm, les particules présentant une masse volumique relative supérieure à 90%, plus de 5% et moins de 80% en volume desdites particules projetées étant des particules entaillantes.

Description

Procédé de modification de l'aspect d'une surface
Domaine technique
L'invention se rapporte à un procédé de modification de l'aspect d'une surface, en particulier un procédé de diminution de la brillance de ladite surface, notamment dans un but esthétique ou décoratif.
Etat de la technique
Un traitement d'une surface métallique par projection consiste à projeter sur la surface des particules, par exemple des billes ou des grains, de natures métalliques, céramiques ou polymères.
Un exemple de traitement par projection, dit « grenaillage de précontrainte » (en anglais « shot peening »), sert à créer des pré-contraintes surfaciques pour améliorer les propriétés mécaniques et/ou augmenter la durée de vie des pièces traitées. Les particules, d'une taille généralement supérieure à 200 μηι, de préférence supérieure à 300 μηι, doivent être dures et résistantes et être projetées à haute vitesse, de préférence au moyen d'une grenailleuse à turbine.
Un autre exemple de traitement par projection, dit « de nettoyage », sert à décaper et/ou nettoyer la surface. Les particules, de préférence des grains abrasifs (présentant donc des arêtes vives), d'une taille généralement comprise entre 100 μηι et 500 μηι, doivent être projetées à vitesse réduite.
Un autre exemple de traitement par projection, dit « de finition cosmétique » (en anglais « cosmetic finishing ») sert à modifier l'aspect de la surface, et en particulier la couleur, la texture, et notamment la forme et la topographie (dont la rugosité), la brillance, ou « gloss », ou la luminosité. Les particules, d'une taille généralement inférieure à 500 μηι, préférentiellement inférieure à 300 μηι, préférentiellement inférieure à 150 μηι, préférentiellement inférieure à 100 μηι, sont en général des grains abrasifs ou des billes fondues. Elles doivent être projetées à une vitesse inférieure à celles mises en œuvre pour créer des précontraintes surfaciques. Des grenailleuses à succion, avec des pressions inférieures à 4 bar, préférentiellement inférieures à 3 bar sont de préférence utilisées.
Les particules mises en œuvre et les conditions de projection sont ainsi spécifiques à chacun des traitements susmentionnés. Les problèmes posés pour un traitement particulier, par exemple pour le grenaillage de précontrainte, et les solutions apportées pour les résoudre ne sont donc pas, a priori, extrapolables à un autre traitement, par exemple à un traitement de finition cosmétique.
De manière générale, un traitement de finition cosmétique utilisant des billes céramiques conduit à des rendus brillants, et peut générer une déformation de ladite surface.
II existe donc un besoin pour un procédé permettant de modifier, voire ajuster la brillance d'une surface sans nécessairement modifier les paramètres de la projection (pression, distance de projection et angle de projection en particulier). En particulier, il existe un besoin pour un procédé permettant de diminuer le gloss, sans risque de déformation de la surface, et sans accélération de l'usure des appareils de projection.
Un but de l'invention est de répondre, au moins partiellement, à ce besoin. Résumé de l'invention
Selon l'invention, on atteint ce but au moyen d'un procédé de modification de l'aspect d'une surface, comportant une étape de projection de particules présentant une taille maximale inférieure ou égale à 500 μηι, les particules présentant une masse volumique relative supérieure à 90%, plus de 5% et moins de 80% en volume desdites particules dites "particules projetées" étant des particules entaillantes, les autres particules projetées étant appelées "particules non entaillantes".
Les inventeurs ont constaté qu'un tel procédé permet avantageusement de répondre au besoin susmentionné. En particulier, sans pouvoir l'expliquer théoriquement, les inventeurs ont constaté que le procédé permet de diminuer la brillance de la surface traitée sans déformation supplémentaire de la surface.
De préférence, un procédé selon l'invention présente encore une ou plusieurs des caractéristiques optionnelles suivantes :
- L'ensemble des particules projetées présente une taille maximale inférieure à 400 μηι, de préférence inférieure à 300 μηι, de préférence inférieure à 200 μηι, de préférence inférieure à 150 μηι, voire inférieure à 120 μηι ;
- L'ensemble des particules projetées présente une taille minimale supérieure à 5 μηι, de préférence supérieure à 10 μηι, de préférence supérieure à 15 μηι, de préférence supérieure à 20 μηι, voire supérieure à 30 μηι, voire supérieure à 40 μηι ;
- L'ensemble des particules projetées présente une taille minimale supérieure à 15 μηι et une taille maximale inférieure à 60 μηι, ou l'ensemble des particules projetées présente une taille minimale supérieure à 40 μηι et une taille maximale inférieure à 90 μηι, ou l'ensemble des particules projetées présente une taille minimale supérieure à 55 μηι et une taille maximale inférieure à 120 μηι ;
- L'ensemble des particules projetées présente une taille médiane inférieure à 100 μηι, de préférence inférieure à 90 μηι, de préférence inférieure à 80 μηι, et/ou supérieure à 30 μηι ;
- L'ensemble des particules projetées contient plus de 10%, de préférence plus de 20%, de préférence plus de 30%, et/ou de préférence moins de 70%, de préférence moins de 60%, en volume, de particules entaillantes ;
- La dimension moyenne des particules entaillantes est supérieure à 15 μηι, de préférence supérieure à 20 μηι, de préférence supérieure à 30 μηι, de préférence supérieure à 40 μηι et/ou de préférence inférieure à 300 μηι, de préférence inférieure à 200 μηι, de préférence inférieure à 150 μηι, de préférence inférieure à 120 μηι ;
- La dimension moyenne des particules non entaillantes est supérieure à 15 μηι, de préférence supérieure à 20 μηι, de préférence supérieure à 30 μηι, de préférence supérieure à 40 μηι et/ou de préférence inférieure à 300 μηι, de préférence inférieure à 200 μηι, de préférence inférieure à 150 μηι, de préférence inférieure à 120 μηι ;
- Le rapport de la dimension moyenne des particules entaillantes sur la dimension moyenne des particules non entaillantes est supérieur à 1/20, de préférence supérieur à 1/15, de préférence supérieur à 1/10, de préférence supérieur à 1/5, de préférence supérieur à 1/3 et/ou inférieur à 20, de préférence inférieur à 15, de préférence inférieur à 10, de préférence inférieur à 5, de préférence inférieur à 3, de préférence inférieur à 2,5, de préférence inférieur à 2, de préférence inférieur à 1 ,5 ;
- Le rapport de la taille médiane de l'ensemble des particules entaillantes sur la taille médiane de l'ensemble des particules non entaillantes est supérieur à 1/20, de préférence supérieur à 1/15, de préférence supérieur à 1/10, de préférence supérieur à 1/5, de préférence supérieur à 1/3 et/ou inférieur à 20, de préférence inférieur à 15, de préférence inférieur à 10, de préférence inférieur à 5, de préférence inférieur à 3, de préférence inférieur à 2,5, de préférence inférieur à 2, de préférence inférieur à 1 ,5 ;
- L'ensemble des particules entaillantes présente une circularité au carré moyenne inférieure à 0,9, de préférence inférieure à 0,85 et/ou supérieure à 0,5, de préférence supérieure à 0,6, de préférence supérieure à 0,65, de préférence supérieure à 0,7, de préférence supérieur à 0,75 ;
- L'ensemble des particules non entaillantes présente une circularité au carré moyenne supérieure à 0,7, de préférence supérieure à 0,8, de préférence supérieure à 0,85, voire supérieure à 0,90, voire supérieure à 0,92, voire supérieure à 0,94, voire supérieure à 0,95, voire supérieure à 0,96 ;
- Plus de 80%, plus de 90%, plus de 95%, voire sensiblement 100% des particules entaillantes sont des particules facettées.
- Le nombre moyen de facettes des particules facettées est supérieur à 3, de préférence supérieur à 4 et inférieur à 30, de préférence inférieur à 25, de préférence inférieur à 20, de préférence inférieur à 15, de préférence inférieur à 10 ;
- Les particules projetées présentent une masse volumique relative supérieure à 92%, de préférence supérieure à 94%, de préférence supérieure à 95%, de préférence supérieure à 96%, voire supérieure à 97%, voire supérieure à 98% ;
- La masse volumique apparente des particules projetées est de préférence supérieure à 2,5 g/cm3, de préférence supérieure à 3,0 g/cm3, de préférence supérieure à 3,3 g/cm3, de préférence supérieure à 3,6 g/cm3 ;
- Dans un mode de réalisation, le rapport de la masse volumique de l'ensemble des particules entaillantes et de la masse volumique de l'ensemble des particules projetées non entaillantes est compris entre 0,8 et 1 ,2, de préférence entre 0,9 et 1 , 1 ;
- Dans un mode de réalisation, le rapport de la masse volumique de l'ensemble des particules entaillantes et de la masse volumique de l'ensemble des particules non entaillantes est inférieur à 0,8, de préférence inférieur à 0,6 ou supérieur à 1 ,2, de préférence supérieur à 1 ,4 ;
- L'aire totale des particules entaillantes, mesurée sur des clichés et exprimée en pourcentage de l'aire totale de l'ensemble des particules projetées, est supérieure à 5%, de préférence supérieure à 10%, de préférence supérieure à 20%, de préférence supérieure à 25%, de préférence supérieure à 30%, et/ou inférieure à 90%, de préférence inférieure à 80%, de préférence inférieure à 75%, de préférence inférieure à 70%, de préférence inférieure à 60% ;
- Les particules projetées sont de préférence en un matériau céramique, de préférence choisi parmi les oxydes, les nitrures, les carbures, les borures, les oxycarbures, les oxynitrures et leurs mélanges ; Les particules projetées sont de préférence constituées d'oxydes pour plus de 50%, de préférence pour plus de 70%, de préférence pour plus de 90%, de préférence pour plus de 95%, voire pour plus de 99% de leur masse ;
Dans un mode de réalisation, l'ensemble des particules entaillantes et l'ensemble des particules non entaillantes présentent sensiblement la même analyse chimique ; Dans un mode de réalisation, l'ensemble des particules entaillantes et l'ensemble des particules non entaillantes présentent une analyse chimique différente ;
Dans un mode de réalisation, l'ensemble des particules projetées et/ou l'ensemble des particules entaillantes et/ou l'ensemble des particules non entaillantes, présentent une teneur en AI2O3 + ZrO∑ + S1O2 > 80%, de préférence > 85%, de préférence > 90%, de préférence avec S1O2 < 20%, voire S1O2 < 10%, en pourcentage massique sur la base des oxydes ;
Dans un mode de réalisation, l'ensemble des particules projetées et/ou l'ensemble des particules entaillantes et/ou l'ensemble des particules non entaillantes présentent la composition chimique suivante, en pourcentage massique sur la base des oxydes :
- 70 % < AI2O3, AI2O3 constituant le complément à 100 %,
- 3 % < Zr02+Hf02 < 20 %, avec Hf02 < 1 %,
- 1 % < Si02 < 10 %,
- 0,3 % < CaO + MgO < 5 %,
- autres constituants < 5% ;
Dans un mode de réalisation, l'ensemble des particules projetées et/ou l'ensemble des particules entaillantes et/ou l'ensemble des particules non entaillantes présentent la composition chimique suivante, en pourcentage massique sur la base des oxydes :
- AI2O3 < 10 %,
- 60 % < Zr02+Hf02 < 70 %, avec Hf02 < 1 %,
- 25 % < Si02 < 35 %,
- autres constituants < 5% ;
Dans un mode de réalisation, l'ensemble des particules projetées et/ou l'ensemble des particules entaillantes et/ou l'ensemble des particules non entaillantes présentent la composition chimique suivante, en pourcentage massique sur la base des oxydes :
- AI2O3 < 10 %, - 65 % < Zr02+Hf02 < 80 %, avec Hf02 < 1 ,5 %,
- 10 % < SiO2 < 20 %,
- 4 % Y203 < 8 %,
- autres constituants < 3 % ;
- Dans un mode de réalisation, l'ensemble des particules projetées et/ou l'ensemble des particules entaillantes et/ou l'ensemble des particules non entaillantes présentent la composition chimique suivante, en pourcentage massique sur la base des oxydes :
- 90 % < Al203, de préférence 95 % < Al203,
- autres constituants < 10 % ;
- Dans un mode de réalisation, l'ensemble des particules projetées et/ou l'ensemble des particules entaillantes et/ou l'ensemble des particules non entaillantes sont constitués pour plus de 80%, de préférence pour plus de 90% de leur masse de zircone au moins partiellement stabilisée, de préférence au moins partiellement stabilisée à l'oxyde d'yttrium ;
- Dans un mode de réalisation, l'ensemble des particules projetées et/ou l'ensemble des particules entaillantes et/ou l'ensemble des particules non entaillantes sont constitués pour plus de 80%, de préférence pour plus de 90%, de préférence pour plus de 95% de leur masse de carbure de silicium ;
- Dans un mode de réalisation, l'ensemble des particules projetées et/ou l'ensemble des particules entaillantes et/ou l'ensemble des particules non entaillantes présentent la composition chimique suivante, en pourcentage massique sur la base des oxydes :
- 70 % < Al203 < 80 %,
- 20 % < Zr02+Hf02 < 30 %, avec Hf02 < 1 %,
- autres constituants≤ 3 %, de préférence≤ 1 % ;
- Dans un mode de réalisation, les particules projetées sont des particules frittées ;
- Dans un mode de réalisation, les particules projetées sont des particules fondues, c'est à dire obtenues par fusion-solidification ;
- Dans un mode de réalisation, l'ensemble des particules projetées est un mélange de particules frittées et de particules fondues ;
- Dans un mode de réalisation,
l'ensemble des particules projetées présente une taille maximale inférieure à 300 μηι, de préférence inférieure à 200 μηι, de préférence inférieure à 150 μπΊ, et contient plus de 10%, de préférence plus de 20%, de préférence plus de 30%, et/ou de préférence moins de 70%, de préférence moins de 60%, en volume, de particules entaillantes, et
la dimension moyenne des particules entaillantes est supérieure à 15 μηι, de préférence supérieure à 20 μηι, de préférence supérieure à 30 μηι, de préférence supérieure à 40 μηι et inférieure à 300 μηι, de préférence inférieure à 200 μηι, de préférence inférieure à 150 μηι, de préférence inférieure à 120 μηι, et
la dimension moyenne des particules non entaillantes est supérieure à 15 μηι, de préférence supérieure à 20 μηι, de préférence supérieure à 30 μηι, de préférence supérieure à 40 μηι et inférieure à 300 μηι, de préférence inférieure à 200 μηι, de préférence inférieure à 150 μηι, de préférence inférieure à 120 μηι, et
le rapport de la dimension moyenne des particules entaillantes sur la dimension moyenne des particules non entaillantes est supérieur à 1/20, de préférence supérieur à 1/15, de préférence supérieur à 1/10, de préférence supérieur à 1/5, de préférence supérieur à 1/3 et/ou inférieur à 20, de préférence inférieur à 15, de préférence inférieur à 10, de préférence inférieur à 5, de préférence inférieur à 3, de préférence inférieur à 2,5, de préférence inférieur à 2, de préférence inférieur à 1 ,5 ;
n mode de réalisation,
l'ensemble des particules projetées présente une taille maximale inférieure à 300 μηι, de préférence inférieure à 200 μηι, de préférence inférieure à 150 μηι, et contient plus de 10%, de préférence plus de 20%, de préférence plus de 30%, et/ou de préférence moins de 70%, de préférence moins de 60%, en volume, de particules entaillantes, et
la dimension moyenne des particules entaillantes est supérieure à 15 μηι, de préférence supérieure à 20 μηι, de préférence supérieure à 30 μηι, de préférence supérieure à 40 μηι et inférieure à 300 μηι, de préférence inférieure à 200 μηι, de préférence inférieure à 150 μηι, de préférence inférieure à 120 μηι, et la dimension moyenne des particules non entaillantes est supérieure à 15 μηι, de préférence supérieure à 20 μηι, de préférence supérieure à 30 μηι, de préférence supérieure à 40 μηι et inférieure à 300 μπΊ, de préférence inférieure à 200 μηι, de préférence inférieure à 150 μηι, de préférence inférieure à 120 μηι, et
le rapport de la dimension moyenne des particules entaillantes sur la dimension moyenne des particules non entaillantes est supérieur à 1/20, de préférence supérieur à 1/15, de préférence supérieur à 1/10, de préférence supérieur à 1/5, de préférence supérieur à 1/3 et/ou inférieur à 20, de préférence inférieur à 15, de préférence inférieur à 10, de préférence inférieur à 5, de préférence inférieur à 3, de préférence inférieur à 2,5, de préférence inférieur à 2, de préférence inférieur à 1 ,5, et
l'ensemble des particules entaillantes présente une circularité au carré moyenne inférieure à 0,9, de préférence inférieure à 0,85, de préférence inférieure à 0,8 et/ou supérieure à 0,5, de préférence supérieure à 0,6, de préférence supérieure à 0,65, de préférence supérieure à 0,7, et
l'ensemble des particules non entaillantes présente une circularité au carré moyenne supérieure à 0,7, de préférence supérieure à 0,8, de préférence supérieure à 0,85, voire supérieure à 0,90, voire supérieure à 0,92, voire supérieure à 0,94, voire supérieure à 0,95, voire supérieure à 0,96, voire supérieure à 0,97 ;
n mode de réalisation,
l'ensemble des particules projetées présente une taille maximale inférieure à 300 μηι, de préférence inférieure à 200 μηι, de préférence inférieure à 150 μηι, et contient plus de 10%, de préférence plus de 20%, de préférence plus de 30%, et/ou de préférence moins de 70%, de préférence moins de 60%, en volume, de particules entaillantes, et
la dimension moyenne des particules entaillantes est supérieure à 15 μηι, de préférence supérieure à 20 μηι, de préférence supérieure à 30 μηι, de préférence supérieure à 40 μηι et inférieure à 300 μηι, de préférence inférieure à 200 μηι, de préférence inférieure à 150 μηι, de préférence inférieure à 120 μηι, et la dimension moyenne des particules non entaillantes est supérieure à 15 μηι, de préférence supérieure à 20 μηι, de préférence supérieure à 30 μηι, de préférence supérieure à 40 μηι et inférieure à 300 μηι, de préférence inférieure à 200 μηι, de préférence inférieure à 150 μηι, de préférence inférieure à 120 μηι, et le rapport de la dimension moyenne des particules entaillantes sur la dimension moyenne des particules non entaillantes est supérieur à 1/20, de préférence supérieur à 1/15, de préférence supérieur à 1/10, de préférence supérieur à 1/5, de préférence supérieur à 1/3 et/ou inférieur à 20, de préférence inférieur à 15, de préférence inférieur à 10, de préférence inférieur à 5, de préférence inférieur à 3, de préférence inférieur à 2,5, de préférence inférieur à 2, de préférence inférieur à 1 ,5, et
l'ensemble des particules entaillantes présente une circularité au carré moyenne inférieure à 0,9, de préférence inférieure à 0,85, de préférence inférieure à 0,8 et/ou supérieure à 0,5, de préférence supérieure à 0,6, de préférence supérieure à 0,65, de préférence supérieure à 0,7, et
l'ensemble des particules non entaillantes présente une circularité au carré moyenne supérieure à 0,7, de préférence supérieure à 0,8, de préférence supérieure à 0,85, voire supérieure à 0,90, voire supérieure à 0,92, voire supérieure à 0,94, voire supérieure à 0,95, voire supérieure à 0,96, voire supérieure à 0,97, et
l'ensemble des particules projetées et/ou l'ensemble des particules entaillantes et/ou l'ensemble des particules non entaillantes, présentent une teneur en AI2O3 + ZrO∑ + S1O2 > 80%, de préférence > 85%, de préférence > 90%, de préférence avec S1O2 < 20%, voire S1O2 < 10%, en pourcentage massique sur la base des oxyde ;
Le procédé comporte les étapes suivantes, précédant la projection des particules projetées sur la surface à traiter :
a) préparation d'une poudre de particules entaillantes et d'une poudre de particules non entaillantes,
b) optionnellement, mélange de la poudre de particules entaillantes et de la poudre de particules non entaillantes,
Les particules sont projetées suivant une direction formant un angle de projection avec la surface, l'angle de projection, c'est-à-dire l'angle entre la surface à traiter et ladite direction (l'axe du jet des particules projetées), est de préférence supérieur à 45°, de préférence supérieur à 50°;
Les particules sont projetées en traversant une buse disposée à une distance, dite « distance de projection », de la surface traitée, ladite distance de projection étant de préférence supérieure à 5 cm, de préférence supérieure à 10 cm et/ou de préférence inférieure à 30 cm, de préférence inférieure à 25 cm ;
Les particules sont projetées sur la surface en étant portées par un fluide, de préférence l'air, dont la pression, est de préférence supérieure à 0,5 bar, de préférence supérieure à 1 bar et/ou de préférence inférieure à 4 bar, de préférence inférieure à 3 bar ;
Les particules sont projetées avec un taux de recouvrement de préférence supérieur à 100%, de préférence supérieur à 120%, voire supérieur à 150% et/ou de préférence inférieur à 300%, de préférence inférieur à 250%, de préférence inférieur à 200% ;
La surface traitée est en un matériau métallique, de préférence sous la forme d'un métal ou d'un alliage métallique, de préférence en acier inox, en aluminium ou en titane, de préférence dépourvue de revêtement, et en particulier de peinture ;
Les particules entaillantes sont mélangées aux autres particules avant d'être projetées ;
La surface est une surface d'un produit choisi dans le groupe formé par un bijou, une montre, un bracelet, un collier, une bague, une broche, une épingle de cravate, un sac à main, un meuble, un ustensile ménager, une poignée, un bouton, un placage, une partie visible d'un équipement de bien de consommation, une partie de monture de lunettes, un article de vaisselle, un cadre.
Un autre objet selon l'invention consiste en un produit comportant une surface obtenue par un procédé selon l'invention. De préférence, ladite surface est exposée vers l'extérieur. De préférence, le produit selon l'invention est choisi dans le groupe formé par un bijou, une montre, un bracelet, un collier, une bague, une broche, une épingle de cravate, un sac à main, un meuble, un ustensile ménager, une poignée, un bouton, un placage, une partie visible d'un équipement de bien de consommation, une partie de monture de lunettes, un article de vaisselle, un cadre.
Définitions
- Une particule « entaillante » est une particule présentant une arête vive saillante, de manière que, lorsqu'elle est projetée suivant un procédé selon l'invention, ladite arête vive crée une entaille, c'est-à-dire un évidement présentant une arête rentrante, par exemple en forme de fente ou de « coin ». Par définition, une arête saillante appartient à une partie convexe de la particule. Au contraire, l'arête rentrante correspondante appartient à une partie concave de la surface traitée.
Une « particule facettée », comme la particule 20' représentée sur la figure 2, est un exemple préféré de particule entaillante. Une particule facettée présente au moins deux facettes et plus de 90% de a surface est couverte par des facettes, de préférence sensiblement planes, de préférence par moins de 35 facettes, de préférence sensiblement planes, une facette étant une surface délimitée par une arête vive. Une facette peut être plane ou non. Une forme « en noix » est un exemple de forme à deux facettes.
Une particule facettée peut en particulier être « polyédrique », c'est-à-dire être limitée de toutes parts par des polygones plans. Une particule facettée peut en particulier être polyédrique « régulier » si toutes ses faces sont des polygones réguliers de même type et si tous ses sommets sont de même degré. Un polyèdre régulier possède une sphère tangente à chaque face en son centre. Un « cube » est un exemple de polyèdre régulier comportant 6 faces carrées.
Le « nombre moyen de facettes des particules facettées » est la moyenne arithmétique du nombre moyen de facettes des particules facettées, les facettes comptés étant les facettes observables sur un cliché représentant lesdites particules facettées, par exemple sur un cliché pris avec un microscope électronique à balayage, comme la figure 2.
Une particule « non entaillante », comme la particule 10' représentée sur la figure 2, est une particule qui n'est pas « entaillante », c'est-à-dire qui ne présente qu'une surface lisse, comme une bille.
Le volume des particules entaillantes est égal au rapport de la masse desdites particules entaillantes sur la masse volumique apparente desdites particules entaillantes. Le pourcentage de ce volume est mesuré par rapport au volume de l'ensemble des particules projetées.
Le « recouvrement » est le rapport de la surface impactée, c'est-à-dire modifiée par l'impact des particules projetées, sur la surface totale vers laquelle les particules sont projetées. Il est exprimé en pourcentages.
Le taux de recouvrement, exprimé en pourcentages, est le rapport du temps de traitement et du temps de traitement permettant d'obtenir un recouvrement égal à 98%. Ainsi un taux de recouvrement égal à 200% exprime le fait que la durée du traitement est égale à deux fois celle nécessaire pour atteindre un recouvrement supérieur ou égal à 98%.
Pour évaluer la « circularité au carré » « Ci2 » d'une particule P, on détermine le périmètre PD du disque D présentant une aire égale à l'aire Ap de la particule P sur un cliché de cette particule. On détermine par ailleurs le périmètre Pr de cette particule. La circularité est égale au rapport de PD/ΡΓ. La circularité au carré est donc égale à (PD/ΡΓ)2,
, 4 * π * Α0
soit Ci = Plus la particule est de forme allongée, plus la circularité au carré
(Pr)2
est faible. Toutes les méthodes de mesure connues pour évaluer la circularité au carré peuvent être envisagées, et notamment à partir de clichés obtenus à l'aide d'un microscope électronique à balayage, ladite circularité au carré pouvant ensuite être déterminée à l'aide d'un logiciel de traitement d'images.
La luminosité « L » exprime l'intensité de la couleur de la surface. Pour une surface métallique brute, L correspond à un niveau de gris, en particulier lorsque la surface est en un matériau à base d'aluminium métallique.
La luminosité L de la surface peut être mesurée selon la norme ASTM E308-01 « standard practice for Computing the colors of objects by using CIE System ».
La caractéristique L est une caractéristique du système Lab, bien connu.
Les valeurs de couleur, et notamment de la luminosité (L), peuvent être mesurées grâce à un MiniScan XE Plus de la marque HunterLab.
On appelle « assombrissement » d'une surface une diminution d'au moins 5% de la valeur de la luminosité L de ladite surface.
La diminution de la luminosité est égale à (luminosité initiale - luminosité finale)/luminosité initiale, exprimée en pourcentages.
La brillance, ou « gloss » G, exprime la réflexion diffuse ou spéculaire de la lumière. Sauf indication contraire, le gloss est mesuré avec un angle égal à 60°.
On appelle « diminution » du gloss d'une surface une diminution d'au moins 5% la valeur du gloss G de ladite surface.
La diminution du gloss est égale à (gloss initial - gloss final)/gloss initial, exprimée en pourcentages.
Par « intensité Almen », on entend, conformément à la norme NF L06-832, la valeur de la flèche (c'est-à-dire de la hauteur d'arc) obtenue au temps ts sur la courbe de saturation, la courbe de saturation étant obtenue en mesurant la variation de la flèche Almen en fonction du temps d'exposition à paramètres et conditions de grenaillage constants, le temps de saturation ts étant le premier temps t tel qu'au temps 2t la variation de la flèche est inférieure ou égale à 10 % de la flèche au temps t, en s'assurant que le recouvrement est complet et homogène sur toute la surface de l'éprouvette Almen. Elle est exprimée en centièmes de millimètre.
Par « taille d'une particule », on entend la taille d'une particule donnée classiquement par une caractérisation de distribution granulométrique réalisée avec un granulomètre laser. Le granulomètre laser utilisé peut être un Partica LA-950 de la société HORIBA. On appelle « taille médiane » d'un ensemble de particules, notée D5o, la taille divisant les particules de cet ensemble en une première et une deuxième populations égales en volume, ces première et deuxième populations ne comportant que des particules présentant une taille supérieure ou égale, ou inférieure, respectivement, à ladite taille médiane.
On appelle « taille maximale » d'un ensemble de particules, notée D99,5, la taille de particule correspondant au pourcentage égal à 99,5%, en volume, sur la courbe de distribution granulométrique cumulée de l'ensemble des particules, lesdites tailles de particules étant classées par ordre croissant. Selon cette définition, 99,5% en volume des particules ont ainsi une taille inférieure à D99,5 et 0,5% des particules, en volume, ont une taille supérieure ou égale à D99,5.
On appelle « taille minimale » d'un ensemble de particules, notée D0,5, la taille de particules correspondant au pourcentage égal à 0,5%, en volume, sur la courbe de distribution granulométrique cumulée de l'ensemble de particules, lesdites tailles de particules étant classées par ordre croissant.
La taille médiane, la taille minimale et la taille maximale peuvent être mesurées par granulométrie laser.
On appelle classiquement « matériau céramique » un matériau qui est ni métallique, ni organique.
On appelle « dimension d'une particule » le diamètre correspondant au cercle présentant la même aire que ladite particule mesurée sur un cliché obtenu à l'aide d'un microscope électronique à balayage. Cette dimension peut être déterminée à l'aide d'un logiciel de traitement d'images. La « dimension moyenne » d'un ensemble de particules est la moyenne arithmétique des dimensions desdites particules.
Par « masse volumique apparente d'une particule », on entend classiquement le rapport égal à la masse de la particule divisée par le volume apparent qu'elle occupe. Par commodité, la masse volumique apparente est mesurée sur un ensemble de particules. Elle peut être mesurée par imbibition, selon le principe de la poussée d'Archimède.
Par « masse volumique absolue d'une particule », on entend le rapport égal à la masse de matière sèche de la particule après un broyage à une finesse telle qu'il ne demeure sensiblement aucune porosité fermée, divisée par le volume de ladite masse de matière sèche après broyage. Elle peut être mesurée par pycnométrie à hélium.
La « masse volumique relative d'une particule » correspond au rapport égal à la masse volumique apparente de ladite particule divisée par la masse volumique absolue de ladite particule, exprimée en pourcentage.
- Par "comprenant un" ou "comportant un", ou "présentant un", on entend "comportant au moins un", sauf indication contraire.
Brève description des figures
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore à la lecture de la description détaillée qui va suivre et à l'examen du dessin annexé dans lequel
- les figures 1 et 2 représentent des photos des particules projetées (a) utilisées dans le procédé de l'exemple 1 comparatif et des particules projetées (c) utilisées dans le procédé de l'exemple 3 selon l'invention, respectivement, et
- les figures 3 et 4 représentent des photos de surfaces traitées dans un procédé utilisant classiquement des billes sphériques conforme à l'exemple comparatif 1 et suivant le procédé de l'exemple 3 selon l'invention, respectivement.
Dans les figures, des références identiques sont utilisées pour désigner des éléments identiques ou analogues.
Description détaillée
Les techniques connues de traitement de finition cosmétique par projection peuvent être mises en œuvre, en utilisant des particules telles que décrites précédemment.
La surface à traiter peut subir avant traitement par projection, un prétraitement, par exemple un polissage de manière à ce que la surface à traiter présente une rugosité Ra inférieure ou égale à 1 μηι, de préférence inférieure ou égale à 0,8 μηι, de préférence inférieure ou égale à 0,5 μηι, de préférence inférieure ou égale à 0,3 μηι, de préférence inférieure ou égale à 0,2 μηι. Le polissage peut être par exemple de type miroir. Dans un mode de réalisation, la surface sur laquelle les particules sont projetées ne comporte pas de revêtement. Dans un mode de réalisation, seules des particules présentant une taille maximale inférieure ou égale à 500 μηι et une masse volumique relative supérieure à 90% sont projetées pour modifier l'aspect de la surface à traiter, plus de 5% et moins de 80% en volume desdites particules projetées étant des particules entaillantes.
De préférence encore, pendant tout le traitement de la surface à traiter, la quantité en volume de particules entaillantes dans l'ensemble des particules projetées est sensiblement constante, quel que soit l'instant considéré. De préférence, la variation de la quantité en volume de particules entaillantes dans l'ensemble des particules projetées, mesurée entre le début et la fin du traitement, est inférieure à 20%, de préférence inférieure à 10%, de préférence inférieure à 5%, sur la base de ladite quantité au début du traitement.
De préférence, les arêtes vives des particules entaillantes mises en œuvre dans un procédé selon l'invention sont susceptibles de résulter de ruptures de particules d'origine plus grosses. Dans un mode de réalisation, elles résultent de telles ruptures. En particulier, les particules entaillantes peuvent être obtenues par broyage de particules plus grosses, par exemple de billes, par exemple par broyage à l'aide d'un broyeur à rouleaux.
De préférence, les particules entaillantes présentent au moins une face sensiblement plane. De préférence, les surfaces sensiblement planes couvrent plus de 70%, plus de 80%, plus de 90%, voire sensiblement 100% de la surface des particules entaillantes.
Les particules non entaillantes peuvent être préparées par toute technique connue de l'homme du métier permettant d'obtenir des particules non entaillantes, en particulier des billes, par exemple par atomisation, par rodage, par granulation ou par un procédé de gélification de gouttelettes d'une suspension.
Dans un mode de réalisation, l'ensemble des particules entaillantes et l'ensemble des particules non entaillantes présentent sensiblement la même analyse chimique. De préférence si la teneur d'un constituant dans un premier ensemble est supérieure à 10%, elle diffère de préférence de moins de 6%, de préférence de moins de 5%, de préférence de moins de 3%, en pourcentage absolu de la teneur correspondante dans le deuxième dit ensemble. De préférence, si la teneur d'un constituant dans un premier ensemble est supérieure à 0,5% et inférieure ou égale à 10%, elle diffère de préférence de moins de 40%, de préférence de moins de 30%, de préférence de moins de 20% de la teneur correspondante dans le deuxième dit ensemble. Dans un mode de réalisation préféré, le procédé comporte les étapes suivantes, précédant la projection des particules sur la surface à traiter :
a) préparation d'une poudre de particules entaillantes et d'une poudre de particules non entaillantes,
b) mélange de la poudre de particules entaillantes et de la poudre de particules non entaillantes.
A l'étape a), la poudre de particules entaillantes peut être préparée par toute technique connue de l'homme du métier permettant d'obtenir des particules entaillantes, par exemple par broyage, de préférence à l'aide d'un broyeur à rouleaux. A l'étape b), le mélange de la poudre de particules entaillantes et de la poudre de particules non entaillantes peut être effectué selon toute technique connue de l'homme du métier, par exemple à l'aide d'un mélangeur.
On mélange de préférence des particules entaillantes et des particules non entaillantes en une quantité telle que le volume des particules entaillantes représente plus de 5%, de préférence plus de 10%, de préférence plus de 20%, de préférence plus de 30% et moins de 80%, de préférence moins de 70%, de préférence encore moins de 60% du volume du mélange.
Pour la mise en œuvre de l'invention, une grenailleuse à air comprimé, de préférence à pression, et de préférence à effet venturi, est de préférence utilisée.
La buse de projection de la grenailleuse présente de préférence un diamètre supérieur à 6 mm, de préférence supérieur à 7 mm, et/ou inférieur à 10 mm, de préférence inférieur à 9 mm, de préférence d'environ 8 mm.
Un procédé selon l'invention permet de conserver, voire de réduire l'intensité Almen, ou « intensité du grenaillage », c'est-à-dire l'énergie déposée sur la surface traitée. Avantageusement, ce résultat permet de limiter les risques de déformation de la surface.
Un procédé selon l'invention peut être en particulier mis en œuvre pour diminuer le gloss d'une surface. A cet effet, à partir d'un premier essai, il est possible :
- d'augmenter le volume de particules entaillantes, et/ou
- d'augmenter le nombre d'arêtes vives, en particulier de facettes, des particules entaillantes, et/ou
- de diminuer la taille des particules projetées, et/ou
- de diminuer la dimension des particules entaillantes. Le gloss d'une surface métallique, en particulier en aluminium, peut être ainsi réduit de plus de 10%, voire de plus de 30%, voire de plus de 70%, sans augmenter l'intensité Almen de ladite surface, voire en la diminuant.
Si après un premier essai, le gloss obtenu est trop faible, pour obtenir une surface présentant un gloss plus important en partant de la même surface d'origine, il est possible :
- de diminuer le volume de particules entaillantes, et/ou
- de diminuer le nombre d'arêtes vives, en particulier de facettes, des particules entaillantes, et/ou
- d'augmenter la taille des particules projetées, et/ou
- d'augmenter la dimension des particules entaillantes.
Un procédé selon l'invention peut être en particulier mis en œuvre pour diminuer la luminosité L d'une surface. A cet effet, à partir d'un premier essai, il est possible :
- d'augmenter le volume de particules entaillantes, et/ou
- de diminuer la taille des particules projetées, et/ou
- de diminuer la dimension des particules entaillantes.
La luminosité L d'une surface métallique, en particulier en aluminium, peut être ainsi réduite de plus de 10%, voire de plus de 20%, voire même de plus de 30%.
Si après un premier essai, la luminosité L obtenue est trop faible, pour obtenir une surface présentant une luminosité L plus importante en partant de la même surface d'origine, il est possible :
- de diminuer le volume de particules entaillantes, et/ou
- d'augmenter la taille des particules projetées, et/ou
- d'augmenter la dimension des particules entaillantes.
La surface obtenue, présentant de préférence une aire supérieure à 1 mm2, à 1 cm2, à 10 cm2, est couverte, pour plus de 80%, de préférence pour plus de 90%, de préférence pour 100%, de cavités, plus de 90% en nombre desdites cavités présentant une taille inférieure à 300 μηι et étant un mélange de cavités se présentant sous une forme en écaille et de cavités se présentant sous la forme d'entailles. Les cavités se présentant sous la forme d'une entaille sont principalement créées par l'impact des particules entaillantes projetées sur la surface, alors que les cavités se présentant sous la forme en écaille sont principalement créées par l'impact des particules non entaillantes.
Les exemples non limitatifs suivants sont donnés dans le but d'illustrer l'invention. Les particules suivantes ont été testées :
- Ensemble de particules (a) de l'exemple comparatif 1 : Poudre de billes MICROBLAST® B170 commercialisée par la société Saint-Gobain ZIRPRO présentant les caractéristiques suivantes :
- analyse chimique : Al203 : 6 %, Zr02 : 63 %, Si02 : 30 %, Autres : 1 %,
- particules obtenues par fusion-solidification,
- passant au tamis à mailles carrées d'ouverture égale à 90 μηι et ne passant pas au tamis à mailles carrées d'ouverture égale à 45 μηι,
- taille médiane : 74 μηι,
- masse volumique relative des particules, mesurée sur l'ensemble desdites particules : 98%,
- masse volumique apparente des particules, mesurée sur l'ensemble desdites particules : 3,90 g/cm3,
- circularité au carré moyenne de l'ensemble des particules : 0,97,
- quantité de particules entaillantes : < 1 % en volume.
- Poudre de particules entaillantes utilisées dans les ensembles de particules (b) à (d), et (f) des exemples 2 à 4, et 6, respectivement : Poudre de grains ZIRGRIT® F commercialisée par la société Saint-Gobain ZIRPRO présentant les caractéristiques suivantes :
- analyse chimique : Al203 : 6 %, Zr02 : 63 %, Si02 : 30 %, Autres : 1 %,
- particules obtenues par fusion-solidification, puis broyage,
- taille médiane : 50 μηι,
- masse volumique relative des particules, mesurée sur l'ensemble desdites particules : 98%,
- masse volumique apparente des particules, mesurée sur l'ensemble desdites particules : 3,90 g/cm3,
- circularité au carré moyenne de l'ensemble des particules : 0,83,
- quantité de particules entaillantes > 99% en volume.
- Poudre de particules entaillantes utilisées dans l'ensemble de particules (e) de l'exemple 5 : une poudre grains de carbure de silicium SIKA® ABR F150, commercialisée par Saint- Gobain, tamisée de manière à récupérer la partie passant au tamis à mailles carrées d'ouvertures égales à 125 μηι et ne passant pas au tamis à mailles carrées d'ouverture égale à 45 μηι, et présentant après tamisage les caractéristiques suivantes : - analyse chimique : SiC > 99% en masse,
- taille médiane : 72 μηι,
- masse volumique relative des particules, mesurée sur l'ensemble desdites particules : 99%,
- masse volumique apparente des particules, mesurée sur l'ensemble desdites particules : 3,19 g/cm3,
- circularité au carré moyenne de l'ensemble des particules : 0,75,
- quantité de particules entaillantes > 99% en volume.
- Poudre de particules entaillantes (g) utilisée dans l'exemple 7 : poudre de grains abrasifs alumine-zircone, présentant les caractéristiques suivantes :
- analyse chimique massique : Al203 : 57%, Zr02 : 40%, Si02 : 0,44%, Y203 : 0,45%, Ti02 : 1 ,61 %, Autres : 0,5%,
- particules obtenues par fusion-solidification, puis broyage,
- taille médiane : 106 μηι,
- masse volumique relative des particules, mesurée sur l'ensemble desdites particules : 99%,
- masse volumique apparente des particules, mesurée sur l'ensemble desdites particules : 4,6 g/cm3,
- quantité de particules entaillantes > 99% en volume.
Les particules entaillantes ont ensuite été mélangées, dans les pourcentages volumiques indiqués dans le tableau 1 aux particules (a) de l'exemple comparatif 1 afin d'obtenir les ensembles de particules (b) à (f) des exemples 2 à 6 selon l'invention, respectivement. Les caractéristiques des ensembles de particules (a) à (f) des exemples 1 à 6, respectivement, figurent dans le tableau 1.
Les ensembles de particules (a) à (f) ont ensuite été utilisés pour traiter la surface d'une plaque en aluminium 6063, présentant, avant traitement, les caractéristiques suivantes:
- une luminosité L égale à 70,
- un gloss G égal à 100.
Ledit traitement a été réalisé à l'aide d'une grenailleuse par succion DUP, avec les paramètres suivants :
- diamètre de la buse : 8 mm,
- pression : 2 bar,
- distance de projection : 15 cm, - angle de projection : 85°,
- taux de recouvrement : 100%.
L'exemple 7 consiste en une première projection d'une poudre de particules (a) de l'exemple comparatif 1 suivi d'une deuxième projection d'une poudre de particules entaillantes (g), dont les caractéristiques figurent dans le tableau 1. Les projections sont donc séquentielles.
La surface traitée présentait avant la première projection, les caractéristiques suivantes:
- une luminosité L égale à 70,
- un gloss G égal à 100.
La première projection a été réalisée, en projetant sur la surface la poudre de particules (a) de l'exemple comparatif 1 à l'aide d'une grenailleuse par succion DUP, avec les paramètres suivants :
- diamètre de la buse : 8 mm,
- pression : 2 bar,
- distance de projection : 15 cm,
- angle de projection : 85°,
- taux de recouvrement : 100%.
Puis, la deuxième projection a été réalisée, en projetant sur la surface obtenue après la première projection, la poudre de particules entaillantes (g) à l'aide d'une grenailleuse par succion DUP, dans les conditions suivantes :
- diamètre de la buse : 8 mm,
- pression : 2 bar,
- distance de projection : 15 cm,
- angle de projection : 85°,
- taux de recouvrement : 40%.
Le gloss G est mesuré au moyen d'un appareil MULTI GLOSS 268Plus de Konica Minolta, avec un angle égal à 60°.
La luminosité L est mesurée avec un Mini Scan XE Plus de la marque Hunterlab, selon la norme ASTM E308-01 « standard practice for Computing the colors of objects by using CIE System ».
La résistance à l'impact de chaque ensemble de particules (a) à (g) est estimée à l'aide du test suivant : 100 g de particules sont projetés au moyen de ladite grenailleuse sur une surface en acier inoxydable pendant 5 minutes, avec un angle de projection par rapport à la surface égal à 90°, une distance de projection égale à 10 cm, une pression égale à 2 bar et un diamètre du buse égal à 8 mm.
Avant l'essai, la masse Mi des particules passant à travers les mailles d'un tamis de 45 μηι est déterminée. Le seuil de 45 μηι est bien adapté pour mettre en évidence un enrichissement en particules fines pour les ensembles de particules testés.
Les particules à tester subissent ensuite une recirculation pendant 5 min et sont donc projetées plusieurs fois sur la surface.
Après essai, la masse M2 des particules passant à travers les mailles d'un tamis de 45 μηι est déterminée. La différence entre les masses Mi et M2 correspond à la quantité de particules fines créées lors du test. Cette quantité de particules fines générées, ou « taux de rebut », est exprimée en pourcentage de la masse de particules avant le test. Plus le taux de rebut est élevé, plus la résistance à l'impact des particules est faible.
On considère qu'un taux de rebut supérieur à 25% conduit à une usure accélérée de la grenailleuse. De préférence, le taux de rebut est inférieur à 20%, de préférence inférieur à 15%, de préférence inférieur à 10%.
L'intensité Almen est déterminée selon la norme NF L06-832 (Grenaillage conventionnel destiné à la mise en contrainte de compression superficielle de pièces métalliques), sur une éprouvette de type N, sur une grenailleuse par succion DUP, avec un taux de recouvrement égal à 100%, avec un angle de projection par rapport à la surface égal à 85°, une distance de projection égale à 15 cm, une pression égale à 2 bar et un diamètre du buse égal à 8 mm.
Dans un souci de simplicité, la circularité au carré, l'aire et la dimension des particules ainsi que la circularité au carré moyenne, l'aire totale et la dimension moyenne des ensembles de particules (a) à (g) sont évaluées sur les poudres source desdites particules, autrement dit sur l'ensemble de particules (a), sur la poudre de grains ZIRGRIT® F, sur la poudre de grains de carbure de silicium et sur la poudre de grains abrasifs alumine-zircone, par la méthode suivante :
1 1 mm3 d'un échantillon de particules est versé dans l'unité de dispersion (« sample dispersion unit ») prévue à cet effet d'un appareil Morphologi® G3S commercialisé par la société Malvern. La dispersion de l'échantillon sur la plaque de verre s'effectue à l'aide d'une pression de 4 bar (« pressure ») appliquée pendant 10 ms (« setting time »), l'unité de dispersion restant sur la plaque de verre (« setting time ») pendant 60 secondes. Le grossissement choisi est défini de manière à pouvoir observer entre 25 et 50 particules sur la plaque de verre, dans une région située au centre du disque de particules dispersées, de manière à favoriser l'observation de particules unitaires, c'est-à-dire non accolées à d'autres particules. On procède ensuite à une analyse d'images des clichés photographiques réalisés, en un nombre suffisant de manière à comptabiliser un nombre total de particules supérieur à 250.
L'appareil fournit une évaluation de la circularité au carré (« HS Circularity »), de l'aire (« Area ») et de la dimension (« CE diameter ») des particules comptabilisées, lesdites particules étant comptabilisées en nombre. Les circularités au carré moyennes, aires totales et dimensions moyennes des ensembles de particules peuvent alors être calculées.
Les particules entaillantes étaient des particules facettées.
Le nombre de facettes des particules entaillantes est évalué par la méthode suivante : Des clichés des particules sont réalisés à l'aide d'un microscope électronique à balayage, de manière à avoir entre 15 et 30 particules entaillantes entièrement visibles par cliché. Des clichés sont réalisés de manière à pouvoir comptabiliser au minimum 200 particules entaillantes. Le nombre de facettes visibles de chaque particule entaillante est déterminé. Le nombre moyen de facettes des particules entaillantes est la moyenne arithmétique du nombre de facettes de chaque particule entaillante.
Les analyses chimiques ont été réalisées par fluorescence X en ce qui concerne les constituants dont la teneur est supérieure à 0,5%. La teneur des constituants présents en une teneur inférieure à 0,5% a été déterminée par AES-ICP (« Atomic Emission Spectoscopy-lnductively Coupled Plasma » en anglais).
La taille des particules, ainsi que la taille médiane et la taille maximale d'un ensemble de particules, ont été déterminées à l'aide d'un granulomètre laser Partica LA-950 de la société HORIBA.
Les résultats obtenus figurent dans le tableau 1 suivant :
n.d. : non déterminé
Tableau 1
L'exemple comparatif 1 conduit à un assombrissement et à une réduction du gloss, c'est-à- dire à un rendu sombre et mat.
En comparaison de l'exemple 1 , l'exemple 2 selon l'invention conduit à une réduction du gloss ainsi qu'à une réduction de la luminosité, avec un taux de rebut faible et une réduction de l'intensité Almen. Le rendement (consommation de poudre élevée) et la productivité (arrêts fréquents de la grenailleuse pour renouveler la poudre) sont donc faibles.
En comparaison des exemples 1 et 2, l'exemple 3 selon l'invention conduit à une réduction du gloss ainsi qu'à une réduction de la luminosité et de l'intensité Almen, avec un taux de rebut moyen, sans usure accélérée de la grenailleuse.
En comparaison des exemples 1 à 3, l'exemple 4 selon l'invention conduit à une réduction du gloss ainsi qu'à une réduction de la luminosité et de l'intensité Almen, avec un taux de rebut acceptable et sans usure accélérée de la grenailleuse.
En comparaison de l'exemple 1 , l'exemple 5 selon l'invention conduit à une réduction du gloss ainsi qu'à une réduction de l'intensité Almen, avec un taux de rebut moyen, sans usure accélérée de la grenailleuse. L'exemple 5 selon l'invention illustre la possibilité d'utiliser des particules entaillantes qui ne sont pas sous la forme d'oxyde(s), comme des particules en carbure de silicium.
L'exemple 6 hors invention montre que le compromis recherché n'est pas atteint avec un mélange comportant 85% en volume de particules entaillantes : le taux de rebut est trop important, ce qui induit une usure accélérée de la grenailleuse.
L'exemple 7 hors invention montre qu'une première projection de la poudre de billes (a) suivie d'une deuxième projection de la poudre de particules entaillantes (g) ne permet pas d'atteindre le compromis recherché : si le gloss est bien réduit, l'intensité Almen et le taux de rebut obtenu après la deuxième projection sont trop élevés. Il est donc important de projeter un ensemble de particules entaillantes et de particules non entaillantes.
Comme représenté sur la figure 4, un examen visuel de la surface obtenue après le traitement de l'exemple 3 selon l'invention montre qu'elle est couverte de cavités 10 en forme d'écaillés correspondant à l'empreinte résultant de la projection des billes (particules non entaillantes) et d'entailles 20 correspondant à l'empreinte résultant de la projection des particules entaillantes.
La comparaison avec la figure 3 permet de bien distinguer la présence d'entailles. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits, fournis à titre illustratif et non limitatif.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de modification de l'aspect d'une surface, ledit procédé comportant une étape de projection de particules présentant une taille maximale inférieure ou égale à 500 μηι, les particules projetées présentant une masse volumique relative supérieure à 90%, plus de 5% et moins de 80% en volume desdites particules projetées étant des particules présentant une arête vive saillante, dites « particules entaillantes ».
2. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel l'ensemble des particules projetées contient plus de 20% et moins de 60%, en volume, de particules entaillantes.
3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'ensemble des particules projetées présente une taille maximale inférieure à 400 μηι et une taille minimale supérieure à 15 μηι.
4. Procédé selon la revendication immédiatement précédente, dans lequel l'ensemble des particules projetées présente une taille maximale inférieure à 200 μηι et une taille minimale supérieure à 30 μηι.
5. Procédé selon la revendication immédiatement précédente, dans lequel l'ensemble des particules projetées présente une taille maximale inférieure à 150 μηι.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le rapport de la dimension moyenne des particules entaillantes sur la dimension moyenne des particules non entaillantes est inférieur à 3.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les particules projetées présentent une masse volumique relative supérieure à 96%.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'ensemble des particules entaillantes présente une circularité au carré moyenne inférieure à 0,9 et l'ensemble des particules non entaillantes présente une circularité au carré moyenne supérieure à 0,7.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le nombre moyen de facettes des particules entaillantes est supérieur à 3 et inférieur à 30.
10. Procédé selon la revendication immédiatement précédente, dans lequel le nombre moyen de facettes des particules entaillantes est inférieur à 15.
1 1. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les particules projetées sont en un matériau céramique.
12. Procédé selon la revendication immédiatement précédente, dans lequel les particules projetées sont en un matériau céramique, de préférence choisi parmi les oxydes, les nitrures, les carbures, les borures, les oxycarbures, les oxynitrures et leurs mélanges.
13. Procédé selon la revendication immédiatement précédente, dans lequel les particules projetées et/ou l'ensemble des particules entaillantes et/ou l'ensemble des particules non entaillantes, présentent une composition telle que AI2O3 + Zr02 + Si02 > 80%, en pourcentage massique sur la base des oxydes et/ou sont constitués pour plus de 80% de leur masse de carbure de silicium.
14. Procédé selon la revendication immédiatement précédente, dans lequel les particules projetées et/ou l'ensemble des particules entaillantes et/ou l'ensemble des particules non entaillantes
- présentent une composition telle que, en pourcentage massique sur la base des oxydes :
- 70 % < AI2O3, AI2O3 constituant le complément à 100 %,
- 3 % < Zr02+Hf02 < 20 %, avec Hf02 < 1 %,
- 1 % < Si02 < 10 %,
- 0,3 % < CaO + MgO < 5 %,
- autres constituants < 5%, et/ou
- présentent une composition telle que, en pourcentage massique sur la base des oxydes :
- AI2O3 < 10 %,
- 60 % < Zr02+Hf02 < 70 %, avec Hf02 < 1 %,
- 25 % < Si02 < 35 %,
- autres constituants < 5%, et/ou
- présentent une composition telle que, en pourcentage massique sur la base des oxydes :
- AI2O3 < 10 %,
- 65 % < Zr02+Hf02 < 80 %, avec Hf02 < 1 ,5 %, - 10 %≤SiO2 < 20 %,
- 4 % < Y203 < 8 %,
- autres constituants < 3 %, et/ou
- présentent une composition telle que, en pourcentage massique sur la base des oxydes :
- autres constituants < 10 %, et/ou
- sont constitués pour plus de 80% de leur masse de zircone au moins partiellement stabilisée, de préférence au moins partiellement stabilisée à l'oxyde d'yttrium, et/ou - présentent une composition telle que, en pourcentage massique sur la base des oxydes :
- 20 % < Zr02+Hf02 < 30 %, avec Hf02 < 1 %,
- autres constituants≤ 3 %.
Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel
- les particules sont projetées suivant une direction formant un angle de projection avec la surface, l'angle de projection étant supérieur à 45° ; et/ou
- les particules sont projetées en traversant une buse disposée à une distance, dite « distance de projection », de la surface traitée, ladite distance de projection étant supérieure à 5 cm et inférieure à 30 cm ; et/ou
- les particules sont projetées sur la surface en étant portées par un fluide dont la pression est supérieure à 0,5 bar et inférieure à 4 bar ; et/ou
- les particules sont projetées avec un taux de recouvrement supérieur à 100% et inférieur à 300%.
Procédé selon la revendication immédiatement précédente, dans lequel
- l'angle de projection est supérieur à 50° ; et/ou
- ladite distance de projection est supérieure à 10 cm et inférieure à 25 cm ; et/ou
- les particules sont projetées sur la surface en étant portées par un fluide dont la pression est supérieure à 1 bar et inférieure à 3 bar ; et/ou
- les particules sont projetées avec un taux de recouvrement supérieur à 150% et inférieur à 250%.
17. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la surface est en un matériau métallique, de préférence sous la forme d'un métal ou d'un alliage métallique, de préférence en acier inox, en aluminium ou en titane, la surface étant de préférence dépourvue de revêtement.
18. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les particules entaillantes sont mélangées aux autres particules avant d'être projetées.
19. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel, avant l'étape de projection de particules, la surface est polie de manière que sa rugosité Ra soit inférieure ou égale à 1 μηι.
20. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la surface est une surface d'un produit choisi dans le groupe formé par un bijou, une montre, un bracelet, un collier, une bague, une broche, une épingle de cravate, un sac à main, un meuble, un ustensile ménager, une poignée, un bouton, un placage, une partie visible d'un équipement de bien de consommation, une partie de monture de lunettes, un article de vaisselle, un cadre.
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