FR2960561A1 - Surface treatment of plastic part that is useful in perfumery/cosmetic and parapharmacy fields, by depositing metal layer on plastic part, applying coating on part by cataphoresis, desolvating the part, and curing part by polymerization - Google Patents
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Abstract
Description
PROCEDE DE TRAITEMENT DE SURFACE D'UNE PIECE PLASTIQUE La présente invention concerne le domaine des procédés de traitement de surface de pièces plastiques destinées aux secteurs de la parfumerie/cosmétique, parapharmacie etc. Ces procédés ont pour but de donner à ces pièces un aspect métallique et leur permettre de vérifier un certain nombre de caractéristiques de tenue et résistance aux chocs et aux agressions diverses telles que corrosion, oxydation etc. Dans ce domaine, on connaît la technique de métallisation sous vide (MSV), selon lesquelles on pulvérise sous vide un vernis sur les pièces plastiques afin de leur donner la finition de type métal souhaitée. Un inconvénient de cette technique est qu'elle peut donner lieu à un aspect de type « peau d'orange » sur les pièces. La technique de galvanoplastie présente l'avantage de donner généralement un meilleur aspect et un toucher de type froid. La galvanoplastie est basée sur l'électrolyse et permet l'application d'un dépôt métallique sur une pièce plastique au moyen d'un courant électrique continu, le métal étant initialement sous forme de cations en solution dans un électrolyte. Par exemple il est possible par galvanoplastie de recouvrir des pièces plastiques à l'aide de métaux précieux tels que l'or, l'argent, le platine etc. The present invention relates to the field of surface treatment processes for plastic parts intended for the perfumery / cosmetic, parapharmacy and other sectors. BACKGROUND OF THE INVENTION These methods are intended to give these parts a metallic appearance and allow them to verify a number of characteristics of resistance and resistance to shocks and various assaults such as corrosion, oxidation, etc. In this field, the vacuum metallization technique (MSV) is known, according to which a varnish is sprayed under vacuum on the plastic parts in order to give them the desired metal-type finish. A disadvantage of this technique is that it can give rise to an appearance of "orange peel" type on the pieces. The electroplating technique has the advantage of generally giving a better appearance and a touch of cold type. Electroplating is based on electrolysis and allows the application of a metal deposit on a plastic part by means of a continuous electric current, the metal being initially in the form of cations in solution in an electrolyte. For example it is possible by electroplating to cover plastic parts with precious metals such as gold, silver, platinum etc.
Toutefois, cette technique, du fait du coût important des métaux précieux, par exemple de l'or, impose des contraintes importantes sur la fabrication pour diminuer les pertes et limiter les coûts de production. En outre, les couleurs des pièces métallisées obtenues sont limitées aux couleurs des métaux utilisés lors de la galvanoplastie. However, this technique, because of the high cost of precious metals, for example gold, imposes significant constraints on manufacturing to reduce losses and limit production costs. In addition, the colors of the metallized parts obtained are limited to the colors of the metals used during electroplating.
La présente invention propose un procédé de traitement de surface d'une pièce plastique, comprenant les étapes suivantes : - dépôt sur la pièce plastique d'une couche de métal ; - application d'une laque par cataphorèse. La cataphorèse est une technique de peinture qui consiste à immerger la pièce dans un bain de peinture hydrosoluble, en mettant la pièce en cathode et en faisant migrer les particules de peinture en suspension dans le bain au moyen d'un courant électrique continu, de l'anode vers la cathode. Ensuite la peinture est polymérisée au four à rayons UV. Un procédé selon l'invention permet d'obtenir des pièces présentant un aspect extérieur et des caractéristiques techniques, telles que tenue au scotch, aux produits cosmétiques, au brouillard salin etc., qui sont comparables à la galvanoplastie standard. Un tel procédé permet en outre d'obtenir des pièces avec un aspect extérieur de type métal précieux, similaire aux pièces traitées en galvanoplastie avec des métaux précieux, mais en utilisant des matériaux moins rares et moins coûteux. Le processus industriel en est donc grandement simplifié et facilité. Ce procédé permet en outre de réaliser des pièces plastiques métallisées avec une variété de teintes (bleu, vert, jaune, rouge) bien plus grande que dans le cas de la galvanoplastie, par l'utilisation de laques colorées. Ce procédé présente en outre l'avantage d'être compatible avec la mise en place d'un décor avant le traitement de surface, par tampographie (à l'aide d'un tampon d'encres). Dans un mode de réalisation, le procédé est utilisé pour donner à la pièce l'aspect d'une pièce recouverte de métal précieux. Dans un mode de réalisation, le procédé comprend en outre après application de la laque une étape de cuisson par polymérisation, à une température inférieure à 70°C. Dans un mode de réalisation, la polymérisation est effectuée à l'aide 25 d'UV. Dans un mode de réalisation, le procédé comprend une étape d'étuvage à température inférieure à 70°C préalablement à la polymérisation par désolvatation. Dans un mode de réalisation, le dépôt sur la pièce plastique d'une 30 couche de métal est effectué par galvanoplastie. Dans un mode de réalisation, le ou les métaux compris dans la couche de métal comprennent des métaux non précieux dits communs. The present invention proposes a method of surface treatment of a plastic part, comprising the following steps: depositing on the plastic part a layer of metal; - application of lacquer by cataphoresis. Cataphoresis is a painting technique that consists of immersing the workpiece in a water-soluble paint bath, putting the workpiece in cathode and migrating the suspended paint particles into the bath by means of a continuous electric current, the anode to the cathode. Then the paint is polymerized in the oven with UV rays. A process according to the invention makes it possible to obtain parts having an external appearance and technical characteristics, such as resistance to scotch tape, cosmetic products, salt spray, etc., which are comparable to standard electroplating. Such a method also makes it possible to obtain parts with an external appearance of the precious metal type, similar to parts treated in electroplating with precious metals, but using less rare and less expensive materials. The industrial process is thus greatly simplified and facilitated. This method also makes it possible to produce metallized plastic parts with a variety of shades (blue, green, yellow, red) much larger than in the case of electroplating, by the use of colored lacquers. This method also has the advantage of being compatible with the implementation of a decor before the surface treatment, by pad printing (using an ink pad). In one embodiment, the method is used to give the part the appearance of a coin covered with precious metal. In one embodiment, the method further comprises, after application of the lacquer, a curing step by polymerization at a temperature below 70 ° C. In one embodiment, the polymerization is carried out using UV. In one embodiment, the method comprises a step of baking at a temperature below 70 ° C prior to the polymerization by desolvation. In one embodiment, the deposition on the plastic part of a metal layer is performed by electroplating. In one embodiment, the metal or metals included in the metal layer comprise so-called common non-precious metals.
Dans un mode de réalisation, la couche de métal comprend un ou plusieurs métaux communs parmi : bronze jaune, bronze blanc, nickel, cuivre, étain, chrome. Dans un mode de réalisation, le procédé comprend en outre avant l'application de la laque, une opération de dégraissage et dépassivation (neutralisation) pour permettre un meilleur accrochage et une non pollution de la laque. In one embodiment, the metal layer comprises one or more common metals among: yellow bronze, white bronze, nickel, copper, tin, chrome. In one embodiment, the method further comprises, prior to the application of the lacquer, a degreasing and depassivation (neutralization) operation to allow better adhesion and non-pollution of the lacquer.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui va suivre. Celle-ci est purement illustrative et doit être lue en regard de la figure annexée. Sur la figure unique est représenté un organigramme avec différentes étapes d'un procédé dans un mode de réalisation de l'invention. On considère dans la description ci-dessous une pièce en matière plastique, par exemple destinée à constituer une base de boîtier de maquillage. Dans une première phase a) de traitement, la pièce en plastique est recouverte d'une couche de métal par galvanoplastie. Dans un mode de réalisation, le métal utilisé comprend un métal ou une combinaison de plusieurs métaux parmi des métaux non précieux, par exemple du cuivre, du nickel, du bronze blanc, du bronze jaune, du chrome, du zinc. Dans une phase ultérieure b) de traitement, un dépôt de laque est effectué sur la pièce plastique recouverte de la couche métallisée. Dans le mode de réalisation considéré, la laque est déposée et fixée au cours d'une opération de cataphorèse, comprenant une cuisson par polymérisation aux rayons UV. Dans un mode de réalisation, cette cuisson est réalisée à une température inférieure à 70 degrés celsius (°C) ou suivant les modes de réalisation inférieure à 60 ou 65 °C. Dans un mode de réalisation, il est également réalisé avant la cuisson aux UV et après le dépôt de la laque une étape c) comprenant un étuvage à basse température à une température maximale inférieure à 70°C : cela opère une désolvatation, permettant de sécher la pièce et d'évaporer les solvants et l'eau restant sur la pièce. Other features and advantages of the invention will become apparent on reading the description which follows. This is purely illustrative and should be read in conjunction with the attached figure. In the single figure is shown a flowchart with different steps of a method in one embodiment of the invention. In the description below, a plastic part is considered, for example intended to form a base for a make-up case. In a first phase a) of treatment, the plastic part is covered with a layer of metal by electroplating. In one embodiment, the metal used comprises a metal or a combination of several metals from non-precious metals, for example copper, nickel, white bronze, yellow bronze, chromium, zinc. In a subsequent phase b) of treatment, a deposit of lacquer is performed on the plastic part covered with the metallized layer. In the embodiment considered, the lacquer is deposited and fixed during a cataphoresis operation, comprising baking by UV polymerization. In one embodiment, this cooking is performed at a temperature below 70 degrees Celsius (° C) or in embodiments below 60 or 65 ° C. In one embodiment, it is also carried out before the UV curing and after the lacquer has been deposited a step c) comprising a low-temperature baking at a maximum temperature of less than 70 ° C: this operates a desolvation, allowing to dry the room and evaporate the solvents and the water remaining on the piece.
De telles étapes de désolvatation et/ou polymérisation permettent de ne pas déformer le plastique de la pièce. Les résines déposées sur la couche métallique de la pièce dans cette phase b) sont des acryliques modifiées avec des éthers permettant, grâce à la combinaison de photo-initiateurs, une polymérisation aux rayons UV. Dans un mode de réalisation, entre les phases a) et b), il est effectué une opération de dégraissage permettant une meilleure préparation de l'état de surface pour l'accrochage de la laque sur le support métallique, suivie d'une ou plusieurs opérations de rinçage, suivie d'une opération de dépassivation permettant de neutraliser l'alcalinité avant immersion dans la laque. Ces opérations sont suivies de rinçage à l'eau déminéralisée inférieure à 1 pS permettant de ne pas polluer la laque. A la sortie de l'opération de laquage par cataphorèse, sont réalisées plusieurs opérations de rinçages et une opération de mouillant, qui homogénéise un film d'eau sur la pièce et élimine les traces d'eau restantes. Such desolvation and / or polymerization steps make it possible not to deform the plastic of the part. The resins deposited on the metal layer of the part in this phase b) are acrylics modified with ethers allowing, thanks to the combination of photoinitiators, a polymerization with UV rays. In one embodiment, between phases a) and b), a degreasing operation is carried out making it possible to improve the preparation of the surface state for fastening the lacquer to the metal support, followed by one or more rinsing operations, followed by a depassivation operation to neutralize the alkalinity before immersion in the lacquer. These operations are followed by rinsing with demineralized water of less than 1 μS, so as not to pollute the lacquer. At the end of the cataphoresis lacquering operation, several rinsing operations and a wetting operation are carried out, which homogenizes a film of water on the part and eliminates the remaining traces of water.
La pièce obtenue suite à la mise en oeuvre d'un procédé selon l'invention résiste de façon satisfaisante aux rayures, à la sueur, au brouillard salin, au scotch etc. La dureté de la pièce obtenue est comparable à celle d'une pièce obtenue par galvanoplastie standard avec un métal précieux. Dans un mode de réalisation, le métal déposé dans l'étape a) est un mélange de cuivre et de bronze jaune, ce qui donne à la pièce issue du procédé une teinte et un aspect très proche de l'or jaune. La laque utilisée dans l'étape b) est, dans des modes de réalisation, transparente. Dans d'autres modes de réalisation, le procédé permet de réaliser des pièces avec teintes diverses (bleu, rouge, vert, jaune...) en utilisant des laques colorées. E The part obtained following the implementation of a method according to the invention is satisfactorily resistant to scratches, sweat, salt spray, scotch etc. The hardness of the piece obtained is comparable to that of a piece obtained by standard electroplating with a precious metal. In one embodiment, the metal deposited in step a) is a mixture of copper and yellow bronze, which gives the piece resulting from the process a hue and appearance very similar to yellow gold. The lacquer used in step b) is, in embodiments, transparent. In other embodiments, the method makes it possible to produce pieces with various shades (blue, red, green, yellow, etc.) using colored lacquers. E
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