FR3096686A1 - SOLID COMPOSITION TO FORM SURFACE COATINGS - Google Patents
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Abstract
La présente invention vise une composition solide sous forme d’une poudre apte à former un revêtement de surface sur un support, ladite composition comprenant au moins un matériau organique filmogène, de l’hydrogénophosphate de zirconium et au moins un matériau choisi parmi les matières colorantes organiques et les pigments. Elle vise en outre un procédé de préparation de cette composition et son utilisation à des fins de former des revêtements de surface sur des supports notamment de verre.The present invention relates to a solid composition in the form of a powder capable of forming a surface coating on a support, said composition comprising at least one film-forming organic material, zirconium hydrogenphosphate and at least one material chosen from coloring materials. organic and pigments. It also relates to a process for preparing this composition and its use for the purposes of forming surface coatings on supports, in particular glass.
Description
L 'invention concerne une composition solide de type poudre apte à former un revêtement de surface sur un support, notamment formé d’un matériau en verre, céramique, métal ou plastique. L'invention concerne également un procédé de préparation de cette composition et un procédé de préparation d’un revêtement à partir de cette composition.The invention relates to a solid composition of the powder type capable of forming a surface coating on a support, in particular formed of a glass, ceramic, metal or plastic material. The invention also relates to a process for preparing this composition and a process for preparing a coating from this composition.
Les compositions solides dédiées à former des revêtements de surface sur des supports de tout type bois, acier, plastique, verre sont aujourd’hui reconnues comme étant des alternatives avantageuses aux formulations liquides de type peintures et vernis. Par opposition à ces formulations liquides, les compositions de type poudre ne requièrent pas la mise en œuvre d’un solvant. Leur utilisation est aisée et propre. Ainsi, elles sont le plus souvent appliquées par pulvérisation électrostatique ou par un procédé triboélectrique. Selon la nature du support considéré, un chauffage de la pièce ou de sa surface à traiter peut parfois être réalisé préalablement ou consécutivement à l’immobilisation de la composition solide sur la surface à traiter.Solid compositions dedicated to forming surface coatings on supports of all types of wood, steel, plastic, glass are now recognized as being advantageous alternatives to liquid formulations such as paints and varnishes. In contrast to these liquid formulations, powder-type compositions do not require the use of a solvent. Their use is easy and clean. Thus, they are most often applied by electrostatic spraying or by a triboelectric process. Depending on the nature of the support considered, heating of the part or its surface to be treated can sometimes be carried out before or after the immobilization of the solid composition on the surface to be treated.
D’une manière générale, ces compositions solides sont constituées pour l’essentiel, d’un matériau organique de type résine(s) synthétique(s) apte à former le revêtement attendu et d’un matériau inorganique de type charges minérales et pigments, ces derniers ayant plus particulièrement pour vocation de conférer un effet translucide et/ou coloré au revêtement final.In general, these solid compositions consist essentially of an organic material of the synthetic resin(s) type capable of forming the expected coating and of an inorganic material of the mineral filler and pigment type, the latter having more particularly the purpose of conferring a translucent and/or colored effect on the final coating.
Ainsi, dans le cas d’une formulation dédiée à former un vernis de surface, l’aspect transparent ou translucide est ajusté par le choix de ces matériaux inorganiques et le plus souvent, le pigment retenu à cette fin est le dioxyde de titane. De teinte blanche, il permet d’augmenter la blancheur ou la brillance des revêtements. Ces pigments possèdent un outre des pouvoir d’opacité et couvrant intéressants et des propriétés mécaniques satisfaisantes. Les pigments de dioxyde de titane sont ainsi tout particulièrement considérées pour conférer un effet décoratif de type opaline c’est-à-dire translucide à des revêtements de surface. Ces revêtements sont particulièrement très utiles pour conférer des effets décoratifs à des articles de type architectural dans les travaux publics du bâtiment, dans l’industrie du verre par exemple pour l’ornementation de verres creux, de flacons en parfumerie, les bouteilles, de contenants cosmétiques, et également dans l’industrie de la céramique comme à l’égard de la vaisselle et des articles sanitaires. Ces pigments de dioxyde de titane sont également largement utilisés pour modifier les teintes colorées procurées par d’autres agents de coloration organiques ou inorganiques.Thus, in the case of a formulation dedicated to forming a surface varnish, the transparent or translucent appearance is adjusted by the choice of these inorganic materials and most often, the pigment retained for this purpose is titanium dioxide. White in color, it increases the whiteness or shine of coatings. These pigments also have interesting opacity and covering power and satisfactory mechanical properties. Titanium dioxide pigments are thus particularly considered to confer a decorative effect of the opaline type, that is to say translucent, to surface coatings. These coatings are particularly very useful for imparting decorative effects to articles of the architectural type in public building works, in the glass industry, for example for the ornamentation of hollow glasses, bottles in perfumery, bottles, containers cosmetics, and also in the ceramics industry such as with respect to tableware and sanitary ware. These titanium dioxide pigments are also widely used to modify the color hues provided by other organic or inorganic coloring agents.
Or, il existe une volonté de diminuer significativement voire de s’affranchir de l’utilisation des pigments de dioxyde de titane car leur innocuité à l’égard du vivant est aujourd’hui mise en question. Un pigment alternatif au dioxyde de titane est le sulfure de zinc. Toutefois, la dispersion de ce second pigment au sein d’un matériau organique de type résine(s) synthétique(s) s’avère plus difficile.However, there is a desire to significantly reduce or even eliminate the use of titanium dioxide pigments because their safety with regard to living organisms is now in question. An alternative pigment to titanium dioxide is zinc sulfide. However, the dispersion of this second pigment within an organic material such as synthetic resin(s) proves to be more difficult.
En effet, les matières premières constitutives des compositions solides dédiés à former des revêtements sont classiquement combinées en considérant successivement la réalisation de prémélanges de certaines matières premières, le mélange de ces prémélanges par extrusion, leur broyage et une micronisation du mélange final ainsi obtenu pour le transformer en une poudre fine. Or, ce mode de préparation ne donne pas totale satisfaction en termes de modulation de coloration. En particulier, l’effet coloriel n’est pas toujours reproduit de manière optimale. Il peut être donc difficile de reproduire fidèlement un effet spécifique telle une nuance à l’aide des poudres actuellement disponibles.Indeed, the constituent raw materials of the solid compositions dedicated to forming coatings are conventionally combined by successively considering the production of premixes of certain raw materials, the mixing of these premixes by extrusion, their grinding and a micronization of the final mixture thus obtained for the turn into a fine powder. However, this mode of preparation does not give complete satisfaction in terms of coloring modulation. In particular, the color effect is not always reproduced optimally. It can therefore be difficult to faithfully reproduce a specific effect such as a shade using currently available powders.
La présente invention a précisément pour objet de proposer de nouvelles compositions solides pour revêtement permettant de s’affranchir des problèmes précités.The object of the present invention is precisely to propose new solid compositions for coating making it possible to overcome the aforementioned problems.
Plus précisément, la présente invention permet d’accéder à des compositions solides de type poudre aptes à former des revêtements dotés de qualités de surfaces améliorées.More specifically, the present invention provides access to solid powder-type compositions capable of forming coatings with improved surface qualities.
En particulier, la présente invention permet d’accéder à des compositions solides de type poudre aptes à former des revêtements translucides ou colorées et dont l’effet visuel est uniforme et optimisé.In particular, the present invention provides access to solid powder-type compositions capable of forming translucent or colored coatings and whose visual effect is uniform and optimized.
La présente invention vise également à proposer des compositions solides de type poudre aptes à former des revêtements dotés d’une résistance mécanique accrue.The present invention also aims to provide solid compositions of the powder type capable of forming coatings endowed with increased mechanical strength.
La présente invention vise en outre à proposer une composition solide de type poudre pour former des revêtements, possédant une quantité réduite et de préférence nulle en dioxyde de titane.The present invention also aims to provide a solid composition of powder type for forming coatings, having a reduced and preferably zero amount of titanium dioxide.
Ainsi selon un premier de ses aspects, la présente invention se rapporte à une composition solide sous forme d’une poudre apte à former un revêtement de surface sur un support, ladite composition comprenant au moins un matériau organique filmogène, de l’hydrogénophosphate de zirconium et au moins un matériau choisi parmi les matières colorantes organiques et les pigments.Thus, according to a first of its aspects, the present invention relates to a solid composition in the form of a powder capable of forming a surface coating on a support, said composition comprising at least one film-forming organic material, zirconium hydrogen phosphate and at least one material chosen from organic dyestuffs and pigments.
Contre toute attente, les inventeurs ont en effet constaté que l’association d’hydrogénophosphate de zirconium à un matériau organique filmogène s’avère tout particulièrement efficace pour améliorer les performances des revêtements formés à partir de ces compositions.Against all expectations, the inventors have in fact observed that the combination of zirconium hydrogen phosphate with a film-forming organic material proves to be very particularly effective in improving the performance of the coatings formed from these compositions.
Il s’avère possible d’accéder à des revêtements de surface translucide, coloré ou non, sans dioxyde de titane.It is possible to access translucent surface coatings, colored or not, without titanium dioxide.
Ces revêtements possèdent une résistance mécanique nettement supérieure à celles manifestées par des revêtements dénués en hydrogénophosphate de zirconium.These coatings have a mechanical strength clearly superior to those exhibited by coatings devoid of zirconium hydrogen phosphate.
Quant à l’effet coloriel, il s’avère optimisé en termes de dispersion, de profondeur d’intensité, d’homogénéité et de pérennité au niveau du revêtement.As for the color effect, it is optimized in terms of dispersion, depth of intensity, homogeneity and durability at the level of the coating.
Selon un autre de ses aspects, la présente invention vise un procédé de préparation d’une composition conforme à l’invention comprenant au moins les étapes consistant à :
- mélanger par broyage mécanique, un matériau particulaire filmogène et l’hydrogénophosphate de zirconium avec au moins un prémélange comprenant des composants annexes de ladite composition dont au moins une matière colorante organique ou un pigment,
- le cas échéant, tamiser le mélange homogène pulvérulent ainsi obtenu à une taille inférieure ou égale à 150µm et de préférence inférieure ou égale à environ 100µm et
- le cas échéant, fluidiser ledit mélange tamisé.
- mixing, by mechanical grinding, a film-forming particulate material and the zirconium hydrogen phosphate with at least one premix comprising additional components of said composition including at least one organic coloring material or a pigment,
- if necessary, sieving the powdery homogeneous mixture thus obtained to a size less than or equal to 150 μm and preferably less than or equal to about 100 μm and
- if necessary, fluidizing said screened mixture.
Avantageusement, le procédé de l’invention ne met pas en œuvre une étape d’extrusion.Advantageously, the method of the invention does not implement an extrusion step.
La présente invention vise en outre l’utilisation d’au moins une composition selon l’invention pour former un revêtement de surface, notamment transparent ou translucide et coloré ou non, sur un support.The present invention further relates to the use of at least one composition according to the invention to form a surface coating, in particular transparent or translucent and colored or not, on a support.
Elle vise également un procédé pour former un revêtement en surface d’un support comprenant au moins les étapes consistant à
- former par pulvérisation électrostatique un dépôt d’au moins une composition selon l’invention en surface de la zone à traiter dudit support, et
- si nécessaire, exposer ledit dépôt à des conditions efficaces pour le transformer en un revêtement adhérent à ladite zone.
- form by electrostatic spraying a deposit of at least one composition according to the invention on the surface of the area to be treated of said support, and
- if necessary, exposing said deposit to conditions effective to convert it into a coating adherent to said area.
Description détailléedetailed description
Matériau organique filmogèneFilm-forming organic material
Au sens de l’invention, le terme filmogène entend qualifier le fait que le matériau considéré est apte à s’organiser sous la forme d’un film lorsqu’il est appliqué sur un support. Ce film est en outre avantageusement apte à constituer une matrice pour les matériaux qui lui sont combinés en vue de lui conférer des propriétés particulières. Ces propriétés peuvent être des qualités d’adhésion, de résistance mécanique, de résistance UV, de résistance thermique et également être liées à la manifestation d’effet esthétique par exemple décoratif.Within the meaning of the invention, the term film-forming is intended to qualify the fact that the material considered is able to organize itself in the form of a film when it is applied to a support. This film is also advantageously capable of constituting a matrix for the materials which are combined with it with a view to giving it particular properties. These properties can be qualities of adhesion, mechanical resistance, UV resistance, thermal resistance and also be linked to the manifestation of an aesthetic effect, for example decorative.
Ainsi, il est tout particulièrement considéré dans le cadre de la présente invention, l’obtention de revêtements de surface qui sont transparents ou translucides et colorés ou non.Thus, it is particularly considered in the context of the present invention, obtaining surface coatings which are transparent or translucent and colored or not.
Les matériaux organiques filmogènes convenant tout particulièrement à l’invention sont des résines de préférence synthétiques.The organic film-forming materials that are most particularly suitable for the invention are preferably synthetic resins.
Ces résines peuvent être thermo- ou photo-durcissables ou thermoplastiques. Ce type de matériaux est bien connu et les conditions requises pour les transformer en un film sont bien documentées.These resins can be thermo- or photo-curable or thermoplastic. This type of materials is well known and the conditions required to transform them into a film are well documented.
Ainsi, des matériaux organiques filmogènes convenant à l’invention peuvent nécessiter d’être stimulés par un élément déclencheur, chauffage, exposition UV ou autre pour former le film constituant le revêtement attendu. Ainsi si nécessaire, le matériau organique filmogène peut incorporer un agent de réticulation.Thus, organic film-forming materials suitable for the invention may need to be stimulated by a trigger element, heating, UV exposure or other to form the film constituting the expected coating. Thus, if necessary, the film-forming organic material can incorporate a crosslinking agent.
Ces matériaux organiques filmogènes sont mis en œuvre sous une forme particulaire et avantageusement leur taille particulaire varie de 1 à 100 µm. These film-forming organic materials are implemented in a particulate form and advantageously their particle size varies from 1 to 100 μm.
A titre représentatif et non limitatif de ces résines peuvent tout particulièrement être citées les résines époxy, de polyuréthanes, de polyacrylates, de polyester modifiées ou non et leurs mélanges.By way of representative and non-limiting example of these resins, mention may very particularly be made of epoxy, polyurethane, polyacrylate and polyester resins, modified or not, and mixtures thereof.
Avantageusement, le matériau organique filmogène est au moins une résine polyuréthane ou au moins une résine de polyester.Advantageously, the film-forming organic material is at least one polyurethane resin or at least one polyester resin.
Une composition selon l’invention peut contenir de 90 à 95% en poids en matériau filmogène par rapport à son poids total.A composition according to the invention may contain from 90 to 95% by weight of film-forming material relative to its total weight.
Le poids en matériau filmogène est exprimé en poids sec dans le cadre de la présente description.The weight of film-forming material is expressed in dry weight in the context of the present description.
Comme énoncé précédemment, ce matériau organique filmogène est combiné avec de l’hydrogénophosphate de zirconium.As stated previously, this film-forming organic material is combined with zirconium hydrogen phosphate.
La teneur en hydrogénophosphate de zirconium varie de 0,5 à 10% en poids et notamment de 1 à 5% en poids par rapport au poids total de la composition.The content of zirconium hydrogen phosphate varies from 0.5 to 10% by weight and in particular from 1 to 5% by weight relative to the total weight of the composition.
Avantageusement, l’hydrogénophosphate de zirconium et le matériau organique filmogène sont mis en œuvre dans un rapport pondéral variant de 1/ 20 à 1/ 200.Advantageously, the zirconium hydrogen phosphate and the film-forming organic material are used in a weight ratio varying from 1/20 to 1/200.
Comme illustré dans les exemples ci-après, la présence de cet hydrogénophosphate de zirconium permet d’accroître la résistance mécanique du revêtement formé selon l’invention et de lui conférer un effet décoratif optimisé en terme d’intensité et d’homogénéité.As illustrated in the examples below, the presence of this zirconium hydrogen phosphate makes it possible to increase the mechanical strength of the coating formed according to the invention and to give it an optimized decorative effect in terms of intensity and homogeneity.
Une composition selon l’invention contient en outre au moins une matière colorante organique ou un pigment.A composition according to the invention also contains at least one organic coloring material or one pigment.
Ces matériaux sont présents à des fins de conférer des propriétés particulières au revêtement attenduThese materials are present for the purpose of imparting particular properties to the expected coating
En ce qui concerne les pigments, ces matériaux ont généralement une granulométrie comprise entre 30 microns et 100 microns, mieux entre 20 et 60 microns, encore mieux entre 5 et 40 microns.As far as the pigments are concerned, these materials generally have a particle size between 30 microns and 100 microns, better still between 20 and 60 microns, even better still between 5 and 40 microns.
Une composition selon l’invention contient avantageusement moins de 3% en poids de dioxyde de titane par rapport à son poids total et de préférence en est dénuée.A composition according to the invention advantageously contains less than 3% by weight of titanium dioxide relative to its total weight and preferably is devoid of it.
En particulier, une composition selon l’invention contient à titre de pigment au moins du sulfure de zinc. Un tel pigment est tout particulièrement avantageux pour accéder à des revêtements dits incolores ou encore transparents voire translucides. Ainsi, en terme d’effet décoratif, le sulfure de zinc est tout particulièrement intéressant pour obtenir des revêtement à effet opaline ou encore d’aspect laiteux.In particular, a composition according to the invention contains as pigment at least zinc sulphide. Such a pigment is very particularly advantageous for accessing so-called colorless or even transparent or even translucent coatings. Thus, in terms of decorative effect, zinc sulphide is particularly interesting for obtaining coatings with an opaline effect or even a milky appearance.
Selon une variante de réalisation, une composition selon l’invention contient au moins de 90 à 95% en poids d’au moins un matériau organique filmogène, de préférence au moins une résine de polyuréthane ou de polyester, de 0,5% à 10% et notamment de 1 à 5% en poids d’hydrogénophosphate de zirconium et de préférence de 1 % à 10% en particulier de 2.5 % à 6% en poids de sulfure de zinc par rapport à son poids total.According to one embodiment variant, a composition according to the invention contains at least 90 to 95% in weight of at least one film-forming organic material, preferably at least one polyurethane or polyester resin, from 0.5% to 10% and in particular from 1 to 5% by weight of zirconium hydrogen phosphate and preferably from 1% to 10% in particular from 2.5% to 6% by weight of zinc sulphide relative to its total weight.
Bien entendu, une composition selon l’invention peut comprendre en outre au moins une matière colorante distincte du dioxyde de titane ou du sulfure de zinc.Of course, a composition according to the invention may also comprise at least one dyestuff other than titanium dioxide or zinc sulphide.
Selon une variante de réalisation, cette matière colorante différente du dioxyde de titane et du sulfure de zinc, peut être choisie parmi les pigments fluorescents, phosphorescents ou encore interférentiels.According to a variant embodiment, this dyestuff, different from titanium dioxide and zinc sulphide, can be chosen from among fluorescent, phosphorescent or else interference pigments.
Il peut par exemple s’agir de pigments phosphorescents à base d’aluminates d’alcalinoterreux dopés par des terres rares, notamment recouverts au moins partiellement par des grains plus petits d’un oxyde métallique, notamment ferreux. Ces grains d’oxydes métalliques peuvent servir à donner une couleur et à modifier la couleur de luminescence, laquelle peut ainsi, si on le souhaite, être différente de la lumière verte ou jaune la plus fréquemment rencontrée en phosphorescence.They may for example be phosphorescent pigments based on alkaline earth metal aluminates doped with rare earths, in particular covered at least partially by smaller grains of a metal oxide, in particular ferrous. These grains of metal oxides can be used to give a color and to modify the color of luminescence, which can thus, if desired, be different from the green or yellow light most frequently encountered in phosphorescence.
En ce qui concerne les matières colorantes organiques, elles peuvent notamment être choisies parmi les pigments organiques classiquement utilisés dans les revêtements de surface comme par exemple ceux considérés dans les exemples ci-après.As regards the organic dyestuffs, they can in particular be chosen from the organic pigments conventionally used in surface coatings, such as for example those considered in the examples below.
Selon une variante de réalisation, une composition selon l’invention peut comprendre au moins
90 à 92% en poids d’au moins matériau organique filmogène en particulier de résine polyuréthane
2,5 à 4% en poids d’hydrogénophosphate de zirconium,
2 à 4% en poids de sulfure de zinc,
2 à 4% en poids de carbonate de calcium et
le cas échéant jusqu’à 1% en poids de silice pyrogénée par rapport à son poids total.According to one embodiment variant, a composition according to the invention may comprise at least
90 to 92% by weight of at least film-forming organic material, in particular of polyurethane resin
2.5 to 4% by weight of zirconium hydrogen phosphate,
2 to 4% by weight of zinc sulphide,
2 to 4% by weight of calcium carbonate and
where appropriate up to 1% by weight of fumed silica relative to its total weight.
Une telle composition est tout particulièrement efficace pour former un revêtement à effet opaline c’est-à-dire translucide et d’aspect blanc laiteux.Such a composition is particularly effective for forming a coating with an opaline effect, that is to say translucent and of milky white appearance.
Selon une autre variante de réalisation, une composition selon l’invention peut comprendre au moins
90 à 95% en poids d’au moins matériau organique filmogène en particulier de résine polyuréthane,
2,5 à 4% en poids d’hydrogénophosphate de zirconium et
3 à 6% en poids d’une matière colorante différente du dioxyde de titane et du sulfure de zinc et en particulier apte à procurer une couleur distincte du blanc par rapport à son poids total.According to another variant embodiment, a composition according to the invention may comprise at least
90 to 95% by weight of at least film-forming organic material, in particular polyurethane resin,
2.5 to 4% by weight of zirconium hydrogen phosphate and
3 to 6% by weight of a dyestuff different from titanium dioxide and zinc sulphide and in particular capable of providing a color distinct from white relative to its total weight.
Une telle composition est tout particulièrement efficace pour former un revêtement coloré.Such a composition is most particularly effective for forming a colored coating.
Bien entendu, d’autres compositions conformes de l’invention peuvent être obtenues et notamment par mélange de différentes compositions selon l’invention.Of course, other compositions in accordance with the invention can be obtained and in particular by mixing different compositions according to the invention.
Ainsi, une composition selon l’invention peut contenir au moins
90 à 95% en poids d’au moins matériau organique filmogène en particulier de résine polyuréthane
2.5 à 4% en poids d’hydrogénophosphate de zirconium
2 à 4% en poids de sulfure de zinc,
2 à 4% en poids de carbonate de calcium et
3 à 6% en poids d’une matière colorante de teinte différente du blanc, par rapport à son poids total.Thus, a composition according to the invention may contain at least
90 to 95% by weight of at least film-forming organic material, in particular polyurethane resin
2.5 to 4% by weight of zirconium hydrogen phosphate
2 to 4% by weight of zinc sulphide,
2 to 4% by weight of calcium carbonate and
3 to 6% by weight of a dyestuff of a color other than white, relative to its total weight.
Une telle composition est tout particulièrement efficace pour former un revêtement à effet opaline coloré.Such a composition is very particularly effective for forming a coating with a colored opaline effect.
Les mélanges évoqués ci-dessus peuvent notamment être préparés directement lors de la confection du revêtement de surface.The mixtures mentioned above can in particular be prepared directly during the manufacture of the surface coating.
L’utilisateur peut ainsi à sa guise associer plusieurs compositions conformes à l’invention pour ajuster un effet coloriel ou décoratif particulier au niveau du revêtement de surface à élaborer.The user can thus, as he wishes, combine several compositions in accordance with the invention to adjust a particular color or decorative effect at the level of the surface coating to be produced.
Bien entendu, une composition selon l’invention peut également contenir d’autres composants annexes et notamment choisis parmi les additifs usuels des compositions solides dédiées à former des revêtements de surface.Of course, a composition according to the invention can also contain other ancillary components and in particular chosen from the usual additives of solid compositions dedicated to forming surface coatings.
Ces composants sont bien entendu compatibles avec une formulation à un état solide c’est-à-dire sous la forme d’une poudre selon l’invention.These components are of course compatible with a formulation in a solid state, that is to say in the form of a powder according to the invention.
Avantageusement, une composition selon l’invention contient au moins un matériau, dit encore charge minérale selon l’invention, choisi parmi les argiles, les silices pyrogénées, le carbonate de calcium, le sulfate de baryum et leurs mélanges. Advantageously, a composition according to the invention contains at least one material, also called mineral filler according to the invention, chosen from clays, fumed silicas, calcium carbonate, barium sulphate and mixtures thereof .
Ces composés peuvent représenter de 0,1 à 10% en poids du poids total de la compositionThese compounds can represent from 0.1 to 10% by weight of the total weight of the composition
Une composition selon l’invention peut également comprendre entre 0,5 et 2% en poids sec d’agent gélifiant par rapport à son poids total. Cela permet d’obtenir une meilleure tenue de la composition sur le substrat sur lequel elle est pulvérisée.A composition according to the invention may also comprise between 0.5 and 2% by dry weight of gelling agent relative to its total weight. This makes it possible to obtain a better hold of the composition on the substrate on which it is sprayed.
Une composition selon l’invention possède avantageusement une taille particulaire inférieure ou égale à 100 µm et de préférence inférieure ou égale à environ 60µm.A composition according to the invention advantageously has a particle size less than or equal to 100 μm and preferably less than or equal to approximately 60 μm.
Procédé de préparation des compositions selon l’invention.Process for the preparation of the compositions according to the invention.
Comme énoncé précédemment, les compositions solides selon l’invention peuvent être préparées selon un procédé comprenant au moins les étapes consistant à
- mélanger par broyage mécanique, le matériau particulaire filmogène et l’hydrogénophosphate de zirconium avec si présent, au moins un prémélange de composants annexes de ladite composition dont au moins une matière colorante organique ou un pigment,
- le cas échéant, tamiser le mélange homogène pulvérulent ainsi obtenu à une taille inférieure ou égale à 150µm et de préférence inférieure ou égale à environ 100µm et
- le cas échéant, fluidiser ledit mélange tamisé.
- mixing, by mechanical grinding, the film-forming particulate material and the zirconium hydrogen phosphate with, if present, at least one premix of ancillary components of the said composition, including at least one organic coloring material or one pigment,
- if necessary, sieving the powdery homogeneous mixture thus obtained to a size less than or equal to 150 μm and preferably less than or equal to about 100 μm and
- if necessary, fluidizing said screened mixture.
Avantageusement, le procédé considéré selon l’invention ne requiert pas d’étape d’extrusion pour former une composition selon l’invention.Advantageously, the process considered according to the invention does not require an extrusion step to form a composition according to the invention.
Les inventeurs ont constaté qu’un broyage mécanique d’un mélange de l’ensemble des matières premières permet d’accéder à une composition très homogène grâce à la présence de l’hydrogénophosphate de zirconium.The inventors have observed that mechanical grinding of a mixture of all the raw materials makes it possible to obtain a very homogeneous composition thanks to the presence of zirconium hydrogen phosphate.
Le mélange obtenu à l’issu de l’étape de broyage selon l’invention et avant tamisage possède des particules de taille variant de 1 à 100µm.The mixture obtained at the end of the grinding step according to the invention and before sieving has particles of size varying from 1 to 100 μm.
Le procédé selon l’invention permet d’obtenir une composition dotée d’une taille particulaire inférieure ou égale à 100 µm et de préférence à inférieure ou égale à environ 60µm.The process according to the invention makes it possible to obtain a composition having a particle size less than or equal to 100 μm and preferably less than or equal to about 60 μm.
Il a également été constaté qu’il est avantageux de disposer d’un ou plusieurs prémélanges des ingrédients destinés à être associés au matériau organique filmogène.It has also been found that it is advantageous to have one or more premixes of the ingredients intended to be combined with the film-forming organic material.
Ces prémélanges peuvent être préparés par broyage mécanique de leurs composants et de préférence en présence d’hydrogénophosphate de zirconium pour former des prémélanges homogènes qui sont plus faciles à disperser de manière homogène selon le procédé de l’invention.These premixes can be prepared by mechanical grinding of their components and preferably in the presence of zirconium hydrogen phosphate to form homogeneous premixes which are easier to disperse homogeneously according to the method of the invention.
D’une manière générale, l’hydrogénophosphate de zirconium est mis en œuvre avec l’ensemble des composés qui lui sont combinés à un taux variant entre 0.1 et 5% en poids exprimé par rapport au poids total du mélange correspondant.In general, zirconium hydrogen phosphate is implemented with all the compounds which are combined with it at a rate varying between 0.1 and 5% by weight expressed in relation to the total weight of the corresponding mixture.
Selon une variante de réalisation, un prémélange comporte au moins une charge minérale, du sulfure de zinc et de l’hydrogénophosphate de zirconium de préférence dans un rapport pondéral matériaux inorganiques/hydrogénophosphate de zirconium variant de 1/100 à 1/20.According to a variant embodiment, a premix comprises at least one mineral filler, zinc sulphide and zirconium hydrogen phosphate, preferably in an inorganic materials/zirconium hydrogen phosphate weight ratio ranging from 1/100 to 1/20.
Selon une autre variante de réalisation, un prémélange comporte au moins une matière colorante organique et de l’hydrogénophosphate de zirconium de préférence dans un rapport pondéral matière colorante /hydrogénophosphate de zirconium variant de 1/1000 à 1/20.According to another variant embodiment, a premix comprises at least one organic coloring material and zirconium hydrogen phosphate, preferably in a coloring material/zirconium hydrogen phosphate weight ratio ranging from 1/1000 to 1/20.
Les opérations de broyage mécanique peuvent être réalisées au sein d’un broyeur à billes. Le nombre et la taille des billes y sont ajustés en fonction du volume à broyer et la taille particulaire souhaitée.Mechanical grinding operations can be carried out in a ball mill. The number and size of the balls are adjusted there according to the volume to be ground and the desired particle size.
Par exemple, un prémélange particulaire tel qu’identifié ci-dessus peut être réalisé par broyage mécanique de ces composants et de l’hydrogénophosphate de zirconium, pour former des particules de taille variant de 1 à 100 µm. Une opération de tamisage adéquate peut-être réalisée consécutivement au broyage.For example, a particulate premix as identified above can be made by mechanically grinding these components and the zirconium hydrogen phosphate, to form particles ranging in size from 1 to 100 µm. An adequate sieving operation can be carried out following the grinding.
Si nécessaire, la poudre obtenue à l’issue du broyage et de son tamisage, peut être fluidisée dans un lit de fluidisation.If necessary, the powder obtained after grinding and sieving can be fluidized in a fluidization bed.
Comme énoncé précédemment, une composition selon l’invention peut également être préparées par simple mélange de plusieurs compositions selon l’invention. Il est ainsi possible d’obtenir une large gamme de compositions selon l’invention aptes à procurer respectivement des effets coloriels distincts de grande diversité.As stated above, a composition according to the invention can also be prepared by simple mixing of several compositions according to the invention. It is thus possible to obtain a wide range of compositions according to the invention capable of respectively providing distinct color effects of great diversity.
UtilisationUse
Les compositions solides selon l’invention sont particulièrement utiles pour former un revêtement de surface transparent, translucide et coloré ou non sur un support ou encore substrat. Ces supports peuvent être formés de matériaux très divers comme un métal, une céramique, du plastique ou du verre et de préférence est du verre. Au regard de cette diversité de supports envisageables, les compositions selon l’invention peuvent être employées dans des domaines techniques très différents comme celui de la métallurgie, l’industrie du verre creux et verre plat, l’industrie du bois et de la céramique.The solid compositions according to the invention are particularly useful for forming a transparent, translucent and colored or colorless surface coating on a support or even a substrate. These supports can be formed from a wide variety of materials such as metal, ceramic, plastic or glass and preferably is glass. In view of this diversity of possible supports, the compositions according to the invention can be used in very different technical fields such as that of metallurgy, the hollow glass and flat glass industry, the wood and ceramics industry.
Les compositions selon l’invention sont notamment utiles pour former des revêtements de surface dotés d’un effet décoratif sur des articles en verre, comme par exemple des bouteilles, des flacons de parfum, des réceptacles cosmétiques, des articles de l’art de la table, du vitrage.The compositions according to the invention are particularly useful for forming surface coatings endowed with a decorative effect on glass articles, such as for example bottles, perfume bottles, cosmetic receptacles, articles of the art of table, glazing.
Selon la nature des pigments et matières colorantes présents dans la composition utilisée, le revêtement obtenu est coloré ou non. Il peut ainsi n’être que translucide voire transparent en absence de tout matériau apte à procurer un effet coloré.Depending on the nature of the pigments and dyestuffs present in the composition used, the coating obtained is colored or not. It can thus only be translucent or even transparent in the absence of any material capable of providing a colored effect.
Les compositions selon l’invention s’avèrent en outre adaptées à être mélangées pour former de nouvelles compositions soit avant leur utilisation ou au moment de leur mise en œuvre pour former un revêtement de surface sur un support.The compositions according to the invention also prove to be suitable for being mixed to form new compositions either before their use or at the time of their implementation to form a surface coating on a support.
Procédé pour former un revêtementMethod for forming a coating
L’invention a encore pour objet, un procédé pour former un revêtement de surface sur un support, notamment en verre, comprenant
- former par pulvérisation électrostatique un dépôt d’au moins une composition selon l’invention en surface de la zone à traiter dudit support, et
- si nécessaire, exposer ce dépôt à des conditions efficaces pour le transformer en un revêtement adhérent à ladite zone.
- form by electrostatic spraying a deposit of at least one composition according to the invention on the surface of the area to be treated of said support, and
- if necessary, exposing this deposit to conditions effective to transform it into a coating adherent to said zone.
La pulvérisation électrostatique est réalisée selon un procédé électrostatique ou effet Corona ou encore un procédé triboélectriqu voire fluidisation.The electrostatic spraying is carried out according to an electrostatic process or Corona effect or even a triboelectric process or even fluidization.
Selon la nature du matériau organique filmogène présent dans la composition solide et/ou la nature du support considéré par exemple métallique ou non, il peut être nécessaire d’exposer le dépôt à un élément déclencheur pour former le revêtement attendu.Depending on the nature of the film-forming organic material present in the solid composition and/or the nature of the support considered, for example metallic or not, it may be necessary to expose the deposit to a trigger element to form the expected coating.
Cet élément déclencheur peut être notamment un chauffage, une exposition UV.This triggering element can be in particular heating, UV exposure.
Par exemple dans le cas d’un support métallique, le dépôt peut être formé à température ambiante c’est-à-dire entre 18 et 25°C.For example, in the case of a metallic support, the deposit can be formed at room temperature, i.e. between 18 and 25°C.
Lorsque le support est en verre, il est préférable de former le dépôt en surface du verre porté à une température de 100 à 180 °C.When the support is made of glass, it is preferable to form the surface deposit of glass brought to a temperature of 100 to 180°C.
Le procédé selon l’invention permet de former le revêtement directement au contact du substrat.The method according to the invention makes it possible to form the coating directly in contact with the substrate.
Avantageusement, le revêtement obtenu est formé à partir d’un unique dépôt de composition.Advantageously, the coating obtained is formed from a single deposit of composition.
Le revêtement obtenu selon le procédé de l’invention peut posséder une épaisseur variant de 50 à 120 µm.The coating obtained according to the process of the invention can have a thickness varying from 50 to 120 μm.
Ses qualités de surface en terme d’effet esthétique, par exemple coloré ou non, translucide ou non sont directement liés à la nature des composants de la composition mise en œuvre.Its surface qualities in terms of aesthetic effect, for example colored or not, translucent or not, are directly linked to the nature of the components of the composition used.
Il est également envisageable de considérer la mise en œuvre simultanée de plusieurs compositions conformes selon l’invention pour créer des effets décoratifs au niveau d’un même revêtement. Ainsi, en ajustant de manière différente la pulvérisation de deux compositions selon l’invention, il est possible par exemple de créer un effet de dégradé au niveau du revêtement.It is also possible to consider the simultaneous implementation of several conforming compositions according to the invention to create decorative effects at the level of the same coating. Thus, by adjusting the spraying of two compositions according to the invention differently, it is possible, for example, to create a gradient effect at the level of the coating.
Par exemple, selon un mode de réalisation la composition selon l’invention contient au moins 3% en poids de sulfure de zinc et le revêtement formée à partir de cette composition est translucide ou encore dit à effet opaline.For example, according to one embodiment, the composition according to the invention contains at least 3% by weight of zinc sulphide and the coating formed from this composition is translucent or even said to have an opaline effect.
Les exemples ci-après sont soumis à titre illustratif et non limitatif du domaine de l’invention.The examples below are submitted by way of illustration and not limitation of the field of the invention.
Matériel et méthodesMaterial and methods
Les matériaux de type résine sontResin-like materials are
- un vernis de base polyuréthane commercialisé série 44 par la société Tiger Coating,- a polyurethane base varnish sold in the 44 series by the company Tiger Coating,
- un vernis de base polyester dit N°1 commercialisé sous le nom Série 16 de la société Tiger Coating et- a polyester base varnish called N°1 marketed under the name Series 16 from the company Tiger Coating and
- un vernis de base polyester dit N°2 commercialisé sous la dénomination commerciale GZ C642C8202 de chez Protech Oxyplast- a polyester base varnish called No. 2 marketed under the trade name GZ C642C8202 from Protech Oxyplast
Les mélanges de poudres sont réalisés dans une jarre de broyage à l’aide de boules céramiques telles que détaillées ci-après. Le volume de la jarre est distribué en 1/3 boules 1/3 air et 1/3 mélange de matières.The powder mixtures are made in a grinding jar using ceramic balls as detailed below. The volume of the jar is distributed in 1/3 balls 1/3 air and 1/3 mixture of materials.
Les résistances mécaniques sont contrôlées suivant les méthodes définies par la norme ISO 8113.The mechanical resistances are checked according to the methods defined by the ISO 8113 standard.
a)To) Test d’arrachement au scotch sur surface quadrilléeScotch tape test on a grid surface
Matériel utiliséEquipment used
Ruban adhésif ayant un pouvoir adhésif compris entre 350 et 450 N/cm² et d’une largeur de 19mm (par exemple référence 616M de la Société 3M)Adhesive tape with an adhesive power of between 350 and 450 N/cm² and a width of 19mm (for example reference 616M from the 3M Company)
Cutter pour le quadrillageCutter for the grid
Mode opératoireOperating mode
Réaliser un quadrillage de 5 traits verticaux et 5 traits horizontaux sur une surface de 1à 2 cm²,Make a grid of 5 vertical lines and 5 horizontal lines on a surface of 1 to 2 cm²,
Appliquer soigneusement le ruban adhésif sur la surface quadrillée en appuyant avec le pouce,Carefully apply the adhesive tape to the gridded surface by pressing down with your thumb,
Attendre 1 minute etWait 1 minute and
Arracher le ruban adhésif d’un coup sec en exerçant l’effort sous un angle compris entre 45° et 90° par rapport au supportTear off the adhesive tape with a sharp blow, exerting the effort at an angle between 45° and 90° in relation to the support
Si le revêtement est satisfaisant, il ne doit y avoir aucun départ sur l’ensemble de la surface quadrillée.If the coating is satisfactory, there should be no departure on the entire grid surface.
b)b) Test d’action au produit contenu ou G1 à froidAction test on contained product or G1 cold
MatérielMaterial
Un cristallisoir transparent,A transparent crystallizer,
Produit G1 (70% alcool éthylique + 20% essence de térébenthine+ 10% phtalate d’éthyle ) et un chiffon doux blanc. G1 product (70% ethyl alcohol + 20% turpentine + 10% ethyl phthalate) and a white soft cloth .
Mode opératoireOperating mode
Immerger les surfaces à tester pendant 24 Heures (+/- 1 heure) dans le produit à température ambiante.Immerse the surfaces to be tested for 24 hours (+/- 1 hour) in the product at room temperature.
La surface testée est ensuite frottée légèrement avec le pouce ou le chiffon blanc.The tested surface is then rubbed lightly with the thumb or the white cloth.
On ne doit pas observer d’entraînement ni de variation des nuances de teinte ni de dégorgement dans le liquide du bain.There should be no entrainment or variation in shades of color or bleeding in the bath liquid.
ExempleExample 11 :: préparationpreparation d’une composition selon l’invention.of a composition according to the invention.
Préparation d’un pré-mélange APreparation of a premix A
20 g (15, 38%) d’hydrogénophosphate de zirconium, 50 g (38,46 %) de sulfure de zinc, 50 g (38, 46%) de carbonate de calcium et 10 g (07,69%) de silice pyrogénée (Aerosil 200 de la société EVONIK) sont introduits dans une jarre de céramique contenant des billes de céramique de diamètre de 10 à 30 mm. Le mélange y est broyé pendant 30 minutes puis tamisé à 100µm.20 g (15.38%) of zirconium hydrogen phosphate, 50 g (38.46%) of zinc sulphide, 50 g (38.46%) of calcium carbonate and 10 g (07.69%) of silica pyrogen (Aerosil 200 from the company EVONIK) are introduced into a ceramic jar containing ceramic balls with a diameter of 10 to 30 mm. The mixture is ground there for 30 minutes and then sieved at 100 μm.
Préparation d’un pré-mélange BPreparation of a premix B
3 g de pigment Paliogen® NOIR L 0086 BASF ( perylene ) et 1 g d’hydrogénophosphate de zirconium sont introduits dans un pot en plastique (120ml) contenant des billes de zirconium diamètre de 2 à 20 mm. Le mélange y est broyé 30 minutes puis tamisé à 63µm.3 g of Paliogen® NOIR L 0086 BASF pigment (perylene) and 1 g of zirconium hydrogen phosphate are introduced into a plastic jar (120ml) containing zirconium balls with a diameter of 2 to 20 mm. The mixture is ground there for 30 minutes and then sieved at 63 μm.
Préparation de compositionsComposition preparation solidessolid conformes à l’inventionaccording to the invention
100g (90.5%) de résine polyuréthane (série 44 de la société TIGER) sont introduits dans un pot en plastique de diamètre de 80mm sur 10cm de haut contenant 5 billes de zirconium de diamètre de de 30mm.100g (90.5%) of polyurethane resin (series 44 from the company TIGER) are introduced into a plastic pot with a diameter of 80mm by 10cm in height containing 5 zirconium balls with a diameter of 30mm.
7.5gr (6.79%) du pré mélange A et 3 g (2.71%) d’hydrogénophosphate de zirconium sont ajoutés et l’ensemble est broyé 10 minutes, tamisé à 100µm puis fluidisé dans un bain de fluidisation.7.5 g (6.79%) of premix A and 3 g (2.71%) of zirconium hydrogen phosphate are added and the whole is ground for 10 minutes, sieved at 100 µm then fluidized in a fluidization bath.
Avec le prémélange A, la composition pulvérulente obtenue est appropriée pour former un revêtement translucide de teinte opaline.With premix A, the pulverulent composition obtained is suitable for forming a translucent coating with an opaline hue.
100g (96%) de résine polyuréthane (série 44 de la société TIGER) sont mélangés avec 1,2 gr (1.1%) le prémélange B et 3gr (2.9%) d’hydrogénophosphate de zirconium selon le protocole décrit précédemment. La composition solide de type poudre obtenue permet de former un revêtement translucide coloré.100g (96%) of polyurethane resin (series 44 from TIGER) are mixed with 1.2g (1.1%) of premix B and 3g (2.9%) of zirconium hydrogen phosphate according to the protocol described above. The solid composition of the powder type obtained makes it possible to form a colored translucent coating.
Exemple 2 : Formation d’un revêtement sur un support à partir d’une composition selon l’invention.Example 2: Formation of a coating on a support from a composition according to the invention.
La composition de l’exemple 1 obtenue avec le prémélange A est pulvérisée par un procédé électrostatique sur un flacon en verre pour y former un revêtement de surface possédant une épaisseur de 50 à 80 microns.The composition of Example 1 obtained with premix A is sprayed by an electrostatic process onto a glass bottle to form therein a surface coating having a thickness of 50 to 80 microns.
Les qualités de surface du revêtement sont testées comme suit.The surface qualities of the coating are tested as follows.
Le flacon en verre traité est immergé pendant 20 minutes dans une eau chaude de température 60°C puis récupéré.The treated glass bottle is immersed for 20 minutes in hot water at a temperature of 60° C. and then recovered.
Le flacon en verre est tout d’abord frotté avec le doigt au niveau de son revêtement. Il n’est constaté aucune altération du revêtement appliqué. Celui-ci n’est pas entraîné et demeure intégralement fixé au contenant. Son aspect coloriel demeure en outre intact.The glass bottle is first rubbed with the finger at the level of its coating. No alteration of the coating applied was observed. This is not driven and remains fully attached to the container. Its color aspect also remains intact.
Il est ensuite réalisé le test quadrillage selon la norme (scotch Réf 3M brand 616 Made in USA 5704 - 1) détaillé dans matériel et méthode. A l’issue de ce traitement, il est procédé à un examen visuel du revêtement figurant sur le contenant en verre. Aucune dégradation de ce revêtement n’est également constatée.The grid test is then carried out according to the standard (scotch tape Ref 3M brand 616 Made in USA 5704 - 1) detailed in equipment and method. At the end of this treatment, a visual examination of the coating on the glass container is carried out. No degradation of this coating is also observed.
Exemple 3 :Example 3: Formation de revêtement conformes à l’invention et témoins.Formation of coating in accordance with the invention and controls.
Le tableau 1 ci-après rend compte des compositions solides testées. Elles ont été préparées en reproduisant le protocole opératoire décrit en exemple 1 avec les quantités précisées dans ce tableau. Leurs qualités de surface ont été testées selon le test eau et le test G1 décrit en exemple 2. Les résultats sont également indiqués en tableau 1.Table 1 below shows the solid compositions tested. They were prepared by reproducing the operating protocol described in example 1 with the quantities specified in this table. Their surface qualities were tested according to the water test and the G1 test described in example 2. The results are also indicated in table 1.
Claims (24)
- mélanger par broyage mécanique, le matériau particulaire filmogène et l’hydrogénophosphate de zirconium avec au moins un prémélange de composants annexes de ladite composition dont au moins une matière colorante organique ou un pigment,
- le cas échéant tamiser le mélange homogène pulvérulent ainsi obtenu à une taille inférieure ou égale à 100µm et de préférence inférieure ou égale à environ 60 µm et
- Le cas échéant, fluidiser ledit mélange tamisé.
- mixing, by mechanical grinding, the film-forming particulate material and the zirconium hydrogen phosphate with at least one premix of ancillary components of said composition including at least one organic coloring material or one pigment,
- if necessary, sieve the homogeneous powdery mixture thus obtained to a size less than or equal to 100 μm and preferably less than or equal to about 60 μm and
- If necessary, fluidize said sieved mixture.
- former par pulvérisation électrostatique un dépôt d’au moins une composition selon l’une quelconque des revendications 1 à 12 en surface de la zone à traiter dudit support, et
- si nécessaire, exposer ledit dépôt à des conditions efficaces pour le transformer en un revêtement adhérent à ladite zone.
- form by electrostatic spraying a deposit of at least one composition according to any one of claims 1 to 12 on the surface of the area to be treated of said support, and
- if necessary, exposing said deposit to conditions effective to convert it into a coating adherent to said area.
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2020
- 2020-05-26 WO PCT/EP2020/064607 patent/WO2020239785A1/en active Application Filing
Patent Citations (2)
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