CH720102A2 - Procédé de production d'un article comprenant un revêtement coloré résistant à l'abrasion, et article comprenant un tel revêtement - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un procédé de production d'un article comprenant un substrat et un revêtement coloré résistant à l'abrasion présent sur au moins une partie d'une surface du substrat, le procédé (10) comprenant la fourniture d'un substrat (1) comprenant un élément métallique et/ou un alliage d'un élément métallique, et/ou un polymère, la fourniture d'un premier composé (3) comprenant un groupe fonctionnel R 1 sélectionné dans le groupe consistant en un alkyle en C 1 à C 20 , un cycloalkyle en C 1 à C 20 , un aryle en C 1 à C 10 , un amide, une amine, un mercapto, un (méth)acrylate, et un époxy, et facultativement comprend au moins un atome d'halogène, et un second composé (4) comprenant un groupe fonctionnel pouvant être réticulé ; l'hydrolyse du premier composé et du second composé ; la condensation des premier et second composés hydrolysés, pour ainsi obtenir un prépolymère ; l'ajout d'un colorant au prépolymère ; l'application du prépolymère sur au moins une partie d'une surface du substrat ; et l'induction de la réticulation du groupe fonctionnel pouvant être réticulé par l'exposition du prépolymère à un ou plusieurs parmi une température allant jusqu'à 250 °C, un rayonnement UV ou un rayonnement IR, pour ainsi obtenir un article comprenant un substrat et un revêtement coloré résistant à l'abrasion recouvrant au moins une partie d'une surface du substrat ; le revêtement coloré résistant à l'abrasion étant un revêtement hybride organique-inorganique réticulé comprenant au moins un groupe fonctionnel R 1 , et le revêtement hybride organique-inorganique réticulé étant lié par covalence au substrat.

Description

Domaine technique de l'invention

[0001] La présente invention concerne un procédé de production d'un article comprenant un substrat et un revêtement coloré résistant à l'abrasion sur au moins une partie de la surface du substrat. La présente invention concerne en outre de tels articles.

Contexte de l'invention

[0002] Les revêtements protecteurs qui améliorent la durée de vie de l'article ou du produit suscitent de plus en plus d'intérêt. Par exemple, la durée de vie d'un produit peut être améliorée en plaçant un revêtement durable sur les surfaces susceptibles de subir une usure, telle qu'une usure par abrasion, ou d'être exposées à des environnements agressifs (humidité, température).

[0003] De tels revêtements protecteurs peuvent être, selon l'application ou l'utilisation de l'article qu'ils protègent, résistants à l'abrasion, inhibiteurs de corrosion, hydrofuges, oléofuges, anti-empreintes digitales, résistants aux UV, ou peuvent avoir une certaine dureté.

[0004] En outre, des revêtements décoratifs sont aujourd'hui également utilisés dans un large éventail d'applications. En particulier, les revêtements protecteurs qui sont également décoratifs, ou les revêtements décoratifs qui impliquent également un certain degré de protection, gagnent en intérêt, car ils permettent de fabriquer des produits attractifs dont les performances et/ou la durabilité sont améliorées.

[0005] Un exemple de revêtement décoratif est un revêtement coloré. Les revêtements colorés peuvent être transparents, translucides ou opaques. Les revêtements colorés permettent de remplacer l'utilisation de pièces colorées, qui peuvent être coûteuses. Par exemple, dans l'industrie horlogère, des composants noirs peuvent être utilisés, tels que des composants en fibres de carbone, en céramique noire ou en carbone stratifié, mais ces composants sont généralement coûteux.

[0006] Il est connu de déposer un revêtement protecteur coloré sur la surface d'un substrat, tel que du titane ou un acier, au moyen de procédés DLC et PVD. Un inconvénient de ces procédés est la nécessité de travailler dans un environnement contrôlé pour éviter une contamination, par exemple en travaillant dans une boîte à gants remplie d'un gaz inerte, ou en travaillant à pression réduite. Par conséquent, de tels procédés sont complexes et coûteux. En outre, les précurseurs utilisés dans de tels procédés sont souvent considérés comme toxiques et/ou non respectueux de l'environnement.

[0007] Ces dernières années, les revêtements obtenus au moyen d'un procédé sol-gel sont devenus intéressants. Les revêtements sol-gel sont souhaitables pour leur respect de l'environnement, haute performance, compatibilité avec les technologies d'application de revêtement existantes et pour la simplicité d'adaptation à la demande des propriétés du revêtement.

[0008] En particulier, des revêtements hybrides organiques-inorganiques, tels que ceux connus sous la marque déposée Ormocer, obtenus au moyen d'un procédé sol-gel, ont suscité l'intérêt. De tels revêtements ont le potentiel de combiner les propriétés intrinsèques des matériaux inorganiques à celles des matériaux organiques. Les matériaux hybrides organiques-inorganiques permettent d'obtenir des caractéristiques que le matériau organique ou inorganique pur ne peut fournir. Généralement, les matériaux polymères organiques possèdent une bonne élasticité, ténacité, formabilité, et possèdent une densité plutôt basse, tandis que les matériaux inorganiques sont habituellement durs, rigides et thermiquement stables. Avec les revêtements hybrides organiques-inorganiques, il est possible de modifier et d'optimiser les propriétés du revêtement hybride organique-inorganique en modifiant les motifs structuraux organiques et ceux inorganiques. Grâce à leur réseau inorganique, les polymères hybrides organiques-inorganiques sont capables de faire preuve d'une stabilité mécanique, chimique et thermique élevée dans les environnements agressifs.

[0009] Les revêtements hybrides organiques-inorganiques sont caractérisés par une liaison directe, c'est-à-dire une liaison à l'échelle moléculaire, entre les motifs structuraux inorganiques et les motifs structuraux organiques. Les revêtements hybrides organiques-inorganiques sont ainsi un polymère à réseau inorganique tridimensionnel et réseau organique tridimensionnel interconnectés avec des liaisons covalentes.

[0010] Le procédé sol-gel est un procédé de production de matériaux solides à partir de petites molécules, et est considéré comme une technique durable et non toxique. Le procédé implique la conversion de monomères en une solution colloïdale (sol) qui joue le rôle de précurseur pour un réseau intégré (ou gel) soit de particules discrètes, soit de polymères en réseau (polymères réticulés).

[0011] 'Characteristics of colored inorganic-organic hybrid materials', K. Wojtach, M. Laczka, et al., Journal of Non-Crystalline Solids 2007, volume 353, issues 18-21, pages 2099-2103, divulgue des revêtements hybrides organiques-inorganiques colorés appliqués sur un substrat en verre au moyen d'un procédé sol-gel. Les revêtements sont obtenus à partir de phényltriéthoxysilane (PhTES), de 3-glycidoxypropyltriméthoxysilane (GPTMS), de tri-sec-butylate d'aluminium (TBA) et de colorants à base de complexes métalliques, qui sont ajoutés à la matrice polymère. Les revêtements hybrides organiques-inorganiques colorés présentent une bonne résistance aux produits chimiques et une bonne stabilité de la couleur. Le verre coloré est encore transparent.

[0012] Le document EP 0 486 469 divulgue une composition de revêtement résistant à l'abrasion comprenant un organoalcoxysilane et un composé hydrolysable d'un métal tel que le titane ou le zirconium. La composition peut comprendre en outre un pigment ou un mélange de pigments afin de former une peinture durable non poreuse. Les polymères hybrides organiques-inorganiques sont obtenus au moyen d'un procédé sol-gel, et peuvent être appliqués sur la surface d'un substrat en plastique.

[0013] Un inconvénient des revêtements hybrides organiques-inorganiques susmentionnés est que plusieurs colorants sont considérés comme toxiques, en particulier les colorants à base de complexes métalliques. Cela limite généralement la quantité de colorant qui peut être utilisée, ce qui peut avoir un impact sur l'homogénéité et la saturation du revêtement, en donnant des articles colorés considérés de qualité inférieure. Les produits chimiques toxiques limitent également l'application ou l'utilisation finale des articles colorés obtenus, car un contact, par exemple avec l'environnement ou la peau, peut devoir être évité.

Résumé de l'invention

[0014] La présente invention vise à pallier un ou plusieurs des inconvénients ci-dessus. Un objet de l'invention est de fournir un procédé de production d'un article comprenant un substrat et un revêtement coloré résistant à l'abrasion, le procédé étant réalisé à des températures modérées et ne nécessitant pas de longs temps de traitement. En d'autres termes, un objet est de fournir des procédés dont la consommation d'énergie est réduite par rapport aux procédés de la technique antérieure. Un objet supplémentaire est de fournir un procédé qui ne nécessite pas l'utilisation de composants agressifs ou toxiques, pour ainsi fournir des procédés présentant un impact environnemental plus faible et fournissant des articles qui peuvent être utilisés dans un plus large éventail d'applications.

[0015] Un objet supplémentaire de l'invention est de fournir un article comprenant un substrat comprenant un revêtement coloré résistant à l'abrasion, en particulier des revêtements présentant une excellente adhérence au substrat. Un objectif supplémentaire est de proposer un article comprenant un substrat et un revêtement, le revêtement améliorant la durée de vie et/ou la durabilité du substrat. Un objectif supplémentaire est de proposer un article dans lequel le revêtement confère au substrat, en plus d'une couleur, au moins une excellente résistance à l'abrasion, une protection contre la corrosion ou une excellente dureté.

[0016] Selon un premier aspect de l'invention, il est divulgué un procédé de production d'un article comprenant un substrat et un revêtement coloré résistant à l'abrasion présent sur au moins une partie d'une surface du substrat comme mentionné dans les revendications annexées.

[0017] Le procédé comprend la fourniture d'un substrat. Le substrat comprend un élément métallique et/ou un alliage d'un élément métallique, et/ou un polymère. Par exemple, le substrat peut être un substrat métallique, tel que du cuivre, un alliage, tel qu'un alliage de cuivre (par exemple du laiton), un polymère, tel qu'un méthacrylate-acrylonitrile-butadiène-styrène (MABS), ou un composite comprenant à la fois un polymère et un élément métallique ou alliage de celui-ci. Par exemple, un composite peut comprendre une matrice polymère renforcée par des éléments métalliques, tels que des fibres ou fils métalliques.

[0018] Le procédé comprend en outre la fourniture d'un premier composé selon la formule (I) dans laquelle M est un silicium ou un titane, R<1>est un groupe comprenant un ou plusieurs groupes fonctionnels sélectionnés dans le groupe consistant en un alkyle en C1à C20, un cycloalkyle en C1à C20, un aryle en C1à C10, un amide, une amine, un mercapto, un (méth)acrylate, et un époxy, et R<2>, R<3>, R<4>, R<6>, R<7>, et R<8>sont chacun indépendamment les uns des autres H, un alkyle en C1à C20, un aryle en C1à C10, un alcényle en C1à C20, un alkylaryle en C1à C20, ou un arylalkyle en C1à C20.

[0019] Le procédé comprend en outre la fourniture d'un second composé selon la formule (II) dans laquelle M est un silicium ou un titane, R<5>est un groupe fonctionnel pouvant être réticulé, et R<2>, R<3>, R<4>, R<6>, R<7>, et R<8>sont chacun indépendamment les uns des autres H, un alkyle en C1à C20, un aryle en C1à C10, un alcényle en C1à C20, un alkylaryle en C1à C20, ou un arylalkyle en C1à C20.

[0020] Facultativement, R<1>comprend au moins un atome d'halogène. Avantageusement, l'atome d'halogène est un fluor, un chlore, un brome, ou un iode.

[0021] Selon un mode de réalisation, R<1>est un groupe comprenant un groupe fonctionnel époxy.

[0022] Selon un autre mode de réalisation, R<1>est un alkyle en C1à C20, c'est-à-dire un alkyle présentant entre 1 et 20 atomes de carbone dans sa chaîne. Avantageusement, quand R<1>comprend un atome d'halogène, R<1>est un alkyle en C1à C20ayant la formule -(CH2)x(CF2)yCF3, x étant entre 0 et z-1, y étant z-x-1, et z étant le nombre total d'atomes de carbone, c'est-à-dire que z est entre 1 et 20. Par exemple, quand R<1>est un alkyle en C8, c'est-à-dire que z est 8, il peut avoir la formule -(CH2)2(CF2)5CF3(x étant 2 et y étant 5).

[0023] On entend par „groupe fonctionnel pouvant être réticulé“, dans le cadre de la présente divulgation, un groupe fonctionnel qui est capable de réagir avec d'autres groupes fonctionnels. Lors de la réaction, des liaisons covalentes sont formées, ce qui permet d'obtenir un polymère réticulé. Un polymère réticulé peut être considéré comme un polymère présentant une structure tridimensionnelle.

[0024] Avantageusement, R<5>est un groupe pouvant être thermo-réticulé et/ou un groupe pouvant être photo-réticulé. En d'autres termes, R<5>peut être thermo-réticulé, photo-réticulé, ou les deux.

[0025] On entend par „groupe pouvant être thermo-réticulé“, dans le cadre de la présente divulgation, que la réticulation de R<5>est induite et/ou a lieu par réticulation thermique, également appelée durcissement thermique. Un durcissement thermique est effectué par exposition du groupe pouvant être (thermo-)réticulé et donc, dans la présente divulgation, du prépolymère comprenant un tel groupe pouvant être réticulé, à une température élevée, c'est-à-dire par chauffage du prépolymère.

[0026] On entend par „groupe pouvant être photo-réticulé“, dans le cadre de la présente divulgation, que la réticulation de R<5>est induite et/ou a lieu par réticulation photochimique, également appelée durcissement photochimique. Un durcissement photochimique est effectué par exposition du groupe pouvant être (photo-)réticulé et donc, dans la présente divulgation, du prépolymère comprenant un tel groupe pouvant être réticulé, à un rayonnement. Avantageusement, le rayonnement comprend un ou plusieurs parmi un rayonnement infrarouge (IR), un rayonnement ultraviolet (UV), ou un rayonnement avec une lumière présentant une longueur d'onde dans la gamme de longueurs d'onde de la lumière visible (VIS).

[0027] Avantageusement, R<5>est un groupe fonctionnel sélectionné dans le groupe consistant en un époxy, un (méth)acrylate, un ester, un mercapto, un vinyle, et un uréthane (méth)acrylé. On entend par „(méth)acrylate“, dans la présente divulgation, que le groupe fonctionnel peut être un acrylate ou un méthacrylate.

[0028] Avantageusement, R<2>, R<3>, R<4>, R<6>, R<7>, et R<8>sont chacun indépendamment les uns des autres H ou un alkyle en C1à C20, de préférence un alkyle en C1à C8, de manière davantage préférée un alkyle en C1à C6, de manière préférée entre toutes un alkyle en C1à C4. En particulier, R<2>, R<3>, R<4>, R<6>, R<7>, et R<8>sont chacun indépendamment un méthyle (-CH3, c'est-à-dire un alkyle en C1), ou un éthyle (-C2H5, c'est-à-dire un alkyle en C2).

[0029] Le procédé comprend en outre l'hydrolyse du premier composé et du second composé en présence d'eau. Lors de l'hydrolyse, la chaîne alkyle en C1à C8de l'un quelconque parmi R<2>, R<3>, R<4>, R<6>, R<7>, et R<8>est convertie en un, ou réagit avec la formation d'un, atome d'hydrogène, pour ainsi former des groupes hydroxyle. La réaction d'hydrolyse produit également des molécules d'alcool de formule CxH2x+1OH, dans laquelle x est le nombre d'atomes de carbone dans la chaîne alkyle en C1à C8de R<2>, R<3>, R<4>, R<6>, R<7>, et R<8>(c'est-à-dire que x est entre 1 et 8).

[0030] Le procédé comprend en outre la condensation du premier composé hydrolysé et du second composé hydrolysé. Lors de la condensation, des molécules d'eau se forment et sont éliminées. Un prépolymère est obtenu à partir du premier composé hydrolysé et du second composé hydrolysé. Le prépolymère comprend R<1>et R<5>comme groupes fonctionnels. Le prépolymère peut être considéré comme étant un dénommé „sol“.

[0031] Le procédé comprend en outre l'ajout d'un colorant au prépolymère. Avantageusement, le colorant se dissout ou se disperse au moins partiellement dans le prépolymère.

[0032] Avantageusement, le colorant comprend ou consiste essentiellement en un ou plusieurs parmi un noir de carbone, la phtalocyanine de cuivre (II), ou un colorant à base de triphénylméthane.

[0033] Avantageusement, le colorant comprend ou consiste essentiellement en (par exemple, est) un composé particulaire. En d'autres termes, le colorant comprend avantageusement ou consiste essentiellement en des particules. Avantageusement, les particules présentent un diamètre moyen de 500 nm ou moins, de préférence de 250 nm ou moins, de manière davantage préférée de 100 nm ou moins, tel que 50 nm ou moins. Avantageusement, les particules présentent un diamètre moyen entre 1 nm et 500 nm, comme entre 2 nm et 250 nm, de préférence entre 5 nm et 100 nm, de manière davantage préférée entre 10 nm et 50 nm, par exemple 25 nm.

[0034] Avantageusement, le colorant est ajouté de manière à ce que le prépolymère comprenant le colorant comprenne entre 0,1 % et 50 % en poids du colorant, de préférence entre 0,5 % et 30 % en poids, de manière davantage préférée entre 1 % et 25 % en poids, sur la base du poids total du prépolymère comprenant le colorant.

[0035] Le prépolymère est appliqué sur au moins une partie d'une surface du substrat. L'application peut être réalisée par des procédés connus dans la technique, par exemple par coulée ou immersion du substrat dans le prépolymère, pulvérisation ou électropulvérisation du prépolymère sur le substrat, revêtement par barre, ou revêtement rouleau à rouleau.

[0036] Avantageusement, le substrat est prétraité avant l'application du prépolymère sur au moins une partie de celui-ci (appelé prétraitement). Avantageusement, au moins la partie de la surface du substrat sur laquelle le prépolymère doit être appliqué est prétraitée. Avantageusement, le substrat est prétraité par dépôt d'oxyde de silicium.

[0037] Le procédé comprend en outre la réticulation du prépolymère appliqué sur au moins une partie de la surface du substrat. Avantageusement, le prépolymère est réticulé au moyen d'une réticulation du groupe fonctionnel R<5>pouvant être réticulé.

[0038] Quand R<5>est un groupe fonctionnel pouvant être thermo-réticulé, la réticulation est induite et/ou effectuée de manière avantageuse par exposition du prépolymère à une température allant jusqu'à 250 °C, de manière avantageuse une température entre 25 °C et 250 °C, de préférence entre 30 °C et 200 °C, de manière davantage préférée entre 40 °C et 150 °C, comme entre 50 °C et 100 °C.

[0039] Quand R<5>est un groupe fonctionnel pouvant être photo-réticulé, la réticulation est induite et/ou effectuée de manière avantageuse par exposition du prépolymère à un rayonnement. Avantageusement, le rayonnement est un rayonnement IR ou un rayonnement UV, ou une combinaison de ceux-ci.

[0040] Quand R<5>est un groupe fonctionnel pouvant être thermo-réticulé et pouvant être photo-réticulé, la réticulation est induite et/ou effectuée de manière avantageuse par exposition du prépolymère à une température allant jusqu'à 250 °C et à un rayonnement.

[0041] Lors de la réticulation du prépolymère, un article comprenant le substrat et un revêtement coloré résistant à l'abrasion recouvrant au moins une partie d'une surface du substrat est obtenu. Le revêtement coloré résistant à l'abrasion comprenant au moins un groupe fonctionnel R<1>(appelé „gel“). Le revêtement coloré résistant à l'abrasion est un revêtement hybride organique-inorganique réticulé. Le revêtement hybride organique-inorganique réticulé est lié par covalence à l'élément métallique ou à l'alliage de celui-ci du substrat au moyen de liaisons oxygène-M, M étant tel que décrit ci-dessus.

[0042] Selon un deuxième aspect de l'invention, il est divulgué un article comprenant un substrat et un revêtement coloré résistant à l'abrasion présent sur au moins une partie d'une surface du substrat comme mentionné dans les revendications annexées.

[0043] Le substrat est tel que décrit ci-dessus, c'est-à-dire que le substrat comprend un élément métallique et/ou un alliage d'un élément métallique, et/ou un polymère.

[0044] Le revêtement coloré résistant à l'abrasion est un revêtement hybride organique-inorganique réticulé comprenant au moins un groupe fonctionnel R<1>. Avantageusement, R<1>comprend un ou plusieurs groupes fonctionnels sélectionnés dans le groupe consistant en un alkyle en C1à C20, un cycloalkyle en C1à C20, un aryle en C1à C10, un amide, une amine, un éther, un mercapto (c'est-à-dire un thiol), un (méth)acrylate, et un époxy.

[0045] Facultativement, R<1>comprend au moins un atome d'halogène. Avantageusement, l'atome d'halogène est un fluor, un chlore, un brome, ou un iode. Quand R<1>comprend deux atomes d'halogène ou plus, ils peuvent être identiques ou différents, c'est-à-dire une combinaison de deux ou plus de deux parmi un fluor, un chlore, un brome, et un iode. Le revêtement résistant à l'abrasion comprend en outre du silicium et/ou du titane. Le revêtement hybride organique-inorganique réticulé est lié par covalence au substrat au moyen de liaisons oxygène-silicium ou de liaisons oxygène-titane, respectivement.

[0046] Selon un mode de réalisation, R<1>est un groupe comprenant un groupe fonctionnel époxy.

[0047] Selon un autre mode de réalisation, R<1>est un alkyle en C1à C20, c'est-à-dire un alkyle présentant entre 1 et 20 atomes de carbone dans sa chaîne. Avantageusement, quand R<1>comprend un atome d'halogène, R<1>est un alkyle en C1à C20ayant la formule -(CH2)x(CF2)yCF3, x étant entre 0 et z-1, y étant z-x-1, et z étant le nombre total d'atomes de carbone, c'est-à-dire que z est entre 1 et 20. Par exemple, quand R<1>est un alkyle en C8, c'est-à-dire que z est 8, il peut avoir la formule -(CH2)2(CF2)5CF3(x étant 2 et y étant 5).

[0048] Le revêtement hybride organique-inorganique réticulé comprend un colorant. Le colorant est avantageusement tel que décrit ci-dessus.

[0049] Le revêtement coloré résistant à l'abrasion présente avantageusement une résistance à l'abrasion d'au plus 15 %, de préférence d'au plus 10 %, par exemple d'au plus 5 %. Avantageusement, la résistance à l'abrasion est mesurée conformément à l'ASTM D1044 (également appelée abrasion Taber). Avantageusement, la résistance à l'abrasion est mesurée conformément à l'ASTM D1044 en appliquant une charge de 500 g. Avantageusement, la résistance à l'abrasion est exprimée par (c'est-à-dire que la valeur de résistance à l'abrasion en pourcentage représente) le voile qui est mesuré après 100 révolutions.

[0050] Avantageusement, quand le substrat comprend un élément métallique et/ou un alliage d'un élément métallique, le revêtement coloré résistant à l'abrasion présent sur au moins une partie d'une surface du substrat inhibe en outre la corrosion.

[0051] Dans le cadre de la présente divulgation, „un revêtement inhibiteur de corrosion“ signifie que la présence du revêtement sur un substrat réduit, et avantageusement évite, la formation d'une corrosion sur les zones de la surface du substrat comprenant un tel revêtement.

[0052] Avantageusement, l'article de la présente divulgation comporte des composants de montres, d'horloges et de joaillerie. Avantageusement, l'article est un composant (coloré) de montre.

[0053] Selon un troisième aspect de l'invention, il est divulgué une utilisation d'un procédé du premier aspect tel que mentionné dans les revendications annexées. Avantageusement, le procédé est utilisé pour obtenir un article (coloré) de montre.

[0054] Les avantages des procédés de la présente divulgation comprennent, sans s'y limiter, la possibilité d'appliquer un revêtement coloré sur une large gamme de substrats, le revêtement coloré pouvant avoir de multiples caractéristiques de propriétés, telles que, sans s'y limiter, une résistance à l'abrasion, une excellente adhérence au substrat et une résistance à la corrosion. Un autre avantage est que les procédés de la présente divulgation permettent de fournir des revêtements de différentes couleurs, ainsi que des revêtements opaques, transparents ou translucides. Les procédés permettent de faire varier la saturation de la couleur. Encore un autre avantage est que les procédés sont particulièrement appropriés pour appliquer de façon homogène un revêtement coloré sur des substrats à géométrie complexe. L'épaisseur du revêtement peut être bien contrôlée afin que l'épaisseur reste dans les tolérances.

Brève description des figures

[0055] Des aspects de l'invention vont maintenant être décrits plus en détail en se référant aux dessins annexés, sur lesquels des numéros de référence identiques illustrent des éléments identiques et dans lesquels : – la figure 1 représente schématiquement les étapes d'un procédé selon la présente divulgation, – la figure 2 présente un article obtenu par un procédé selon la présente divulgation, – la figure 3 présente un article obtenu par un autre procédé selon la présente divulgation.

Description détaillée de l'invention

[0056] La figure 1 représente schématiquement les étapes d'un procédé selon la présente divulgation. Le procédé 10 comprend l'étape de fourniture d'un substrat 1.

[0057] Avantageusement, le substrat comprend ou consiste essentiellement en un élément métallique et/ou un alliage d'un élément métallique. Des exemples non limitatifs de l'élément métallique comprennent le fer, le cuivre, l'aluminium, le zinc, l'argent, l'or, l'étain, le manganèse, et le nickel. Le substrat peut comprendre deux éléments métalliques et/ou alliages de ceux-ci ou plus.

[0058] Avantageusement, le substrat comprend ou consiste essentiellement en du cuivre ou un alliage de cuivre, tel que le laiton ou le bronze. En variante et avantageusement, le substrat comprend du fer ou un alliage de fer, tel qu'un acier, par exemple un acier inoxydable ou un acier au carbone.

[0059] On entend par „consistant essentiellement en“, dans la présente invention, que la quantité d'impuretés ou d'autres composants présents dans le substrat est de manière avantageuse inférieure à 1 % en poids, de préférence inférieure à 0,5 % en poids, de manière davantage préférée inférieure à 0,1 % en poids, comme inférieure à la limite de détection des techniques d'analyse utilisées pour déterminer la composition, telles que la spectroscopie photoélectronique à rayons X (XPS).

[0060] En variante ou en plus, et avantageusement, le substrat comprend un polymère ou une combinaison de polymères, y compris des copolymères. Des exemples non limitatifs de polymères et de copolymères comprennent un polyéthylène, un polypropylène, un polyester (par exemple, un PBT ou un PET), un polyamide (par exemple, PA6, PA6-6), un polyimide, un polyamideimide, un polystyrène, un polytétrafluoroéthylène (PTFE), un polyuréthane, un polyméthacrylate de méthyle, un polycarbonate, et un méthacrylateacrylonitrile-butadiène-styrène (MABS).

[0061] Facultativement, le substrat peut comprendre d'autres additifs. De tels additifs peuvent être des additifs connus dans la technique, tels que des charges ou des retardateurs de flamme.

[0062] Le procédé comprend en outre la fourniture d'un premier composé 3 selon la formule (1), la formule (I) étant telle que décrite ci-dessus.

[0063] Avantageusement, R<1>comprend ou consiste en un ou plusieurs groupes fonctionnels sélectionnés dans le groupe consistant en un alkyle en C1à C20, un cycloalkyle en C1à C20, un aryle en C1à C10, un amide, une amine, un éther, un mercapto (c'est-à-dire un thiol), un (méth)acrylate, et un époxy.

[0064] Facultativement, R<1>comprend au moins un atome d'halogène. Avantageusement, l'atome d'halogène est un fluor, un chlore, un brome, ou un iode. Quand R<1>comprend deux atomes d'halogène ou plus, ils peuvent être identiques ou différents, c'est-à-dire une combinaison de deux ou plus de deux parmi un fluor, un chlore, un brome, et un iode.

[0065] Avantageusement, un „alkyle en C1à C20“ comprend des groupes fonctionnels alkyle comprenant entre 1 et 20 atomes de carbone dans la chaîne. Avantageusement, l'alkyle en C1à C20est un alkyle en C1à C12, de préférence un alkyle en C1à C10, tel qu'un alkyle en C1à C8, un alkyle en C1à C6, ou un alkyle en C1à C4.

[0066] Avantageusement, un „cycloalkyle en C1à C20“ comprend des groupes fonctionnels cycloalkyle comprenant au total entre 1 et 20 atomes de carbone dans la chaîne.

[0067] Avantageusement, un „aryle en C1à C10“ comprend des groupes fonctionnels aryle comprenant entre 1 et 10 atomes de carbone dans la chaîne. Par exemple, R<1>peut comprendre un groupe fonctionnel phényle, ou peut être un (alkyle en C1à C20)phényle.

[0068] Avantageusement, quand R<1>comprend un groupe fonctionnel amide, R<1>a pour formule -(CH2)aC(O)NH2, dans laquelle a est entre 0 et 20, de préférence entre 1 et 10, comme entre 2 et 8, entre 2 et 6, ou entre 2 et 4, tel que 2, 3 ou 4. Facultativement, un ou plusieurs atomes d'hydrogène d'un ou de plusieurs groupes méthyle (c'est-à-dire les groupes CH2) sont remplacés par un atome d'halogène. Avantageusement, l'atome d'halogène est un fluor.

[0069] Avantageusement, quand R<1>comprend un groupe fonctionnel aminé, R<1>a pour formule -(CH2)pNH2, dans laquelle p est entre 1 et 20, de préférence entre 1 et 10, comme entre 1 et 8, entre 1 et 6, ou entre 1 et 4, tel que 1, 2, 3 ou 4. Facultativement, un ou plusieurs atomes d'hydrogène d'un ou de plusieurs groupes méthyle (c'est-à-dire les groupes CH2) sont remplacés par un atome d'halogène. Avantageusement, l'atome d'halogène est un fluor.

[0070] Avantageusement, quand R<1>comprend un groupe fonctionnel mercapto (thiol), R<1>a pour formule -(CH2)uSH, dans laquelle u est entre 1 et 20, de préférence entre 1 et 10, comme entre 1 et 8, entre 1 et 6, ou entre 1 et 4, tel que 1, 2, 3 ou 4. Facultativement, un ou plusieurs atomes d'hydrogène d'un ou de plusieurs groupes méthyle (c'est-à-dire les groupes CH2) sont remplacés par un atome d'halogène. Avantageusement, l'atome d'halogène est un fluor.

[0071] Avantageusement, quand R1 comprend un groupe fonctionnel (méth)acrylate, R<1>a pour formule -(CH2)bOC(O)CXCH2, dans laquelle X est H quand R<1>est un groupe fonctionnel acrylate et CH3 quand R<1>est un groupe fonctionnel méthacrylate, et b est entre 1 et 20, de préférence entre 2 et 12, par exemple entre 3 et 10, ou entre 4 et 8. Facultativement, un ou plusieurs atomes d'hydrogène d'un ou de plusieurs groupes méthyle (c'est-à-dire les groupes CH2) sont remplacés par un atome d'halogène. Avantageusement, l'atome d'halogène est un fluor.

[0072] Avantageusement, R<1>comprend ou consiste essentiellement en un groupe fonctionnel époxy (c'est-à-dire un groupe fonctionnel oxirane). Par exemple, R<1>peut être un alpha-époxy ou un 1,2-époxy, qui comprend une structure cyclique à trois chaînons.

[0073] En variante, R<1>peut comprendre ou consister essentiellement en un alkyle en C1à C20selon la formule (III) -(CH2)x(CF2)yCF3(III) dans laquelle x est entre 0 et z-1, y est z-1-x, et z est le nombre d'atomes de carbone dans la chaîne, et est entre 0 et 20.

[0074] Par exemple, R<1>peut être -(CH2)2(CF2)5CF3, c'est-à-dire que z est 8, x est 2 et y est 5. Par exemple, R<1>peut être -(CH2)5CF3, c'est-à-dire que z est 6, x est 5 et y est 0.

[0075] R<1>peut être un perfluoroalkyle en C1à C20, c'est-à-dire un alkyle dans lequel tous les atomes d'hydrogène sont remplacés par des atomes de fluor, conformément à -(CF2)yCF3, c'est-à-dire dans lequel dans la formule (III) x est 0, y est z-1, et z est entre 1 et 20. Par exemple, R<1>peut être un perfluoroalkyle en C8, c'est-à-dire -(CF2)7CF3(z = 8, x = 0 et y = 7 dans la formule (III)), un perfluoroalkyle en C6, c'est-à-dire -(CF2)5CF3(z = 6, x = 0 et y = 5 dans la formule (III)), ou un perfluoroalkyle en C4, c'est-à-dire - (CF2)3CF3(z = 4, x = 0 et y = 3 dans la formule (III)).

[0076] R<1>peut être un groupe fonctionnel conférant des propriétés hydrofuges et oléofuges au revêtement coloré résistant à l'abrasion. Avantageusement, quand R<1>est un groupe fonctionnel hydrofuge et oléofuge, R<1>fournit également une protection contre la corrosion ou une inhibition de la corrosion au substrat. Cependant, les inventeurs ont découvert de manière inattendue que R<1>n'a pas besoin d'être hydrofuge et oléofuge pour fournir une protection contre la corrosion ou une inhibition de la corrosion au substrat.

[0077] Avantageusement, quand R<1>est un groupe fonctionnel hydrofuge et oléofuge, R<1>comprend au moins un atome d'halogène. Avantageusement, l'atome d'halogène est un fluor, un chlore, un brome, ou un iode. Quand R<1>comprend deux atomes d'halogène ou plus, ils peuvent être identiques ou différents, c'est-à-dire une combinaison de deux ou plus de deux parmi un fluor, un chlore, un brome, et un iode.

[0078] Le procédé comprend en outre la fourniture d'un second composé 4 selon la formule (II), la formule (II) étant telle que décrite ci-dessus.

[0079] Avantageusement, le premier composé et le second composé sont hydrolysés 5 comme expliqué ci-dessus. Avantageusement, le premier composé hydrolysé et le second composé hydrolysé sont condensés 6 comme expliqué ci-dessus, pour ainsi obtenir un prépolymère.

[0080] Le procédé comprend en outre l'ajout d'un colorant 7 au prépolymère. Avantageusement, le colorant est un pigment ou une teinture. Avantageusement, le colorant est tel que décrit ci-dessus. Avantageusement, le colorant est ajouté au prépolymère en une quantité telle que décrite ci-dessus.

[0081] Avantageusement, le colorant se dissout au moins partiellement dans le prépolymère. En variante, le colorant est au moins partiellement dispersé dans le prépolymère, c'est-à-dire qu'une dispersion comprenant le prépolymère et le colorant est obtenue.

[0082] Facultativement, d'autres composants ou substances peuvent être ajoutés au prépolymère. Par exemple, un tensioactif peut être ajouté au prépolymère. Avantageusement, quand un tensioactif est ajouté, il est ajouté en une quantité située entre 0,5 % et 30 % en poids, par rapport au poids total du prépolymère.

[0083] Avantageusement, le prépolymère comprenant le colorant est appliqué 8 sur au moins une partie d'une surface du substrat comme expliqué ci-dessus. Divers procédés d'application connus dans la technique peuvent être utilisés. Un procédé préféré comprend l'immersion du substrat dans le prépolymère, en mettant ainsi en contact (la partie de) la surface du substrat sur laquelle le prépolymère doit être appliqué avec le prépolymère. Le substrat peut être immergé dans le prépolymère au moyen d'un trempage du substrat dans le prépolymère.

[0084] Le procédé comprend en outre la réticulation 9 du prépolymère, pour ainsi obtenir un revêtement coloré résistant à l'abrasion sur le substrat. La réticulation 9 est avantageusement effectuée comme décrit ci-dessus.

[0085] Facultativement, le substrat peut être prétraité 2 avant d'appliquer 8 le prépolymère sur au moins une partie d'une surface du substrat. Avantageusement, au moins (la partie de) la surface du substrat sur laquelle le prépolymère sera appliqué est prétraitée.

[0086] Avantageusement, le prétraitement comprend un nettoyage d'au moins (une partie de) la surface du substrat (un dénommé prénettoyage). Le prénettoyage peut être réalisé par des procédés connus dans la technique. Des exemples non limitatifs comprennent un meulage et un polissage, un nettoyage chimique, un nettoyage par ultrasons, un sablage, un traitement par plasma à pression atmosphérique ou à pression réduite, ou un traitement corona (plasma à l'air), ou un traitement alcalin. Avantageusement, un traitement alcalin, par exemple un prénettoyage alcalin, comprend le lavage de la surface avec une solution ayant un pH entre 7 et 14. Par exemple, le traitement alcalin peut comprendre un lavage de la surface avec une eau alcaline, telle qu'une eau alcaline ayant un pH entre 8 et 9. Les inventeurs ont découvert qu'un prétraitement comprenant un traitement alcalin permet d'améliorer l'adhérence du revêtement coloré au substrat.

[0087] En variante ou en plus, et avantageusement, le prétraitement comprend un dépôt d'oxyde de silicium sur au moins la partie de la surface du substrat sur laquelle le prépolymère sera appliqué. L'oxyde de silicium peut être déposé au moyen de procédés connus dans la technique, par exemple au moyen d'un dépôt chimique en phase vapeur par combustion.

[0088] Les inventeurs ont découvert que le dépôt d'oxyde de silicium sur la surface du substrat avant l'application du prépolymère permet d'améliorer l'adhérence du revêtement coloré sur le substrat. Un tel prétraitement permet également d'obtenir une couverture plus uniforme de la surface du substrat sur laquelle le prépolymère est appliqué. Ceci est en particulier un avantage quand le substrat possède une forme géométrique plus complexe et/ou une surface texturée (par exemple, à motifs), par rapport aux procédés traditionnels dans lesquels le dépôt ou la formation d'un revêtement est plutôt non homogène pour des substrats plus complexes.

[0089] Avantageusement, le revêtement coloré résistant à l'abrasion est un revêtement hybride organique-inorganique. Avantageusement, le revêtement coloré résistant à l'abrasion est un revêtement hybride organique-inorganique réticulé. Avantageusement, le revêtement coloré résistant à l'abrasion est au moins partiellement lié par covalence à la surface du substrat. Avantageusement, le revêtement coloré résistant à l'abrasion est lié par covalence au substrat par des liaisons comprenant un oxygène.

[0090] Avantageusement, le revêtement hybride organique-inorganique réticulé comprend un ou plusieurs parmi le silicium, le titane, le zirconium, l'aluminium, le fer, ou le bore, de préférence le silicium et/ou le titane.

[0091] Quand le substrat comprend un élément métallique, le revêtement coloré résistant à l'abrasion est avantageusement au moins partiellement lié par covalence à l'élément métallique. Quand le substrat comprend un alliage d'un élément métallique, le revêtement coloré résistant à l'abrasion est avantageusement au moins partiellement lié à l'élément métallique compris dans l'alliage. Avantageusement, le revêtement coloré résistant à l'abrasion est lié par covalence à l'élément métallique par des liaisons comprenant un oxygène, comme des atomes d'oxygène du revêtement liés par covalence à l'élément métallique. Avantageusement, quand le revêtement hybride organique-inorganique réticulé comprend du silicium et/ou du titane, le revêtement est au moins partiellement lié par covalence à l'élément métallique du substrat par des liaisons silicium-oxygène-élément métallique et/ou titane-oxygène-élément métallique, respectivement.

[0092] Quand le substrat comprend un polymère, le revêtement coloré résistant à l'abrasion est avantageusement au moins partiellement lié par covalence au polymère. Avantageusement, le revêtement coloré résistant à l'abrasion est lié par covalence au polymère du substrat par des liaisons comprenant un oxygène, comme des atomes d'oxygène du revêtement liés par covalence au polymère.

[0093] Avantageusement, le revêtement hybride organique-inorganique réticulé comprend en outre des liaisons carbone-silicium.

[0094] Le revêtement coloré résistant à l'abrasion peut être transparent, translucide (c'est-à-dire semi-transparent) ou opaque. Avantageusement, le revêtement coloré peut avoir une saturation de la couleur, c'est-à-dire une profondeur de couleur, qui est variable en fonction de l'application finale de l'article.

[0095] Avantageusement, la saturation et le degré de transparence (variant entre transparent et opaque) peuvent être modifiés en faisant varier le type et/ou la quantité de colorant ajoutée au prépolymère et/ou l'épaisseur du revêtement.

[0096] Avantageusement, le revêtement présente une épaisseur entre 1 µm et 20 µm, de préférence entre 1,2 µm et 10 µm, comme entre 1,5 µm et 5 µm. Comme on le comprendra, l'épaisseur optimale du revêtement dépend, entre autres, du substrat, en particulier de sa composition et de sa forme, de la saturation et de la transparence requises du revêtement, et de l'utilisation prévue de l'article.

[0097] La résistance à l'abrasion peut être mesurée par des procédés connus dans la technique. Avantageusement, et en particulier, la résistance à l'abrasion est mesurée conformément à l'ASTM D1044 (appelée abrasion Taber). La résistance à l'abrasion conformément à l'ASTM D1044 est testée en utilisant des meules abrasives, telles que des meules en caoutchouc dans lesquelles sont incorporées des particules d'alumine. Une charge d'un poids de 250 g, 500 g ou 1000 g est ensuite placée au-dessus de la ou des meules abrasives. Avantageusement, dans le cadre de la présente divulgation, la résistance à l'abrasion est mesurée conformément à l'ASTM D1044 en appliquant une charge de 500 g.

[0098] Selon l'ASTM D1044, la résistance à l'abrasion est exprimée par (c'est-à-dire que la valeur de résistance à l'abrasion en pourcentage représente) le voile qui est mesuré après un nombre prédéterminé de révolutions, par exemple, sans s'y limiter, 20, 25, 50, 75, 100, 150, 200 ou 250 révolutions. Comme on le comprendra, la charge appliquée et le nombre de révolutions dépendent du substrat qui doit être testé et, en particulier, de l'utilisation prévue du substrat. De faibles valeurs de voile, c'est-à-dire inférieures à 10 %, sont, dans le cadre de la présente divulgation, considérées comme une indication d'une résistance élevée à l'abrasion.

[0099] Avantageusement, le voile est mesuré par transmission ou réflexion de lumière. Comme on le comprendra, le fait que la lumière soit transmise ou réfléchie dépend du substrat à analyser. Par exemple, le voile sur un substrat transparent abrasé sera mesuré par la transmission d'une lumière (mode transmission), tandis qu'un substrat opaque sera mesuré par la réflexion d'une lumière (mode réflexion).

[0100] Avantageusement, l'article de la présente divulgation présente une résistance à l'abrasion d'au plus 10 %, comme d'au plus 7,5 %, ou d'au plus 5 %, mesurée conformément à l'ASTM D1044 après 100 révolutions et avec une charge appliquée de 500 g.

[0101] En fonction du groupe fonctionnel R<1>, le revêtement peut conférer au substrat des caractéristiques supplémentaires. Par exemple, quand R<1>est un groupe fonctionnel hydrofuge et oléofuge, le revêtement peut rendre le substrat facile à nettoyer et/ou peut fournir une inhibition de la corrosion ou une protection contre la corrosion au substrat, c'est-à-dire fournir un article qui est facile à nettoyer et/ou résistant à la corrosion.

Exemples

Exemple 1

[0102] Des substrats en laiton (alliage de cuivre) ont été prétraités par meulage, polissage et traitement alcalin. Un premier substrat était un disque ayant une surface plane et lisse sans texture sur laquelle le revêtement devait être appliqué. Un second substrat était un substrat ayant plusieurs côtés et bords, ainsi que des zones texturées au niveau des bords. En d'autres termes, le premier substrat peut être considéré comme un substrat ayant une géométrie simple, tandis que le second substrat possède une géométrie plus complexe.

[0103] Un prépolymère a été préparé selon le tableau 1. 15 % en poids de noir de carbone, en tant que colorant, ont été dispersés dans le prépolymère. Le noir de carbone a été ajouté sous forme de particules ayant une taille moyenne de 25 nm. La dispersion des particules de noir de carbone a été effectuée en utilisant un dissolveur à vitesse élevée, mis en fonctionnement à 5000 tr/min pendant 15 minutes, suivi d'un traitement par ultrasons pendant 15 minutes. Un tensioactif comprenant un copolymère contenant des groupes ayant une affinité pour les pigments a également été ajouté au prépolymère. Une teinture noire soluble a également été ajoutée. La teinture noire soluble a été ajoutée pour obtenir un revêtement coloré opaque.

[0104] Le prépolymère comprenant le noir de carbone a été appliqué sur les substrats en laiton prétraités (c'est-à-dire les premier et second substrats) en immergeant les substrats en laiton dans le prépolymère. Différentes quantités de prépolymère ont été appliquées à la fois sur le premier substrat et le second substrat pour obtenir des revêtements ayant des épaisseurs différentes. Après avoir retiré les substrats en laiton du prépolymère, le prépolymère présent sur le laiton a été réticulé en soumettant le substrat à un durcissement thermique à 160 °C pendant 2 heures.

[0105] Un premier revêtement avait une épaisseur de 3,0 à 4,0 µm et était opaque et légèrement brillant. Un second revêtement avait une épaisseur de 5,0 à 6,0 µm et était également légèrement brillant et opaque. L'inspection visuelle a montré une couleur noire ayant une saturation homogène. Une couverture très uniforme des surfaces du premier substrat (disque) a été obtenue pour les deux épaisseurs de revêtement. Cependant, un résultat moins uniforme a été obtenu sur le second substrat, où au niveau des bords texturés, le revêtement était moins homogène que sur les surfaces planes plus grandes du substrat (Figure 2). Cet effet a été constaté pour les deux épaisseurs de revêtement.

Tableau 1 : composition du revêtement

[0106] 25 % 15 % 6 % 3%

[0107] L'abrasion a été testée conformément à l'ASTM D1044. Une charge de 500 g a été appliquée sur la meule abrasive et 100 révolutions ont été effectuées. Le voile a été mesuré après 100 révolutions. Le voile a été mesuré en mode réflexion, car le laiton n'est pas transparent. Les deux substrats revêtus présentaient une excellente résistance à l'abrasion (valeur de voile) de seulement 1,5 % à 2 %, quelle que soit l'épaisseur du revêtement.

[0108] Les propriétés anti-corrosion des articles ont également été testées. Les substrats revêtus ont été exposés à une humidité relative de 92 °C à 50 °C pendant 7 jours. Une inspection visuelle ultérieure n'a montré aucun changement dans les articles en laiton noir en termes de changements de couleur, et aucune tache n'a été observée sur la surface.

[0109] L'adhérence des revêtements a été testée sur les articles noirs qui avaient été exposés à une humidité relative de 92 °C à 50 °C pendant 7 jours. L'adhérence a été testée conformément à l'ASTM 3359-95A. L'adhérence était très bonne et aucun délaminage sur les bords n'a été constaté.

Exemple 2

[0110] Le second substrat en laiton de l'exemple 1 (géométrie complexe) a été prétraité selon l'exemple 1, suivi d'un dépôt de SiO2. Les échantillons de SiO2-laiton ont ensuite été revêtus avec les revêtements et au moyen du procédé comme dans l'exemple 1. Les revêtements étaient à nouveau très homogènes en termes de saturation et étaient opaques. Comme le montre la figure 3, la couverture de la surface du second substrat était désormais homogène et uniforme sur tout le substrat, y compris au niveau des bords texturés. Ceci démontre l'intérêt d'un dépôt de SiO2en tant que prétraitement sur des substrats ayant une géométrie plus complexe et/ou une surface texturée.

[0111] L'adhérence des revêtements a été testée, à nouveau après exposition des articles à une humidité relative de 92 °C à 50 °C pendant 7 jours. L'adhérence a été testée conformément à l'ASTM 3359-95A. L'adhérence était très bonne et aucun délaminage sur les bords n'a été constaté.

Exemple 3

[0112] Des plaques de polymère transparent constituées de méthacrylate de méthyle-acrylonitrile-butadiène-styrène (polymère MABS) ont été revêtues en plongeant les plaques dans 5 prépolymères différents à une vitesse de 100 mm/min. 1,5 % en poids d'Orasol Blue pour une teneur en solides du revêtement de 30 % a été ajouté en tant que colorant bleu au prépolymère. Un échantillon a été durci à 95 °C pendant 1 heure (échantillon 1), 4 échantillons (échantillons 2 à 5) ont été durcis au moyen d'un rayonnement UV pendant 10 secondes.

[0113] L'adhérence des échantillons a été testée conformément à l'ASTM 3359-95A, et une adhérence de 100 % a été observée (aucun délaminage constaté).

[0114] Les revêtements colorés sur les échantillons étaient clairs, transparents et brillants pour les échantillons 1 et 2, partiellement mats et troubles sur l'échantillon 3, et légèrement mats pour les échantillons 4 et 5.

[0115] La résistance à l'abrasion a été testée conformément à l'ASTM D1044. Une charge de 500 g a été appliquée sur la meule abrasive et 100 révolutions ont été effectuées. Le voile a été mesuré après 100 révolutions en mode transmission. Tous les échantillons présentaient une résistance à l'abrasion entre 1,5 % et 5 %.

Nomenclature

[0116] 1 fourniture d'un substrat 2 prétraitement facultatif du substrat 3 fourniture d'un premier composé 4 fourniture d'un second composé 5 hydrolyse 6 condensation 7 ajouter un colorant 8 appliquer sur le substrat 9 réticuler 10 procédé

Claims (15)

1. Procédé (10) de production d'un article comprenant un substrat et un revêtement coloré résistant à l'abrasion présent sur au moins une partie d'une surface du substrat, le procédé comprenant : – la fourniture d'un substrat (1), dans lequel le substrat comprend un élément métallique et/ou un alliage d'un élément métallique, et/ou un polymère, – la fourniture d'un premier composé selon la formule (I) (3) et d'un second composé selon la formule (II) (4) dans laquelle M est un silicium ou un titane, R<1>est un groupe comprenant un ou plusieurs groupes fonctionnels sélectionnés dans le groupe consistant en un alkyle en C1à C20, un cycloalkyle en C1à C20, un aryle en C1à C10, un amide, une amine, un mercapto, un (méth)acrylate, et un époxy, et facultativement comprend au moins un atome d'halogène, R<5>est un groupe fonctionnel pouvant être réticulé, R<2>, R<3>, R<4>, R<6>, R<7>, et R<8>sont chacun indépendamment les uns des autres H, un alkyle en C1à C20, un aryle en C1à C10, un alcényle en C1à C20, un alkylaryle en C1à C20, ou un arylalkyle en C1à C20, – l'hydrolyse (5) du premier composé et du second composé en présence d'eau, – la condensation (6) du premier composé hydrolysé et du second composé hydrolysé, pour ainsi obtenir un prépolymère comprenant R<1>et R<5>comme groupes fonctionnels, – l'ajout (7) d'un colorant au prépolymère, – l'application (8) du prépolymère comprenant le colorant sur au moins une partie d'une surface du substrat, et – l'induction de la réticulation (9) du groupe fonctionnel R<5>pouvant être réticulé par l'exposition du prépolymère comprenant le colorant à un ou plusieurs parmi une température allant jusqu'à 250 °C, un rayonnement UV ou un rayonnement IR, pour ainsi obtenir un article comprenant un substrat et un revêtement coloré résistant à l'abrasion recouvrant au moins une partie d'une surface du substrat, caractérisé en ce que le revêtement coloré résistant à l'abrasion est un revêtement hybride organique-inorganique réticulé comprenant au moins un groupe fonctionnel R<1>, et en ce que le revêtement hybride organique-inorganique réticulé est lié par covalence au substrat.

2. Procédé (10) de production d'un article selon la revendication 1, dans lequel le colorant est au moins partiellement dissous ou dispersé dans le prépolymère.

3. Procédé (10) de production d'un article selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le colorant comprend un ou plusieurs parmi un noir de carbone, la phtalocyanine de cuivre (II), ou un colorant à base de triphénylméthane.

4. Procédé (10) de production d'un article selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le colorant est un composé particulaire, dans lequel les particules présentent un diamètre moyen de 250 nm ou moins, de préférence de 100 nm ou moins.

5. Procédé (10) de production d'un article selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le prépolymère comprenant le colorant comprend entre 0,5 % et 30 % en poids du colorant, sur la base du poids total du prépolymère comprenant le colorant.

6. Procédé (10) de production d'un article selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel R<1>est un groupe comprenant un groupe fonctionnel époxy.

7. Procédé (10) de production d'un article selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel R<1>est -(CH2)x(CF2)yCF3, dans lequel x est entre 0 et z-1, y est z-x-1, et z est le nombre d'atomes de carbone et est entre 1 et 20.

8. Procédé (10) de production d'un article selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel R<5>est un groupe fonctionnel sélectionné dans le groupe consistant en un époxy, un (méth)acrylate, un ester, un mercapto, un vinyle, et un uréthane (méth)acrylé.

9. Procédé (10) de production d'un article selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel R<2>, R<3>, R<4>, R<6>, R<7>, et R<8>sont chacun indépendamment les uns des autres un alkyle en C1à C8, de préférence un alkyle en C1à C4.

10. Procédé (10) de production d'un article selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le substrat est prétraité (2) au moyen d'un dépôt d'oxyde de silicium avant d'appliquer (8) le prépolymère comprenant le colorant sur au moins une partie d'une surface du substrat.

11. Article comprenant un substrat et un revêtement coloré résistant à l'abrasion présent sur au moins une partie d'une surface du substrat, dans lequel le substrat comprend un élément métallique et/ou un alliage d'un élément métallique, et/ou un polymère, dans lequel le revêtement coloré résistant à l'abrasion est un revêtement hybride organique-inorganique réticulé comprenant au moins un groupe fonctionnel R<1>, dans lequel R<1>comprend un ou plusieurs groupes fonctionnels sélectionnés dans le groupe consistant en un alkyle en C1à C20, un cycloalkyle en C1à C20, un aryle en C1à C10, un amide, une amine, un mercapto, un (méth)acrylate et un époxy, facultativement comprenant au moins un atome d'halogène, caractérisé en ce que le revêtement hybride organique-inorganique réticulé comprend un colorant, en ce que le revêtement hybride organique-inorganique réticulé comprend un silicium et/ou un titane, en ce que le revêtement hybride organique-inorganique réticulé est lié par covalence au substrat au moyen de liaisons oxygène-silicium ou oxygène-titane, respectivement, et en ce que l'article présente une résistance à l'abrasion d'au plus 10 %, dans lequel la résistance à l'abrasion est mesurée conformément à l'ASTM D1044 et exprimée par le voile après 100 révolutions à une charge de 500 grammes.

12. Article selon la revendication 11, dans lequel R<1>est un groupe comprenant un groupe fonctionnel époxy.

13. Article selon l'une quelconque des revendications 11 à 12, dans lequel le substrat comprend un élément métallique et/ou un alliage d'un élément métallique, et dans lequel le revêtement coloré résistant à l'abrasion présent sur au moins une partie d'une surface du substrat inhibe la corrosion.

14. Article selon l'une quelconque des revendications 11 à 13, dans lequel l'article est un composant coloré de montre.

15. Utilisation d'un procédé (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, pour obtenir un composant coloré de montre.