FR2899342A1 - Composition et procede pour traitement de verres organiques - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne une composition pour traitement anti-rayures de verre optique notamment de type organique, comprenant un vernis à base de polysiloxane, un solvant, un promoteur d'adhérence, et optionnellement un catalyseur de durcissement et un agent de stabilisation UV, de type HALS. L'invention a aussi pour objet un procédé de traitement de verre optique notamment de type organique. Enfin, l'invention concerne un procédé d'introduction d'un agent de stabilisation UV, de type HALS.
Description
COMPOSITION ET PROCEDE POUR TRAITEMENT DE VERRES ORGANIQUES
Domaine de l'invention La présente invention concerne le traitement de verre organique, notamment de verre ophtalmique ou solaire. Le but de ce traitement est notamment de durcir la surface du verre, afin de la rendre résistante contre les rayures, et qu'elle puisse recevoir un traitement anti-reflet, miroir ou de coloration.
Etat de la technique Dans le domaine de l'optique, notamment des lunettes ophtalmiques et solaires, est apparu il y a quelques années sur le marché un matériau auparavant uniquement utilisé pour les montures: le polyamide. Sous les dénominations commerciales et/ou marques déposées de Trogamid (Degussa) ou de Grilamid o (EMS), des polyamides 4,12 ou des copolymères de l'acide dodécane dioïque et de Cyclohexanamine,4,4'-methylenebis(2-methylcyclohexanamine) ont été introduits sur le marché du verre pour lunettes en tant que substituts au polycarbonate (autre type de verre thermoplastique). Leur utilisation tend à se généraliser en Europe. Mais les solutions techniques pour les protéger contre les rayures et chocs sont encore assez imparfaites.
En effet, les verres en polymère thermoplastique, tel que le polyamide, ont un réseau en deux dimensions, et se révèlent moins résistants que les verres thermodurcissables qui présentent un réseau en trois dimensions. Les verres en polymère thermoplastique nécessitent en particulier d'être recouverts d'une couche protectrice durcissante. Pour cela, on utilise habituellement un vernis.
Les vernis utilisés doivent répondre à un certain nombre d'exigences parmi lesquelles: - une compatibilité de leurs solvants avec le verre destiné à être revêtu ; - une adhérence directe sur le substrat, à savoir le verre organique, dans des conditions de mise en oeuvre classiques ; une dureté au moins équivalente aux vernis déjà utilisés sur le polycarbonate solaire ; une colorabilité permettant d'aller jusqu'à des absorptions lumineuses d'environ 90% avec des colorants déjà utilisés par la profession ; une mise en oeuvre desdits vernis dans des machines de vernissage déjà utilisées par les principaux fabricants de verres solaires ; une durée de vie en machine (c'est-à-dire la possibilité d'utiliser une quantité de produit prêt à l'emploi pendant une durée prolongée) acceptable ; - une nocivité aussi faible que possible du vernis et de leurs solvants pour les utilisateurs (personnel de production).
On connaît déjà des compositions ayant un effet durcissant sur le verre optique de type organique.
A titre d'exemple, la demande de brevet FR 2 551 223 décrit une composition pour le durcissement de la surface de lentilles préparées à partir de résines de polyamide, comprenant un ester acrylique monomère polyfonctionnel, un photo-inducteur et un diluant. Cette composition, appliquée par polymérisation photo-induite, améliore la résistance au choc et à l'usure des lentilles. L'effet durcissant est réalisé en utilisant une combinaison particulière de photo-inducteur, à savoir une combinaison d'un photo-inducteur du type à soustraction d'hydrogène et d'un photo-inducteur du type à coupure en a de la double liaison.
Les verres ainsi obtenus ont cependant une faible dureté et sont difficilement colorables et peu enclins à recevoir un traitement anti-reflet ou miroir, et notamment par métallisation sous vide. Les présents inventeurs ont donc cherché d'autres bases de vernis et d'autres additifs pour préparer des compositions permettant de répondre aux critères énoncés ci-dessus, sachant que la première condition pour qu'un vernis puisse être utilisé dans le présent contexte est la compatibilité de ses solvants avec le substrat.
La demande de brevet FR 2 858 691 décrit: une composition polymérisable anti-rayures comprenant: a) au moins un alkoxysilane et/ou au moins un hydrolysat de celui-ci, b) des particules anisotropes d'au moins un oxyde métallique et/ou au moins un oxyhydroxyde métallique, c) optionnellement un catalyseur de polymérisation, ainsi que son application en optique ophtalmique. Les particules anisotropes confèrent en effet une résistance à la rayure améliorée pour des revêtements de polysiloxane les contenant. De plus, il est précisé que les substrats convenant pour les articles d'optique selon l'invention sont les substrats en polycarbonates, ceux obtenus par polymérisation des méthacrylates d'alkyle, ainsi que ceux obtenus par polymérisation des allyl carbonates de polyols, tel que le bis allyl carbonate du diéthylèneglycol vendu sous la dénomination commerciale CR 39.
Les présents inventeurs ont aussi développé un vernis à base d'alkoxysiloxane. Mais à la différence de cette demande de brevet FR 2 858 691, la composition selon l'invention ne contient pas de particules anisotropes présentant un facteur de forme et des dimensions très particulières, et permet plus particulièrement de revêtir des substrats en polyamide.
Objet de l'invention Un premier objet de l'invention est une composition pour traitement de verre optique notamment de type organique, comprenant un vernis de type polysiloxane, au moins un solvant, au moins un promoteur d'adhérence, et optionnellement un catalyseur de durcissement et un agent de stabilisation contre les rayons UV.
L'invention a aussi pour objet un procédé de traitement de verre optique notamment de type organique.
Encore un autre objet de l'invention est l'utilisation d'un agent de stabilisation contre les rayons W, à savoir un composé comprenant une fonction amine secondaire ou tertiaire, ledit composé étant de préférence un dérivé de la pipéridine, et encore plus préférentiellement un dérivé de la 2,2,6,6-tétraméthyl-pipéridine, permettant de stabiliser le système constitué par le vernis de type polysiloxane et le verre organique.
Enfin, l'invention a aussi pour objet un procédé d'introduction d'un agent de stabilisation contre les rayons W, à savoir un composé comportant une fonction d'amine secondaire ou tertiaire, ledit composé étant de préférence un dérivé de la pipéridine, et encore plus préférentiellement un dérivé de la 2,2,6,6-tétraméthylpipéridine, dans la composition pour le traitement de verre optique selon l'invention.
Description de l'invention
La présente invention s'applique aux verres organiques, plus particulièrement aux verres thermoplastiques, et encore plus particulièrement aux verres en polyamide, tel que le polyamide 12 (aussi connu sous le nom de Nylon).
L'invention concerne une composition pour le traitement de 30 verre optique notamment de type organique, caractérisée en ce qu'elle comprend: - un vernis de type polysiloxane; - optionnellement un catalyseur de durcissement ; - au moins un solvant ; un promoteur d'adhérence ; et optionnellement un agent de stabilisation UV. 5 Le vernis: Le vernis employé dans la composition selon l'invention est un vernis où le polysiloxane représente en poids au moins 80% de la matière sèche dudit vernis, et de 10 préférence au moins 90%. Les polysiloxanes utilisés dans la composition selon l'invention sont les époxyalkoxysilanes. Certains de ces produits sont connus en tant que tels. Des mélanges de plusieurs polysiloxanes peuvent être 15 utilisés. Les époxyalkoxysilanes préférés selon l'invention comportent un groupement époxy. Les époxyalkoxysilanes préférés selon l'invention comportent au moins deux groupements alkoxy, ces derniers 20 étant directement liés à l'atome de silicium. Un époxyalkoxysilane préféré est un alkoxysilane porteur d'un groupement (3-(3,4-époxycyclohexyle), tel que le j3-(3, 4-époxycyclohexyl)éthyltriméthoxysilane. Les époxyalkoxysilanes particulièrement préférés répondent 25 à la formule (1):
R2 (RIO)3Si(CH2)iù (OCH2CH2)b OCH2C CH2 (I) O Dans laquelle: R1 est un groupement alkyle de 1 à 6 atomes de carbone, préférentiellement un groupement méthyle ou éthyle, R2 est un groupement méthyle ou un atome d'hydrogène, a est un nombre entier de 1 à 6, b représente les nombres entiers 0,1 ou 2. Des exemples préférés de tels époxysilanes sont le y-glycidoxypropyltriéthoxysilane et le y-glycidoxypropyltriméthoxysilane, ce dernier étant particulièrement 10 préféré.
Comme époxysilanes, on peut également utiliser des époxydialkoxysilanes tels que le y-glycidoxypropylméthyl-diméthoxysilane, y-glycidoxypropylméthyldiéthoxysilane, Y-15 glycidoxyéthoxypropylméthyldiméthoxysilane.
Les époxydialkoxysilanes sont préférentiellement utilisés à des teneurs plus faibles que les époxytrialkoxysilanes cités précédemment. D'autres alkoxysilanes préférés répondent à la formule suivante: R3cR4dSiZ4-(c+d) (II) 25 Formule dans laquelle R3 et R4 sont choisis parmi les groupes alkyle, méthacryloxyalkyle, alcényle et aryle substitués ou non (des exemples de groupements alkyle substitués utilisables sont les alkyles halogénés, 30 notamment chlorés ou fluorés); Z est un groupe alkoxy, alkoxyalkoxy ou acyloxy; c et d prennent les valeurs 0, 1 ou 2; et c+d représente 0,1 ou 2. 20 Cette formule (II) inclut les composés suivants qui sont donnés ici à titre d'exemple : (1) les tétraalkoxysilanes, tels que le méthylsilicate, éthylsilicate, n-propylsilicate, isopropylsilicate, n- butylsilicate, sec-butylsilicate, et t-butylsilicate, et/ou (2) les trialkoxysilanes, trialkoxyalkoxysilanes ou des triacyloxysilanes, tels que méthyltriméthoxysilane, méthyltriéthoxysilane, vinyltriméthoxysilane, vinyltriéthoxysilane, vinyltriméthoxyéthoxysilane, vinyltriacéto-xysilane, phényltriméthoxysilane, phényltriéthoxysilane, y-chloropropyltriméhoxysilane, y-trifluoropropyltriméthoxysilane, méthacryloxypropyl-triméthoxysilane, et/ou (3) dialkoxysilanes, tels que: diméthyldiméthoxysilane, ychloropropylméthyldiméthoxysilane et méthylphényldimétho-15 xysilane.
L'utilisation d'un hydrolysat d'alkoxysilane(s) est possible, et peut être réalisée selon une technique connue de l'art antérieur. Ainsi les techniques exposées dans les 20 brevets EP 614 957 et US 4 211 823 peuvent être employées. L'hydrolysat de silane est préparé en ajoutant de l'eau ou une solution d'acide minéral tel que l'acide chlorhydrique ou d'acide sulfurique au(x) silane(s). Il est possible, également, de pratiquer l'hydrolyse sans ajouter de 25 solvants et en utilisant simplement l'alcool ou l'acide carboxylique formé lors de la réaction entre l'eau et le(s) alkoxysilane(s). On peut aussi substituer ces solvants par d'autres solvants, tels que des alcools, des cétones, des chlorures d'alkyles, et des solvants 30 aromatiques. L'hydrolyse avec une solution aqueuse d'acide chlorhydrique est préférée.
Les conditions de polymérisation du vernis (température et /ou temps) influent considérablement sur la dureté, la colorabilité, et l'adhérence du vernis. Dans une réalisation avantageuse avec des polyamides couramment utilisés, la polymérisation est effectuée à une température comprise entre 90 C et 120 C, par exemple pendant une durée de l'ordre de deux heures. Ce qui limite la zone de température utilisable est, d'une part, la température de déformation du substrat. D'autre part, au-dessous de 90 C, l'adhérence sur le substrat n'est dans certains cas plus satisfaisante. Typiquement, la polymérisation en l'absence de catalyseur sur le polyamide 4,12 s'effectue à une température comprise entre 90 et 110 C (avantageusement à environ 100 C) et celle sur le polyamide 12 à une température comprise entre 110 et 120 C (avantageusement proche de 120 C, si le substrat le permet). A l'issue de la polymérisation, le vernis selon 20 l'invention a un indice de réfraction d'environ 1,5.
Le catalyseur de durcissement: Un catalyseur de durcissement peut intervenir dans la composition selon l'invention. Certains de ces catalyseurs 25 connus pour durcir les vernis à base de polysiloxane peuvent convenir. On peut notamment citer comme exemples de catalyseurs de durcissement les composés de l'aluminium, et en particulier les composés de l'aluminium choisis parmi: 30 - les chélates d'aluminium, et - les composés de formules (III) ou (IV) détaillées ci-dessous: AI(OCR)n(OR') 3_n (III) O (R'O)3-nAI(OSIR"3)n (IV) dans lesquelles: R et R' sont des groupements alkyles à chaîne linéaire ou ramifiée de 1 à 10 atomes de carbone,
10 R" est un groupement alkyle à chaîne linéaire ou ramifiée de 1 à 10 atomes de carbone, un groupement phényle, un groupe ùOCR O 15 où R a la signification indiquée ci-dessus, et n est un nombre entier de 1 à 3. Un chélate d'aluminium est un composé formé par la réaction d'un alcoolate d'aluminium avec des agents séquestrants exempts d'azote et de soufre, contenant de 20 l'oxygène comme atome de coordination.
Le chélate d'aluminium est de préférence choisi parmi les composés de formule (V): 25 AIXäY3_ä (V)
dans laquelle: X est un groupement OL où L est un groupement alkyle de 1 à 10 atomes de carbone,5 Y est au moins un ligand produit à partir d'un composé de formule (1) ou (2) : (1) MI CO CH2 COM2 (2) M3 CO CH2 COOM4 dans lesquelles: Ml, M2, M3 et M4 sont des groupements alkyles de 1 à 10 atomes de carbone, et v est un nombre entier qui prend les valeurs 0,1 ou 2. 10 Comme exemples de composés de formule (V) utilisables dans le cadre de la présente invention, on peut citer 1'acétylacétonate d'aluminium, 1'éthylacétoacétate bisacétylacétonate d'aluminium, le biséthylacétoacétate 15 acétylacétonate d'alumminium, le di-n-butoxyde monoéthylacétoacétate d'aluminium et le diipropoxyde monométhylacétoacétate d'aluminium.
Comme composés de formule (III) ou (IV), on choisit 20 préférentiellement ceux pour lesquels R' est un groupement isopropyle ou éthyle, et R et R" sont des groupements méthyle. De façon particulièrement avantageuse, on utilisera comme catalyseur de durcissement de la composition l'acétyleacétonate d'aluminium, dans une proportion de 0,1 à 5% en poids du poids total de la composition.
L'emploi d'un catalyseur de durcissement diminue le temps de polymérisation, mais aussi la durée d'utilisation du 30 bain de trempage. Pour cette raison, il peut être avantageux, notamment pour des petites séries, de ne pas5 utiliser de catalyseur, bien que cela rallonge le temps de polymérisation.
Le solvant: Les compositions de l'invention comportent en outre un solvant organique. Pour des raisons pratiques, on préfère un solvant dont le point d'ébullition, à pression atmosphérique, est compris entre 70 C et 140 C. Comme solvant organique utilisable selon l'invention, on peut citer les alcools, les esters, les cétones, le tétrahydropyrane, le tétrahydrofurane et leurs mélanges. Les esters sont de préférence choisis parmi les acétates, et on peut citer en particulier l'acétate d'éthyle. Des éthers peuvent intervenir dans la composition selon l'invention comme solvants à condition que le point d'ébullition ne soit pas trop élevé.
Le butanol et l'isobutanol sont des solvants connus pour les matières thermoplastiques. Mais dans le cas de verres en polyamide, ils donnent lieu à des problèmes que l'on rencontre aussi avec d'autres types de solvants, à savoir : - le problème de blanchiment, c'est-à-dire la formation d'un voile ou d'une surface blanche sur le substrat 25 sous l'effet du solvant; - et le problème d'endommagement du substrat du point de vue de sa résistance au choc, c'est-à-dire la diminution de la résistance aux chocs de la surface sous l'effet du solvant. 30 Ces deux problèmes, qui peuvent apparaître séparément ou conjointement, rendent le verre organique inapte à être utilisé comme verre optique.
Par ailleurs, certains solvants ne permettent pas d'obtenir une bonne adhérence sur les verres organiques thermoplastiques des vernis usuels. Et enfin, comme cela sera expliqué ci-dessous, d'autres solvants qui pourraient convenir sont écartés de la composition du fait que leur emploi est peu pratique dans une production industrielle.
Pour des raisons pratiques liées aux contraintes d'une production industrielle, le solvant utilisé dans la composition selon l'invention doit répondre aux exigences suivantes: être liquide à température ambiante (c'est-à-dire avoir un point de fusion inférieur à 15 C, et de 15 préférence inférieur à 10 C ; - avoir un point d'ébullition inférieur à 200 C, et de préférence inférieur à 160 C, pour pouvoir être évaporé à pression atmosphérique ; - si le solvant est un alcool, avoir une chaîne 20 linéaire ne comprenant pas plus de 6 carbones, et pas plus de 2 fonctions alcools.
Les inventeurs ont trouvé que le méthoxy-2-propan-1-ol permet de satisfaire à tous ces critères. 25 D'autres alcools secondaires ou tertiaires comme le diacétone-alcool pourraient également convenir, mais il peut alors se poser le problème de séchage : on préfère des solvants assez volatils, afin que le séchage puisse 30 avoir lieu à pression atmosphérique sous irradiation IR, sans recours à des équipement sous vide.
De même, l'alcool tertiobutylique pourrait être employé, mais il pourrait alors avoir un problème de point de fusion : cet alcool présente un point de fusion trop élevé, à savoir 25 C.
L'éther de glycol peut aussi convenir comme solvant. On peut également utiliser des cétones à l'exception de l'acétone qui est trop volatile. Par exemple, la méthylisobutyle-cétone peut tout à fait convenir.
Enfin, un mélange de solvants pour la composition selon l'invention est aussi envisageable, comme par exemple un mélange méthanol/méthoxy-2-propan-l-ol.
15 Le promoteur d'adhérence: Les polyamides (constituants le substrat du verre optique) étant thermoplastiques, il est nécessaire d'avoir recours à un promoteur d'adhérence qui va permettre au vernis d'adhérer directement sur le substrat et aussi rendre 20 possible un traitement anti-reflet. Le promoteur d'adhérence doit réaliser une adhérence telle que le verre optique puisse être coloré après le vernissage lors de l'opération de coloration dans un bain d'eau bouillante à 95 C sans être détérioré ou fragilisé. 25 Le promoteur d'adhérence préféré dans le cadre de la présente invention est le GPTMS (3- Glycidoxypropyl)triméthoxysilane qui réagit très facilement, grâce à ses fonctions époxy, avec les 30 groupements aminés (préalablement activés par un traitement de surface alcalin). Le rendement obtenu et la nature de la liaison covalente créée par la réaction entre 10 l'époxy et l'amine, permettent d'obtenir des niveaux d'adhérence suffisants sur le polyamide rendant ainsi possible les étapes de coloration à chaud.
De manière préférée, on utilisera le promoteur d'adhérence dans une proportion de 1 à 50% en poids par rapport à la matière sèche de la composition du vernis selon l'invention, et de manière particulièrement préférée dans une proportion de 1 à 30%.
L'aqent de stabilisation contre les rayons UV: L'agent de stabilisation contre les rayons UV permet de répondre au problème d'oxydation des polymères, qui provoque un jaunissement du substrat, une perte de transparence éventuelle, l'apparition de craquelures en surface, et qui joue sur les propriétés mécaniques en diminuant la flexibilité et la résistance à la traction. Cette oxydation est accélérée par la température et les rayons UV.
Dans le cadre de l'invention, on emploie comme agent de stabilisation UV un composé à base d'une amine secondaire ou tertiaire, de préférence une amine secondaire ou tertiaire dans lequel l'atome d'azote fait partie d'un cycle hydrocarbure saturé à 4,5, ou 6 atomes de carbone, tel qu'un dérivé du pyrrolidine ou de la pipéridine, et de préférence à base d'un dérivé de la 2,2,6,6-tétraméthylpipéridine, et préférentiellement une amine appartenant à la famille des HALS (Hindered Amines Light Stabilizers).
Des exemples de HALS utilisés dans la composition selon l'invention ont les formules suivantes: 1) Monomère: Tinuvin 770 (CIBA), à savoir le [bis-(2,2,6,6-tetraméthyl-4-pipéridyl)sébaçate] H3C CH3 H3C CH3 2) Polymère: ùCH2ùH2CùN /N\ (CH2)3 (CH2)3 N NH NH R~N~R R \N~R CH3 Nù(CH2)-CH3 CH3 H3C CH3 N /CH3 avec R: H n Selon l'invention, l'introduction d'agent de stabilisation contre les rayons UV dans la composition selon l'invention est réalisée en milieu acide pour empêcher cet agent de stabilisation contre les rayons UV de réagir avec les époxydes du promoteur d'adhérence; ce dernier peut être un composé de type GPTMS. Ledit agent comprend une fonction d'amine secondaire ou tertiaire ; on préfère une amine secondaire ou tertiaire, et encore plus une amine dans laquelle l'atome d'azote fait partie d'un cycle hydrocarbure saturé à 4,5, ou 6 atomes de carbone, tel qu'un dérivé du pyrrolidine ou de la pipéridine. Les amines les plus préférées sont des dérivés de la 2,2,6,6-tétraméthyl-pipéridine ; dans cette famille, on préfère les amines appartenant à la famille des HALS (Hindered Amines Light Stabilizers).
L'introduction est réalisée par un procédé qui comporte les étapes suivantes: a) ajout d'une solution minérale diluée, notamment 20 d'acide nitrique (par exemple à 2,69 x) dans un solvant approprié, tel que le méthoxy-2-propan-1-ol, à du vernis approprié pour être déposé sur du polyamide, b) agitation (typiquement à température ambiante et 25 pendant plusieurs heures, par exemple 16 heures), c) ajout de l'agent de stabilisation UV, de préférence de type HALS (par exemple le produit vendu sous la marque Tinuvin 765 (CIBA), à savoir le bis-(1,2,2,6,6-pentaméthyl-4-pipéridyl)sébaçate, à 30 raison d'environ 0,15% par rapport au taux de solides du vernis).
L'invention concerne aussi un procédé de traitement de verre optique notamment de type organique, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes: a) prétraitement du substrat dans une solution alcaline contenant un agent de préparation de surface, de préférence à une température comprise entre 45 C et 60 C, b) au moins une étape de rinçage du substrat prétraité, c) séchage du substrat, de préférence par rayons infra- rouge, par exemple à une température de 80 C, d) refroidissement du substrat, de préférence à une température comprise entre 10 et 30 C, e) trempage du substrat dans une composition pour le traitement de verre optique selon l'invention, ladite composition comprenant un vernis, f) prépolymérisation du vernis, g) polymérisation du vernis, de préférence à une température comprise entre 90 C et 120 C.
Comme agent de préparation de surface, les inventeurs ont utilisé avec succès pour le prétraitement le produit Chemopclean 201P (qui consiste en un mélange de 45% de soude avec 35% de gluconate de sodium et 20% de phosphate trisodique, et dont le pH est de 14) à raison d'une concentration de 3% en poids à 55 C pendant 4 minutes dans une cuve à ultrasons ; les premier et deuxième rinçages ont été effectués pendant 4 minutes chacun.
L'étape de prépolymérisation s'effectue de manière avantageuse par chauffage infra-rouge. Le chauffage doit être réalisé de manière à éviter que les solvants ne s'évaporent trop vite et ne restent piégés sous forme de bulles dans le vernis. C'est pourquoi on préfère un chauffage progressif. De plus cela permet que la réaction de polymérisation s'effectue de manière homogène à l'interface vernis-substrat. Les verres obtenus sont alors "hors-poussière".
L'invention concerne aussi l'utilisation d'agent de stabilisation W, à base d'amine secondaire ou tertiaire, de préférence à base d'un dérivé de la 2,2,6,6-tétraméthyl-pipéridine, et préférentiellement une amine appartenant à la famille des HALS (Hindered Amines Light Stabilizers)HALS pour stabiliser un système vernis polysiloxane/verre organique.
Les exemples qui suivent illustrent l'invention sans toutefois en limiter la portée.
Exemples: Dans les exemples 1 et 2, un test d'adhérence a été réalisé afin de vérifier cette propriété sur la composition selon l'invention. Il consiste en les étapes suivantes: a) sur la surface du vernis est pratiqué un quadrillage 25 de 11 lignes longitudinales et 11 lignes latérales distantes de 1 mm, b) un ruban adhésif de marque 3M est appliqué pendant 30 secondes, puis arraché d'un coup sec. c) le nombre des carrés non arrachés est comptabilisé 30 d) l'essai est répété à 5 reprises.
De plus, un test d'abrasion à la laine d'acier a été réalisé en frottant la surface du verre vernie avec de la laine d'acier n 000 sous une charge de 200 g à 30 reprises puis en notant l'étendue des dommages. L'exemple 3 décrit le procédé selon l'invention de traitement de verre optique, notamment de verre organique.
Enfin, l'exemple 4 décrit le procédé d'introduction d'un 10 agent de stabilisation UV, en l'occurrence "Tinuvin 765" (CIBA), dans la composition selon l'invention.
Exemple 1 selon l'invention: A un kilogramme de vernis commercialisé par la société Isochem sous le nom de TE 1- 15 8, dont le solvant principal est le butanol primaire et qui contient, en pourcentages par rapport à sa matière sèche, 17% d'AMEO (3-aminopropyltriméthoxysilane), 5 % de GPTMS, 75% d'alkoxysilane (méthoxy- et éthoxysilane) et 3% d'acide acétique, on ajoute 200 g de diacétone alcool. Le 20 taux de solides initial du vernis est de 30% en poids, et le taux final du mélange obtenu de 25% en poids. La concentration en alcool tertiaire est alors de 16,7% en poids. Un verre injecté en Nylon 12 (Grilamid TR 90) est alors verni par trempage avec le vernis résultant de cette 25 opération. Le verre reste parfaitement transparent après la polymérisation du vernis effectuée en 2 heures à 120 C, alors que le vernis TE 1-8 conduit à une opacification quasi-immédiate du verre, due à l'attaque du Nylon 12 par le butanol primaire. 30 Après 24h, on teste l'adhérence, la résistance à l'abrasion par la laine d'acier, et les résultats sont en accord avec les standards de l'industrie. Un bain de5 coloration est ensuite appliqué à l'aide du colorant brun BPI pendant 30 minutes à 92 C. Une absorption de 70% est alors obtenue. La poursuite de la coloration n'améliore pas l'absorption, mais conduit à une attaque du vernis et/ou à un décollement de celui-ci.
Exemple 2 selon l'invention: On part d'un kilogramme de vernis commercialisé par la société LGChem sous le nom de LGCOM-TN11-MP (PM), qui contient en pourcentages par rapport à sa matière sèche, 67% d'alkoxysilane, 3 % d'acide acétique, 29 % de GPTMS (en tant que promoteur d'adhérence), 1 % d'acétylacétonate d'aluminium (en tant que catalyseur de durcissement), et dont le taux de solides est d'environ 35% en poids. Ce vernis comporte comme solvant principal le methoxy-2-propan-l-ol, avec une teneur en méthanol de 15% en poids. A ce vernis, on ajoute 400 g de methoxy-2-propan-l-ol. Le taux de solides final est ainsi ramené à 25% en poids, et la concentration en méthanol à 10,7%. Un verre injecté en Nylon 12 (Grilamid TR 90) est alors verni par trempage avec le vernis résultant de cette opération. Le verre reste parfaitement transparent après la polymérisation du vernis effectuée en 2 heures à 110 C, alors que le vernis initial conduit à une opacification quasi-immédiate du verre, due à l'attaque du Nylon 12 par le méthanol. Après 24h, on teste l'adhérence, la résistance à l'abrasion par la laine d'acier, et les résultats sont en accord avec les standards de l'industrie. Le verre plongé pendant 5h dans l'eau bouillante reste intact.
Un bain de coloration est ensuite appliqué à l'aide d'un colorant brun BPI (Brain Power Incorporated) pendant 10 minutes à 92 C. Une absorption de 70% est alors obtenue.
La poursuite de la coloration rendue possible par l'adhérence remarquable du vernis et sa colorabilité, permet d'atteindre une absorption supérieureà 90% au bout de 30 minutes d'immersion dans le bain de coloration.
Exemple 3 selon l'invention: Les verres en polyamide sont traités dans une machine de vernissage par trempé munie de cuves à ultrasons. Dans la première cuve, une solution alcaline contenant un agent de préparation de surface (Chemopclean 201P) à une concentration de 3% en poids est portée à 55 C et est soumise à des ultrasons. Le rinçage est effectué d'abord avec de l'eau courante, puis avec de l'eau déminéralisée à 40 C. Chaque étape est réalisée pendant 4 minutes, puis les verres sont séchés 4 minutes par chaleur infra-rouge puis refroidis avant d'être trempés pendant 8 minutes dans la composition pour le traitement de verre optique décrite dans les exemples 1 et 2. Les verres sont ensuite introduits dans le four de polymérisation.
Exemple 4 selon l'invention: Procédé d'introduction d'agent de stabilisation contre les rayons W: A un kilogramme de composition pour le traitement de verre optique selon l'invention, on ajoute 75 g d'une solution d'acide nitrique à 2,69% dans le méthoxy-2-propan-l-ol. On agite à température ambiante pendant 16 heures. A ce mélange, on ajoute 0,15% en poids d'agent de stabilisation contre les rayons UV de type HALS (Tinuvin 765, à savoir le bis-(1,2,2,6,6-pentaméthyl-4-pipéridyl)sébaçate) par rapport aux taux de solides du vernis, soit 0,38 g environ.
Claims (10)
1. Composition pour le traitement de verre optique notamment de type organique, caractérisée en ce qu'elle comprend: - un vernis de type polysiloxane, où le polysiloxane représente en poids au moins 80% de la matière sèche, 10 et de préférence au moins 90% du poids de la matière sèche, dudit vernis, - au moins un solvant, - optionnellement un catalyseur de durcissement - au moins un promoteur d'adhérence. 15
2. Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend en plus un agent de stabilisation contre les rayons W. 20
3. Composition selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le polysiloxane est un époxyalkoxysilane comportant un groupement époxy et au moins deux groupements alkoxy. 25
4. Composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le solvant est caractérisé par un point d'ébullition, à pression atmosphérique, compris entre 70 C et 140 C. 30
5. Composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le solvant est le méthoxy-2-propan-l-ol.
6. Composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le promoteur d'adhérence est le (3-Glycidoxypropyl)triméthoxysilane (GPTMS).
7. Composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que l'agent de stabilisation contre les rayons UV est un composé fonction d'amine secondaire ou tertiaire, un dérivé de la préférentiellement tetraméthylpipéridine.
8. Procédé de traitement de verre optique notamment de type organique, ledit procédé comportant les étapes 15 suivantes: a) prétraitement du substrat dans une solution alcaline contenant un agent de préparation de surface, de préférence à une température comprise entre 45 C et 60 C 20 b) au moins une étape de rinçage du substrat prétraité, c) séchage du substrat, de préférence par rayons infra-rouges, d) refroidissement du substrat, e) trempage du substrat dans une composition pour le 25 traitement de verre optique selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, ladite composition comprenant un vernis, f) prépolymérisation du vernis, g) polymérisation du vernis, de préférence à une 30 température comprise entre 90 C et 120 C. comprenant une de préférence pipéridine, et encore plus un dérivé de la 2,2,6,6-
9. Utilisation d'un agent de stabilisation contre les rayons UV, ledit agent comprenant une fonction d'amine secondaire ou tertiaire, ledit agent étant de préférence d'un dérivé de la pipéridine, et encore plus préférentiellement un dérivé de la 2,2,6,6-tétraméthylpipéridine, pour stabiliser une composition pour le traitement de verre optique selon l'une quelconque des revendications 1 à 7.
10. Procédé d'introduction d'un agent de stabilisation contre les rayons UV, ledit agent comprenant une fonction d'amine secondaire ou tertiaire, ledit agent étant de préférence un dérivé de la pipéridine, et encore plus préférentiellement un dérivé de la 2,2,6,6-tétraméthyl- pipéridine, dans la composition pour le traitement de verre optique selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, ledit procédé comportant les étapes suivantes: a) ajout d'une solution d'acide nitrique diluée dans le méthoxy-2-propan-l-ol à une composition pour le traitement de verre optique selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, b) agitation, c) ajout de l'agent de stabilisation contre les rayons UV. 30
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