Brevet FR2519884A1 — publié le 19830722

"Procédé pour former un rev & ement coloré sur un article,tel que notamment une monture de lunettes." L'invention concerne un procédé pour former un revêtue ment coloré sur un article, ledit procédé étant applicable à une grande variété d'articles, y compris de petits articles tels que des montures de lunettes. La méthode habituelle de construction d'une monture métallique de lunettes correctrices ou filtrantes consiste à produire les anneaux de retenue des lentilles ou verres, les branches latérales et les pièces de monture et à les assembler. Ultérieurement, on applique une couche de revêtement de métal précieux pour assurer une protection contre la corrosion. Toutefois, en raison de tendances de la mode, des montures métalliques colorées sont quelquefois nécessaires, aussi bien que des montures comportant un fini superficiel du type or ou argent. Des montures métalliques colorées se trouvant sur le marché posent de nombreux problèmes associés au fini coloré sur métal, et parmi ces problèmes on peut citer : a) médiocre adhésion de la couche de revêtement plastique sur le support métallique b) revêtement extrêmement mince qui disparaît rapidement par usure par suite de la médiocre résistance à l'abrasion, et c) inaptitude de la couleur à supporter des solvants agressifs. Le principal but de l'invention est de réaliser des perfectionnements à l'application d'un revêtement coloré permettant de diminuer l'acuité de ces problèmes, notamment en vue de la production de montures métalliques colorées. On peut résumer l'invention en indiquant qu'elle a pour objet un procédé pour former un revêtement sur un article (par exemple une monture de lunettes), lequel procédé comprend les étapes consistant à établir un revêtement avec de la poudre de matière plastique à base de résine, à cuire pour fondre la poudre, à plonger dans une solution chaude de colorant, et, après immersion à chauffer pour provoquer une diffusion du colorant dans le revêtement. Plus précisément, l'invention a pour objet un procédé qui comprend les opérations élémentaires consistant à revêtir un produit avec une poudre de matières plastiques à base de résine, à cuire le produit, ainsi revêtu, à une température suffisamment élevée pour fondre ladite poudre, à plonger le produit revêtu dans une solution de colorant se trouvant à une température supérieure à celle de l'atmosphère , et pendant un temps dont la durée est réglée de manière à établir une profondeur de pénétration de couleur. dans ladite poudre fondue, à enlever le produit revêtu de ladite solution de colorant, et à chauffer le produit revêtu jusqu'à une température supérieure à la température atmosphérique et suffisante pour provoquer une diffusion du colorant dans ledit revêtement fondu. Cs procédé aboutit à l'obtention d'un résultat surprenant consistant en ce que la résine se trouve péntrée par le colorant jusqu'à une profondeur considérable, de sorte que, par exemple, le produit fini peut être exposé à de l'acétone ou à des diluants pour laques sans que de sérieux dommages en résultent à son aspect. La méthode habituelle permettant d'appliquer un revêtement de polyester sur une monture de lunettes consiste à maintenir la monture sur un support et à diriger une poudre de polyester à partir d'un pistolet au travers d'un champ électrostatiqueet jusque sur la monture. Ultérieurement, on chauffe la monture. Toutefois, un des problèmes rencon trés jusqu a présent avec les montures de lunettes résultait du fait que le polyester ou autre matériau du type matière plastique se trouve facilement enlevé à partir de la monture parce qu'il y est habituellement en couche très mince.En vue d'apporter des perfectionnements visant à accroître l'épaisseur de la pellicule de polyester (ou de résine époxy), selon un aspect de la présente invention, on chauffe la monture jusqu'à une température supérieure à la température atmosphérique et on dirige la poudre jusque sur la monture à cette température plus élevée. Ceci a effet surprenant de rendre l'adhésion des particules bien meilleure que si on les dirigeait sur une surface métallique froide, et aussi d'accroître considérablement l'épaisseur du revêtement. Si on laque une monture métallique, la couleur est quelque peu terne et sans vie et, en vue d'aboutir à un aspect amélioré et aussi à une meilleure adhésion, selon un aspect de l'invention la monture métallique est d'abord "sablé" avec un matériau granulaire (tel par exemple que du carbure de silicium), et ceci a pour effet de provoquer dans le métal la formation de petites empreintes en creux qui améliorent l'adhésion et établissent de petites surfaces réfléchissantes au-dessous de la couche de résine ou d' "émail" qui ajoutent un lustre considérable à l'aspect de l'article tout en diminuant aussi certaines imperfections (rides ou ondulations) sur la surface de la matière plastique. Un problème qui a été rencontré dans la formation de revêtement sur une monture de lunettes a été la forte surépaisseur observable dans le revêtement de la monture avec une laque ou une résine de polyester à l'emplacement de la charnière entre les branches latérales et les anneaux servant à retenir les verres, et aussi aux emplacements des supports flexibles des pièces qui doivent reposer sur le nez. Selon un aspect de l'invention, après avoir déposé le matériau résineux en particules sur la surface métallique d'une monture de lunettes, on en réalise un enlèvement sélectif à l'aide d'une conduite de vide, à l'emplacement de portions relativement déplaçables de la monture, après quoi on réap- plique du matériau en particules, mais jusqu'à une épaisseur relativement faible. Ceci permet de résoudre le problème du "soudage" des pièces relativement mobiles par le polyester. L'aspect continu de l'article est toutefois lui-même retenu. On décrit ci-après d'une manière détaillée un mode de réalisation particulier de l'invention choisi à titre d'ex emplie bien entendu non limitatif, en se référant aux différentes figures des dessins ci-annexés, dans lesquels la fig. 1 illustre schématiquement une première opération élémentaire d'un procédé de formation d'un revêtement coloré sur une monture de lunettes, la fig. 2 illustre une deuxième opération élémentaire, la fig. 3 illustre une troisième opération élémentaire, la fig. 4 illustre une quatrième opération élémentaire, la fig. 5 illustre une cinquième opération élémentaire, la fig. 6 illustre une sixième opération élémentaire, la fig. 7 illustre une septième opération élémentaire, la fig. 8 illustre une huitième opération élémentaire, la fig. 9 illustre une neuvième opération élémentaire, la fig. 10 illustre une dixième opération élémentaire, la fig. 11 illustre une onzième opération élémentaire, la fig. 12 illustre une douzième opération élémentaire, la fig. 13 illustre une treizième opération élémentaire, et la fig. 14, enfin, illustre l'opération élémentaire finale du procédé en question. Dans le présent mode de réalisation, une monture 10 de lunettes propre à être portée par une personne, et comportant des portions Il servant à supporter des verres ou lentilles, des portions 12 servant à prendre appui sur le nez et des branches latérales repliables 13, est d'abord sablée à sec avec de la poudre 14 de carbure de silicium en grains dont la grosseur correspond au tamis nO 180. Cette façon de procéder diminue dans toute la mesure du possible la nécessité de recourir à la coûteuse opération de polissage à la main et diminue les risques de mise au rebut de montures par suite d'erreur de l'opérateur. La grosseur des grains de carbure peut varier, comme peut aussi varier la pression d'application d'air, mais on constate que du grain de carbure de silicium nO 180 appliqué sous une pression de 0,7 bar fournira la surface finale pos sédant le pouvoir réflecteur désiré. On peut faire varier la durée du temps de sablage pour s'adapter aux conditions opératoires, mais dans la plupart des cas il suffit d'un très bref laps de temps, et il y a peu à gagner à poursuivre l'opération de sablage après que l'on a atteint la propreté et la déformation nécessaires de la surface.Le sablage provoque la formation localisée d'empreintes en creux dans la surface métallique, autrement dit la surface métallique prend l'aspect d'une série de "vallées" étroitement associées qui non feulement fournissent une base pour une réflexion lumineuse d'un haut brillant, mais aussi constituent une excellente surface en vue de l'application de dép8ts. L'opération élémentaire suivante est le nickelage de la monture de lunettes dans un bain cl'électrolyse 15. Le dépôt de nickel confère au métal de base une protection adéquate contre la corrosion, et il recouvre avec une enveloppe de nickel toutes les très fines particules de carbure de silicium qui peuvent s'être trouvées retenues noyées dans le métal de base. La surface ondulante qui réfléchit (et diffuse) la lumière devient plus réfléchissante, de sorte que le brillant de la monture se trouve amélioré. Pour améliorer encore davantage le brillant, et aussi pour conférer une bonne protection contre la transpiration aux portions de la monture qui n'ont pas été protégées avec un revêtement de matière plastique (par exemple les protecteurs des pièces d'appui sur le nez, ou du métal de base), on applique sur le métal un mince dépôt de chrome ou de rhodium, comme dans un bain électrolytique de chromage 16. Ceci procure l'avantage supplémentaire de conférer une couleur constante au pouvoir réflecteur du métal de base. On évite ainsi le risque que des impuretés se trouvant dans le dépôt de nickel provoquent la pénétration d'une teinte de couleur jaune au travers de la couche de polyester ultérieurement appliquée. L'opération élémentaire suivante du procédé est la préparation de la monture avant l'application du revêtement de poudre. Il est essentiel que les surfaces intérieures des anneaux 11 destinés à supporter les verres ou lentilles des lunettes sur la monture ne se trouvent pas recouvertes d'une épaisse couche de résine de polyester pulvérisée ; autrement, on rencontrerait de grosses difficultés au moment de mettre en place les lentilles optiques. Afin d'éviter cette difficulté, on recouvre lesdites surfaces intérieures avec des boucles respectives 17 de ruban protecteur, et ceci évite la pénétration de la poudre dans la rainure de montage des verres. Quand on procède au montage des verres de lunettes, on peut les tailler par meulage jusqu'à une très faible tolérant ce (habituellement environ -+0,1 mm) et, en évitant l'accumulation de matière plastique dans les rainures, on peut conserver une tolérance correspondante précise dans les portions 11 servant à supporter les verres. L'opération élémentaire suivante est le préchauffage des montures avant l'application du revêtement de poudre. On chauffe les montures jusqu'à environ 800C pendant environ deux minutes dans un four 18. On constate que ceci permet d'appliquer sur la monture un revêtement de matière plastique beaucoup plus épais que si l'on effectuait cette application dans les conditions de la température ambiante. En outre, il en résulte que l'épaisseur du revêtement appliqué sur la monture est beaucoup plus uniforme sur toute la surface, ce qui donne un produit final très régulièrement revêtu. Le stade suivant est le choix de la poudre et l'application de cette poudre sur la monture. La poudre que l'on utilise dans le présent mode de réalisation est un polyester ou une résine époxy transparente dont les particules mesurent entre 30 microns et 150 microns. On applique la poudre à l'aide d'un canon électrostatique 20 d'une manière bien connue dans la technique en question, les particules de poudre passant au travers d'un champ électrostatique qui les charge et en assure l'attraction jusqu'à la surface métallique. Avant que la poudre soit finalement cuite suer 1a surface métallique, on enlève les boucles 17 de ruban protecteur à partir des portions destinées à recevoir les verres (dans les anneaux 11), on place un tube à vide 21 à proximité des diverses pièces travaillantes, c'est-à-dire les deux charnue res de branches latérales et les supports qui doivent prendre appui sur le nez ainsi que les deux blocs de verrouillage des bords des verres, et ceci permet d'enlever la poudre à partir de ces emplacements. On réapplique une très petite quantité de poudre sur ces emplacements, mais la couche ain si déposée est si mince qu'il n'en résulte aucun effet nuisible sur le fonctionnement de la monture de lunettes. On cuit les montures dans un four à une température comprise entre 1700C et 2500C, mais qui dans le présent mode de réalisation est égale à 2000C, afin de fondre la poudre et de former ainsi une pellicule continue à partir de la résine (polyester ou époxy) pulvérisée, et on place les montures avec les branches latérales 13 pendant verticalement vers le sol tandis que les portions 11 destinées à recevoir les verres sont parallèles au sol, comme le montre la fig. 9. Cette position est l'inyerse de celle qui est adoptée dans la technique antérieure. En adoptant cette nouvelle méthode de suspension, la poudre fond en se transformant en un revêtement plus lisse, avec moins de rides et d'ondulations dans la surface de matière plastique que si la monture était suspendue de la manière classique. A ce stade, les montures sont recouvertes d'une pellicule de polyester plus lisse que les rey8tements réalisés jus qu'à présent par mise en oeuvre des procédés de la technique antérieure. L'opération élémentaire suivante du procédé selon l'invention est la coloration de la matière plastique. On prépare la matière plastique en vue de sa coloration en commençant par plonger la monture dans un bain 22 d'une solution chaude de soude caustique pendant environ une minute (fig. 10). Ceci a pour effet de ramollir la surface de la pellicule résineuse et de faciliter la pénétration de colorant, tout en diminuant les risques de la formation de taches. On sort les montures du bain 22 de soude.caustique et on les plonge ensuite dans un bain 23 de colorant (fig. 11) à une température d'environ 850C (comprise entre 750C et 950C) pendant un temps dont la durée est choisie telle que l'on obtienne une teinte de couleur de l'intensité désirée. Des teintes plus foncées résulteront d'une plus grande profondeur de pénétration dans la couche de polyester, des teintes plus claires résulteront d'une profondeur de pénétration plus faible, et la teinte est fonction de la durée du temps d'immersion aussi bien que de la température et du choix du colorant. Un colorant convenable pour la coloration d'un polyester est celui vendu sous la marque commerciale "DYLON". Après que le revêtement de matière plastique a été ainsi coloré, il est souhaitable de traiter la surface afin que certains solvants ne risquent pas d'en endommager l'aspect. On réalise ceci en plaçant les montures dans un four 24 (fig. 12) maintenu à une température voisine de 2000C et en les y laissant pendant un temps d'une durée suffisante pour que la couche supérieure du polyester soit au moins partiellement refondue ; un laps de temps d'une durée adéquate est de 90 secondes. La refusion de la couche supérieure (qui intervient quand cette couche atteint une température comprise entre 150 et 1700C) a pour résultat que la portion teinte du polyester se trouve revêtue d'une couche lisse qui est résistante à certains solvants connus qui sans cela pourraient endommager la surface. Les couleurs pénètrent plus profondément dans le polyester, et tout dommage qui pourrait -intervenir ne sera vraisemblablement que très superficiel. Bien que le revêtement de polyester possède une excellente résistance à la plupart des produits chimiques à l'action desquels il puisse être soumis, il peut encore être attaqué par certains produits, et spécialement par ceux qui ont une haute valeur du pH (par exemple : combustible Diesel, matières caustiques, certaines huiles et substances aromatiques, et certains amino-acides). Comme le montre la fig. 13, on applique un brouillard humide 25 de polyuréthanne sur l'article de façon à y constituer une couche d'une épaisseur d'environ 20 microns. On cuit ensuite cette couche dans un four 26 à une température comprise entre 699C et 800C pendant 30 minutes. Il est important de ne pas surtraiter la couche sous-jacente de résine de polyester teinte, car il pourrait en résulter un changement de couleur. Le polyuré thane peut lui-même être pigmenté. Un polyuréthanne adéquat est celui vendu par Dulux Australia Limited, McNaughton Road, Clayton, Victoria, sous la marque "DULUX ACRAN". On a constaté que la couche de polyuréthanne non seulement accroît la résistance à une attaque par des produits chimi ques, mais améliore la flexibilité du produit et qu'elle résiste à la fissuration. Une étude du mode de réalisation ci-dessus prouve que l'invention permet d'obtenir un produit dont les caractéristiques sont supérieures à celles de produits élaborés par mise en oeuvre de techniques de l'art antérieur. Le sablage donne un effet de diffusion de la lumière qui améliore le brillant ; le nickelage puis le chromage ou le rhodiage améliorent non seulement la résistance à la corrosion, mais aussi accroissent le brillant du produit. L'application d'un revêtement de polyester, lors de Journées de forte humidité,a quelquefois eu pour conséquence un fini ondulé ou "ridé", mais en préchauffant les montures et en y appliquant un revêtement de matière plastique plus épais, on obtient un fini plus lisse même les jours de forte humidité. En masquant les portions qui comportent une rainure pour le montage des verres et en enlevant la poudre en excès à l'aide d'un vide, on obtient une monture possédant régulièrement une haute qualité. Une refusion de la résine après l'application du colorant se révèle aussi comme un moyen fournissant un fini superficiel considérablement. supérieur à celui qui était réalisable par mise en oeuvre des méthodes de la technique antérieure. Dans la description ci-dessus, l'invention est appliquée à des montures de lunettes qui constituent un produit difficile à colorer. Il ne faut toutefois pas perdre de vue que l'invention est applicable à une très large gamme de prs duits dont la plupart sont plus facilement revêtus que des montures de lunettes. REVENDICATIONS 1. Procédé pour former un revêtement coloré sur un article et comprenant I'n,pplication, sur le produit, d'un revêtement avec une poudre-de matière plastique à base de résine, caractérisé en ce qutil comprend les étapes consistant à : chauffer le produit revêtu à une température suffisamment élevée pour fondre ladite poudre plonger le produit revêtu dans une solution de colorant se trouvant à une température supérieure à la température atmosphérique et pendant un temps d'une durée qui est réglée de façon à réaliser une coloration en profondeur dans ladite poudre fondue ; enlever le produit revêtu de la solution de colorant, et chauffer le produit revêtu à une température supérieure à la température atmosphérique et suffisante pour provoquer une diffusion du colorant dans ledit revêtement fondu. 2. procédé pour former un revêtement coloré sur un article selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre les opérations élémentaires consistant à sabler la surface du produit avec des particules abrasives et à déposer électrolytiquement sur le produit un métal réfléchissant avant d'effectuer ladite opération d'application, sur le produit, d'un revêtement avec une poudre de matière plastique à base de résine. 3. Procédé pour former un revêtement coloré sur un article selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qutilomnrend en outre l'opération élémentaire consistant à préchauffer ledit produit et à effectuer ladite opération d'application d'un revêtement sur le produit avec une poudre de matière plastique à base de résine pendant que le produit se trouve à une température supérieure à la température atmosphérique. 4. Procédé pour l'application d'un revêtement coloré sur une monture de lunettes correctrices ou filtrantes, caractérisé en ce qu'il comprend les opérations élémentaires consistant essentiellement : (a) à sabler la surface de la monture avec des particules de carbure de silicium ; (b) à déposer électrolytiquement un métal réfléchissant sur la monture ; (c) à préchauffer la monture (d) à revêtir la monture préchauffée avec une poudre de matière plastique à base de résine par des moyens de projection électrostatique ; (e) à enlever une partie de ladite poudre à partir de portions de la monture qui sont relativement déplaçables ; (f) à cuire ladite monture, ainsi revêtue, à une température suffisamment élevée pour fondre la poudre et former, à partir de cette poudre, une pellicule enveloppante ; (g) à plonger la monture, ainsi revêtue, dans une solution de colorant se trouvant à une température supérieure à la température atmosphérique et pendant un temps d'une durée qui est réglée de façon à réaliser une coloration en profondeur dans ladite poudre fondue ; (h) à enlever la monture revêtue de la solution de colorant, et (i) à chauffer la monture revêtue à une température supérieure à la température atmosphérique et suffisante pour provoquer une diffusion du colorant dans ledit revêtement fondu. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'en outre ladite poudre à base de résine est une poudre de polyester, ledit préchauffage selon l'opération élémentaire (c) est effectué à une température d'environ 800C, ladite cuisson selon l'opération élémentaire (f) est effectuée à une température comprise entre 1700C et 2500C, ladite immersion selon l'opération élémentaire (g) est effectuée à une température comprise entre 750C et 95oC, et ledit chauffage salon l'opération élémentaire (i) est effectué à une température suffisante et pendant un temps d'une durée suffisante pour que la pellicule de matière plastique atteigne une température comprise entre 1500C et 17Ô0C. 6. Procédé selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce qu'il comporte l'opération élémentaire supplémentaire consistant à masquer des surfaces intérieures des portions supportant les verres ou lentilles de ladite monture avec des masques avant ladite opération d'application de revêtement sur la monture chauffée par mise en oeuvre de l'opéra- tion élémentaire (d), mais à enlever lesdits masques avant d'effectuer le cuisson selon l'opération élémentaire (f). 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce qu'il conforte en outre =opération élémentaire supplémentaire consistant à réappliquer une couche de ladite matière plastique à base de résine sur celles des portions de la monture à partir desquelles de la poudre a été enlevée lors de la mise en oeuvre de l'opération élémentaire (e), afin de former un "revêtement" d'épaisseur moindre que celle du revêtement formé par mise en oeuvre de l'opération élémentaire -(d). 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte l'opération élémentaire supplémentaire consistant à plonger ladite monture revêtue dans une solution chaude de soude caustique après la cuisson effectuée par mise en oeuvre de l'opération élémentaire (f), mais avant de la plonger dans une solution de colorant par mise en oeuvre de l'opération élémentaire (g). 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 8, caractérisé en ce nu'il comporte en outre l'opération élémentaire supplémentaire consistant à projeter par pulvérisation du polyuréthanne sur ladite monture revêtue après ledit chauffage par mise en oeuvre de l'opération élémentaire (i). 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce cu'il comporte en outre l'opération élémentaire supplémentaire consistant à cuire la monture revêtue, après la projéction par pulvérisation de polyuréthanne, jusqu'à une température comprise entre 600C et 800C,