Brevet FR2846861A1 — publié le 20040514

Ongle artificiel déformable et procédé de renforcement d'un ongle naturel le mettant en oeuvre. Domaine technique de l'invention L'invention concerne un ongle artificiel déformable destiné à être posé sur au moins une partie d'un ongle naturel et comprenant une armature de fibres et une couche de finition en résine organique. tat de la technique Les techniques les plus courantes pour la construction et la pose d'ongles 15 artificiels consistent soit à fabriquer l'ongle artificiel en appliquant une résine directement sur l'ongle naturel, soit à coller sur une partie de l'ongle naturel un ongle artificiel préformé grâce à une colle généralement de type cyanoacrylate. Ainsi il existe des ongles artificiels sous forme de capsule rigide, en matière 20 plastique et collée sur l'ongle naturel. Ces ongles, souvent trop rigides, ne s'adaptent pas toujours à la forme de l'ongle naturel, obligeant les manucures à exercer une pression sur l'ongle jusqu'à la prise de la colle. Il peut en résulter une présence de bulles d'air provoquant des défauts de polymérisation, des mycoses ou des détachements accidentels. De plus, lorsque l'ongle naturel 25 pousse, une démarcation inesthétique peut se créer entre l'ongle naturel et l'ongle artificiel. Le document FR-Ai2584280 décrit un bout d'ongle artificiel destiné à former une extension longitudinale d'un ongle naturel et comprenant une feuille synthétique moulée constituant une pièce d'étoffe. La pièce d'étoffe est fixée sur l'ongle naturel grâce à une colle de type cyanoacrylate. Les ongles artificiels devant être collés, nécessitent cependant une grande précision, les erreurs de positionnement n'étant pas rectifiables avec cette colle. De plus, les colles de 5 type cyanoacrylate sont très toxiques et souvent sources d'allergie. Ces ongles, généralement en résine organique, sont également fragiles et présentent de faibles résistances mécaniques et aux chocs. Certains ont tenté d'améliorer les propriétés mécaniques des ongles artificielles, 10 en utilisant des éléments de renfort comme des fibres. Dans la plupart des cas, le renfort, par exemple un tissu de fibres, doit être imprégné d'une résine au moment de l'application de l'ongle artificiel sur l'ongle naturel. Le document US4860774, décrit un matériau et une méthode pour renforcer les ongles naturels. Le matériau comprend un tissu de fibres de verre, trempé dans une 15 suspension aqueuse comportant un monomère et un polymère. Le tissu de fibres, une fois séché, est poreux. Une des surfaces du tissu est revêtue d'un adhésif destiné à coller le tissu de fibres sur un ongle naturel, tandis que l'autre surface est revêtue d'un papier gommé, puis d'un vernis auto-polymérisant. Ce type de matériau nécessite cependant un grand nombre d'opérations avant de 20 pouvoir poser l'ongle artificiel sur l'ongle naturel, notamment l'imprégnation manuelle d'une résine, ce qui rend la mise en oeuvre des ongles artificiels longue et fastidieuse pour les manucures. Objet de l'invention L'invention a pour but un ongle artificiel déformable, facile à mettre en oeuvre sur un ongle naturel, résistant aux chocs et d'aspect naturel. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que l'armature de fibres est préimprégnée par une matrice organique photopolymérisable destinée à être totalement photopolymérisée lorsque l'armature de fibres préimprégnée est posée sur l'ongle naturel, de manière à former un matériau durci et non poreux. Selon un développement de l'invention, la matrice organique comporte des agents photo-amorceurs. Selon un mode de réalisation préférentiel, la matrice organique préimprégnant 10 l'armature de fibres est partiellement polymérisée, avant la pose de l'ongle artificiel sur l'ongle naturel. L'invention a également pour but un procédé de renforcement d'un ongle naturel à l'aide d'un ongle artificiel déformable. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que: - l'armature de fibres préimprégnée de matrice organique photopolymérisable est placée sur l'ongle naturel préalablement nettoyé et 20 dégraissé et prend la forme de l'ongle naturel, la matrice organique permettant une adhésion relative de l'armature de fibres sur l'ongle naturel, - l'armature de fibres préimprégnée est ensuite soumise à un rayonnement lumineux polymérisant totalement la matrice organique, de manière à ce que la matrice organique soit totalement polymérisée et forme avec l'armature de fibre 25 un matériau composite durci, adhérent parfaitement à l'ongle naturel. Selon un développement de l'invention, une couche de finition en résine organique photopolymérisable est déposée sur l'armature de fibres preimprégnée avant qu'elle ne soit soumise au rayonnement lumineux. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'armature de fibres préimprégnée est déposée sur une sous-couche en résine organique photopolymérisable, elle même déposée sur l'ongle naturel. Description de modes particuliers de réalisation. Un ongle artificiel déformable comportant une armature de fibres préimprégnée par une matrice organique photopolymérisable, est destiné à être posé sur au 10 moins une partie d'un ongle naturel. Il peut être utilisé pour renforcer une partie de l'ongle naturel, s'il est cassé par exemple, ou être posé sur la totalité de l'ongle naturel pour des raisons d'esthétisme. Après sa pose sur l'ongle naturel, l'ongle artificiel est recouvert d'une couche de finition en résine organique. Les fibres constituant l'armature de fibres peuvent être organiques ou minérales. A titre d'exemple, les fibres peuvent être choisies parmi les fibres de verre, de céramique, de silice, d'aramide, de carbone ou de bore, de soie naturelle, de polyester ou de polyamide. Les fibres peuvent également être des fibres optiques, l'indice de réfraction de la résine étant alors proche mais inférieur à 20 celui des fibres. L'agencement des fibres au sein de l'armature peut être variable. Ainsi l'armature de fibres peut être tisséen non tissée et peut comporter des fibres disposées parallèlement ou aléatoirement les unes par rapport aux autres. Selon l'utilisation, les fibres peuvent être transparentes, translucides, texturées, invisibles à l'oeil ou, au contraire, visibles ou comportant 25 un motif. L'armature de fibres est préimprégnée par une matrice organique photopolymérisable enrobant l'ensemble des fibres et comblant tous les espaces libres disposés entre les fibres, de manière à former un ongle artificiel non poreux et d'obtenir un matériau final de grande qualité. A titre d'exemple, le taux volumique de matrice organique préimprégant l'armature de fibre peut varier de 40% à 80%, ou plus selon les propriétés recherchées. La préimprégnation de l'armature de fibres permet d'obtenir un ongle artificiel prêt à 5 l'emploi et elle évite, pendant la pose de l'ongle artificiel, une éventuelle contamination. L'armature de fibres préimprégnée est initialement plane et souple, ce qui lui permet de s'adapter à toute forme d'ongle naturel ou de portion d'ongle naturel, par simple pression manuelle. Par matrice organique photopolymérisable, on entend une matrice organique susceptible d'être polymérisée par un rayonnement lumineux, sans apport ni suppression de matière. Le rayonnement lumineux peut être, par exemple, un rayonnement ultraviolet ou visible. La matrice organique est destinée à être totalement photopolymérisée lorsque l'armature de fibres préimprégnée est 15 posée sur l'ongle naturel, de manière à former un matériau dur, dense et non poreux. La matrice organique peut être de tout type, à condition d'être biocompatible et de présenter une liaison parfaite avec le type de fibres utilisé pour l'armature de 20 fibres. A titre d'exemple, il est possible d'utiliser une matrice organique constituée par une résine choisie parmi le groupe constitué des résines acrylates, méthacrylates, aromatiques ou aliphatiques. Parmi les résines méthacrylates, on peut utiliser notamment les résines mono-, di-, tri- ou tétraméthacrylates. La matrice organique peut, ainsi, être choisie parmi les dérivés du Bisphénol A, comme le BIS-Gma (BIS-phénol A-glycidyl dimétacrylate), parmi les résines époxy Bisphénol A méthacrylées ou les résines uréthanes méthacrylates aliphatiques ou aromatiques. Parmi les résines acrylates, la matrice organique peut être choisie parmi les résines mono-, di, tri- ou tétra-acrylates. La matrice organique peut, par exemple, être choisie parmi les résines époxy acrylates, telles que les résines à base de Bisphénol A acrylé, les résines uréthanes acrylates aromatiques ou aliphatiques, les résines polyester arcrylates. La 5 matrice organique peut également être un mélange de résines durcissant par polymérisation radicalaire. La matrice organique peut comporter des charges minérales ou organiques destinées à faire varier la pégosité, la viscosité et la rhéologie de l'ongle artificiel 10 déformable, en fonction des conditions d'utilisation. A titre d'exemple, les charges minérales peuvent être des billes ou des sphères creuses en verre, des particules de verre concassées, des microfibres de verre, de carbone ou de céramique, du talc, du carbonate de calcium, des agents thixotropants comme la silice collodale ou pyrogénée. Les charges organiques peuvent, par exemple, 15 être des poudres de polyéthylène ou de polypropylène. La matrice organique comporte également des agents photo-amorceurs destinés à amorcer la polymérisation de la matrice organique dès lors qu'elle est soumise à un rayonnement lumineux. Les agents photo-amorceurs peuvent être 20 de tout type connu. Ce sont, par exemple, des oxydes d'acyle phosphine, des cétones, des thioxanthones, des cétales benzyliques ou la camphroquinone.. . L'intégration des agents photo-amorceurs dans la matrice organique évite à la manucure de faire le mélange et permet d'obtenir une polymérisation contrôlée, contrairement aux mélanges inhomogènes de pâte et de catalyseurs effectués 25 manuellement par la manucure. La matrice organique peut être partiellement polymérisée, avant la pose de l'ongle artificiel sur l'ongle naturel, selon la souplesse de l'ongle artificiel désirée. Ainsi, si l'on souhaite donner une forme spécifique à un ongle artificiel, ou pour des applications de petites surfaces comme le pansement d'ongle, on utilisera 5 une armature de fibres préimprégnée dont la matrice organique est peu ou pas réticulée. Dans le cas d'application d'ongles articiels de forme standard, une très bonne souplesse n'est pas nécessaire. Une polymérisation partielle de la matrice organique est alors possible, rendant ainsi la manipulation de l'armature de fibres préimprégnée plus facile. Il est cependant nécessaire que la 10 polymérisation totale de la matrice organique ait lieu après la pose de l'armature de fibres préimprégnée sur l'ongle naturelle, de manière à obtenir un ongle artificiel déformable, souple et sans mémoire de forme, avant la pose sur l'ongle naturel, et afin d'assurer une bonne adhésion sur l'ongle. L'ensemble constitué par les fibres et la matrice organique peut être translucide, laissant passer les rayons lumineux activant la polymérisation de la matrice organique. Les propriétés de pégosité, de viscosité et de rhéologie peuvent également être ajustées et contrôlées en fonction de l'utilisation et de la manipulation souhaitée, en faisant varier la nature, la quantité de la matrice 20 organique et des charges la dopant. A titre d'exemple, une matrice organique à base de résine Bis GMA présente une viscosité de 10 à 30 Pa.s à 250C. Si la résine est dopée par 1 à 2% de silice collodale, sa viscosité varie entre 40 et 60 Pa.s à 250C. Au contraire, l'ajout de 25 microbilles de verre hydrophiles dans la formulation initiale a un effet légèrement fluidifiant et la formulation comportant des microbilles a une viscosité comprise entre 8 et 20 Pa.s à 250C. Une formulation à base d'uréthane acrylate présente une viscosité de 8 à 15 Pa.s à 250C alors que la même formulation dopée avec 2 à 3% de silice pyrogéne présente une viscosité comprise entre 40 et 50 Pa.s. Le renforcement d'au moins une partie d'un ongle naturel à l'aide d'un ongle artificiel déformable peut être réalisé de la manière suivante: L'ongle naturel destiné à être renforcé est préparé selon les techniques usuelles (élimination des peaux, traitement des cuticules, léger polissage...). - On sélectionne une armature de fibres préimprégnée plane et de taille adéquate. - L'armature de fibres préimprégnée est placée directement sur l'ongle préalablement dépoussiéré et dégraissé et prend la forme de l'ongle naturel par 10 simple pression manuelle. La rhéologie et la pégosité de la matrice organique ainsi que la souplesse de l'ongle artificiel, permettent un bon mouillage de la surface de l'ongle naturel et une adhésion relative de l'armature de fibres sur l'ongle naturel. Par adhésion 15 relative, on entend que l'ongle artificiel peut encore être déplacé par rapport à l'ongle naturel, son positionnement pouvant ainsi être ajusté tant que la polymérisation de la matrice organique n'est pas totale. Toute la surface de l'ongle artificiel déformable adhère cependant à l'ongle naturel, de sorte qu'aucune bulle ou décollement ne peut avoir lieu. - L'ongle artificiel est ensuite exposé à un rayonnement lumineux, par exemple ultraviolet. La matrice organique se polymérise totalement, entraînant à la fois le durcissement de l'ongle artificiel et l'adhésion parfaite de l'ongle artificiel sur l'ongle naturel. La matrice organique forme alors avec l'armature de fibres un 25 matériau composite durci. - Une couche de finition en résine organique est déposée sur l'ongle artificiel, pour modeler et donner la forme définitive à l'ongle artificiel fini, selon des techniques usuelles. La couche de finition est, de préférence, photopolymérisable et soumise à un rayonnement lumineux lui permettant de se polymériser totalement et de durcir. Elle comporte, de préférence, au moins un constituant de même nature qu'un des constituants de la matrice organique, de manière à obtenir une liaison parfaite entre la couche de finition et l'armature de fibres préimprégnée de 10 matrice organique. A titre d'exemple, la couche de finition peut être constituée par un mélange d'une résine diacryalate à base de Bisphénol A pour garantir un aspect brillant et une bonne dureté, et d'une résine uréthane diacrylate aliphatique destinée à augmenter la résistance aux solvants et l'adhésion avec l'armature de fibres préimprégnée. Le mélange peut être amorcé par une cétone 15 ca-amino aromatique. Il est également possible d'ajouter un diluant réactif de type polyétherpolyoltriacrylate afin d'ajuster la viscosité finale. Selon une variante de réalisation, la couche de finition peut être déposée sur l'armature de fibres préimprégnée avant que celle-ci ne soit soumise au 20 rayonnement lumineux, l'armature de fibres préimprégnée et la couche de finition étant alors polymérisées simultanément. Selon un autre mode de réalisation, une sous-couche en résine organique photopolymérisable est déposée sur l'ongle naturel, l'armature de fibres 25 préimprégnée étant alors déposée et adhérant sur la sous-couche. La matrice organique est transparente au rayonnement lumineux, de manière à permettre la polymérisation de la sous-couche en même temps que la polymérisation de la matrice organique. La sous-couche comporte, de préférence, au moins un constituant de même nature qu'un des constituants de la matrice organique, de manière à obtenir une liaison parfaite entre la sous-couche et l'armature de fibres préimprégnée de matrice organique. A titre d'exemple, la sous-couche en résine organique peut 5 être un mélange de résine vinylester modifié sélectionnée pour sa réactivité élevée et d'un uréthane diacrylate choisit pour sa souplesse, son faible retrait et son adhésion sur l'ongle. La transparence de l'ensemble constitué par l'armature de fibres préimprégnée et la sous-couche permet de contrôler une erreur de positionnement et de chasser les éventuelles bulles d'air présentes. 10 L'ensemble est alors soumis à un rayonnement lumineux, par exemple ultraviolet, de manière à polymériser totalement la matrice organique de l'armature de fibres préimprégnée et la sous-couche en résine organique. La couche de finition est ensuite déposée sur l'ensemble pour former l'ongle artificiel final selon les techniques usuelles. 15 La matrice organique peut être partiellement polymérisée, avant la pose de l'armature de fibres préimprégnée sur l'ongle naturel ou sur la sous- couche en résine organique. Elle est cependant totalement polymérisée par le rayonnement lumineux mis en oeuvre une fois que l'armature de fibres 20 préimprégnée est posée sur l'ongle naturel ou sur la sous-couche en résine organique. La polymérisation permet non seulement le durcissement de l'armature de fibres préimprégnée et de la sous-couche, si celle-ci est déposée sur l'ongle naturel, mais aussi l'adhésion de l'armature de fibres préimprégnée ou de l'ensemble formé par celle-ci et la sous-couche sur l'ongle naturel. L'ongle artificiel comportant une armature de fibres préimprégnée présente de nombreux avantages. En effet, il permet de ne pas utiliser de colle de type cyanoacrylate puisque la matrice organique et éventuellement la sous-couche en résine organique servent d'adhésif en polymérisant directement sur l'ongle naturel. De plus, l'armature de fibres préimprégnée étant souple et déformable, elle adhère sur toute forme d'ongle naturel et reste spontanément fixée dessus. Ceci empêche la formation de bulles qui sont souvent à l'origine de défauts de polymérisation, de mycoses ou de détachement accidentel. L'armature de fibres permet à l'ongle artificiel d'avoir des propriétés mécaniques plus élevées qu'un ongle artificiel comportant uniquement une résine organique, ce qui permet soit de réaliser des ongles artificiels plus résistants ou, à propriétés mécaniques équivalentes, de réaliser des ongles artificiels plus fins. Par exemple, î'ABS (acrylonytrile-Butadiène-Styrène), courrament utilisé pour la fabrication des capsules d'ongle présente une contrainte à la rupture en flexion de 50 à 70 MPa, un module de flexion de 1,8 à 2,8 GPa, une résistance à la rupture en traction de 25 à 40 MPa et un module d'Young de 1,6 à 2,6 MPa. 15 Une résine en vinylester modifié, non renforcée, présente une résistance à la rupture en traction de 70 à 80 MPa et un module d'Young de 3,1 à 3,5 GPa. Cette même résine renforcée de 20 à 30% en masse par un tissu de fibres de verre présente alors une résistance à la rupture en traction de 200 MPa dans le sens des fibres, avec un module d'Young de 8 à 12 GPa. Pour un taux de 40 à 20 60% en masse de tissu de fibres de verre, la résistance à la rupture dans le sens des fibres est alors de 400 MPa, avec un module d'Young de 20 GPa. Ainsi un ongle constitué d'une matrice organique renforcée à 30% en masse par un tissu de fibres de verre présente une résistance à la rupture 2,5 à 3 fois supérieure à celle d'un ongle constitué seulement d'une matrice organique et 5 25 à 8 fois supérieur à celle d'un ongle en ABS. De plus, un ongle constitué de matrice organique non renforcée, de section rectangulaire de 0,4mm x 10mm présente une force à la rupture en traction de 280N. Pour une même force à la rupture en traction, un ongle artificiel constitué d'une matrice organique renforcée à 30% en masse de fibres de verre présentera une section de 10mm x 0,15mm, soit une épaisseur 2,6 fois plus faible. Un ongle artificiel constitué d'une matrie organique renforcée à 30% en masse d'un tissu de fibres de verre d'épaisseur deux fois plus fine qu'un ongle en ABS présente une résistance à la rupture 3 fois supérieure à ce dernier. L'emploi d'une même matrice organique pour imprégner les fibres et pour participer à l'adhésion de l'ongle artificiel ainsi qu'à sa formation évite toute diffraction lumineuse, ce qui donne à l'ongle artificiel un aspect plus naturel et 10 un comportement plus homogène. Elle permet également à la manucure de gagner du temps lors de la pose de l'ongle artificiel. De plus la manucure n'a pas besoin de poncer le bord supérieur de l'armature de fibres préimprégnée, celui-ci disparaissant sous la couche de finition. Revendications 1. Ongle artificiel déformable destiné à être posé sur au moins une partie d'un 5 ongle naturel et comprenant une armature de fibres et une couche de finition en résine organique, ongle artificiel caractérisé en ce que l'armature de fibres est préimprégnée par une matrice organique photopolymérisable destinée à être totalement photopolymérisée lorsque l'armature de fibres préimprégnée est posée sur l'ongle naturel, de manière à former un matériau durci et non poreux. 2. Ongle artificiel selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matrice organique comporte des charges organiques ou minérales. 3. Ongle artificiel selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la 15 matrice organique comporte des agents photo-amorceurs. 4. Ongle artificiel selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la matrice organique préimprégnant l'armature de fibres est partiellement polymérisée, avant la pose de l'ongle artificiel sur l'ongle naturel. 5. Ongle artificiel selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'armature de fibres est non tissée. 6. Ongle artificiel selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en 25 ce que les fibres sont disposées parallèlement. 7. Ongle artificiel selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les fibres sont disposées aléatoirement dans l'armature de fibres. 8. Ongle artificiel selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'armature de fibres est tissée. 9. Ongle artificiel selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les fibres sont des fibres minérales ou organiques. 10.Ongle artificiel selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les fibres sont des fibres optiques, l'indice de réfraction de la résine étant proche mais inférieur à celui des fibres optiques. 10 11. Procédé de renforcement d'un ongle naturel à l'aide d'un ongle artificiel déformable selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que: - l'armature de fibres préimprégnée de matrice organique photopolymérisable 15 est placée sur l'ongle naturel préalablement nettoyé et dégraissé et prend la forme de l'ongle naturel, la matrice organique permettant une adhésion relative de l'armature de fibres sur l'ongle naturel, - l'armature de fibres préimprégnée est ensuite soumise à un rayonnement lumineux polymérisant totalement la matrice organique, de manière à ce que la 20 matrice organique soit totalement polymérisée et forme avec l'armature de fibre un matériau composite durci, adhérent parfaitement à l'ongle naturel. 12.Procédé de renforcement d'un ongle naturel selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'une couche de finition en résine organique 25 photopolymérisable est déposée sur l'armature de fibres preimprégnée avant qu'elle ne soit soumise au rayonnement lumineux. 13.Procédé de renforcement d'un ongle naturel selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'une couche de finition en résine organique photopolymérisable est déposée sur le matériau composite durci et est soumise à un rayonnement lumineux. 14. Procédé de renforcement d'un ongle naturel selon l'une des revendications 12 5 et 13, caractérisé en ce que la couche de résine organique comporte au moins un constituant de même nature qu'un des constituants de la matrice organique. 15.Procédé de renforcement d'un ongle naturel selon l'une quelconque des revendications 11 à 14, caractérisé en ce que l'armature de fibres 10 préimprégnée est déposée sur une sous-couche en résine organique photopolymérisable, elle même déposée sur l'ongle naturel. 16.Procédé de renforcement d'un ongle naturel selon la revendication 15, caractérisé en ce que la sous-couche de résine organique comporte au moins 15 un constituant de même nature qu'un des constituants de la matrice organique. 17. Procédé de renforcement d'un ongle naturel selon l'une des revendications 15 et 16, caractérisé en ce que la matrice organique est transparente au rayonnement lumineux, la sous-couche et la matrice organique étant 20 polymérisées simultanément par le rayonnement lumineux. 18.Procédé de renforcement d'un ongle naturel selon l'une quelconque des revendications 11 à 17, caractérisé en ce que le rayonnement lumineux est dans le domaine ultraviolet ou visible. 19.Procédé de renforcement d'un ongle naturel selon l'une quelconque des revendications 11 à 18, caractérisé en ce que la matrice organique est partiellement polymérisée avant la pose de l'armature de fibres préimprégnée.