Amélioration d’un procédé de coloration du verre : optimisation de l’adhésion d’une résine epoxyde sur un verre sodocalcique

Improvement of colouring glass process : optimization of adhesion of epoxy resin on soda-lime glass

• Auteur / Autrice : Mathilde Ferrand
• Direction : Michel Traisnel, Ulrich Maschke
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Molécules et matière condensée
• Date : Soutenance le 11/12/2009
• Etablissement(s) : Lille 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la matière, du rayonnement et de l'environnement (Villeneuve d'Ascq, Nord)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : UMET - Unité Matériaux et Transformations

Mots clés

Mots clés contrôlés

Plasmas froids

Réticulation (polymérisation)

Époxydes

Verre de silice

Verre

Mots clés libres

Stéarate

Flammage

Résumé

Pour répondre aux exigences des consommateurs, les verriers doivent concevoir des produits innovants répondant à des critères esthétiques tels que la coloration, Aujourd'hui, la décoration des articles en verre est réalisée avec des produits de décoration minéraux: les émaux, Ces produits présentent deux limites importantes: une palette de couleur limitée et des contraintes environnementales non respectées concernant l'utilisation de métaux lourds toxiques (Cd, Pb), Ce projet consiste à décorer des surfaces lisses par des revêtements organiques colorés, ayant une adhérence optimale sur le verre, résistant aux agressions chimiques. Le remplacement de la coloration par émaux et dans la masse, procédés actuellement utilisés. permet le recyclage du verre. Cette étude propose plus particulièrement une amélioration de l'adhésion d' une résine époxyde sur un verre sodocalcique. Un travail de compréhension concernant l'altération du revêtement organique au cours du lavage a révélé que l'amélioration des propriétés de la résine époxyde ainsi que la préparation de surface du matériau devraient permettre une amélioration de l'adhérence. Ainsi. une optimisation des propriétés de la résine telles que l'augmentation de sa température de transition vitreuse. une diminution de son hydrophilie ont permis d'améliorer son adhésion sur le verre. En outre. l'apprêtage de surface des substrats par des traitements physiques tels que le plasma froid et le flammage ont servi à nettoyer le verre en enlevant les couches de contaminants. Ils ont également permis de fonctionnaliser la surface du verre. Ces modifications améliorent la tenue de la résine colorée sur le verre.

To satisfy consumers and environmental requirements, the glass-making factories have to design innovative products which have to meet several esthetical criteria. as the coloration. Nowadays, the decoration of glassware is made with products of mineral decoration: enamels. These products have two important limitations: a limited color palette and emironmental constraints concerning the use of toxic heavy metals (Cd, Pb). The objective of this project is to decorate smooth glass surfaces by colored organic coatings which show a good adhesion on glass and are resistant to chemical altacks. Replacing the enamels and bulk coloring would allow an easier recycling of glass. This study proposes the improvement of the adhesion of epoxy resin on a soda-lime glass. The study of the organic coating alteration during washing showed that the improvement of epoxy resin properties and surface preparation of the material should lead to a better adhesion. Thus. optimization of properties of the resin such as the increase of its glass transition temperature and a decrease of its hydrophilicity has improved its adhesion to the glass, ln addition, the surface preparation of the substrates by physical treatments such as cold plasma and flame treatment were used to clean the glass by removing layers of contaminants. They also permit to functionalize the glass surface, These changes improve the adhesion of the coating to the glass.