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RÉSUMÉ
Le dépolissage chimique du verre, appelé « satinage », est couramment utilisé dans l’industrie comme méthode de décoration des emballages en verre. Ce traitement se fait par trempage dans des bains très concentrés en acide fluorhydrique. Dans le cas général, le relief de surface obtenu, responsable de l’aspect satiné, présente des structures pyramidales et constitue une empreinte de la couche de précipités formée après l’attaque du verre par l’acide fluorhydrique. Or différentes compositions de solutions de satinage existent et peuvent conférer un aspect dépoli différent. Cet article présente les origines et les détails des différents satinages qu'il est possible d’obtenir.
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Frosting glass is widely used as a decorating method in the industry of glass packing. To obtain this surface aspect, the pieces of glass have to be immersed into a frosting bath made of concentrated hydrofluoric acid. The obtained surface relief, responsible for the frosted aspect, generally presents pyramidal structures and constitutes a print of the layer of precipitates formed after the attack of hydrofluoric acid on glass. Different compositions of frosting solutions can exist and can be responsible for a specific frosting aspect. This article deals with the origins and the properties of the frosting aspect that it is possible to obtain.
Auteur(s)
-
Jérôme FRAYRET : Ingénieur de Recherche - Université de Pau et des Pays de l’Adour, IPREM UMR UPPA/CNRS 5254, Pau, France
INTRODUCTION
Le procédé de dépolissage est utilisé dans l’industrie du flaconnage, des cosmétiques, du luminaire et des vins et spiritueux comme méthode de décoration des emballages en verre. Il est aussi utilisé sur des verres plats comme procédé opacifiant dans des applications d’aménagement intérieur ou extérieur. Les pièces dépolies présentent un aspect satiné plus ou moins mat ainsi qu’un toucher doux et une esthétique particulière. Si différentes techniques de traitement de surface du verre existent, le dépolissage chimique est la plus courante et la plus efficace pour ce qui est du rendement et de la simplicité. Son principe consiste à immerger durant des temps très courts, de l’ordre de la minute, des pièces en verre dans des bains acides à base d’acide fluorhydrique concentré et de sels bifluorés alcalins. Durant cette phase, les pièces à traiter se recouvrent d’une couche blanche semi-passivante, formée à partir des produits de réaction de l’attaque du verre par l’acide fluorhydrique. Un rinçage à l’eau permet l’élimination de cette couche et laisse apparaître le satinage. Différents aspects satinés peuvent être obtenus selon la nature de la solution de satinage, son homogénéité ou les paramètres procédé appliqués, sans oublier le savoir-faire et la technicité de chaque atelier de dépolissage.
Si une maîtrise expérimentale du procédé de satinage chimique du verre et les savoir-faire associés existent dans la grande majorité des ateliers de dépolissage, les mécanismes chimiques régissant ce procédé sont peu, voire mal connus. Le contenu de cet article s’articule autour de la description du mécanisme chimique de satinage, des différents aspects qu’il est possible d’obtenir et enfin des paramètres influant sur l’aspect satiné et leurs déclinaisons. L’objectif est une meilleure maîtrise des phénomènes qui se produisent au cours du procédé de satinage afin d’en optimiser la gestion, la qualité du satinage obtenu et éventuellement de développer des satinages innovants. En effet, l’industrie du satinage des objets en verre est dépendante de fluctuations de la mode et la proposition de finitions satinées innovantes permettrait de fidéliser ce marché grâce à des nouveautés récurrentes.
Les cibles de cet article sont les ingénieurs méthodes et production responsables de chaînes de dépolissage acide qui ont besoin de comprendre le fonctionnement du procédé de satinage en vue de savoir sur quel levier intervenir en cas de problème de non-conformité.
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KEYWORDS
frosting | hexafluorosilicate | acid etching | glass packing
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Conclusion4. Paramètres influençant l’aspect du satinage
La qualité et l’aspect du satinage peuvent être influencés par de nombreux paramètres chimiques ou de procédé. L’influence de ces paramètres est détaillée ci-après.
4.1 Dimensions des pyramides
L’aspect satiné peut être caractérisé par différents adjectifs : mat ou brillant, opaque ou clair, blanc ou gris, soyeux ou rugueux… Ces qualifications sont dans tous les cas issues de perceptions subjectives qui peuvent varier selon les individus. Pour remédier à une absence de description rigoureuse, un lien entre les dimensions des pyramides présentes à la surface du verre dépoli et l’aspect du satinage peut être défini. Comme décrit précédemment, le satinage doit son aspect particulier à une plus ou moins grande diffusion de la lumière incidente par les pyramides microscopiques qui apparaissent sur la surface du verre après immersion dans le bain de satinage. Plus la diffusion est importante, plus le satinage paraît opaque et inversement. Pour obtenir une augmentation de la lumière diffusée, la profondeur et les pentes des pyramides doivent être plus importantes.
HAUT DE PAGE4.2 Nature du verre
La nature du verre a une importance capitale sur l’aspect du satinage qu’il serait possible d’obtenir. En effet les oxydes alcalins présents dans le verre ont une influence sur la dissolution du verre car ils sont les précurseurs du phénomène de satinage au travers de la précipitation des hexafluorosilicates et de la formation de pyramides responsables de l’aspect satiné. En effet tous les types de verre contiennent des concentrations plus ou moins importantes en sodium, potassium, calcium ou magnésium (tableau 4).
Par exemple le verre de luminaire, ici détaillé, est celui où les teneurs en alcalins sont les plus importants, tandis que le verre de flacon en contient le moins. La présence d’étain, essentiellement sous forme de SnO2 ou de SnO, sur les faces d’une plaque de verre est due au procédé de fabrication : le float. Le verre en fusion est coulé sur un lit d’étain. Une partie de cet étain, au contact du verre, reste piégée dans la structure vitreuse. Il est retrouvé essentiellement sur la face en contact avec le lit d’étain....
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Paramètres influençant l’aspect du satinage
BIBLIOGRAPHIE
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(2) - MIN’KO (N.I.), et al - Frosting as a contemporary method of glass decoration. - Glass and Ceramics. 60(5-6): p. 161-163 (2003).
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(3) - VERESHCHAGINA (N.A.), GADALOVA (M.Y.), BUTAEV (A.M.) - Solution for frosting glass articles. - Russia. p. 1-4 (1998).
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(4) - ZHANG (H.), QI (X.) - Frosting chemical for silicate glass. - China. p. 1-7 (2001).
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(5) - BESSOLES (Y.), GUY (F.), TROUVE (G.) - Composition for roughening glass, etching bath, process for roughening glass and roughened objects. - France. p. 1-13 (2001).
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(6) - MARUYAMA (K.) - Frosting method for forming imbricate pattern. - Japan. p. 1-4 (1990).
- ...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ICG International Congress on Glass
http://www.icglass.org/home/conferences/
International Congress on Glass organise par The American Ceramic Society
HAUT DE PAGE
Arrêté du 2 février 1998 relatif aux prélèvements et à la consommation d’eau ainsi qu’aux émissions de toute nature des installations classées pour la protection de l’environnement soumises à autorisation. NOR : ATEP9870017A
HAUT DE PAGE
Frosting method for forming imbricate pattern JP2080351
New frosting method for glass comprising a rinsing step with a salt solution and resulting frosted objects EP 1160213
Composition for roughening glass, etching bath, process for roughening glass and roughened objects EP 1108773
Procédé de satinage d’un objet en verre régulé en concentrations FR2909664
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