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RÉSUMÉ
Les matières plastiques sont présentes dans de nombreux secteurs d’application tels que l’automobile, le sanitaire ou la parfumerie. Certaines pièces plastiques peuvent être métallisées pour leur conférer une valeur ajoutée. Cet article présente le procédé de métallisation, en particulier la préparation des plastiques par voie chimique. Les différents substrats et paramètres du procédé sont présentés d’un point de vue théorique et applicatif afin d’obtenir une métallisation et une adhérence métal substrat optimale. Par ailleurs, l’évolution de ce procédé pour affronter les nouvelles législations européennes, tels que le REACH, est abordée notamment grâce aux satinages sans chrome.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Sandrine DALBIN : Coordinatrice Recherche & Développement - Coventya Spa, Trévise, Italie
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Nicolas POMMIER : Directeur Technique - Coventya Sas, Clichy, France
INTRODUCTION
Les matières plastiques sont très largement utilisées pour un grand nombre d’applications dont certaines font l'objet d'un traitement de métallisation. Pourquoi métallise-t-on les matières plastiques ? Les raisons sont multiples.
D’un point de vue économique, choisir une matière plastique telle l’ABS (Acrylonitrile Butadiène Styrène), plutôt qu'une pièce métallique permet de réduire la masse de l’objet à métalliser, les coûts énergétiques liés aux différentes étapes de transformation, de polissage mécanique, ainsi qu’à son transport. De plus, une pièce en ABS présente un aspect brillant après moulage et requiert par conséquent des épaisseurs moins élevées qu’une pièce en zamak, pour laquelle il faut combler les porosités de surface.
Pour des raisons techniques, les revêtements métalliques assurent une protection aux polymères et leur confèrent de nouvelles propriétés de résistances mécanique, à la corrosion, à la chaleur, aux ultraviolets et aux solvants.
De plus, il est intéressant d’associer les propriétés diélectriques des thermoplastiques et la conductibilité des différentes couches métalliques déposées par voie chimique et/ou électrolytique pour de nombreuses applications telles que les circuits imprimés ou le blindage électrostatique et électromagnétique.
D’un point de vue esthétique, la métallisation des matières plastiques a aussi pour but, dans le secteur de la décoration et de la parfumerie, de donner un aspect final métallique coloré.
L’apparition de la plasturgie, et son fort développement dans la seconde moitié du XXe siècle, est encore trop récente pour détrôner totalement les métaux et la forte image qui s’y rattache. Il est donc nécessaire d’ennoblir les matières plastiques par des dépôts d’or, de chrome, d’argent ou de bronze.
Enfin, la métallisation des matières plastiques vient compléter la grande liberté de forme, de couleur, d’aspect et de poids autorisés par l’utilisation des polymères. Ceux-ci sont toujours de plus en plus recherchés par tous les designers et principalement ceux du secteur automobile.
Le procédé de métallisation par voie chimique est largement utilisé sur certains types de matières plastiques. C’est un procédé composé principalement de deux étapes. La première consiste en différents passages chimiques pour rendre conductif le substrat plastique, la seconde étape est une succession de passages électrolytiques pour conférer différentes propriétés à l’article fini.
Les nouvelles législations européennes, envers la classification de certains produits chimiques, poussent ce secteur d’activité vers une grande innovation technologique.
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- Version archivée 1 de mars 2009 par Sandrine DALBIN, Nicolas POMMIER
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1. Principe de la métallisation des plastiques par voie chimique
La métallisation des matières plastiques concerne en 2019 un très grand nombre d’applications comme indiqué sur la figure 1.
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Industrie automobile (inserts, poignées de porte, grilles, pommeaux de levier de vitesse, sigles,…)
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Sanitaire
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Parfumerie, cosmétique (bouchons…)
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Industrie électrique
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Articles de mode (boutons, boucles de ceinture…)
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Appareils électrodomestiques
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Luminaire
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Accessoires de bateaux
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Accessoires (poignées de portes, parapluies…)
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Optique
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Horlogerie
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…
Les plastiques sont des substrats non conducteurs et ne sont pas tous équivalents vis-à-vis de la métallisation. Par expérience, tous les plastiques ne peuvent pas être métallisés de façon satisfaisante. Dans les années 1960, le développement d’un nouveau type de plastique, le copolymère d’Acrylonitrile Butadiène Styrène, communément appelé ABS (dispersions de nodules de butadiène dans une matrice de copolymère styrène et acrylonitrile) a provoqué un grand changement technologique. Ce copolymère est aujourd’hui le plus utilisé dans l’industrie de la métallisation des plastiques et représente environ 50 % des matières plastiques métalisables traitées en Europe (figure 2). La métallisation de plastiques comme le polypropylène (PP) ou le polyamide (PA) est beaucoup plus récente et par conséquent moins industrialisée.
La métallisation par voie chimique sur un substrat non conducteur consiste à déposer un film métallique conducteur par immersion dans une solution contenant des ions métalliques susceptibles d’être réduits à la surface du matériau.
Pour y parvenir diverses techniques ont été développées. La technique la plus répandue aujourd’hui s’effectue en 2 étapes :
-
métallisation initiale par immersion dans différents bains, sans source de courant externe (gamme chimique),
-
renforcement par voie électrolytique de la fine couche métallique conductrice (gamme électrolytique).
Lors de la première étape, la...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - SHIPLEY (Jr C.) - Method of electroless deposition on a substrate and catalyst solution therefor. - US Patent 3011920 (1959).
-
(2) - OTTAVIO (E.) - Regeneration of chromic acid etching solutions. - US Patent 3650859 (1969).
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(3) - SAUBESTRE (P.) - * - . – 52, 982-1000 (1965).
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(4) - PORTNER (J.C.) - Pre-treatment of plastic materials. - EP Patent 1404746 (2001).
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(5) - MANDICH (G.K.N.V.) - Plating and Surface Finishing. - 68-73 (1993).
-
(6) - PATEL (G.) - Chromic acid free etching of polymers for electroless plating. - US Patent 5160600 (1990).
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...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
-
Standard practice for qualitative adhesion testing of metallic coatings. - ASTM B 571-97 - (1997)
-
Metallic coatings – Electroplated coatings of nickel plus chromium on plastics materials. - UNI ISO 4525 - (2003)
-
Peel Strength of metal Electroplated Plastics. - ASTM B 533-85 - (2004)
SEVESO II : directive 96/82/CE concernant la maîtrise des dangers liés aux accidents majeurs impliquant des substances dangereuses.
Fiches toxicologiques INRS n° 1 – édition 2007 : Le trioxyde chrome, Cahiers de notes documentaires n° 130, 1er trimestre 1988.
Arrêté du 30.06.2006 relatif aux ateliers de traitement de surface (JO du 5 septembre 2006).
HAUT DE PAGE1.1 Constructeur – Fournisseurs – Distributeurs
Appareillage de Pelage a 90° : Société Elis Electronic Instruments & Systems srl.
Couloscope – STEP Test : Société Fischer Instruments
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