Matière première - les matériaux de base sont essentiels
« Le premier pas est le plus difficile ». Cela s’applique aussi lors de la formulation d’un revêtement. L’application de la finition finale détermine la sélection des matières premières. Les propriétés mécaniques comme la résistance à l’abrasion et l’adhérence sont importantes mais aussi les caractéristiques optiques comme la couleur, la brillance ou l’opacité, tout cela sans oublier le coût total de la formulation. Afin de garantir une qualité uniforme, un système de contrôle qualité régulier doit être mis en place dès la première étape de fabrication.
La peinture est un revêtement liquide ou en poudre qui est appliqué sur les objets en très fines couches. Au moyen de procédés chimiques ou physiques, il est converti en un film adhérent. La peinture généralement compte les composants suivants:
Le dioxyde de titane est le pigment le plus brillant et le plus blanc existant. Grâce à son indice de réfraction élevé (plus élevé même que celui du diamant), il disperse efficacement la lumière et assure une opacité maximum pour un revêtement. Le rutile est la forme naturelle la plus commune de TiO2 et est préféré à l’anatase à cause de ses faibles activités photo-catalytiques et donc d’une meilleure stabilité aux intempéries du revêtement final.
La pureté de TiO2 est dépendante du processus. Le processus chloré fournit une qualité plus pure et plus éclatante que le processus sulfaté. De plus, des impuretés apportées par les traitements chimiques ou par des ions métalliques accessoires dans les cristaux peuvent dégrader l’éclat. Elles décolorent généralement les pigments en gris ou en jaune.
Une façon de réaliser une mesure de la couleur est d’incorporer le pigment TiO2 dans le revêtement à l’application finale. Pour obtenir une surface lisse et homogène, la peinture est appliquée sur des cartes d’application opaques avec un applicateur automatique de film. Les cartes sont faites de zones noires et blanches, suffisamment larges pour être mesurées par les instruments de couleur. Une alternative est de faire des mesures sur des palets pressés secs. Les palets sont conçus en appliquant une forte pression sur le TiO2 sec contenu dans un anneau. La pression est essentielle comme force maîtresse pour compacter le pigment et le maintenir ensemble à la mesure. La face du palet est alors mesurée avec un spectrophotomètre.
Les valeurs colorimétriques standards CIE L* et b* sont utilisées pour caractériser l’éclat et la nuance : plus la valeur de L* est élevée, plus l’éclat est important, plus la valeur de b* est basse, moins l’apparence est jaune. Dans la table ci-dessous, des résultats pour différentes qualités de TiO2 sont montrés.
Outre l’éclat et la nuance, un pouvoir couvrant optimal et un pouvoir colorant sont des propriétés que le pigment TiO2 doit satisfaire.
| Grade 1 | Grade 2 | Grade 3 | Grade 4 | |
|---|---|---|---|---|
| L´eclat L* | 96.6 | 97.4 | 97.3 | 97.2 |
| Nuance b* | 2.1 | 1.5 | 1.5 | 1.5 |
Le niveau de brillance et de haze du pigment TiO2 primaires et le nombre de particules avec un diamètre supérieur à 0.5 μm. Pour obtenir des finitions brillantes avec une netteté de l’image améliorée, les particules surdimensionnées doivent être minimisées. Le haze-gloss est un outil objectif pour mesurer les surfaces mates à très brillantes en proposant trois géométries pour la brillance (20°, 60°, 85°) et la mesure du voile de réflexion dans un seul instrument. Cependant, pour mesurer la brillance et le haze, le TiO2 doit être incorporé dans le revêtement et une application doit être faite.
Pendant le procédé de dispersion, les pigments sont dispersés en petites particules : plus les particules sont fines, plus la surface sera lisse. Le graphique ci-dessus montre l’influence du degré de dispersion sur la brillance et le haze. Les particules pigmentées plus petites que 10 μm montrent une réduction importante du haze et une légère augmentation de la brillance, aboutissant à une finition brillante avec des qualités de formation de l’image améliorées.
Les pigments d’absorption organiques et inorganiques absorbent et diffusent la lumière incidente de manière sélective. Outre la couleur elle-même, le pouvoir colorant est l’une des propriétés les plus importantes qui doit être contrôlée. Le pouvoir colorant est directement influencé par le type de pigment et la concentration utilisée dans le revêtement.
