Elaboration d'une nouvelle formulation de bains de satinage du verre en vue d'une résolution de la pollution à la source

par Jérôme Frayret

Thèse de doctorat en Matériaux et environnement

Sous la direction de Martine Potin-Gautier et de Claude Guimon.

Soutenue en 2006

à Pau .


  • 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 ions ammonium et en acide fluorhydrique, espèces qui se retrouvent par la suite dans les eaux de rinçage des pièces et dont le traitement pose problème. Afin de contourner ce problème, la solution envisagée a été de réduire la pollution à la source et de remplacer les ions ammonium par des ions potassium moins toxiques. 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. Les principaux composants de cette couche sont des hexafluorosilicates dont la faible solubilité, la nature passivante et le mode de cristallisation influent sur les formes et les tailles des pyramides microscopiques de surface. Afin d’obtenir l’aspect désiré et d’augmenter la solubilité de l’hexafluorosilicate de potassium, la présence d’acide sulfurique est indispensable dans la nouvelle formulation. Un ajout de poudre de sulfate de baryum inerte, en quantité et granulométrie contrôlées, s’est aussi avéré nécessaire pour améliorer la qualité du dépoli. En respectant le même procédé de dépolissage utilisé avec les formulations à base de bifluorure d’ammonium, l’efficacité de la nouvelle formulation a pu être validée d’abord en laboratoire puis par des essais pilote à l’échelle semi industrielle et une gestion rigoureuse des bains a été mise en place grâce à un suivi analytique simple des principes actifs.


  • Résumé

    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 ammonium bifluoride and hydrofluoric acid. These species are then found in waste water and can’t be removed by any efficient chemical treatment. To resolve this problem, the solution is to reduce the pollution at the source by replacing the ammonium ions by less toxic potassium ions. 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. The principal components of this layer are hexafluorosilicates of which low solubility, passivating nature and crystallization mode influence the shapes and the sizes of the microscopic pyramids observed on the glass surface. In order to obtain the desired aspect and to increase the solubility of the potassium hexafluorosilicate, the presence of sulphuric acid is essential in the new formulation. An addition of inert barium sulphate powder, in controlled quantity and granulometry, is also necessary to improve quality of the frosted aspect. Respecting the same process of frosting, with the formulations containing ammonium bifluoride, the effectiveness of the new formulation was initially validated in laboratory then by pilot tests on a semi industrial scale. A rigorous monitoring of the baths was also elaborated by a simple analytical follow-up of the active ingredients.

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  • Détails : 1 vol. ([5]-197 p.)
  • Annexes : Bibliographie p.

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  • Bibliothèque : Université de Pau et des Pays de l'Adour. Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : US 465178
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