Brevet FR2008488A1 — publié le 19700123

La présente invention concerne la fabrication d*artiele8 en verre moulé. Elle est applicable en particulier, mais non exclusivement, à la fabrication d'articles en verre dotés de caractéristiques de surface déterminées autres que celles inhérentes à leur ç mode de formation» L'invention a pour ob^et, suivant l'un de ses aspects, un procédé de fabrication d'articles en verre moulé suivant lequel on presse une masse de verre fondu, suffisamment chaud pour être électriquement conducteur, entre deux pièces de maule complémen-^0 taires, pour obtenir un article de forme voulue, et on \ fait passer à travers le verre du courant électrique entre des électrodes solides, électriquement: conductrices, en coatset direct avec les faces moulées du verre, p«ur imprimer une caractéristique sup erf i ci elle désirée & l'une au moins des faces moulées du 15 verre» Les électrodes solides peuvent être en métal ou en carbone» Avantageusement, les pifee&s de moule sont électriquement conductrices et constituent ellefr-mémes les deux électrodes» On peut faire passer du courant alternatif à travers le ver-2Qr® pour assurer le chauffage ou le traitement de l'article moulé. Quand on fait passer du. courant continu entre les électrodes, on peut assurer le traitement superficiel du verre moulé en utilisant une électrode positive réalisée en tin élément — ou contenant un élément - capable d*imprimer au verre, en s'y incorpo-„_rant, une caractéristique'superficielle désirée, cet élément for-mant des ions positifs qui pénètrent dans la surface du verre pendant le passage du courant. L'élément qui constitue l'électrode positive ou qui lui est incorporé peut être du cobalt, du cuivre, de l'or, du fer» du nie-30kel ou de l'argent. L'invention a encore pour objet un appareil de fabrication d'article en verre moulé, caractérisé en ce qu'il comprend deux pièces de moule qui sont mobiles l'une par rapport à l'autre et présentent des surfaces de moulage complémentaires, un moyen ^[jpour l'introduction de verre fondu à mouler entre les pièces de moule, des électrodes solides électriquement eonductriees, agencées pour entrer en contact direct avec les faces moulées du verre, et une source de courant électrique reliée à ces électrodes pour faire passer entre elles du courant à travers le verre mou-^çlé en vue d'imprimer une caractéristique superficielle désirée i ï i - i 69 15452 2 2008488 à l'une au moins des faces moulées du Terre. les pièces de moule peuvent être électriquement conductrices et constituer elles-mêmes les deux électrodes; L'une et/ou l'autre des pièces de môule peut présenter de» 5 canaux intérieurs de circulation de réfrigérant, par exemple eau. _ l'invention a encore pour objet un article de verre moulé doté en surfaee d'une caractéristique désiré®, obtenue par le procédé décrit ci-dessus. Les objets, caractéristiques et avantages de l'invention 10 ressortiront mieux de la description qui va suivre, à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés,sur lesquels : la figure 1 est une vue schématique en coupe droite d'un appareil de moulage de verre suivant l'invention; la figure 2 est une vs» de profil en coupe d'une deai-bri~ 15 que en verre traitée suivant un exemple 1 décrit ci-dessousj la figure 3 est un schéma de montage permettant d'obtenir une composante continue suivant le procédé éleetrolytique adopté dans l'exemple II décrit ci-dessous. La figure I représente un moule pou? le façonnage d'artî-20 cles en verre creux sous forme de demi-briques. Une masse ou "goutte" de ves?re à moulea? arrive d'un four (non représenté), de manière classique, à une température de l'ordre de 950*0, à laquelle le ver^e eat assez visqueux pour être moulé et est en outre électriquement conducteur» 25 Le verre chaud est moulé entre deux pièces de moule qui pré sentent des surfaces de moulage complémentaires ayant la forme à conférer à l'article moulé. Les deux pièces de moule sont portées en fonctionnement à une température de moulage convenable pour leur matériau constitutif» c'est-à-dire, si elles sont 30 en carbone ou cobalt, à une température pouvant atteindre 600®Co Les pièces de moule peuvent être protégées par une atmosphère non oxydante» Suivant le mode de réalisation choisi à titre d'exemple, le moule comprend une pièce de mpule extérieure 2, disposée horizon-talement, en cobalt, et une pièce de moule intérieure 3, représentée sous la forme d'un plongeur en fer ou carbone, montée sur une presse classique (non représentée) de manière à se déplacer verticalement par rapport à la pièce de moule extérieure 2. La *goutteM de verre fondu se déverse dans la pièce de moule infé-40 rieure 2 pendant que le plongeur 3 est effacé, puis la presse a 69 15452 3 20G848.8 git pour enfoncer le plongeur dans le verre fondu que contient le moule, de manière à ce qu'une fois les pièces de moule 2 et 3 rapprochées comme représentées, le verre fondu, indiqué en 4» ait pris par compression la forme désirée. 5 Les pièces de moule extérieure 2 et intérieure 3 sont re liées aux bornes positive et négative respectivement d'une source 5 de courant électrique eontinu, de sorte que la pièce extérieure 2 constitue l'anode et la pièce intérieure 3 la cathode d'un circuit électrolytique dont le verre 4 forme l'électrolyte» Des ions positifs, ions cobalt dans l'exemple choisi, passent de 1 u la surface de la pièce de moule extérieure 2, en contact avec le verre, dans la face extérieure de l'article en verre, pendant façonnage de ce dernier, et imprime à cette face extérieure du verre une caractéristique superficielle (teinte bleutée dans 15 l'exemple choisi)* Il est commode d'utiliser les pièces de moule 2 et 3 l'une comme anode et l'autre comme cathode pour imprimer au verre le traitement électrolytique pendant sa transformation par moulage en article fini ; en variante, on opère le traitement électroly-20 tique après moulage, mais alors que le verre moulé est encore chaud, en appliquant directement contre les faces moulées du verre des électrodes indépendantes, de forme voulue pour épouser é-troitement l'article moulé» La pièce de moule extérieure 2 présente des passages inté-25 rieurs 6 de circulation de réfrigérant qui avantageusement est de 1'eau* La pièce de moule extérieure 2, ou électrode positive, est progressivement consommée et il faut la remplacer au bout d'un certain temps. Pour faciliter ce remplacement, on réalise de préférence cette pièce de moule 2 sous forme de chemise 30 amovible revêtant intérieurement une coquille métallique 7. Sur la pièce de moule intérieure 3, ou électrode négative, il se forme pendant le processus électrolytique une couche de sodium métallique résultant de la neutralisation d'ions sodium qui s'échappent du verre par migration. De temps à autre, ou 35 entre des opérations de.moulage successives, on élimine cette couche de sodium en chauffant la pièce de moule 3 de manière à vaporiser le sodium. Comme autres exemples de métaux qui peuvent former la pièce de moule extérieure 2 (ou électrode positive) ou lui être incor-40 porés pour imprimer au verre, en s'y incorporant, une.modifica 69 15452 4 2008488 tion superficielle, on peut citer le cuivre, l'or, le fer, le nickel et l'argent. Quand on change le métal utilisé, la surface traitée acquiert une couleur différente. De plus, si l'on traite au cui-5 vre la surface d'un article de verre par le processus électrolytique décrit ci-dessus, le chauffage ultérieur de l'article, par exemple à 600*0, sous atmosphère oxydante, transforme les ions de cuivre électrolytique bleu en un mélange "bleu-vert d'ions cuivreux et cupriques. Par contre, si l'on porte après traite-10 ment électrolytique l'article à 600p0 sous atmosphère réductrice, on transforme les ions de euivre électrolytique en particules rouges de cuivre colloïdal. Si le traitement électrolytique de l'article provoque la migration dans le verre d'ions or, nickel, argent ou cobalt, un 15 chauffage ultérieur sous atmosphère réductrice, par exemple à 903É d'azote et à 10JÉ d'hydrogène, fait passer ces ions métalliques, contenus dans le verre, à l'état colloïdal, ce qui imprime au verre une coloration rouge, gris-brun, jaune ou grise respectivement» 20 Bien que le processus décrit en particulier assure le trai tement superficiel de la face extérieure de l'article en verre moulé, on peut aussi bien traiter la face intérieure dft l'article en prévoyant une pièce de meule intérieure 3 en un matériau de nature à modifier la face intérieure et en montant cette pièce 25 intérieure 3 en anode et la pièce de moule extérieure 2 en cathode du circuit électrolytique» On peut aussi ménager dans la pièce de moule intérieure 3 des passages intérieurs 6 de circulation de réfrigérant? En variante, au lieu de courant continu, on peut faire pas-30 ser à travers le verre du courant alternatif pour traiter conjointement en surface les faces tant intérieurequ'extérieure de l'article en verre môulé» On peut, par exemple, faire traverser le verre par du courant alternatif de chauffage en injectant le courant alternatif 35 dans la source de courant continu» Le procédé suivant l'invention permet d'imprimer à tout article en verre pressé un état de surface désiré, par exemple d'imprimer à un isolateur en verre moulé une métallisation superficielle qui lui confère la résistivité superficielle désirée» 40 On va maintenant donner deux exemples particuliers de aise en oeuvre du procédé électrolytique décrit» 69 15452 5 2008488 ffiYTBMPT.Tg T Cet exemple concerne le traitement électrolytique de la face extérieure de la tlemi-brique représentée sur la fig. 2. Cette demi-brique carrée a 19 ça de côté et 5 cm d'épaisseur. Sa base 5 tO a une épaisseur minimale de 6 mm et présente sur sa face intérieure des nervures 11. Dans sa face extérieure est ménagé un évidement 12 de 3 mm de profondeur, l'aire extérieure globale de la demi-brique qui doit entrer en contact avec l'anode est d'environ 74-1 cm2. 10 Pour imprimer à la face extérieure de la demi-brique une co loration bleutée et un facteur de transmission lumineuse de 65$» on constate qu'il faut une densité de courant de 0,333C/cm2.Dans l'exemple choisi, il faut donc environ 247 coulombs. On déclenche le processus électrolytique pendant 30 secondes, 15 la tension appliquée étant réglée automatiquement pour que l'intensité soit de 7,5 A. la tension effective est iiitialement de 2 Y, mais monte jusqu'à 10 7 pendant mise en oeuvre par suite d'effets de polarisation qui s'accumulent dans la face traitée du verre ainsi que du refroidissement vu verre. 2Q la température du verre est de 950 ®C au début du processus et tombe à la fin à 800°C. le plongeur 3 et la pièce de moule 2 présentent tous deux des canaux intérieurs 7 de circulation d'air de refroidissement. Toutefois, on n'établit la circulation d'air qu'à la fin du processus 2^ électrolytique. la température du verre tombe alors aux environs de 600*0 au bout d'environ 3 minutes. On fait alors reculer le plongeur 3 et l'on retire la demi-brique traitée du moule 3. On amène la demi-brique à un poste de soudage et on la soude immédiatement à une seconde demi-brique de verre, traitée de jq manière analogue, le facteur de transmission lumineuse global de la brique colorée est alors de 0,65 x 0,65, soit 0,42$. EXEMPLE II Cet exemple concerne une demi-brique en verre analogue à celle décrite dans l'exemple I. Toutefois, dans ce cas, on c&auf-fe la demi-brique à l'aide de courant alternatif superposé au courait électrolytique continu. On maintient ainsi le verre à 950°C, ce qui accélère le processus électrolytique et évite l'accumulation d'effets de polarisation accusés, même si, dans ce cas, on refroidit intérieurement à l'eau le plongeur 5 et le moule 2. A la fin du processus électrolytique, la température du ver 69 15452 6 2008488 re tombe à 500°C en 1 minute environ, du fait que la circulation d'eau accélère le refroidissement» En effet, dans ce cas, on assure le refroidissement à l'eau pendant tout le processus électrolytique. Ainsi, les surfaces du moule et du plongeur sont 5 plus froides et l'on constate aussi que le verre a beaucoup moins tendance à adhérer au moule et au plongeur® En fait, on démoule facilement la demi-brique à 500°G. Dans cet exemple, le courant alternatif est de 590 A sous ^q18 Y et le courant continu est de 49 A sous 45 Y. Le temps d'é-lectrolyse est de 5 secondes. La figure 3 représente, à titre d'exemple, un montage d'alimentation type. Dans ce montage, le courant d'alimentation atteint un auto-transformateur variable 13«relié au primaire d'im second transformateur 14 capable de fourni? de hautes intensités ^gsous tensions relativement faibles* Le secondaire du transformateur 14 est relié par une extrémité à la pièce de moule 2,par un conducteur 15, et par l'autre extrémité au ploligueur 3, par un conducteur 16» Deux résistances variables E-j, Eg sont montées en parallèle l'une par rapport à 18autre et en série avec le 20plongeur. Une diode de redressement 18 est montée en série avec la résistance Rg et un ampèremètre 17 est monté en série avec les deux résistances E^, Eg et le plongeur 3» Un voltmètre 19 est monté entre les conducteurs 15 et 16© On peut éventuellement monter l'ampèremètre 17 ©t/ou le voltmètre 19 entre le transforma- 25 teur 14 et les résistances , Sg et non entre ces résistances et le plongeur 3$ comme représenté® Sn réglant la réaietanca 3g9 on ajuste la composante continue de courant électrolytique qui traverse la verre et en réglant la résistance , on ajuste la composant© alternative de chauffa-30ge. 69 15452 7 2008488 HKVEITOIOATIOSS 1. Procédé de fabrication d'articles en verre moulé,caractérisé en ce que l'on presse une masse de verre fondu, suffisamment chaud pour être électriquement conducteur, entre deux pièces de moule complémentaires, de manière à obtenir un article de forme 5 voulue, et en ce que l'on fait passer à travers le verre du courant électrique entre des électrodes solides, électriquement conductrices, en contact direct avec les faces moulées du verre,pour imprimer une caractéristique superficielle désirée à l'une au moins des faces moulées du verre* 2* Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les pièces de moule sont électriquement conductrices et constituent elles-mêmes les .deux électrodes. 3. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce qu'on fait passer du courant continu entre les électrodes, l'électrode positive étant constituée par un élément - ou contenant un élément - de nature à imprimer au verre, en s'y incorporant, une caractéristique superficielle désirée,cet élément formant des ions positifs qui pénètrent dans la surface 2Q du verre quand le courant passe* 4« Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'électrode positive est en un métal ou contient un métal tel que cobalt, cuivre, or, fer, nickel et argent* 5* Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, 2g caractérisé en ce qu'on fait passer du courant alternatif entre les électrodes pour traiter simultanément en surface les deux faces du verre* 6» Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on fait passer du courant alterna-jq tif à travers le verre pour chauffer l'article moulé. 7* Appareil de fabrication d'article en verre moulé,caractérisé en ce qu'il comprend deux pièces de moule qui sont mobiles l'une par rapport à l'autre et présentent des surfaces de moulage complémentaires, un moyen pour l'introduction de verre fondu à mouler entre les pièces de moule, des électrodes solides, électriquement conductrices, agencées pour entrer en contact direct avec les faoes moulées du verre et tuae source de courant électrique reliée à ces électrodes pour faire passer entre elles du courant à travers le verre moulé, en vue d'imprimer une ca-ractéristique superficielle désirée à l'une au moins des faces 69 15452 8 2008488 moulées du verre. 8.Appareil selon la revendication 7» caractérisé en ce que les pièces de moule sont électriquement conductrices et constituent elles-mêmes les deux électrodes. g 9* Appareil selon la revendication 7 ou la revendication 8, caractérisé en ce que l'une et/ou l'autre des pièces de moule présente des canaux intérieurs de circulation de réfrigérant. 10. Article en verre moulé doté en surface d'une caractéristique désirée, obtenu par mise en oeuvre d'un procédé selon l'une 10 quelconque des revendications 1 à 6«