Brevet FR2027142A1 — publié le 19700925

La présente invention concerne un procédé de post-traitement de substrats revêtus d'un polymère organique synthétique et, en particulier, un procédé pour améliorer les propriétés de surface d'un revêtement polymère formé par une pellicule 5 thermoplastique. Les pellicules thermoplastiques faites de divers polymères issus de poly (p-xylylènes) sont d'usage courant comme revêtements, en raison de l'intérêt suscité peu? leur haute résistance aux détérioration s par la chaleur et les agents chimi— 10 ques. Ces polymères sont remarquables en ce qu'ils peuvent être déposés sous vide sur presque toute surface solide par une opération ressemblant au dépôt en phase vapeur. Le procédé de dépôt comprend trois stades : (1) la sublimation sous vide à une température de 100 à 300°C du di-p-xylylène qui est le dimère cris— 15 tallin stable pour la formation de vapeurs de ce composé ; (2) le pyrolyse des vapeurs à une température de 500 à 750°C pour la formation de p-xylylène gazeux qui est le monomère réactif et enfin (3) le dépôt avec polymérisation simultanée Ai p-xylylène donnant le poly(p-xylylène). L'épaisseur de la couche déposée sur 20 le substrat peut varier d'une valeur très faible Le procédé de dépôt mentionné ci-dessus et l'appareil permettant de le mettre en oeuvre sont décrits en détail dans 25 le brevet des Etats-Unis d'Amérique N° 3 246 627 du 19 avril 1966. Le résultat final de ce procédé est le dépôt d'une couche thermoplastique sur un substrat dont les propriétés de surface sont ainsi améliorées. Au cours de l'application du procédé ci-dessus à la formation de revêtements sur des tores 30 de ferrite à caractéristique linéaire, on a découvert que les revêtements de surface présentaient souvent des imperfections sous forme de soufflures et autres accidents semblables pouvant rendre l'aspect désagréable. La coloration en surface du tore revêtu est gris clair et le coefficient de frottement de la sur-35 face est relativement élevé. La translucidité du revêtement de polymère rend la couleur du tore revêtu semblable à celle du tore non revêtu, ce qui rend difficile l'observation de la continuité du revêtement. En outre, on a découvert que les essais visant à 40 améliorer les propriétés de surface et modifier la coloration du 69 44927 2027142 revêtement pendant la formation de celui-ci agissaient inévitablement sur la qualité du revêtement jusqu'à faire obstacle au but de l'opération de revêtement. L'invention a principalement pour objet d'améliorer 5 les propriétés d'un revêtement de poly(p-xylylène) sans modifier, ni altérer d'une façon ou de l'autre le procédé de revêtement. Selon l'invention le procédé de post-traitement des revêtements de poly(p-xylylène), convenant spécifiquement dans le cas des tores de ferrite à.caractéristique linéaire, modifie 10 sensiblement les propriétés physiques et l'aspect du revêtement et améliore ainsi les propriétés de surface» notamment l'unifor mité, l'aspect, l'adhérence et la couleur. Ce procédé de posttraitement consiste à chauffer le revêtement ou à le soumettre à un traitement thermique dans une chambre de chauffage à une tempé— 15 rature juste supérieure au point de fusion du polymère» Après une première exposition, la couche formée sur les tores de ferrite est vert foncé* Cependant après une longue exposition, la couche est noir foncé. Eto l'absence de post-traitement, les tores revêtus ont une couleur gris clair plutôt que vert foncé ou noir 20 intense. Les objets de l'invention, de mfeae que divers avantages qu'elle offre, ressortiront de la description plus détaillée ci-après donnée arme référence au dessin annexé qui représente une chambre de post-traitement. 25 Ce procédé de post-traitement des revêtement de poly(p-xylylène), spécifiquement dans le cas de "tores de ferrite à caractéristique linéaire, modifie sensiblement les propriétés physiques et l'aspect du revêtement et améliore ainsi ses propriétés de surface de même que son aspect et sa nuance. Le 30 procédé de post-traitement consiste à chauffer le revêtement ou à le soumettre à un traitement thermique à une température juste supérieure au point de fusion du polymère, à savoir à une température de 280 à 350°C ou davantage et de préférence de 300 à 350°C pendant 3 à 25 minutes. Pour des durées d'exposition 35 de 3 à 8 minutes à 300°C, le revêtement sur les tores de ferrite à caractéristique linéaire a un aspect vitrifié ou semi-lustré vert foncé tendant au noir. Cependant, pour des durées d'exposition de 10 à 25 minutes, le revêtement apparaît vitrifié ou semi-lustré et noir intense. En l'absence de post-traitement, 40 les tores revêtus ont une nuance gris clair plutôt que vert foncé 69 44927 3 202714.2 ou noir intense. Le phénomène décrit ci-dessus est croit-on une oxydation résultant du traitement thermique. L'uniformisation ou le lustrage de la surface du produit fini résulte d'un fluage qui a 5 lieu dans le revêtement et qui supprime les soufflures et améliore 1•adhérence du revêtement au tore de ferrite. Le post-traitement peut être exécuté dans toute chambre de traitement thermique convenable sous diverses conditions atmosphériques et pressions. On a constaté que la tendance au 10 fluage à la surface des tores pendant le traitement thermique est très facilement inhibée lorsque la surface d'appui est une toile ou un tamis métallique. Les seuls paramètres critiques déterminés sont la température requise et la durée nécessaire pour 1'établissement 15 de l'effet de fluage et pour l'amélioration de la nuance, de l'uniformité etc. Le procédé conforme à 1?invention est illustré par les exemples suivants qui ne limitent nullement le cadre de l'invention. EXEMPLE 1 î 20 Pour réaliser le procédé de post-traitement de tores de ferrite à caractéristique linéaire, on part de tores revêtus comme décrit dans l'exemple 1 du brevet des Etats-Unis d^Amérique N° 3 246 627 et on les introduit dans une étuve ou four à moufle du type produit par la Thermolyne Corporation, 25 Dubuque, Iowa, pendant une durée déterminée et à une température spécifiée. On utilise conjointement avec le four à moufle un régulateur de température tel que celui produit par Œhe Barber Colman Company, Rockford, Illinois9 modèle 292P» On règle la valeur de consigne du régulateur à la température requise pour le 30 post-traitement, à savoir 300°C. Après avoir introduit les tores dans le four à moufle, on les y laisse séjourner pendant le délai voulu à la température spécifiée. Les tores ont un aspect allant du vert foncé à noir intense. Ainsi un tore portant un revêtement d'une épaisseur de 25,4 microns séjourne dans le four à 35 300°C pendant 20 minutes et acquiert une nuance d'un noir intense au sortir du four, la nuance initiale étant le gris clair. EXEMPLE 2 : On peut répéter 1?opération ci-dessus sur des tores portant une couche de 12,7 microns avec un temps de séjour de 5 40 minutes à 300°C, ce qui fait virer la nuance gris clair initiale 69 44927 2027142 au vert foncé tendant au noir. EXEMPLE 3 î On peut répéter les opérations de l'exemple 1 sur des tores portant un revêtement d^une épaisseur de 6,35 + 1,27 3 microns à une température de 300°C pendant 8 minutes, la nuance gris clair initiale virant ainsi au vert foncé tendant au noir. EXEMPLE 4 î On répète les opérations de l'exemple 1 sur des to-10 res portant un revêtement d'une épaisseur de 12,7 microns, la température étant de 300°C et la durée de 15 minutes de manière que la couleur gris clair initiale vire au noir intense. EXEMPLE 5 : On répète les opérations de l'exemple 1 sur des 15 tores portant un revêtement d'une épaisseur de 6,35 microns, la température pour le post-traitement étant de 300°C pendant 20 minutes de manière que la nuance initiale gris clair vire au noir intense. EXEMPLE 6 : 20 On répète les opérations de l'exemple 1 sur des tores portant un revêtement d'une épaisseur de 25,4 microns, la température pour le post-traitement étant de 350°C pendant 3 minutes, de sorte que la couleur initiale gris clair vire au vert foncé. 25 EXEMPLE 7 î On répète les opérations de l'exemple 1 sur des tores portant un revêtement d'une épaisseur de 6,35 + 1,27 microns, la température pour le post-traitement étant de 350°C pendant 10 minutes, de sorte que la couleur gris clair initia-30 le vire au noir intense. La figure 1 représente de façon simplifiée l'appareillage permettant la mise en oeuvre du procédé. La chambre de traitement thermique 10 comporte tin tamis métallique 11 qui supporte les tores 12. Le tamis métallique empêche que le revê-35 tement n'adhère à la surface du support. Le tableau I ci-après résume les résultats d'expérience du traitement thermique. Les améliorations des propriétés sont indiquées par des astérisques. 69 44927 2027142 PO ST—TRAITEMENT Epaisseur du revête-5 ment (microns) Tempéra»- Durée Aspect Rugosité moyenne ture (minutes) de la surface (microns) 0 ambiante — gris clair 1,270 + 0,051 6,35 II - i» H 1,334 + 0,038 12,7 II - H H 1,575 + 0,051 25,4 «1 — H IV 1,905 + 0,076 10 15 20 25,4 12,7 6,35 12,7 6,35 25,4 6,35 300°C 300°C 300°C 300°C 300°C 350°C 350°C 20 noir intense 0,914 5 vert foncé 0,914a tendant au noir * .8 vert foncé 1 r473 tendant au noir * 15 noir intense* 1,118* 20 noir intense* 1,321 3 vert foncé 1,118* tendant au noir* 10 noir intense* 1,321 69 44927 6 2027142 REVENDICATIONS 1.- Procédé permettant d'améliorer les propriétés de surface d|un ferrite revêtu d'un poly(p-xylylène), caractérisé en ce qu'on chauffe le ferrite revêtu à une température d'au 5 moins 280°C et on maintient cette température pendant au moins 3 minutes. 2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on chauffe le ferrite revêtu à une température de 300 à 350°C et on maintient cette température pendant 3 à 20 minutes. 10 3.- Ferrite revêtu de poly(p-xylylène) traité con formément au procédé spécifié sous l^une des revendications 1 et 2. 4.- Tore de ferrite revêtu de poly(p-xylylène) traité par le procédé spécifié sous l'une des revendications! ou 2.