Brevet FR2169072A1 — publié le 19730907

La présente invention a pour but de réaliser des revêtements protecteurs, spécialement pour les éléments optiques tels que lentilles , miroirs, etc, afin de protéger ces éléments contre les influences mécaniques et chimiques, et également contre le mouillage par lVeau ou par des solutions aqueuses. La sensibilité des surfaces à 11 égard de ces influences tient beaucoup à ce quelles peuvent être mouillées par lleau, car de nombreuses substances (sels par exemple) qui proviennent de l'atmosphère ou qui peuvent hêtre déposées sur les surfaces par contact, exercent déjà leur action corrosive sous la forme de solutions aqueuses qui, dans une atmosphère humide, peuvent former une mince pellicule sur les surfaces. On a déjà souvent proposé et employé des revetements protecteurs des surfaces. En optique, on a utilisé jusqu'ici principalement des revêtements constitués par des substances minérales aussi peu solubles que possible dans lleau, et qui peuvent être déposées par vaporisation thermique sous vide ou par pulvérisation cathodique. Les revdtements de quartz ou d'autres oxydes durs, ont donné de très bons résultats contre l'abrasion et les éraflures c'està-dire contre les actions mécaniques. Ils sont également efficaces contre les influences chimiques, mais malheureusement d'une façon modérée ainsi que la pratique l'a montré.Des essais ont en effet montré que des détériorations apparaissent plus ou moins rapidement lorsque les surfaces recouvertes par des couches dioxydes sont exposées à l'action de solutions aqueuses de sels, d'acides, dTalcalis, etc. On a trouvé que les dépits superficiels quton peut obtenir dans une décharge électrique luminscente effectuée dans une atmosphare contenant des combinaisons organo-silicEes conviennent remarquablement pour résoudre le problème précité. La présente invention concerne donc ltemploi de dépits réali- sés sur des surfaces d'objets et obtenus par décharge électrique luminescente dans une vapeur de combinaisons organo-siliciées, en vue de constituer des couches protectrices contre les actions mécaniques et chimiques nuisibles. La réalisation des revêtements précités a déjà été décrite dans les publications spécialisées, et lton a déjà proposés dtem- ployer ces revêtements protecteurs comme rev8tements isolants des condensateurs électriques. I;iais l'utilisation particuliere des dé- pOts précités comme revêtements protecteurs pour le but mentionné ci-dessus n'était pas connu jusqu'ici. Les polysiloxanes, et parmi eux surtout les polydiméthylsilo xanes, conviennent très bien pour réaliser les revêtements protes teurs pour le but prévu par la présente invention. Les revstements protecteurs destinés au but de la présente invention peuvent Entre obtenus de la façon suivante dans une insG tallation ordinaire de revêtement possédant un dispositif de décharge luminescente La vapeur de la combinaison organo-siliciée, par exemple la vapeur d'une huile de silicone ou d'un polydiméthylsiloxane, est envoyée à travers une soupape dans l'installation qui contient les objets à recouvrir et dans laquelle on a déjà fait le vide; cette vapeur est envoyée jusqu'à ce qu'on atteigne dans l'installation une pression suffisante pour y maintenir une décharge luminescente; dans les installations habituelles, une pression de quelques centièmes de torr est suffisante dans ce but.Immédiatement ensuite, on amorce une décharge luminescente dans cette atmosphère de va peur, et le plus simple consiste à l'amorcer entre une électrode à haute tension isolée et la paroi méme de l'installation de rev8 tement. On a obtenu de bons résultats avec une densité de courant de décharge d'environ 0,5 mAjcm2 (rapportée à la surface de l'élec- trode de décharge), ce qui, dans un cas particulier, a necessité une tension de décharge de 4 kV (l'électrode luminescente étant le pôle négatif). Pour obtenir des revetements d'épaisseur uniforme, la distance comprise entre l'électrode luninescente et les supports à recouvrir devait ne pas entre inférieure à 15 cm.Ces donnéesnumériques varient évidemment avec l'installation. Les supports doivent hêtre disposés dans l'installation de façon à se trouver à l'intérieur du plasma pendant la décharge. Un dépit se développe sur les supports pendant une telle décharge électrique luminescente. On a constaté que la vitesse de croissance, qui peut Entre initialement par exemple de 1,5 nm s (nm = manomètre) décrott progressivement, et qu'on atteint finale mentune dpaisseur maximale d'environ 15 à 25 mm, qui ntaugmente plus mEme si l'on maintient la décharge. I1 est recommandé d'atteindre cette épaisseur maximale pour obtenir la plus forte protection possible.On reconnatt que cette épaisseur maximale est atteinte par le fait que la vitesse de croissance s'annule (cette vitesse peut être mesurée à l'aide des dispositifs de mesure installés habituellement dans les installations de revEtements. Les revEtements protecteurs proposés par la présente invention ont une dureté relativement élevée; ils adhèrent bien sur les supports, et ils sont pratiquement imperméables aux liquides et aux vapeurs. Les essais ont montré qu'ils résistent non seulement à l'eau mais encore, et fortement, aux acides et aux alcalis. Au cours d'un essai par exemple, après avoir fait agir pendant 15 minutes une solution de NaOH à 5%, on n'a observé aucun dommage du revêtement, ni d'une couche d'aluminium sous-jacente déposée sur une surface de verre. Le fait suivant est particulièrement prometteur pour la protection des pièces optiques dans des conditions climatiques défavorables (climat tropical) : au cours d'un essai, l'air chaud à 700 et à une humidité relative de 100% n'a pu provoquer aucune détérioration au bout de 10 jours. Le fait que les revêtements protecteurs conformes à la présente invention sont mouillés difficilement par l'eau les rend très efficaces en particulier pour ?es vitres de fenêtres, les verres de lunettes, les lentilles extérieures des instruments d'otique, etc, et permet d'employer ces éléments sous pluie et de les protéger contre les dépits d'humidité. Les couches protectrices suivant la présente invention améliorent également la protection mécanique des surfaces0 On constate en effet que ces revêtements ont un très faible coefficient de frottement > si bien que, par leurs bonnes qualités de glissement, ils peuvent mieux résister à l'abrasion. Ils ont également une bonne résistance à la chaleur : il n'y a aucune difficulté à réaliser des revetements résistant à la chaleur jusqu'à 2000 C. Les supports qui peuvent être protégés conformément à la présente invention peuvent déjà porter d'autres revêtements, par exemple des revêtements déposés par vaporisation sous vide. Exemple : la couche métallique et particulièrement vulnérable dans un miroir superficiel peut hêtre protégée de cette façon. La présente invention peut titre employée pour de nombreuses applications pour lesquelles on utilisait jusqu'ici des revEtements protecteurs minéraux déposés par vaporisation sous vide. Un avantage particulier des revêtements protecteurs conformes à la présente invention consiste en ce que ces revetements peuvent store facilement déposés sur des surfaces courbes, à l'inverse des rerêtements déposés par vaporisation sous vide pour lesquels l'an- gle sous lequel le jet de vapeur rencontre la surface à recouvrir a une importance essentielle dans la qualité du revêterent, ainsi que sur des objets à surface irrégulière où il existe un risque de zones d'ombre. Avec la méthode de revêtement par décharge luminescente au contraire, meme les surfaces ayant des formes irrégu hères sont recouvertes par un dépit plus ou moins uniforme. Sans aucune disposition particulière, la technique connue permet d'obtenir des revêtements ayant une faible absorption et dispersion de la lumière, et une épaisseur assez uniforme pour constituer de bons revêtements interférentiels. Grtce à ces propriétés, ils peuvent être utilisés spécialement comme revêtements protecteurs d'éléments optiques. REVENDICATIONS 1) Emploi de dépits obtenus sur des surfaces d'objets par décharge électrique luminescente réalisée dans une vapeur de combinaisons organo-siliciées, pour constituer des revêtements protecteurs contre les actions mécaniques et chimiques nuisibles. 2) Emploi, conformément à la revendication 1, de dépôts obtenus par décharge luminescente électrique dans de la vapeur de polysiloxane. 3) Emploi, conformément à la revendication 1, de dépôts obtenus par une décharge électrique luminescente dans de la vapeur de diméthylsiloxane. 4) Emploi, conformément à la revendication 1, de dépôts pour constituer des revêtements protecteurs contre le mouillage par l'eau. 5) Emploi, conformément à la revendication 1, de dépôts pour constituer des revetements protecteurs d'autres couches minces déposées sur des supports. 6) Emploi, conformément à la revendication 1, de dépôts pour constituer des revêtements protecteurs de surfaces courbes. 7) Emploi, conformément à la revendication 1, de dépôts pour constituer des revetements protecteurs d'éléments optiques. 8) Emploi, conformément à la revendication 6, de dépots pour constituer des revttements protecteurs de verres de lunettes.