Brevet FR2280716A1 — publié le 19760227

La présente invention concerne un filtre protecteur pour la vue, en particulier un filtre protecteur antisolaire, qui compor- te un support transparent, par exemple un revêtement absorbant la lumière et déposé sur une plaque en verre ou en matière synthétique (1, 2). On sait déjà depuis longtemps fabriquer des filtres protecteurs pour la vue, par dépit d'un revêtement métallique sur un support transparent (1, 2).De tels revêtements affaiblissent plus ou moins la quantité de lumière pénétrant dans l'oeil, sui vant que leur épaisseur est plus ou moins grande, et de plus ils ont pouvoir réfléchissant élevé. Mais certains milieux utilisa- teurs ne désirent pas qu'un verre de lunette par exemple agisse comme un miroir, et l'on a déjà fait de nombreux essais pour obtenir un filtre protecteur pour la vue qui soit aussi peu réflOchis- sant que possible. On sait déjà dans ce but enrober les métaux absorbants dans une substance de dilution.Les fevêtements sont déposés sur les supports transparente, de préférence par vaporisation sous vide ou bien par pulvérisation cathodique. Dans ces procédés, les matières absorbantes doivent être introduites & forte concentration dans la substance de dilution, parce que les revOte- lent s de ce genre sont très minces. On ne peut pas dépasser une épaisseur de quelques microns, parce que les couches plus dpais- ses ont tendance à s'écailler. On a déjà employé surtout les oxydes pour constituer les substances d'enrobement. Comme matières absorbantes, on peut em- ployer outre les métaux de très nombreux oxydes ou autres matières chimiques qui sont absorbants (3, 4, 5, 6). Il existe donc une trbs grande variété de couches absorbant la lumière, qui pourraient en principe entre employées dans les filtres protecteurs paur la vue.Nais si l'on fait absttaction du fait que les filtres protecteurs pour la vue, par exemple les verres de protection an- tisolaires,doivent rejeter une proportion suffisante de la lumière incidente, les filtre doivent encore satisfaire à toute une série d'autreonditions. On exige souvent une couleur bien déterminée du verre de protection antisolaire, parce que cette couleur est considérée colle agréable ou bien est déterminée par des raisons de mode. C'est ainsi qu'on a déjà fabriqué des verres de lunettes jaunâtres, brunâtres, verts, bleus et gris. On exige de plus que, dans le spectre visible, le pouvoir réfléchissant ne dépasse pas fortement celui du verre à à l'état nu.De plus, les revêtement d'emploi pratique doivent avoir une adhérence et une dureté ..... suffisamment élevées, et titre stables chimiquement (résistance au vieillissement). De nombreux revêtements qui seraient satisfaisants au poind de vue optique ne remplissent pas ces conditions. Ils tendent à s'écailler, et ne peuvent meme pas résister/eans dommages à un nettoyage prudent par frottement avec un tissu doux. Si l'on tent compte de toutes les conditions précitées, le nombre des matières de revêtement véritablement utilisables dans les revête- ment s de protection des yeux diminue fortement; parmi les nombreuses possibilités éventuelles mentjonnées dans les études spdoia- les, le nombre de celles qui sont réellement utilisables est relativement faible. Les couches peuvent entre déposées de diverses façons sur les supports. Le dépit sous vide est une méthode préférée. On peut choisir le dépôt par vaporisation sous vide qui est déjà connu, ou encore la pulvéridation cathodique. On sait que le dépit sous vide dans une atmosphère chimiquement réactive peut Outre appliqué pour donner des combinaisons chimiques. Par exemple, les oxydes peuvent 8tre déposés par vaporisation d'un métal dans une atmosphère gazeuse résiduelle contenant un acide ou de la vapeir d'eau, les nitrures par emploi d'une atmosphère gazeuserésiduelle contenant de l'azote, les fluorures par dépit des couches dans une atmosphè- re gazeuse résiduelle contenant de l'acide fluorhydrique (7). La présente invention a pour but de féaliser un filtre protecteur pour la vue qui possède une couleur brun-gris en transparence, et qui a une grande dureté, une forte adhérence et une forte stabiilité chimique. Le procédé prévu par la présente invention pour fabriquer un filtre de protection pour la vue par vaporisa- tion ou par pulvérisation d'un métal sous vide et dépôt d'une mince couche sur un support transparent, avec action simultanée d'une atmosphère gazeuse résiduelle chimiquement réactive, est caract4- risé en ce que le métal employé est le vanadium et que la couche est déposée dans une atmophère résiduelle gazeuse qui contient de l'azote. La méthode de la présente invention possbde également dee avantages techniques de fabrication, outre quille résout le problème consistant à réaliser un filtre de protection pour la vue qui a une couleur gris-brun et possède de bonnes caractéristiques mécaniques et une forte résistance au vieillissement. A l'inverse de nombreuses substances de revttement déjà connues, qui ne peuvent Otre déposées sur les supports en donnant une forte adhérence et une dureté suffisante que lorsque ces supports sont chauffés, la présente invention permet de déposer également les couches sur des supports qui ns sont pas chauffés.Pour cette raison, les couches peuvent être déposées également sur des supports en matière synthétique, et l'on emploie dans ce cas avantageusement le dépôt par vaporisation sous vide. L'expérience a en effet montré que ce procédé impose aux supports des contraintes thermiques plus faibles que la pulvérisation cathodique qui, dans le cas des matières synthétiques, a été souvent essayée pour obtenir une bonne adhérence. Grâce à la présente invention, on peut également déposer des couches gris-brun sur des matières synthétiques transparentes qui, sous l'effet de la décharge gaseuse électrique accompagnant la pulvérisation cathodique, subissent des modifications chimiques nuisibles de leur surface, aboutissant à des décolorations par des produits de décomposition de la matière synthétique elle-même.Les couches filtrantes réalisées suivant la présente invention peuvent également constituer des couches partielles dans un revêtement à deux couches qui réduit la réflexion, et elles peuvent ainsi dimi- nuer encore davantage la réflexion. A titre d'exemple de réalisation de la présente invention, on a réalisé de la façon suivante un revêtement filtrant de protection des yeux sur des plaques de verre (verres de lunettes) : on vaporisait du vanadium dans un creuset en graphite à l'aide d'un canon à électrons, en maintenant une atmosphère d'asote à 4.10-4 torr pendant la vaporisation dans le compartiment de vaporisation. On poursuivait la vaporisation jusqu'à ce que le pouvoir de transmission du verre passe de 92% à l'état nu à environ 80%. On obtenait finalement un verre de protection antisolaire ayant une couleur neutre gris-brun et possédant un pouvoir absorbant de 20% pour la longueur d'onde de 5500 A. Les couches absorbantes étaient dures, ne subissaient aucun phénomène de décollement au cours d'un essai de 300 heures dans l'eau, et ne subissaient également aucune modification dans un autre essai, dans lequel les verres étaient exposés pendant 24 heures à un air chaud à 100 C. I1 a gté démont yré qu'on ne peut obtenir des couches aussi résistantes, que par le procédé de l'invention. Le pouvoir absorbant de couches de mSme épaisseur en vanadium, qui avaient été déposées par vaporisation sous un vide poussé, diminuait en dessous de 50%, simplement par suite de la pénétration de I 1air dans 1 installation de vide. Dans ltessai précité dans l'air chaud, de telles couches étaient même pratiquement complètement oxydées et nrétaient plus absorbantes. Ensuite, on a encore déposé sous vide une couche de silice, d'une façon déjà connue, et l'on a ainsi formé un revOte- ment à deux couches qui diminue la réflexion, et ce dépôt de silice par vaporisation a été poursuivi jusqu'à obtenir un minimum de réflexion pour une longueur d'onde de 5.500 A. On peut obtenir cette indication en mesurant la réflexion pendant le dépôt par vaporisation. On peut penser il est vrai, que, dans le procédé de la présente invention, il y a introduction d'azote sur les frontières des cristallites de vanadium, probablement par formation de nitrure. Mais la totalité de la couche n'est pas constituée par du nitrure de vanadium. I1 se forme au contraire probablement une phase mixte qui, d'une façon surprenante et malgré la présence du vanadium métallique dans la couche, est stable à l'égard de itoxygène de l'air. Pour réaliser des filtres protecteurs de la vue qui ont une plus forte absorption, il est particulièrement avantageux de déposer le revttement sur les deux faces du support. On peut ainsi obtenir une réflexion plus faible qutavec un seul revêtement qui aurait une épaisseur suffisante pour donner la méme absorption. 80m- me par ailleurs il est souvent mauvais de déposer sur les deux faces des verres protecteurs antisolaires dans un revêtement qui réduit le pouvoir réfléchissant, on peut utiliser la couche absorbante sur les deux faces du verre, de préférence pour constituer la couche fortement féfringente dans un traitement de métallisation sous vide à double couche.Un tel resbtexent réducteur de réflexion à deux couches donne une réflexion résiduelle plus faible que ce quton obtient avec une réduction de réflexion à une seule couche. Comme on dépose sur les deux faces du verre des revête- ments réducteurs de réflexion qui ont la mSme constitution, on obtient ainsi la même couleur de réflexion sur les deux faces, ce qui est un autre avantage.Si l'on voulait au contraire appliquer sur une face un revttement absorbant réduisant la réflexion, et sur l'autre face un revAtement habituel réduisant la réflexion, cela serait impossible car on ne peut pas, avec un revêtement anti- réflexion constitué par des couches partielles exemptes d'absorp; tion, introduire exactement la réflexion d'un revêtement réducteur de Béflextion constitué par une seule couche partielle absorbante. Un autre avantage des revêtements filtrants fabriqués d'après le procédé de la présente invention consiste en ce que ces revate- lents sont chimiquement stables contre l'action de ltoxygène de l'air, même à température élevée et même avec des épaisseurs de couche très inférieures à 1.000 A, tout en restant encore suffisarment absorbants, c'est-à-dire en ayant une couleur gris-brun. Des revêtements d'oxyde pur seraient également stables, mais jusqutici on ne connaît aucun oxyde possédant une coloration suffisante avec des épaisseurs aussi faibles. Des couches métalliques minces qui auraient une absorption duffisante, deviendraient au bout de peu de temps tachées par oxydation par l'oxygène de l'air. La présente invention réussit donc, en obtenant la couleur désire de transmission, à combiner les avantages des revêtemnts d'oxydes et de métal, tout en évitant leurs inconvénients. Références bibliographiques : 1) Brevet des Etats-Unis nO 1 176 313 2) Brevet des Etats-Unis n 1 222 049 3) Dem@nde de brevet allemand n 42 h 53002 (Demandeur: Zeiss Opton, Optisohe Jerke Oberkochen). 4) Brevet suisse n 288 879 5) Demande de brevet allemand 3 2b 6/50 M 7621 (Demandeur: Metal-Lux S.a.r;1. Mailand) 6) Brevet saisse n 294 395 7) Brevet suiss@en 322 265 8) Brevet suisse ne 286 174. REVENDICATIONS 1) Procédé de fabrication d'un filtre de protection de ia vue par vaporisation @u pulvérisation d'un métal sous vide et dépôt dtun mince revêtement sur un support transparent, avec action simultanée d'une atmosphère gazeuse résiduelle réagissant chimiques ment, ce procédé étant caractérisé en ce qu'on utilise comme métal le vanadium, et que le revffitement est déposé sur le support dans une atmosphère gazeuse résiduelle contenant de l'azote. 2) Verre protecteur antisolaire réalisé conformément à la revendication 1, comportant un revttement mince et absorbant la lumière sur un support transparent, ce verre étant caractérisé en ce que le revêtement est constitué par un mélange de vanadium et de nitrure de vanadium. 3) Procédé conforme & la revendication 1, caractérisé en ce que le revêtement est réalisé par vaporisation de vanadium métallique dans une atmosphère d'azote sous une pression comprise entre 10-3 et 5.10-5torr. 4) Verre de protection antisolaire conforme à la revendication 2, caractérisé en ce qu'on dépose un revêtement absorbant sur les deux faces du support. 5) Verre de protection antisolaire conforme à la revendication 2, caractérisé en ce que le revêtement absorbant est une couche partielle dans un revêtement & deui couches qui réduit le pouvoir réfléchissant.