Brevet FR2383242A1 — publié le 19781006

la présente invention concerne un procédé de métallisation de feuilles plates en matière plastique, ainsi que l'utilisation de ces feuilles réalisées conformément à llinvention. La métallisation sous vide de certains substrats, comme les feuilles en matière plastique par exemple, est bien connue dans le domaine des techniques actuelles. Ainsi procède-t-on, sur des installations appropriées, à la métallisation de l'une ou des deux faces-de certaines feuilles plates en matière plastique. Un aperçu sur les procédés appliqués et les installations utilisées est donné dans l'ouvrage "Veredeln von Kunststoff-Oberflachen" (Amélioration des surfaces en matière plastique), de Carl Hanser, Edition Mfinchen, Wien 1974, chapitre 5, pages 107 et suivantes. Or, on sait -et l'ouvrage cité en fait mention- que, sur les installations traditionnelles, on rencontre certaines difficultés dans le cas où les feuilles à métalliser, telles quelles sont utilisées pour la fabrication des condensateurs, accusent une épaisseur variant entre 5 et I0t-2m, voire meme une épaisseur inférieure. Dans ces cas, Ia tension à appliquer à l'enroulement ou au rebobinage de telles feuilles doit rester très faible si l'on veut éviter des déchirures, ce qui, en meme temps, réduit la vitesse de passage.Par ailleurs, et en raison de leur nature spécifique, les feuilles plates révèlent des épaisseurs irrégulières, réparties transversalement au sens du passage, c'est-à-dire des zones épaisses alternant avec des zones plus minces, ce qui fait que l'on provoque des ondulations et/ou des plis dans le sens transversal, qui conduisent inévitablement à une métallisation non homogène. Or, de telles feuilles ne se pretent pas à la fabrication d'objets de haute qualité, tels les condensateurs par exemple. Le problème qui s'est ainsi posé consistait à développer un procédé permettant d'éliminer les difficultés qui entravaient la métallisation des feuilles minces en matière plastique Ce problème a pu etre résolu grâce au procédé de métallisation unilatérale sous vide de feuilles en matière plastique selon l'invention, par application d'une couche métallique d'une épaisseur de 10 à 1000 A, ce procédé étant caractérisé par le fait que l'on dirige au moins deux feuilles en matière plastique superposée s dans une installation de métallisation, pour y etre métallisées selon la méthode traditionnelle. Ce procédé, conforme à l'invention, permet de traiter des voies beaucoup plus longues, sans risquer les déchirures. De plus, la vitesse de passage peut être très nettement augmentée. Un autre avantage, tout aussi sensible, réside dans le fait que les ondulations et/ou les pliures transversales, sources de graves imperfections dans la métallisation, sont définitivement supprimées. Il est par ailleurs établi que l'on élimine également les gauchissements, voire les plis, qui apparaissent lors de l'enroulement des feuilles minces, notamment lors de leur enroulement sur des cylindres, d'une relative dureté, et qui sont provoqués par l'effet de compensation entre les zones plus épaisses et les zones plus minces. A cela s'ajoute l'avantage technico-économique, c'est-à-dire l'augmentation de la production par la métallisation des deux faces, d'une part, et par la réduction du temps de préparation et de mise en route, d'autre part. Un autre avantage important apparaît dans le fait que, pour la fabrication des condensateurs, les feuilles superposées peuvent être utilisées, après leur métallisation, telles quelles, c'est-à-dire sans être séparées. Ainsi, les faces intérieures sont à l'abri des poussières susceptibles d'etre attirées et fixées par un effet électrostatique, ce qui réduit les pertes et les chutes dans la fabrication des condensateurs. Dans le cas où, pour une raison précise, la séparation des feuilles s'impose, les faces intérieures restent néanmoins à l'abri des poussières, étant donné que la séparation des feuilles et le montage des condensateurs se font dans des locaux à l'abri des poussières. Les feuilles à métalliser sur leur face extérieure pénètrent dans l'installation sous la forme de deux bandes superposées. Pour répondre à certaines exigences, notamment dans le domaine de la fabrication des condensateurs, il s'est avéré utile, dans certains cas, d'ajouter des bandes supplémentaires aux deux bandes initialement prévues. Bien entendu, les bandes intercalées échappent à la métallisation. Bien que, a priori, les bandes en matière plastique superposées puissent accuser des épaisseurs différentes, ou se composer de polymères différents, il s'est avéré opportun, dans la pratique, d'utiliser des feuilles en matière plastique d'un matériau et d'une meme épaisseur. De préférence, l'épaisseur des différentes feuilles ne dépasse pas 10 jim. Pour la fabrication des condensateurs, le choix porte essentiellement sur des feuilles en polystyrol ou en polycarbonate, mais de préférence sur des feuilles en polypropylène ou en polyester. Ces feuilles auront, au préalable, subi un étirage approprié, notamment un étirage biaxial. La métallisation des feuilles en matière plastique est réalisée, de préférence, conformément à la demande allemande publiée sous le n4 24 31 385. Ce procédé offre un avantage supplémentaire, qui réside dans le fait que les deux feuilles superposées au moins ont été étirées sous cette forme, et n'ont donc plus été dissociées avant leur passage dans l'appareil de métallisation. Ainsi se trouve écarté le danger de la pollution des faces intérieures. Pour la métallisation, il peut être fait appel à tous les procédés traditionnels (métallisation unilatérale ou bilatérale). Bien entendu, le procédé unilatéral exige une déviation, voire un rebobinage, permettant la métallisation de la deuxième face extérieure. La présente invention sera commentée plus amplement en référence aux exemples rapportés ci-après, exemples qui n'ont d'ailleurs aucun caractère limitatif. Exemple 1 Dans une installation de métallisation du type A 500 B2 de la Société HERAEUS, une feuille de polypropylène d'une épaisseur de 8Sum, ayant subi au préalable un étirage biaxial, a été métallisée à l'aluminium, sur une surface et sur une épaisseur de 50 A La feuille s'étendait sur une largeur de 350 mm. -2 La métallisation a été réalisée avec une dépression de 2,7, 10 mbar. Le courant absorbé par les quatre évaporateurs avait une intensité de 23A. Le cylindre directeur a été réfrigéré et porté à + 100C. Pour éviter les déchirures, l'effort de traction de la voie nta pu etre réglé que sur 11,2 N, corres Z pondant à une tension de 4 N/mm , ce qui a limité la vitesse de passage à 180 m/min. Les plis qui apparurent dans la bande provoquèrent une métallisation irrégulière. Exemple 2 Il a été procédé dans des conditions identiques à celles de l'exemple 1, à la seule différence près que l'effort de traction de la voie a été réglé sur 2 14 N, correspondant à une tension de 5 N/mm . Sur une longueur totale trai- tée de 100 000 m, on a compté 16 déchirures, c'est-à-dire 16 nouveaux amor çages, d'où des pertes d'énergie et de temps considérables. Exemple 3 I1 a été procédé dans des conditions identiques à celles de l'exemple 1 à la seule différence près que, pour la métallisation, on a utilisé une feuille de polyester d'une épaisseur de 8 jima ayant également subi au préalable un étirage biaxial. L'effort de traction de la voie a été réglé sur 22,4 N, correspondant à 2 une tension de 8 N/mm . La vitesse de passage était de 180 m/min. Les plis qui apparurent sur la bande provoquèrent une métallisation irrégulière. Exemple 4 Il a été procédé dans des conditions identiques à celles de l'exemple 3, à la différence près, toutefois, que l'effort de traction de la voie a été réglé sur 2 28 N, correspondant à une tension de 10 N/mm . Sur une longueur totale traitée de 100 000 m, on a compté 21 déchirures, qui imposèrent des pertes de temps considérables à chaque nouvelle mise en route. Exemple 5 Il a été procédé dans des conditions identiques à celles de l'exemple 1, à la différence près toutefois que, pour la métallisation, on a utilisé deux feuilles de polypropylène épaisses chacune de 8 m, qui, ayant subi au préalable un étirage biaxial, ont été superposées bord à bord. Cet ensemble, qui a été engagé dans l'installation, a été, par un système de renvoi, métallisé à l'aluminium sur les deux faces, et sur une épaisseur de 50 Â chacune. L'effort de traction de la voie a été réglé sur 16,8 N, correspondant à une tension de 2 3 N/mm . La vitesse de passage a été relevée à 150 m/min, sans provoquer pour autant la moindre déchirure, En empêchant ainsi la formation de plis, les deux faces ont pu être métallisées d'une manière homogène, et sans le moindre défaut. Exemple 6 Il a été procédé dans des conditions identiques à celles de l'exemple 5, à la différence près toutefois que, pour la métallisation, on a utilisé une feuille à deux couches superposées, réalisée selon la demande allemande publiée sous le n" 24 31 385. L'effort de traction de la bande a été réglé sur 2 16,8 N, correspondant à une tension de 3 N/mm , et la vitesse de passage atteignait 250 m/min. On nra enregistré aucune déchirure, et la métallisation était homogène et sans aucun défaut.Par ailleurs, des tests supplémentaires, réalisés avec un compteur de poussière du type défini par le brevet canadien n" 990 097, ont permis d'établir que, comparées aux feuilles traditionnelles, les faces intérieures de la feuille à deux couches révélaient un nombre de particules de poussières très inférieur. Exemple 7 I1 a été procédé dans des conditions identiques à celles de l'exemple 3, à la différence près toutefois que, pour la métallisation, on a utilisé deux feuilles de téréphtalate de polyéthylène épaisses chacune de 8 8pm, qui, ayant subi un drapage biaxial, ont été superposées bord sur bord et engagées dans l'installation a dans laquelle un système de renvoi a permis de métalliser chacune des faces extérieures de cet ensemble sur une épaisseur de 50 A. L'effort de traction de la bande a pu être porté à 33,6 N, correspondant à une ten 2 sion de 6 N/mm , et la vitesse de passage relevée à 250 m/min. On n'a enre- gistré aucune déchirure, Les plis ont pu être évités, et la métallisation des deux faces était homogène et sans aucun défaut. Exemple 8 Il a été procédé dans des conditions identiques à celles de l'exemple 7, à la différence près toutefois que, pour la métallisation, on a utilisé une feuille à deux couches superposées, réalisée selon la demande allemande publiée sous le n" 24 31 385. Pour ce qui concerne la présence de poussières, les résultats correspondaient à ceux qui ont été relevés dans l'exemple 6. Exemple 9 Les feuilles métallisées selon les exemples 5 à 8 ont été découpées en bandes étroites, tant sous la forme dissociée que sous la forme superposée, pour être utilisées dans la fabrication de condensateurs de toutes catégories. On a pu enregistrer une baisse très sensible des dérangements et des pertes a surtout pour ce qui concerne les feuilles non dissociées. Les exemples démontrent que, comparée au niveau de la technique actuelle, l'invention révèle des progrès incontestables, tant sur le plan de la fabrication que sur le plan économique. La Figure annexée présente une vue en coupe (échelle non respectée) d'une feuille à deux couches la, lb, dont les faces extérieures Za et 2b ont été métallisées. REVENDICATIONS 1 - Procédé de métallisation unilatérale, sous vide, de feuilles en matière plastique, par application d'une couche métallique d'une épaisseur de 10 81000 o à 1000 A, caractérisé en ce que l'on dirige au moins deux feuilles en matière plastique, superposées, dans une installation de métallisation, pour y être métallisées selon un procédé traditionnel. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on dirige au moins deux feuilles en matière plastique superposées, de meme épaisseur, dans l'installation de métallisation. 3 - Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'on dirige au moins deux feuilles en matière plastique superposées, d'un même polymère, dans l'installation de métallisation. 4 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les feuilles en matière plastique accusent une épaisseur c à lQ}lm. 5 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les feuilles en matière plastique sont des feuilles de polypropylène ou de polyester ayant subi un drapage biaxial. 6 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les feuilles en matière plastique sont étirées ensemble l'une sur l'autre dans le sens transversal. 7 - Application des feuilles en matière plastique réalisées selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, de préférence dans la forme superposée, à la fabrication de condensateurs.