Brevet FR2364278A1 — publié le 19780407

La présente invention est relative à un procédé de fabrication de matrices ou analogues sensiblement planes, en particulier matrice ou contretype de disques phonographi- ques, formées essentiellement d'une pièce réalisée en une matière à faible conductivité électrique préalablement métallisée, comprenant l'introduction de cette pièce dans un électrolyte à base d'un sel d'un métal, d'une manière telle que celle-ci forme cathode1 la production d'un courant électrique à intensité relativement faible à travers ledit électrolyte, entre cette cathode et une anode montée dans cet électrolyte, à une certaine distance de cette dernière, et le réglage de cette intensité jusqu'à la formation, par galvanoplastie, d'un dépit d'une épaisseur voulue dudit métal, contenu dans l'électrolyte susdit= sur la pièce précitée. Dans le procédé le plus couramment utilisé pour la fabrication par galvanoplastie, de moules planes ou peu incurvés, la cathode sur laquelle ces moules sont formés, est soumise à un mouvement rotatif vis-à-vis de l'anode. C'est-en particulier ce procédé qui est appliqué pour la préparation de matrices et contretypes destinés à la fabrication de disques phonographiques et articles similaires. Ce procédé présente cependant divers inconvénients. En effet, par le fait que, dans l'application dont question cidessus, la cathode est généralement constituée d'une pièce en une matière non conductrice recouverte d'une fine pellicule métallique de quelques millimicrons, il y a lieu de limiter fortement I'intensité du courant électrique dans l'électrolyte du bain de galvanoplastie au début de l'électrolyse pour obtenir sur la pièce susdite formant cathode une cristallisation fine et homogène et un facteur de pénétration important du dépOt métallique. C'est ainsi qu'une mauvaise cristallisation superficielle dans les matrices pour la fabrication de disques phonographiques peut entre la cause du grincement aperçu lors de l'audition d'un disque obtenu à partir d'une telle matrice. De plus, après qu'une certaine quantité de métal s 'est déposée sur la cathode et que, par conséquent, sa conductivité ait augmenté , il y a lieu de faire accroStre l'intensité de courant, ceci en vue d'assurer un rendement de dépôt métallique, sur la cathode, industriellement valable polir obtenir une matrice de l'épaisseur voulue en un minimum de temps Jusqu a présent, on fait en général appel à des réglages manuels pour faire varier l'intensité du courant dans l'électrolyte du bain de galvanoplastie en fonction de l'épais- seur croissante du dépOt d'un métal, formé sur la cathode. Pour arriver à de bons résultats ce réglage doit entre extrémement précis, ce qui exige une main-d'oeuvre qualité fiée qui doit surveiller constamment de très près l'évolution de l'électrolyse. Malgré toutes les précautions possibles, à l'échel- le industrielle, c'est-à-dire en usine, où existent comstamment des fluctuations de tension importantes, il n'est pratiquement pas possible d'éviter des parasites dans le courant d'elHectro- lyse, qui se répercutent directement sur la qualité du dtepOt métallique-à la cathode. Un des buts essentiels de la présente invention consiste à remédier à cet inconvénient et à présenter uum procédé qui permet d'automatiser le réglage de l'intensité dtaa courant en fonction de l'avancement de l'électrolyse, ctestt-à-di- re de la formation du dépOt métallique sur la pièce formant cathode. Suivant l'invention, on règle l'intensite.du courant électrique susdit en faisant varier la distance entre la cathode et l'anode dans l'électrolyte mime. Avantageusement, après l'introduction de la pièce formant cathode dans l'électrolyte, on diminue, d'une façon continue, la distance entre cette pièce et l'anode, de manière à augmenter continuellement l'intensité du courant électrique entre celles-ci. Suivant une forme de réalisation avantageuse, on soumet la cathode et l'anode à au moins deux opérations successives de rapprochement dans l'électrolyte en prévoyant entre ces dernières une opération d'écartement de l'anode et de la cathode, l'intensité du courant électrique appliqué aux bornes de l'anode et de la cathode étant augmentée avant d'entamer une nouvelle opération de rapprochement. L'invention concerne également un dispositif pour la fabrication, par galvanoplastie, de matrices ou analogues sensiblement planes comprenant un récipient, destiné à contenir un électrolyte, au moins une anode, montée dans ce dernier, et une amenée de courant cathodique1 présentant un support 1pour une pièce destinée à former cathode, des moyens étant prévus pour introduire cette pièce dans l'électrolyte et pour la sortir de ce dernier. Ce dispositif est caracterisé par le fait qu'il comprend des moyens pour approcher, d'une manière sensiblement continue, la pièce formant cathode et l'anode au moment où cette pièce est introduite dans l'électrolyte. D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description donnée ci-après, à titresd'exem- ples non limitatifs, de quelques formes de réalisation Earticu- lières de l'objet de l'invention avec référence aux dessins annexés La figure I est une vue schématique en élévation d'une forme de réalisation particulière d'un dispositif dé fabrication de matrices pour disques phonographiques dans sa position de repos. La figure 2 montre schématiquement cette meme forme de réalisation dans sa position de travail. Dans les deux figures, les mimes chiffres > de référence se rapportent aux mimes éléments. Quoique l'objet de l'invention ne soit pas strictement lié à la préparation de matrices ou contretypes de disques phonographiques, il y a lieu de noter que le procédé suivant l'invention présente un intérêt tout particulier pour cette application spécifique. Pour cette raison, dans le but d'illustrer l'invention d'une façon aussi concrète que possible, des exemples de préparation de telles matrices sont donnés ci-après. Une pièce circulaire réalisée en général en un composé nitrocellulosique, coulée sur un support, est pourvue d'une gravure sonore. Cette pièce est donc en une matie non conductrice d'électricité. Cette pièce est ensuite traitée en vue de là rendre conductrice et à cet égard une fine couche métallique, par exemple de l'argent ou du nickel, de quelques millimicrons d'épaisseur, est déposée sur cette gravure, par exemple par vaporisation ou un autre procédé approprié connu. Cette pièce ainsi préalablement métallisée est introduite dans un électrolyte à base d'un métal, par exemple du nickel, et raccordée à une amenée de courant cathodique de ma- manière à former elle-m8me cathode, en vue de former sur cette pièce, par galvanoplastie; une matrice. Dans cet électrolyte est encore montée une anode raccordée à une amenée de courant anodique Vu la faible épaisseur de la couche métallique formée sur la pièce circulaire formant cathode, au départ, l'intensité du courant dans l'électrolyte, entre cette cathode et l'anode, doit entre relativement faible et ceci jusqu'd ce qu'une certaine quantité de métal se soit posez par électrolyse, sur la surface de la cathode. Par contre, une fois qu'une certaine quantité de métal s'estdéposée sur cette cathode, pour obtenir un rendement efficace, c'est-à-dire la -formation d'une couche épaisse de métal en un temps minimum, il y a lieu d'utiliser un courant électr;- que de grande intensité et la distance entre la cathode et l'ano- de doit entre aussi petite que possible. Ainsi, il y a lieu de passer, au cours de l'électrolyse, dsun courant à faible intensite à un courant de forte intensité. Cette augmentation de 1'intensité du courant doit se faire graduellement et avec beaucoup de précautions en fonction de l'épaisseur croissante du dépôt métallique sur la cathode. Suivant l'invention, on règle I'intenslté du courant en faisant varier la distance entre la cathode et l'anode dans l'électrolyte. C'est ainsi qu'avantageusement, en vue d'augmenter d'une manière continue l'intensité du courant entre la cathode et l'anode, on diminue d'une façon continue la distance entre la pièce susdite et l'anode, de préférence sans agir sur la tension électrique aux bornes de la cathode et de l'anode pendant cette opération de rapprochement. Ainsi, d'une manière pratique, on dispose la pièce formant cathode et raccordée à l'amenée cathodique à une gran de distance de l'anode et on applique aux bornes de l'anode et de la cathode une tension électrique qui correspond à l'intensité de courant minimum Ensuite, on rapproche lentement la pièce formant cathode de l'anode, par exemple à l'aide d'un mécanisme hydraulique. Ceci a comme conséquence une augmentation régulière et automatique de l'-intensité du courant entre la cathode et l'anode Pratiquement, la distance entre la cathode et l'anode peut varier entre 250 et 50 mm. I1 va bien entendu de soi qu'il ne s'agit pas de limites strictes et que d'autres variations de distance peuvent entre envisagées. Par le procédé suivant l'invention, il est possible de former, au début de l'électrolyse sur la surface formant cathode, un dépôt très fin etSense du métal en cause, par exemple du nickel, d'une dureté élevée, dont le facteur de pénétration est donc très important, et ensuite, par l'augmentation graduelle et automatique de l'intensité du courant, après qu'une certaine quantité de métal a été déposée sur la pièce, de créer les conditions idéales pour la formation de dépôts rapides en couches épaisses, en un minimum de temps. Ceci est donc dA au fait qu'au départ l'intensité du courant est très faible et qu'ensuite, par une diminution constante et régulière de la distance entre l'anode et la cathode, on atteint la distance minimum entre ces dernières, de sorte qu'on crée, à ce moment, une forte intensité de courant à faible tension. Dans une forme de réalisation particulière on peut obtenir une variation d'intensité de courant très importante en un volume d'électrolyte réduit. Le rapprochement de la pièce formant cathode est réalisé automatiquement sur une distance de 250 à 50 mm par rapport à l'anode pour une tension de départ bien déterminée. Au moment où la pièce formant cathode arrive à la distance de 50mm de l'anode, cette pièce est relevée de l'électrolyte et est ramenée à son point de départ, c'est-à-dire à nouveau à 250mm de l'anode. En meme temps, par Exemple, par un contact électrique agissant sur des redresseurs de courant, l'intensité de courant entre la cathode et l'anode est augmentée considérablement. A ce moment on rapproche à nouveau graduellement la pièce formant cathode de l'anode jusqu'à 50mm de cette dernière. Eventuellement, cette opération d'écartement peut entre répétée et suivie d'une nouvelle opération de rapprochement pour une intensité de courant de départ encore plus importante, suivant l'épaisseur désirée du dépôt sur la pièce formant cathode. De cette façon, les rapports de courant peuvent facilement atteindre un facteur de 1 à 50 et les matrices et contretypes planes peuvent être fabriqués dans les conditions idéales de dépôt et ceci avec une consommation de courant adaptée exactement à chaque épaisseur intermédiaire du dépôt. Comme il résulte de ce qui précède, l'invention consiste en fait à régler la variation de l'intensité du courant entre la piece formant cathode et l'anode, d'une façon indirecte, par des moyens purement mécaniques. I1 a été constaté, d'une façon imprévue, que ceci permet d'éliminer les parasites dans l'électrolyse, ayant comme suite une répartition hétérogène du dépôt formé sur la pièce formant cathode et, par conséquent, l'obtention de matrices de qualité médiocre. De tels parasites se produisent, par exemple si on utilise un système de réglage direct du courant électrique au moyen de rhéostats ou analogues, même si on prend un maximum de précautions, tel qu'entretien continu des différents contacts électriques pour éviter toute oxydation. Les figures annexées montrent schématiquement une forme de réalisation particulière d'un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé décrit ci-dessus qui sEst avéré donner de très bons résultats. Ce dispositif comprend un récipient 1, par exemple en polypropylène pour l'électrolyte 2 contenant un sel de métal à déposer sur la pièce formant cathode, une ou plusieurs anodes 3 s'étendant le long d'une paroi inclinée 4 du récipient 1, une amenée de courant cathodique 5, un support 6 pour la pièce susdite, un groupe moteur-réducteur 7 et un arbre 8 reliant ce dernier au support 6. L'ensemble, formé par le groupe moteur-réducteur 7, l'arbre 8 et le support 6, est monté sur un chariot 9 se déplaçant sur un chassies pivotant 10 articulé sur le bord 11 de la paroi du récipient 1 opposée à la paroi inclinée 4. Un vérin 14 permet de soulever le chassies 10 et de le faire tourner autour du bord 11 du récipient 1. De son côté, le chariot 9 est entraîné par un vérin hydraulique ou pneumatique 12 permettant de le déplacer suivant un mouvement très lent, sensiblement continu vers l'anode 3 et suivant un mouvement dans le sens opposé, c'est-à-dire suivant un mouvement de va-et-vient suivant une direction perpendiculaire à l'axe de rotation du chassies 10. Le support 6 de la pièce formant cathode est constitué par un plateau circulaire réalisé par exemple en polypropylène et solidaire de l'arbre 8. Ce plateau est traversé par une vis de contact électrique 13 de l'amenée cathodique 5 qui fixe le plateau sur l'extrémité libre de l'arbre 8. L'amenée du courant cathodique 5 est constituée d'une tige isolée en un alLiage de cuivre-béryllium s'étendant à l'intérieur de l'arbre 8, entrainé en rotation autour de son axe par le groupe moteur-réducteur 7. Le fonctionnement de ce dispositif sera décrit ci-après. Avant la-mise en marche du dispositif, lorsque ce dernier est dans sa position de repos, le chassis 10 occupe la position sensiblement horizontale et le chariot 9 se trouve dans sa position la plus éloignée du récipient 1 (figure 1). Une pièce formant cathode 15, réalisée en une matière non conductrice, telle qu'un composé nitrocellulosique et présentant sur une de ses faces 16 une gravure sonore sur laquelle est déposé un mince film métallique, est montée contre le plateau 6. Ensuite, le chdssis 10 est soulevé jusque ce que le plateau 6 soit sensiblement parallèle à l'anode 3 et une tension électrique est appliquée entre cette dernière et l'amenée cathodique 5. Le groupe moteur-réducteur 7 est mis en marche de manière à entraîner le plateau 6 et par conséquent la pièce 16 en rotation autour de l'axe de l'arbre 8. La position ainsi obtenue est montrée en traits pleins dans la figure 2. Ensuite, par le vérin 12 le chariot 9 est soumis à une translation très lente en direction de l'anode et le plateau 6, portant la pièce 16, plonge d'abord partiellement dans l'électrolyte 2, comme montré en traits interrompus à la figure 2. Vu la distance relativement grande qui sépare, au départ, la cathode de l'anode, l'intensité du courant est faible au début. Le plateau 6 s'enfonce de plus en plus dans l'électrolyte au fur et à mesure qu'il se rapproche de l'anode 3, jusqu'à être entièrement-immergé au-moment où il occupe sa position la plus rapproche de l'anode. A ce moment, l'intensité du courant atteint son maximum. La vitesse de déplacement moyenne de la pièce formant cathode est généralement de l'ordre de 3 cm/ minute Comme déjà signalé ci-dessus, le rapprochement continu, dans l'électrolyte, de la pièce, formant cathode,de l'anode assure un accroissement continu de l'intensité du courant d'ions et ceci d'une manière telle que des parasites, qui pourraient se produire au niveau des bornes de l'amenée cathodique et de l'anode n'influencent pas le dépôt formé. sur la pièce formant cathode. I1 a été constaté à cet égard que, gracie à ce dispositif, on ne doit plus se préoccuper des parasites pouvant se produire éventuellement dans l'amenée extérieure de courant vers les électrodes et il n'y a plus lieu de régler la tension électrique aux bornes des électrodes durant toute l'électrolyse. Si on utilise des dispositifs où la distance entre l'anode et la cathode est fixe, il y a lieu de régler la variation du courant faible au début de l'plectrolyse et du courant fort à la fin de celle-ci. Un autre avantage important encore par rapport aux dispositifs connus pour la fabrication de matrices pour disques phonographiques est que l'on peut approcher la pièce formant cathode beaucoup plus près de l'anode dans le dispositif suivant l'invention, de l'ordre de 4 à 5 cm. En effet, dans les dispositifs classiques où la distance entre la cathode et l'anode est fixe, il y a lieu de maintenir une distance suffisante entre l'anode et la pièce susdite pour permettre de tourner cette dernière hors de l'électrolyte à la fin de l'électrolyse. Dans le dispositif suivant l'invention, on recule le chariot 9 éventuellement jusque dans sa position de repos pour faciliter l'enlèvement de la pièce formant cathode et portant le dépôt cathodique constituant la matrice obtenue. Si on désire répéter l'opération, il suffit de ramener le chariot 9 dans sa position la plus écartée sur le ch s- sis 10 et de recommencer le mouvement de translation vers l'anode, après avoir amené la tension électrique à une valeur plus grande, par exemple par un contact électrique se produisant au cours du recul du chariot mettant des redresseurs de courant a une intensité plus élevée. Toutes les opérations décrites ci-dessus peuvent être réalisées en synchronisme et être entièrement automatisées. I1 est bien entendu que l'invention n'est pas limitée aux formes de réalisation décrites ci-dessus et que bien des variantes peuvent être envisagées sans sortir du cadre du présent brevet. C'est ainsi que, pour certaines applications, la cathode peut être fixe et l'anode peut être rapprochée graduellement de la cathode ou aussi bien l'anode et la cathode peuvent être mobiles. Le levage du chassis 10 et l'avancement du chariot 9 sur ce dernier pourraient avoir lieu par d'autres moyens connus en soi, tels que vérin mécanique, moteur électrique, etc. REVENDiCATIONS 1. Procédé de fahrication d'unités sensiblement plane pour reproduction d'objets, par exemple matrices ou contretypes, notamment pour disques phonographiques, formées essentiellement d'une pièce réalisée en une matière à faible conductivité électrique préalablement métallisée, comprenant l'introduction de cette pièce dans un électrolyte à base d'un sel d'un métal, d'une manière telle que celle-ci forme cathode, la production d'un courant électrique à intensité relativement faible à travers ledit Electro- lyte entre cette cathode et une anode montée dans cet électrolyte à une certaine distance de cette dernière, et le réglage de cette intensité jusqu'à la formation, par galvanoplastie, d'un dépot d'une épaisseur voulue dudit métal contenu dans l'électrolyte susdit sur la pièce précitée, ce procédé étant caractérisé en ce qu'on règle 1' intensité du courant susdit en faisant varier, dans l'électrolyte, la distance entre la cathode et l'anode. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que, après l'introduction de la pièce formant cathode dans l'électrolyte, on diminue, d'une façon continue, la distance entre cette pièce et l.'anode, de manière à augmenter continuellement l'intensité du courant entre celles-ci. 3. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 et,2, caractérisé en ce qu'on diminue, d'une façon continue, la distance entre la piece formant cathode et l'anode sans agir sur la tension électrique aux bornes de l'anode et de la cathode pendant cette opération de rapprochement. 4. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on soumet la cathode et 1' anode à au moins deux opérations successives de rapprochement dans l'électrolyte en prévoyant, entre ces dernières, une opération d' écartement de -l'anode et due la cathode, l'intensité du courant électrique appliquée aux bornes de l'anode et de la cathode étant augmentée avant d'entamer une nouvelle opération de rapprochement. 5. Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce que, pendant l'opération d'écartement, le courant électrique entre l'anode et la cathode est interrompu 6 e Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il consiste à déplacer uniquement la pièce formant cathode pour régler l'intensité du courant entre cette dernière et l'anode. 7. Procédé suivant l'une quelconque des revendications l à 6, caractérisé en ce qu'il consiste à faire varier 1' intensité du courant électrique entre la cathode et l'anode dans un rapport de l'ordre de 1 à 50. 8. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, comprenant un récipient destiné à contenir un électrolyte, au moins une anode montée dans ce dernier et une amenée de courant cathodique présentant un support pour une pièce destinée à former cathode, des moyens étant prévus pour introduire cette pièce dans l'électrolyte et pour la sortir de ce dernier, ce dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour rapprocher d'une manière sensiblement continue la pièce formant cathode et l'anode au moment où cette pièce est introduite dans l'électrolyte. 9. Dispositif suivant la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens pour approcher la pièce formant cathode comprennent un chariot sur lequel est monté le support de la pièce ce formant cathode et pouvant entre entrai né suivant un mouvement sensiblement continu en direction de l'anode. 10. Dispositif suivant la revendication 9, Ca- ractarisé en ce que le chariot est entrainé par un vérin hydraulique ou pneumatique. 11. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que les moyens pour introduire la pièce formant cathode dans l'électrolyte comprennent un chassies pivotant par rapport au bord du récipient contenant l'elec- trolyte et portant la piece susdite de manière à permettre de faire basculer cette dernière jusque dans l'électrolyte et de l'extraire de celui-ci. 12. Dispositif suivant la revendication 11, caractérisé en ce que le chariot susdit, portant le support de la pièce formant cathode, est monté sur le châssis pivotant précité d'une manière telle à pouvoir subir un mouvement de va-et-vient suivant une direction sensiblement perpendiculaire à l'axe de rotation du châssis susdit. 13. Dispositif suivant l'une ou l'autre des revendications 11 et 12, caractérisé en ce que la rotation du châssis susdit est commandée par un vérin. 14. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 8 à 13, caractérisé en ce que le support de la pièce formant cahtode est constitué par un plateau monté par son centre sur l'extrémité libre d'un arbre pouvant être entrains en rotation autour de son axe et dans un plan sensiblement perpendiculaire à cet axe. 15. Dispositif suivant la revendication 14, caractérisé en ce que l'axe de l'arbre susdit s'étend sensiblement suivant la direction de déplacement du chariot sur le châssis pivotant. 16. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 8 à 15, caractérisé en ce que la pièce formant cathode est montée sur son support d'une manière telle à occuper une position sensiblement parallèle à l'anode au moment où elle est introduite dans l'électrolyte. dans l'électrolyte.