Brevet FR2414567A1 — publié le 19790810

L'invention a pour objet un ensemble pour effectuer des dépôts métalliques par galvanoplastie. Les techniques de galvanoplastie sont à l'heure actuelle largement utilisées à 11 échelle industrielle pour effectuer des revêtements électrolytiques de nature variée et selon les motifs les plus divers. Dune manière générale, ces techniques impliquent la constitution d'une chaîne électrochimique avec une anode, un électrolyte et une cathode. L'électrolyte comprend en solution, sous forme de sels, le métal à déposer sur la cathode qui joue le rôle de support pour le dépôt électrolytique. Par application d'une tension appropriée entre les électrodes, les ions métalliques de l'électrolyte migrent vers la cathode sur laquelle ils se déposent. Nais ces opérations sont réalisées dans des installations importantes et ne peuvent donc s'adresser à des particuliers et encore moins être mises en oeuvre par des enfants. L'invention a pour but de fournir des moyens permettant à un adulte ou un enfant de constituer un dispositif de galvanoplastie le mettant en mesure d'effectuer lui-même des dépôts métalliques. Les moyens de l'invention sont constitués par un ensemble du type kit comprenant en combinaison, au moins un récipient destiné à contenir au moins un électro lyte, ce récipient étant en un matériau électriquement isolant, - au moins un élément métallique destiné à jouer le rôle de cathode et à constituer un support pour le dépôt métallique à effectuer, cet élément métallique pouvant être mis au moins partiellement en contact avec l'électrolyte, - au moins un composé chimique destiné à constituer un électro lyte en assurant le transfert des ions métalliques désirés vers la cathode, - au moins un élément destiné à jouer le rôle d'anode, constitué par un matériau électriquement conducteur ou rendu conducteur, et - des moyens de connexion et/ou d'alimentation pour appliquer, entre l'anode et la cathode, une différence de potentiel continue ou substantiellement continue. A partir des éléments du kit, un adulte ou un enfant peut établir une chaine électrochimique complète dont la mise en fonctionnement à l'aide des moyens de connexion et/ou d'alimentation lui permet d'effectuer un dépôt métallique donné. Ce dépôt peut consister en un revêtement complet de l'élément cathodique par un métal, ou selon un aspect attrayant, il peut être effectué de manière à former sur la cathode un motif. On conçoit aisément l'infinité de possibilités offertes ainsi par le kit de l'invention pour effectuer un revêtement métallique, en particulier à des fins décoratives. On notera que, de manière avantageuse, l'utilisateur peut encore varier ces réalisations en changeant un ou plusieurs éléments de la chaine électrochimique, de manière à obtenir le dépôt d'un métal différent sur la cathode, ou d'un même métal sur une cathode de nature différente, ce qui permet de former des combinaisons de couleurs différentes. Selon un mode de réalisation de l'invention, ensemble kit comporte, comme récipient électrolytique, au moins une cuve. Cette cuve forme un seul compartiment électrolytique ou, suivant une variante utilisable pour la réalisation de dépôts simultanés et plus particulièrement de dépôts de nature différente, ladite cuve est constituée de plusieurs compartiments étanches les uns par rapport aux autres. Ces compartiments peuvent être délimités par des parois étanches dans la cuve ou, dans une variante, ces compartiments sont constitués par plusieurs bacs. Dans une forme particulière de réalisation de cette variante, l'ensemble kit comprend un élément plan jouant le rôle de support pour les bacs et comportant avantageusement sur une face des logements pour ces différents bacs, ce qui assure une grande stabilité de ces derniers pendant toute l'opération de galvanoplastie T Selon une autre disposition supplémentaire de l'invention, la cuve, ou le cas échéant le susdit support, est équipée des moyens de commutation et/ou d'alimentation électrique. Ces moyens sont alors disposés en dessous du bac. Dans une disposition supplémentaire, le ou les compartiments électrolytiques comprennent des moyens de positionnement pour l'anode ce qui facilite sa mise en place et permet surtout de la maintenir dans une position fixe par rapport à la cathode pendant la durée de l'opération de galvanoplastie, assurant ainsi un déroulement régulier du dépôt. Le ou les compartiments électrolytiques du kit peuvent également comporter l'anode déjà fixée. Selon une autre disposition supplémentaire de ce mode de réalisation, l'ensemble kit comporte des moyens servant de support pour la cathode et éventuellement pour l'anode et permettant de régler leur profondeur d'immersion dans l'électrolyte. On observera que dans le mode de réalisation évoqué cidessus, la chaine électrochimique est constituée en établissant un bain électrolytique dans lequel plongent l'anode et la cathode. Le dépôt métallique désiré est alors effectué dans le bain électrolytique par mise en service de l'ensemble en reliant les électrodes au dispositif d'alimentation électrique et, le cas échéant, à un dispositif de réglage de l'alimentation électrique. Dans ce mode de réalisation, afin de permettre la réalisation d'un motif donné, l'ensemble kit comporte alors avantageusement au moins un cache électriquement isolant susceptible d'adhérer sur la cathode et de délimiter les parties de la cathode sur lesquelles doivent être effectués les dépôts métalliques. Ces caches peuvent être constitués, séparément ou en combinaison, de caches adhésifs comportant le tracé de zones à découper, ou de caches sans motifs sur lesquels l'utilisateur dessinera un motif désiré et enlèvera les parties correspondant aux zones de la cathode à recouvrir. Selon une disposition supplémentaire, l'ensemble kit comprendra en outre des moyens de découpage pour découper le cache adhésif et déterminer ainsi les parties de la cathode sur lesquelles le dépôt métallique doit être effectue. L'utilisateur dispose ainsi d'une large gamme de moyens lui permettant d'effectuer lui-même une variété considérable de dépôts métalliques tant du point de vue de leur couleur que des motifs réalisables. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, l'ensemble kit comprend, en tant que récipient électrolytique, un élément maniable dont les parois délimitent au moins un compartiment propre à contenir un électrolyte et possédant une partie active au niveau de laquelle l'électrolyte peut être amené par des moyens d'alimentation, cette partie active étant destinée à coopérer avec la cathode. Ces moyens d'alimentation peuvent consister notamment en un dispositif capillaire, une bille ou un tampon en un matériau absorbant vis-à-vis de l'électrolyte. Le système anodique est immergé dans le compartiment électrolytique, ou se trouve dans un compartiment distinct qui peut être agencé avec le ou les compartiment(s) électrolytique(s) de manière à assurer la continuité électrique requise pour le dépôt électrolytique. On remarquera que, dans ce mode de réalisation, seule l'anode est immergée dans le bain électrolytique. Le dépôt métallique est alors effectué en déplaçant ledit élément maniable sur la cathode de manière à mettre en contact la partie active évoquée ci-dessus avec la surface de la cathode que l'on désire recouvrir. Ce mode de réalisation permet à l'utilisateur d'effectuer à main levée un motif donné. I1 présente plus spécialement l'avantage de rendre extrêmement simples les opérations de galvanoplastie, les montages à effectuer par l'utilisateur étant considérablement réduits. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront encore dans la description qui suit et en se reportant aux dessins auxquels il est fait référence, sur lesquels - la figure 1 représente une vue schématique en perspective d'éléments d'un dispositif de galvanoplastie réalisé à l'aide d'un ensemble kit de l'invention, - la figure 2 est une vue schématique en coupe d'un récipient électrolytique réalisé à l'aide d'éléments selon un mode de réalisation de l'invention, - la figure 3 est une vue schématique d'un dispositif de galva noplastie constitué à partir d'un autre kit de l'invention, et - la figure 4 est une vue schématique en perspective d'un réci pient électrolytique utilisable dans le dispositif de la figure 3. Le dispositif selon la figure 1 comporte une cuve 1 constituant un compartiment électrolytique de forme parallélépipédique. Cette cuve est en un matériau isolant et résistant vis-àvis des électrolytes. Pour les applications où il est nécessaire de chauffer l'électrolyte, le matériau de la cuve est en outre résistant à la chaleur. La cuve 1 comporte, à une extrémité, des moyens de guidage 2 formant une rainure 3 pour le positionnement de l'anode 4. Les moyens de guidage, situés en vis-à-vis le long des parois intérieures de la cuve, sont constitués, sur chaque paroi, par deux languettes écartées l'une de l'autre de manière à former ladite rainure. Ces moyens de guidage permettent une mise en place aisée de l'anode 4 et plus spécialement son maintien dans une position fixe, par rapport à la cathode, durant ltopération de galvanoplastie ce qui favorise un déroulement régulier de celle-ci. Dans une forme particulière de réalisation non représentée, ces moyens de guidage peuvent comporter des crans, ou analogues, permettant de régler, dans le bain électrolytique, la profondeur d'immersion de l'anode dont la forme sera adaptée au système de crans. L'anode 4 est constituée par une plaque en un matériau électriquement conducteur ou rendu conducteur. Il s'agit avantageusement d'un matériau soluble, dans les conditions d'électrolyse, dans l'électrolyte utilisé et avantageusement constitué par le métal que l'on désire déposer sur la cathode. Un chevalet désigné globalement par 5, servant de support pour la cathode 6 repose sur deux bords opposés de la cuve. Le chevalet 5 comprend deux éléments incurvés 7, s'emboitant sur les bords de la cuve et pouvant glisser le long de celle-ci, ce qui présente l'avantage d'une manipulation aisée. Ces éléments 7 sont solidaires d'une potence 8 comportant un dispositif du type à crémaillère désigné globalement par 9 et comprenant une tige 10 munie d'une pince 11 à laquelle est fixée la cathode 6. Ce dispositif à crémaillère facilite l'immersion de la cathode dans le bain électrolytique et le réglage de la profondeur d'immersion. Le chevalet ou tout au moins le dispositif à crémaillère est avantageusement réalisé en un matériau conducteur, ce qui facilite la jonction électrique. La cathode 6 est constituée par une plaque en un matériau conducteur ou rendu conducteur et notamment en laiton, zinc, cuivre ou aluminium. Elle est recouverte en partie par un matériau isolant 12 qui masque les surfaces qui ne doivent pas être métallisées et délimite les parties 13 sur lesquelles on désire effectuer le revêtement. Ce matériau isolant est avantageusement constitué par un matériau adhésif. Les pinces 14 fixées à l'anode et au chevalet sont reliées par les fils d'alimentation à un dispositif, non représenté, de réglage de la d.d.p. et de l'intensité du courant, lui-même relié au dispositif d'alimentation électrique. Le dispositif ainsi elaboré peut être rempli d'un électrolyte fourni par le kit de l'invention ou élaboré à partir d'un composé chimique du kit, mis en solution par l'opérateur. Cet électrolyte est choisi en fonction du métal que l'on désire déposer sur la cathode. Il est avantageusement constitué par une solution de sels métalliques. Dans le cas d'utilisations s'adressant plus particulièrement à des enfants, on prévoira des sels non toxiques tels que les sulfates de cuivre, de zinc, de fer, de cadmium, ainsi qu'un sulfate double d'ammoniaque et de nickel, l'anode étant alors constituée par le métal correspondant. Pour des utilisations par des adultes, on pourra également proposer notamment des solutions de cyanures électrolysables. L'électrolyte ainsi constitué peut être additionné d'agents utilisés habituellement pour améliorer la qualité des dépôts électrolytiques et notamment de mouilleurs pour la cathode permettant la réalisation d'un dépôt uniforme, d'agents de polissage, de désoxydation, etc. qui peuvent tous être fournis de manière avantageuse par le kit. Un jeu considérable de possibilités est ainsi offert à l'amateur qui souhaite procéder à des dépôts métalliques. On observe à cet égard qu'il est notamment possible de réaliser des dépôts de forme quelconque au gré de l'imagination de l'opérateur qui, en utilisant les caches évoqués ci-dessus et en les découpant de manière appropriée, peut délimiter sur la cathode le motif qu'il désire. A cet effet, l'opérateur peut par exemple dessiner sur la matière isolante, soit à main levée, soit à l'aide d'un guide, notamment du type connu sous la marque normographe, le motif qui doit être métallise, puis le découper à l'aide de moyens de découpage fournis avantageusement par le kit de l'invention. Ceci étant, l'ensemble kit peut comporter un grand choix de caches prédécoupés de manière à faciliter l'utilisation du dispositif par des enfants. On remarquera la variété des réalisations qui peuvent être effectuées, en particulier du fait de la possibilité de déposer des métaux de couleurs différentes en changeant de système électrolyte-anode et/ou d'obtenir sur la cathode des motifs comportant plusieurs métaux en changeant de caches et/ou d'effectuer ces dépôts sur des cathodes de différente nature et forme. De plus, un même système de caches pourra être utilisé pour anodiser les plaques servant de cathode. Il suffira pour cela d'intervertir les rôles de la cathode et de l'anode. Un produit conducteur qui sera appliqué sur les parties à métalliser permettra le dépôt de métal sur ces parties mais en évitant l'adhérence de ce métal sur la cathode. Le métal ainsi déposé pourra être facilement détaché de la cathode et utilisé avantageusement à des fins décoratives en l'appliquant sur des éléments de nature variée. Cette diversité dans les réalisations est possible avec un seul ensemble kit grâce à tous les éléments qu'il fournit et dont l'utilisation est par ailleurs simple et sans danger, et s'adresse donc de manière intéressante aux enfants. Sur la figure 2, on a représenté un dispositif de galvanoplastie comportant plusieurs compartiments électrolytiques. Ce dispositif comprend trois bacs la, lb et lc, occupant les logements 15a, 15b et 15c du support 15, ces logements ayant une dimension et une forme correspondant à celles du fond des bacs. Ces logements assurent d'une manière avantageuse la stabilité des bacs durant toute l'opération de galvanoplastie. Chaque bac est équipé dune anode respectivement 4a, 4b et 4c. Selon un aspect spécialement intéressant de ce mode de réalisation, les anodes seront différentes entre elles ce qui permettra en établissant un électrolyte approprié à l'anode d'effectuer dans chaque bac un dépôt métallique différent. Des moyens de fixation constitués par les pinces 14a, 14b et 14c relient les anodes, par l'intermédiaire des fils d'alimentation au dispositif de réglage 16 situé à l'intérieur du support qui permettra d'appliquer à chacun des couples d'électrodes des bacs les tensions requises pour les dépôts à effectuer. La figure 3 représente un ensemble de galvanoplastie élaboré à partir des éléments d'un kit selon un autre mode de réalisation de l'invention. Cet ensemble comprend un élément de forme allongée 17 du type d'un crayon. Ce crayon renferme l'électrolyte, dont on peut vérifier la présence par le niveau visible 18, et l'anode non visible. Il comporte une extrémité conique avec une partie active 19 destinée à venir au contact de la surface de la cathode 6 à métalliser. La cathode 6 est constituée par une plaque conductrice ou rendue conductrice, maintenue sur un support 20 à l'aide de moyens de fixation 21. On remarquera que dans ce mode de réalisation, la continuité électrique entre l'anode et la cathode sera établie grâce à l'électrolyte amené au niveau de la partie active 19. En reliant l'anode du crayon d'une part et la cathode d'autre part à un dispositif d'alimentation et de réglage de l'alimentation 22 (ce dernier pouvant être solidaire du support de cathode) il est-alors possible de déposer le métal en solution dans l'électrolyte en mettant en contact la partie active du crayon avec la surface de la cathode à recouvrir. Ce dispositif, d'une grande maniabilité, permet le dépôt d'un métal en un endroit précis de la cathode sans que celle-ci soit immergée dans l'électrolyte. Dans cette forme de réalisation de l'invention le motif à métalliser sur la cathode peut donc être effectué à main levée durant l'opération de galvanoplastie. Un tel dispositif permet également d'effectuer un traitement de surface de la cathode. Par ailleurs, en prévoyant un inverseur sur le dispositif d'alimentation, l'anode jouera le rôle de cathode et réciproquement ce qui permet de détacher1 comme indiqué plus hauts le métal préalablement déposé sur la cathode et de l'utiliser dans diverses applications décoratives. Comme crayon 17 utilisable dans le dispositif évoqué cidessus, on peut avoir recours à un crayon tel que représenté sur la figure 4. Ce crayon désigné globalement par 17, est constitué par un corps de forme générale cylindrique présentant une extrémité conique fermée par un dispositif de contact 19 constituant la partie active. Les parois du crayon sont en un matériau isolant et déli mitent un récipient à deux compartiments 23 et 24 étanches l'un par rapport à l'autre. Le compartiment 23 forme un logement destiné à contenir un électrolyte, l'une de ses parois comportant alors des moyens1 non représentés, permettant, lorsque le souhaite l'opérateur, ltécoulement de l'électrolyte dans le compartiment 24. Dans une irariante, le compartiment 23 peut être elaboré pour contenir une pile. Le compartiment 24 constitue le compartiment électrolytique proprement dit et comporte un dispositif 18 à niveau visible permettant de vérifier le niveau des solutions dans le compartiment. Un canal 25 permet son remplissage par l'électrolyte à utiliser, ce canal étant fermé, de manière étanche, par un bouchon 26. L'extrémité conique du crayon 17 contient un système anodique constitué d'une plaque métallique 27 et d'une plaque métallique perforée 28 entre lesquelles est comprimée de la poudre métallique. Ces deux plaques sont reliées entre elles par des fils électriques 29 et au dispositif extérieur d'alimentation électrique par les fils d'alimentation 30. La plaque 28 du système anodique est appliquée contre le dispositif de contact 19 formé par un tampon en un matériau absorbant vis-à-vis de l'électrolyte, notamment en feutre, permettant de régulariser l'amenée d'électrolyte au niveau de la surface de la cathode lors de l'opération de galvanoplastie. La régularisation du débit est également assurée par le tampon 31 du compartiment électrolytique 24. Le tampon du dispositif de contact obture l'ouverture de l'extrémité conique du crayon et est maintenu en place par un embout 32 s'adaptant sur ladite extrémité conique de manière à la recouvrir. Un capuchon 33 emboîtable sur l'extrémité conique du crayon 17 permet de protéger le dispositif de contact et d'éviter l'évaporation de l'électrolyte. REVENDICATIONS 1. Ensemble du type kit pour constituer un dispositif de galvanoplastie pour effectuer des dépôts métalliques, caractérisé par le fait qu'il comprend en combinaison, - au moins un récipient destiné à contenir au moins un électroly te, ce récipient étant en un matériau électriquement isolant, - au moins un élément métallique destiné à jouer le rôle de cathode et à constituer un support pour le dépôt métallique à effectuer, cet élément métallique pouvant être mis au moins partiellement en contact avec ltélectrolyte, - au moins un composé chimique destiné à constituer un électroly te en assurant le transfert des ions métalliques désirés vers la cathode, - au moins un élément destiné à jouer le rôle d'anode, constitué par un matériau électriquement conducteur ou rendu conducteur, et - des moyens de connexion et/ou d'alimentation pour appliquer, entre l'anode et la cathode, une différence de potentiel continue ou substantiellement continue. 2. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le récipient électrolytique est une cuve à un compartiment ou à plusieurs compartiments étanches les uns par rapport aux autres, délimités par des parois étanches dans la cuve ou encore constitués par plusieurs bacs. 3. Ensemble selon la revendication 2 caractérisé par le fait qu'il comprend un élément plan jouant le rôle de support pour lesdits bacs et comportant avantageusement sur une face des logements pour ces bacs. 4. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé par le fait que les moyens d'alimentation électrique sont disposés en dessous de la cuve ou le cas échéant du support des bacs. 5. Ensemble selon l'une quelconque des revendications i à 4, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens de positionnement pour l'anode. 6. Ensemble selon ltune quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait qu'il comprend au moins une anode préalablement fixée dans le ou les compartiments électrolytiques. 7. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait qu'il comporte un support de cathode permettant de régler la profondeur d'immersion de la cathode dans ltélectrolyte. 8. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait qu'il comporte au moins un cache électriquement isolant susceptible d'adhérer sur la cathode et de délimiter les parties de la cathodesur lesquellesdoivent être effectués les dépôts métalliques. 9. Ensemble selon la revendication 8, caractérisé par le fait qu'il comporte une pluralité de caches constitués séparément ou en combinaison de caches adhésifs prédécoupés selon un motif donné, de caches adhésifs comportant le tracé de zones à découper, ou de caches sans motifs sur lesquels l'utilisateur dessinera un motif désiré et enlèvera les parties correspondant aux zones de la cathode à recouvrir. 10. Ensemble selon la revendication 9, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens de découpage pour découper le cache adhésif et déterminer ainsi les parties de la cathode sur lesquelles le dépôt métallique doit être effectué. 11. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend, en tant que récipient électrolytique, un élément maniable, dont les parois délimitent au moins un compartiment propre à contenir un électrolyte, possédant une partie active au niveau de laquelle l'électrolyte peut être amené par des moyens d'alimentation, cette partie active étant destinée à coopérer avec la cathode. 12. Ensemble selon la revendication 11, caractérisé par le fait que lesdits moyens d'alimentation consistent en un dispositif capillaire, une bille ou un tampon en un matériau absorbant vis-à-vis de l'électrolyte. 13. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 11 ou 12, caractérisé par le fait que ledit élément maniable est préalablement équipé d'une anode. 14. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le composé chimique, destiné à constituer l'électrolyte, est un sel du métal à déposer sur la cathode. 15. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'anode est constituée par un matériau soluble, dans les conditions d'électrolyse, dans l'électrolyte1 avantageusement constitué par le métal que laon désire déposer sur la cathode. 16. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 2 à 10, 14 ou 15, caractérisé par le fait que chaque compartiment est équipé d'une anode différente de manière à permettre, en mettant en oeuvre des électrolytes appropriés dans chacun des compartiments, la réalisation de dépôts métalliques différents. 17. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comporte une pluralité d'une part, de plaques en laiton destinées à jouer le rôle de cathode, de plaques en un métal choisi dans le groupe comprenant le zinc, le cuivre, le nickel, le fer et, d'autre part, des sels des susdits métaux. 18. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 2 à 17, caractérisé par le fait que des moyens de réglage sont prévus pour appliquer des différences de potentiel variables en fonction du métal constitutif des anodes.