Brevet FR2434218A1 — publié le 19800321

La présente invention concerne un procédé de décoration de pièces à revêtement métallique obtenu par voie électrolytique, ainsi que les pièces décorées ainsi obtenues. La présente invention concerne plus particulièrement, quoique de façon non limitative, un procédé de décoration pour pièces en matériau termoplastique galvanisabie à revêtement de surface obtenu par dépôt électrolytique de métaux nobles. Les procédés dq décoration traditionnels à impression de motifs colorés ou non,tels que des logos ou des marques, sur des objets à revoete ment métallique de surface obtenu par voie électrolytique sont j uqu'à présent conduits de la façon suivante : la pièce, en matériau thermoplastique ou en métal susceptible d'admettre un traitemçent de surface par électro-déposition, est revêtue d'au moins une couche métallique par voie électrolytique, à la suite de quoi les motifs de décoration sont appliqués par sérigraphie, oW par application de peintures ou d'encre patine. Quel que soit lematériau de base de la pièce ainsi revêtue et décorée, les faibles qualités d'adhérence des encres ou peintures sur une surface métallique présentant, surtout pour les objets décoratifs, unipoli très prononcé, obligent à effectuer des opérations ultérieures de séchage ou de cuisson à des températures qui ne sont pas toujours compatibles avec la résistance naturelle à la chaleur du matériau constitutif de la pièce.Plus particulièremen,quand la pièce est réalisée en un matériau thermoplastiqu'e capable de recevoir un dépôt électrolytique, la température de séchage ou de cuisson doit être maintenue à des valeurs rel tivement basses pour éviter non seulement la fusion, mais également des déformations notables de la pièce, et limiter ainsi le nombre de pièces rebutées. I1 s'ensuit que les motifs décoratifs ainsi appliqués sur le dépôt métallique présentent une résistance à l'abrasion extrêmement faible, rendant très rapidement le motif de décoration inesthétique voire illisible, et diminuant d'autant la valeur du produit ainsi décoré, surtout lorsqu'il s'agit de pièces ou d'objets décoratifs, tels que ceux utilisés dans l'industrie des cosmétiques. D'autre part, pour effectuer une décoration présentant des motifs en creux, il faut prévoir, pour les pièces réalisées par moulage d'objets thermoplastiques, des moules appropriés, avec les inconvénients afférents de coûts de production et de rebutage, et, ultérieurement, de reperage pour l'apposition de décors ou, pour les matériaux en forme de feuille ou de mince plaque métallique, des étapes préalables d'emboutissage léger ou fin destinées à réaliser l'effet de relief. La présente invention a précisément pour objet d'obvier aux inconvénients de ces techniques antérieures en proposant un procédé de décoration de pièces à revêtement métallique obtenu par voie électrolytique ne mettant en oeuvre q'un minimum d'étapes opératoires, de faible coût de production, et permettant d'obtenir des décorations présentant une résistance à l'abrasion excellente. La présente invention a pour autre objet un tel procédé de décoration permettant, notamment pour un revêtement par électro-déposition de métaux nobles, de réduire les quantités de métaux nobles déposés par voie électrolytique. Pour ce faire, selon une caractéristique de l'invention, un tel procédé de décoration comporte les étapes d'appliquer à froid un film de peinture-épargne d'épaisseur sensiblement constante sur au moins une surface de la pièce brute selon les contours du décor désiré, puis d'effectuer le dépôt par voie électrolytique du revêtement métallique sur la pièce ainsi décorée, le dépôt métallique ne s'effectuant que sur les zones de la pièce non recouvertes du motif formé par le film de peinture-épargne. Conformément à l'unes objets susmentionnés, ce procédé permet ainsi de n'effectuer le dépôt de métaux d'apport que sur les zones non intéressées par le décor, et donc de diminuer la quantité de matériaux utiles pour effectuer le revêtement des pièces. Les peintures-épargne ou les vernis pelables sont communément employés comme films de protection temporaires pour la protection-des surfaces peintes et des objets finis ou, pour obtenir des réserves à l'électro-déposition, par exemple pour éviter la formation de cage de Faraday dans des objets creux, ou lors de l'application ultérieure de peintures- par pulvérisation ou immersion. Ces peintures-épargne ou vernis pelables sont conçus, dans les techniques actuelles, pour s'éliminer par arrachage et l'épaisseur de ces films de peinture ou de vernis est de ce fait généralement supérieure à 20 m, le plus souvent comprise entre 30 et 50 um et même au-delà. Dans la présente invention, au contraire, l'épaisseur du film de peinture-épargne appliquée sur la surface brute de la pièce pour réaliser le décor désiré est très fine, uniforme et est inférieure, selon une autre caractéristique de la présente invention, à 15 wm. Selon une autre caractéristique de la présente invention, la couche ou film de peinture de faible épaisseur est appliquée de façon contrôlée par tampographie, ou éventuellement par sérigraphie. En effet, la présente invention a pour autre objet de proposer un procédé de décoration permettant de donner aux motifs décoratifs un effet de relief, avec les parties recouvertes du film de peinture-épargne en creux par rapport aux dépôts métalliques adjacents. Sélon une autre caractéristique de la présente invention, l'épaisseur du revêtement métallique final obtenu par voie électrolytique est supérieure à l'épaisseur du film de peinture, de préférencé supérieure au double de l'épaisseur de ce film de peinture. Un telprocédé, mettant à profit les caractéristiques tinctoriales, d'adhérence et de résistance à l'abrasion du film de peinture-épargne ou de vernis ainsi appliqué, rend ce film ou ce vernis impelable,tout en offrant un aspect esthétique particulièrement heureux, donnant une impression de relief sensible, avec des contours parfaitement nets, sans que les surfaces initiales de la pièce aient été préalablement aménagées, cest- -dire à partir de surfaces initiales lisses de moulage ou de laminage. Le procédé selon la présente invention peut ainsi être appliqué au traitement de pièces métalliques nécessitant, dans un but décoratif ou autre, des motifs en creux de faible épaisseur ou des différences d'épaisseurs localisées, par exemple pour les contacts de relais, sans qu'il soit nécessaire de recourir à des passes d'emboutissage léger. C'est pourquoi l'appellation "décoration" utilisée dans la présente demande entend couvrir non seulement la formation de figures à but esthétique ou décoratif ou informatif, mais également de motifs pour réaliser des effets de relief localisés. La présente invention sera mieux comprise au vu de la description suivante de modes de réalisation donnés à titre illustratif mais nullement limitatif, faite en relation avec les figures annexées, sur lesquelles La figure 1 représente de façon schématique une pièce présentant, sur une de ses faces, une décoration obtenue par le procédé selon la présente invention La figure 2 représente une autre décoration susceptible d'être obtenue avec le procédé selon la présente invention Les figures 3 à 6 représentent, en coupe schématique, les diverses phases du procédé selon la présente invention ; et La figure 7 représente, sous forme de bloc-diagramme, les étapes du procédé selon la présente invention. La pièce représentée sur la figure 1, constituée par exemple d'un couvercle de poudrier, est revêtue sur toutes ses faces d'un dépôt métallique obtenu par électrodéposition. Sur sa face supérieure 1 est formé un motif constitué, en l'occurence, d'un triangle 2 inscrit dans un rectangle 3. La surface extérieure du triangle 2 est coplanaire à la surface extérieure de la face 1 de la pièce et ce triangle 2 se détache sur le fond coloré 4 du rectangle 3, ce fond se trouvant décalé en creux du plan de la face 1 et du triangle 2 d'une épaisseur sensiblement constante 6 . Les secteurs du fond coloré 4 sont constitués par la face supérieure d'un film de peinture-épargne ou vernis pelable coloré appliqué lors de la première étape du procédé selon la présente invention, comme il sera explicité plus loin. Dans le motif représenté sur la figure 2, les lettres H et S, correspondant au triangle 2 sur la figure I, ont leur surface supérieure dans le même plan que la face 1 de la pièce ou de l'objet et apparaissent en relief par rapport à deux zones de fond 5 de couleurs par exemple différentes, séparées par un filet en relief 7 ayant sa surface supérieure coplanaire à la face 1 et au logo HS et portant les grands côtés du rectangle 3 dont les bords nets définissent le pourtour extérieur du décor. On a représenté sur les figures 3 à 6 les étapes de décoration d'une pièce en matière thermoplastique avec dépôt électrolytique d'un revêtement en métaux précieux. Le matériau plastique constitutif de la pièce est de préférence de l'acrylonytril - butadiene-styrène (ABS) sous ses formes rigides, le polypropylène, l'oxyde de polyphénylène et les oxydes de polyphénylène modifiés. Sur une face 1 de cette pièce en matériau thermoplastique brut, ayant subi éventuellement les étapes préalables de dégraissage en vue du traitement électrolytique, est appliqué un film 10 d'épaisseur e d'une peinture-épargne ou d'un vernis pelable coloré par transfert tampographique au moyen d'un tampon ou rouleau en caoutchouc (technique dite "tampoprint") pour former un film d'épaisseur réduite constante et aux contours nets et réguliers.On choisira carme peinture-épargne ou vernis pelable des substances à solvant et à viscosité relativement élevée dont l'elAment fi1itgène, CDS ré, comprend par exemple des copolymères de polyuréthaoe,des acétoclorun de polyvinyle ou des polymères butadiène-styrène. Ces substances présentent une excellente adhérence sur la surface brute 1 de la pièce et forment normalement, lors de l'écartement du tampon, des filaments de séparation lu. on peut également envisager l'application du film 10 par sérigraphie , avec un écran à trame très fine et à encre fluide pour éviter la formation, lors des étapes d'électro-dépositicn, d'un tramé disgracieux. La pièce ainsi revêtue du film 10 est séchée à une température inférieure à 600 et les aspérités 11 sont ébarbées, si nécessaire, à la main. Le produit final ainsi obtenu, comme représenté sur la figure 4,est ensuite amené au poste d1électrod;position figuré par III sur la figure 7. Préalablement à l'6lectro-déposition proprement dite, la pièce avec le film 10 est tout d'abord sensibilisée au poste A pour effectuer un dépôt chimique dlune couche de nickel 12 sur les parties de la surface 1 non masquees par le film 10 afin de servir de sous-couche de base pour les dépôts électrolytiques suivants.Typiquement, pour une pièce à revêtement d'or par électro-deposition, on effectue tout d'abord sur la sous-couche de nickel 12 un dépôt électrolytique de cuivre d'une épaisseur de l'ordre de 12 m, suivi d'un dépôt électrolytique de nickel d'une épaisseur d'environ 10 pm et d'un dépôt final de surface (ou "flash") d'or, d'un alliage d'or et d'argent, de nickel ou de chrome, d'une épaisseur de l'ordre de 0,10 à 0,15 U m pour constituer finalement une couche de revêtement métallique 13 d'épaisseur E recouvrant la totalité de la face 1 de la pièce à l'exception des zones recouvertes par le film 10. -La pièce ainsi finie est extraite du dernier bain d'electro-deposition puis séchée, par exemple sous une atmosphère de fréon , dans un poste de séchage final à une température inférieure à 600. On reconnaît sur la figure 7 les divers postes successifs d'application du film par tampographie (I), de séchage et d'ébavurage (II), le poste d'électro-déposition (III) avec les postes intermédiaires de sensibilisation (A), de dépôt de cuivre (B), de dépôt de nickel (C) et 'de dépôt final de surfaçage de métal précieux (D), le produit final transitant par le poste de séchage final (IV). L'épaisseur e du film de peinture de vernis, conformément à la présente invention,est inférieure à 15 m de façon à permettre une excellente adhérence sur le matériau support, tout en présentant les qualités améliorées de résistance à l'abrasion requises.L'épaisseur E du dépôt électrolytique de métal de recouvrement est telle que, selon les utilisations prévues, la différence de niveau entre la surface supérieure du film 10 et la surface supérieure de la couche E soit comprise entre environ 25 pm et 5/100 mm. Lorsque le matériau de base est métallique, il n'y a aucune precaution à prendre quant au graphisme du décor destiné à être forme sur la pièce, celle-ci étant conductrice. Par contre, lorsque le matériau de base est en matière plastique, il faut veiller à ce que le motif décoratif ne présente pas d'inclusions fermées et que notamment,les parties en réserve, telles que le triangle 2 sur la figure 1 ou le sigle HS sur la figure 2, présentent au moins un point de contact avec la périphérie des motifs (ici les rectangles 3),telles les zones représentées en 19 sur la figure 1 et 20 sur la figure 2, pour que le dépôt du revêtement métallique puisse s'effectuer correctement et à une épaisseur constante sur les motifs inscrits. On peut ainsi obtenir des formations de relief et des formes-décoratives particulièrement nettes et esthétiques, les effets de pointe, typiques des opérations d'électro-déposition, accusant ici la netteté et la précision des angles et coins des motifs décoratifs en relief et concourant à l'ohtention d'une décoration particulièrement bien finie. Quoique la présente invention ait été décrite en relation avec des modes de réalisation particuliers, elle ne s'en trouve pas limitée mais est, au contraire, susceptible de modifications et de variantes qui apparaitront à l'homme de l'art. En particulier, la présente invention n'est pas limitée à la formation d'un décor unique, mais entend couvrir également les procédés de décoration mettant en oeuvre deux dépôts principaux successifs, par exemple de chrome, dans un premier temps, puis d'or ou d'autres métaux dans un second temps avec formations d'au moins deux zones d'épargne de décoration successives, sur le matériau brut puis sur le premier dépôt métal lique pour former des "décors" étagés convenant particulierement aux industries des emballages de cosmétiques comme aux techniques électriques, par exemple pour la formation de circuits imprimés complexes. REVENDICATIONS 1 1 - Procédé de décoration de pièces présentant un revê- tement métallique obtenu par voie électrolytique et comprenant les étapes d'appliquer à froid un film de peinture-épargne sur au moins une surface de la pièce selon les contours du décor désiré, puis d'effectuer le dépôt par voie électrolytique d'au moins un revêtement métallique sur la pièce ainsi décorée, le dépôt métallique s'effectuant sur les zones de surface de la pièce non recouverte par le film de peinture-épargne, caractérisé en ce quelle film de peinture-épargne est déposé par des méthodes d'impression et présente une épaisseur sensiblement constante, -l'épaisseur de la couche métallique appliquée ultérieurement par voie électrolytique étant supérieure à l'épaisseur du film de peinture épargne pour réaliser une décoration présentant au moins un motif en creux. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le revêtement métallique'comprend au moins une couche externe de métal noble. 3 - Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que l'épaisseur du film de peinture appliqué est inférieure ou égale à 15 um. 4 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le film de peinture est appliqué par tampographie. 5 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le film de peinture est appliqué par sérigraphie. 6 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en àe qu'il comprend les étapes de sécher le film de peinture appliqué sur la pièce et d'en ébavurer les contours avant d'effectuer l'étape d'électro-déposition de la couche métal ligue 7 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que la sur-épaisseur du revêtement de métal par rapport au film de peinture est comprise entre environ 25 um et 5/100 mm. 8 - Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, pour la décoration de pièces en matière plastique susceptible d'être revêtue par électro-déposition, caractérisé en ce que, préalablement à l'étape de dépôt par voie électrolytique du revetement métallique, il comprend une étape de sensibilisation de la pièce pour réaliser un dépôt chimique d'une sous-couche de métal de base. 9 - A titre de produit industriel nouveau, pièce en matière plastique, revêtue métalliquement par voie électrolytique, caractérisée en ce qu'elle est décorée suivant le procédé selon la revendication 8. 10 - A titre de produit industriel nouveau, pièce métalli- que revêtue mêtalliquement par voie électrolytique, caractérisée en ce qu'elle est décorée suivant le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7.