Brevet FR2539209A1 — publié le 19840713

La présente invention a trait à des structures complexes intermé- diaires liantes et plus particulièrement à de telles structures conçues pour liaisonner ou assembler entre eux des matériaux dissemblables. Il arrive fréquemment que l'on doive lier entre eux deux maté- riaux dissemblables, Lorsque cela se présente, les surfaces sont souvent incompatibles car il se peut que l'on ne dispose pas d'une substance adhésive commune capable de faire adhérer correctement les deux surfaces entre elles En outre, dans certaines circonstances, le matériau d'un des éléments à lier entre eux se pr 8 te davantage à une liaison par un procédé de fusion à chaud, ou par l'usage d'un solvant De plus, même lorsqu'il existe un procédé pour lier entre eux deux éléments dissemblables, ce procédé constitue généralement un compromis et, par conséquent, le lien obtenu n'est pas tout-à-fait résistant et peut être sujet à détérioration dans le temps. On a déjà proposé un procédé de liaison entre articles dissem- blables, comme le décrit le brevet américain US Patent No 273 827 déli- vré le 16 Janvier 1981 L'ensemble adhésif décrit dans ce brevet contient une première substance adhésive et une seconde substance adhésive qui dif- fère de la première tant par se force d'adhérence que par sa composition chimique Entre les deux substances adhésives se trouve une barrière des= tinée à empêcher la contamination des adhésifs respectifs ou du substrat auquel ils adhèrent La combinaison de substances adhésives comprend une couche spongieuse ou de mousse, Au moins l'une de ces substances adhé- sives est incluse ou retenue dans des bulles d'un film de matière plasti- que dont elle est libérée lorsqu'on comprime l'ensemble des substances adhésives contre l'un des substrats - Bien que cet assemblage utilisant des substances adhésives convient pour certains types de matières adhésives que l'on peut aisément enfermer dans des bulles de film plastique, chaque composition fabriquée de la fa- çon décrite dans ce brevet antérieur ne convient que pour certains types de matériaux constituant le substrat Par ailleurs, certains adhésifs ne peuvent 9 tre emprisonnés de cette façon et certaines autres techniques d'assemblage ne peuvent être adoptées, par exemple dans le cas o l'on utilise des solvants ou la fusion thermique pour assembler deux matériaux semblables en utilisant l'association de substances adhésives décrite dans ce brevet. Par conséquent, ce qui serait souhaitable, c'est de réaliser une structure complexe intermédiaire de liaison que l'on peut utiliser avec chacun des différents procédés d 1 assemblage ou de liaisonnage, par exem- pie ceux qui utilisent soit la fusien thermique, soit l'action de sol- varnts, soit encore celle de substances adhésives O En outre, il serait utile qu'une telle structure puisse 9 tre fabriqcuée de façon économique. Il serait également favorable qu'une telle structure puisse ftre faci= lement adaptée pour son utilisation avec plusieurs matériaux dissembla= bles. Un procédé de liaisonnage qui est connu dans l'industrie ortho- dontique est décrit dans le brevet américain US Patent N o 4 068 379 dé- livré le 17 Janvier 1978 Cette technologie implique le brasage ou le soudage par points d'une feuille pour former un crochet orthodontique usiné, et l'adhérence par diffusion de mailles métalliques de liaison dans la feuille Ces mailles sont ensuite fixées par l'action d'une subs- tance adhésive contre la face de la dent Ce procéde donne satisfaction lorsqu'il s'agit de fixer une structure métallique à une dent, mais en général il ne constitue guère une méthode permettant d'assembler deux matériaux dissemblables. Le but de la présente invention consiste par conséquent à prévoir une structure complexe intermédiaire de liaison comportant deux faces de fixation séparées par une base non-poreuse, dans laquelle les faces individuelles à lier peuvent ltre liées a des éléments dont les maté- riaux respectifs sont dissemblables, afin de réunir ces élements entre eux. La présente invention permet de réaliser une structure complexe intermédiaire pour réunir entre eux deux éléments en matériaux dissem- blables. La structure comporte une base non-poreuse et deux faces liantes. Deux éléments poreux sont prévus, chacun de ces éléments poreux adhérant à l'une des faces liantes Chaque face peut par conséquent 9 tre liée ou adhérer à deux éléments dissemblables en utilisant des substances adhé- sives, des solvants ou la fusion par la chaleur. Suivant un mode préféré de réalisation de linvention, la struc- bure complexe intermédiaire comprend une base constituée par une mince feuille métallique Chacun des éléments poreux consiste en au moins une couche de mailles métalliques, liée par diffusion à la feuille précitée. Ces mail-les seront choisies de préférence parmi l'une des gammes de di- mensions ci-après: 12 x 12 x 0,165 mm 16 x 16 x 0,140 mm. 32 x 32 x 0,094 mm 23 x 23 x 0,115 mm. Le principal but de la présente invention consiste a prévoir une -3 structure complexe intermédiaire liante pour lier ensemble deux matériaux dissemblables. Un autre but de la présente invention consiste à prévoir une struc- ture complexe intermédiaire liante que l'on peut fabriquer économiquement bien qu'elle assure une liaison résistante et fiable entre deux éléments réalisés avec des matériaux dissemblables. Par ailleurs, l'invention a pour but de prévoir une structure com- plexe intermédiaire liante qui convient pour une gamme étendue d'applica- tions, y compris la liaison par adhésif, par fusiot thermique, et aussi par l'usage de solvants. La présente invention a pour but complémentaire de prévoir une structure complexe intermédiaire liante que l'on peut utiliser pour pro- téger des composants électroniques contre des réactions électrolytiques corrosives. Un autre but enfin de la présente invention consiste à prévoir une structure complexe intermédiaire liante pour assembler des éléments dis- semblables, o chaque élément est choisi dans le groupe comprenant les céramiques, l'acier inoxydable, le polyéthylène, le tétrafluor éthylène, le caoutchouc, le chlorure de polyvinyle et les os. Ces différents buts ainsi que d'autres, et les caractéristiques et avantages de la présente invention, ressortiront clairement aux spécia- listes dans l'art à la lecture de la description détaillée qui suit et qui se réfère au dessin annexé ou des chiffres de référence identiques désignent des composants semblables Sur le dessin La FIGURE 1 est une vue en plan d'un exemple-type de structure liante suivant l'invention; La FIGURE 2 est une vue-latérale de cette structure; La FIGURE 3 est une vue latérale de la structure complexe inter- médiaire liante de la Figure 1, utilisée entre deux éléments dissembla- bles que l'on désire assembler entre eux, et La FIGURE 4 est une coupe faite à une échelle agrandie le long de la ligne 4-4 de la Figure 3. Sur le dessin, le chiffre de référence 10 désigne dans son ensem- ble une structure complexe intermédiaire liante suivant la présente in- vention. La structure ou tampon liant 10 comprend dans l'ensemble représen- té une base non-poreuse composée d'une mince couche ou pellicule 12. Cette base 12 est choisie de façon qu'elle soit non-poreuse par rapport à toute substance adhésive ou à tout solvant ou matière en fusion ren- -4 contrée au cours du processus d'assemblage, ainsi qu'il sera décrit plus en détail par la suite Dans le mode préféré de réalisation, la base 12 est composée d'une mince couche de feuille métallique dont l'épaisseur, désignée par la lettre B sur le dessin, peut varier entre 0,050 et 0,075 mm Cette feuille 12 peut 9 tre constituée, par exemple, par un matériau résistant à la corrosion, tel que l'acier inoxydable D'autres matériaux résistant à la corrosion et qui pourraient convenir pour diverses appli- cations comprennent l'alliage Monel, le nickel, le cuivre, ainsi que d'autres alliages métalliques à base de nickel ou de super-alliages, bien connus dans l'art. La base 12 est pourvue de deux faces liantes 14 et 16 Un élément poreux 18 ou 20 est collé respectivement à chacune de ces faces 14 ou 16. L'épaisseur de chaque élément poreux 18 ou 20, désigné respectivement par les lettres C et D, varie entre 0,15 et 0,30 mm dans le mode préféré de réalisation de l'invention. Dans ce mode préféré de réalisation, chaque élément poreux se com- pose d'au moins une couche de mailles métalliques Par exemple, l'élément poreux 18 peut se composer de mailles formées par des fils tissés ou croisés comprenant d'une part des fils 22 orientés parallèlement au plan des Figures, comme le montrent les Figures 3 et 4, et d'autre part des fils 24 orientés généralement à angle droit par rapport au plan de ces Figures 3 et 4 La maille métallique peut être tissée en biais, frittée ou liée par diffusion par rapport à la feuille ou base 12 d'une façon analogue à celle décrite dans le brevet américain US Patent No 4 068 379 cité dans le préambule de la présente description Le nombre et le numéro des fils formant les éléments poreux ou mailles 18 ou 20 peuvent être choisis an raison du type particulier de matériau que l'on doit faire adhérer à la face correspondante 14 ou 16 de la structure liante ou du tampon 10 Des exemples de ces numéros et nombres de fils seront donnés plus loin. Comme le montre au mieux la Figure 4, les fils individuels 22 et 24 sont liés entre eux aux points de croisement 26 Chacun de ces fils 22 et 24 adhère également à la base ou feuille 12 aux points de fixation 28 Un espace rempli d'air 30 subsiste dans les mailles pour permettre l'absorption, comme il sera décrit plus loin, de substances adhésives, de solvants ou de matière fondue ou dissoute. Ainsi qu'il ressort plus particulièrement des Figures 3 et 4, des éléments dissemblables 32 et 34 peuvent 9 tre réunis entre eux en fixant chaque élément 32, 34 à l'une des faces liantes 14 ou 16 de la structure :5intermédiaire liante 10 Par exemple, lorsqu'on envisage d'utiliser une substance adhésive, on peut appliquer cette dernière à l'élément poreux ou maille 18 et/ou à une surface 36 de l'élément 32 qui doit âtre fixé à cet élément poreux On exerce une pression afin que la structure liante 10 s'applique fortement à l'élément à lier 32 pour obtenir un lien adhésif hermétique et résistant entre ces parties L adhésif utilisé S écoule alors partiellement dans l'espace rempli d'air 30 de la maille, ce qui réalise un lien mécanique solide entre la matière adhésive et la structu= re liante 100 Par exemple, en supposant que l'élément 32 soit composé d'un mna- tériau céramique, on estime qu'une substance adhésive du type époxy pour- rait conveniro Si l'on utilise un adhésif époxy, la maille 18 sera de préférence de 12 x 12 x 0,165 amo Autrement dit, la maille se composera de préférence de fils ayant un diamètre de 0,165 mm, au nombre de 12 fils 22 et de 12 fils 24 par centimètre carré Alternativement, on peut aussi utiliser des substances adhésives à prise rapide, par exemple des cyonoacrylates, pour faire adhérer une matière céramique, mais toutefois avec une maille plus fine, par exemple de 32 x 32 x 0,094 mm. Si, par exemple, l'élément 32 se compose d'acier inoxydable, l'as dhésif peut âtre un epoxy et la maille peut être de 12 x 12 x 0,165 Am, cortune celle utilisée pour la céramiqueo A titre de variante, on peut lier de l'acier inoxydable en utilisant une substance adhésive à base de caout= chouc synthétique et une maille de 16 x 16 x 0,140 mio Dans un troisième exemple, l'élément 32 à coller peut âtre en ca= outchouc et la rmatière adhésive appropriée serait alors une colle à ba- se de caoutchouc, pour un numéro de maille de 16 x 16-x 0,140 mmo Il apparaîtra clairement à tout spécialiste dans l'art que d'au- tres substances, matières adhésives et numéros de maille pourraient con= venir pour d'autres applications Le numéro de maille choisi en vue de son utilisation avec une substance adhésive déterminée sera fonction de la viscosité et de la nature particulière de cette matière adhésive, plu- t 8 t que des propriétés du matériau constitutif de l'élément 32 Lorsqu'on utilise ce procédé pour lier un élément en chlorure de polyvinyle à la structure liante, le numéro de maille qui convient sera 23 x 23 x 0,115 ma. On peut aussi adopter d'autres procédés pour lier les surfaces res- pectives 36 et 38 des éléments 32 et 34, à la structure liante ou au tam- pon liant 10 Par exemple, on peut aisément lier du chlorure de polyvinyle à la maille 22 ou 24 pour l'application d'un solvant à la surface 36 ou 38 de l'élément 32 ou 34 Le solvant dissout temporairement une partie du chlorure de polyvinyle, et cette partie S écoule dans les intervalles intersticiels 30 des mailles et durcit ensuite afin de souder les éléments 32 et 34 à la structure liante 100 Une autre méthode convient pour lier un élément 32 ou 34 à la struc- ture maillée 22 ou 24 lorsquil s'agit de fixer certaines matières plastiques, telles que le polyéthylène et le têtrafluoréthylène, à la structure liante 10 Ces rmatières plastiques et celles qui leur sont apparentées peuvent tre liées auxu mailles 22 ou 24 de la structure liante 10 en chauffant la surface 36 ou 38 de l'élément 32 ou 34 à lier, puis en pres- salt la surface ainsi chauffée contre les mailles 22 ou 24, afin que la matière qui se trouve en surface se'écoule dans les interstices 30 des mailles 1 S ou 20 En refroidissant, il se forme une liaison solide et mé- canique entre 1 éléement en matière plastique et la structure liante 100 Dans cette application particulière, le numéro de naille qui convient pourrait ctre de 12 Ad 12 A 0,165 rmr, Lorsqu'un des éléments 32 ou 34 a fixer a la structure liante 10 est constitué par de l'os, il peut être adéquat d'utiliser une structure de mailles à couches multiples, par exemple commne le décrit le brevet americain US Patent No 4 068 379 mentionné plus haut De m Eme, on peut incorporer des couches multiples de mailles dans d-autres applications, au cas ou une seule couche ne garantirait pas une liaison suffisamment solideo La structure complexe liante 10 peut ltre fabriquée pour diverses applications comportant des numéros différents de mailles sur les surfaces 14 et 16, co F me on l'a décrit plus haut Toutefois, on constatera aisé- ment que d'autres numréros de mailles peuvent convenir pour certaines ap- plications En outre, d'autres matériaux et structures poreux que la maille métallique pourraient Atre utilisés pour réaliser les éléents poreux 18 et 20, tels que le f Zeutre métallique ou des poudres métalli- qoes frittées pour certaines applications O Les numéros de mailles choisis ont eété sélectionnés en se basant sur la viscosité des substances adhési- ves, de la matière fondue ou de la matière dissoute, et ils sont sélec- tionnés parmi les dimensions de mailles qui sont bien connu-s et couranement disponibles dans le commerce. Par conséquent, tout spécialiste dans l'art comprendra aisément que la structure liante 10 décrite ci-dessus permet de réaliser un lien inter- médiaire commode, économique et fiable entre deux éléments dissemblables que l'on désire rendre solidaires entre eux La description ci-dessus de la présente invention ne doit cependant pas 9 tre considérée autrement 7 - qu'à titre d'exemple non-limitatif, attendu que des variantes et modifi- cations pourront y 9 tre apportées par tout spécialiste dans l'art sans s'écarter cependant des principes de base de l'invention. D 7539209. -8 REVENDICATIONS 1 Structure complexe liante ( 10) caractérisée en ce qu 2 elle com- prend: a) une base non-poreuse ( 12) ayant une première face ( 14) et une seconde face ( 16), b) un premier élément poreux ( 18) qui adhère à cette première face ( 14), et c) un second élément poreux ( 20) qui adhère à la seconde face ( 16). 2 La structure complexe liante selon la Revendication 1, caracté- risée en ce que ladite base ( 12) consiste en un élément mince et plat et que lesdites première et seconde faces ( 14, 16) sont formées de chaque côté de cet élément. 3 La structure complexe liante ( 10) selon la Revendication 2, caractérisée en ce que ladite base ( 12) est en matériau métalliqueo 4 La structure complexe liante ( 10) selon la Revendication 3, ca- ractérisée en ce que ladite feuille ( 12) est en matériau métallique résis- tant à la corrosion. La structure complexe liante ( 10) selon la Revendication 2, caractérisée en ce que ladite base ( 12) a une épaisseur comprise entre 0,05 et 0,075 mm. 6 La structure complexe liante ( 10) selon la Revendication 1, ca- ractérisée en ce que l'un au moins ( 18) desdits éléments poreux se com- pose d'au moins une maille en fils croisés. 7 La structure complexe liante ( 10) selon la Revendication 6, ca- ractérisée en ce que ladite base ( 12) et ledit élément poreux ( 18) sont réalisés en matériau métallique. 8 La structure complexe liante ( 10) selon la Revendication 7, ca- ractérisée en ce que ladite maille ( 18) est liée à ladite base ( 12) par diffusion. 9 La structure complexe liante (O 10) selon la Revendication 6, ca- ractérisée en ce que ladite maille ( 18) est de 12 x 12 x 0,165 mm, c'est- à-dire composée de 12 fils par 12 fils croisés par cm 2, la grosseur des fils étant de 0,165 mm. 10 La structure complexe liante ( 10)-selon la Revendication 6, ca- ractérisée en ce que ladite maille ( 18) est d'environ 32 x 32 x 0,094 ma. 11 La structure complexe liante ( 10) selon la Revendication 6, ca- ractérisée en ce que ladite maille ( 18) est d'environ 16 x 16 x 0,140 mm. 12 La structure complexe liante ( 10) selon la Revendication 6, ca- ú 5392 09 9 > ractérisée en ce que ladite maille ( 18) est d'environ 23 x 23 x 0,115 mm - 13, La structure complexe liante ( 10) selon la Revendication 1,ca- ractérisée en ce que l'épaisseur de ladite maille ( 18) est d'environ 0, 25 mmo 14 La structure complexe liante ( 10) selon la Revendication 1, car ractérisée en ce que ladite base ( 12) et chacun desdits éléments poreux ( 18, 20) sont souples. o Une structure complexe liante ( 10) pour fixer un premier élé- ment ( 32) composé d'un premier matériau et nécessitant une première subs- tance adhésive à un second élément ( 34) composé d'un second matériau autre que le premier et nécessitant une seconde substance adhésive, cette struc- ture ( 10) étant caractérisée en ce qu'elle comprend a) une base nonporeuse ( 12) ayant une première face liante ( 14) et une seconde face liante ( 16)e b) un premier élément poreux ( 18) lié à ladite première face ( 14) et perméable a ladite première substance adhésive, c) un second élément poreux ( 20) lié à ladite seconde face ( 16) et perméable a ladite seconde substance adhésiveo 16 o La structure complexe liante ( 10) selon la Revendication 15, caractérisée en ce que ladite base ( 12) se compose d'une feuille métal- liqueo 17 o La structure complexe liante ( 10) selon la Revendication 15, caractérisée en ce que l'un au moins desdits éléments poreux ( 18 ou 20) comprend au moins une structure maillée a fils croisés. 18 o La structure complexe liante ( 10) selon la Revendication 17, caractérisée en ce que ladite base ( 12) et ledit premier élément poreux ( 18 ou 20) sont constitués par un matériau métalliqueo 19 o La structure complexe liante ( 10) selon la Revendication 18, caractérisée en ce que ladite maille ( 18, 20) est liée -à ladite base ( 12) par diffusion. 20 La structure complexe liante ( 10) selon la Revendication 17, caractérisée en ce que le numéro de ladite maille est environ 12 x 12 x 0, 165 mo 21 o La structure complexe liante ( 10) selon la Revendication 17, caractérisée en ce que le numéro de ladite maille est environ 32 x 32 x 0, 094 mmo 22 La structure complexe liante ( 10) selon la Revendication 17, caractérisée en ce que le numéro de ladite maille est environ 16 x 16 x 0, 0140 rinm 23 Une structure complexe liante ( 10) pour lier un premier élément ( 18) composé d'un premier matériau à un second élément ( 20) composé d'un second matériau différent du premier, caractérisée en ce qu'elle comprend: a) une mince base non-poreuse et plate ( 12) qui présente une première face liante ( 14) et une seconde face liante ( 16) opposée à la première b) une première maille perméable ( 18) liée à ladite première face ( 14), et c) une seconde maille perméable ( 20) liée à ladite seconde face ( 16) o wo 24 La structure complexe liante ( 10) selon la Revendication 23, caractérisée en ce que ladite base ( 12) se compose d'une feuille métal- lique. La structure complexe liante ( 10) selon la Revendication 24, caractérisée en ce que ladite base ( 12) a une épaisseur comprise entre G 0,05 et 0,075 rn. 26 La structure complexe liante ( 10) selon la Revendication 25, caractérisée en ce que le premier desdits éléments à mailles ( 18) se com- pose d'une diffusion de matériau métallique liée à ladite base ( 12)o 27 Procéde pour lier ensemrble deux elemantcs composés de matériaux dissemblables ( 32, 34) en utilisant une structure complexe intermédiaire liante ( 10) comprenant une base non-poreuse ( 12) munie de deux faces op- posées de liaison ( 14, 16) ainsi qu'un élément poreux ( 18, 20) adhérant à chaque face de liaison, ce procédé étant caractérisé en ce qu'il comn prend les phases qui consistent à faire adhérer l'un ( 32) de ces éléments en matériaux dissemblables à l'un ( 18) des éléments poreux, et à faire adhérer l'autre élément ( 34) en matériau dissemblable à l'autre élément poreux ( 20). 28 Procédé selon la Revendication 27, caractérisé en ce qu'au moins l'une des phases destinées à faire adhérer ces éléments entre eux comprend l'application d'une substance adhésive à l'élément en matériau dissemblable et à presser ladite structure complexe intermédiaire liante ( 10) et cet élément en matériau dissemblable ( 32) l'un contre l'autre de maniere obtenir un lien entre eux. 29 Procédé selon la Revendication 27, caractérisé en ce que l'une au moins desdites phases consécutives consiste complémentairement à ap- pliquer une substance adhésive audit élément poreux ( 14, 16) et à presser ladite structure complexe intermédiaire liante ( 10) et cet élément ( 14 ou 16) l'un contre l'autre afin de réaliser un lien entre eux. Procédé selon la Revendication 27, caractérisé en ce que l'un 2 c 539209 au moins desdits éléments ( 32, 34) en matériaux dissemblables adhère à la- dite structure complexe intermédiaire liante ( 10) gr 9 ce à une substance adhésive choisie dans le groupe comprenant l'époxy, les cyanocrylates et la colle à base de caoutchouc. 31 Procédé selon la Revendication 27, caractérisé en ce que l'une au moins desdites phases de liaison comprend les phases successives qui consistent à appliquer de la chaleur à une surface dudit élément dissem- blable et à presser cette surface de l'élément et ledit élément poreux de la structure complexe intermédiaire liante l'un contre l'autre afin de réaliser un lien entre eux. 32 Procédé selon la Revendication 31, caractérisé en ce que l'élé- ment lié gr 9 ce à cette phase de liaison se compose de chlorure de vinyle. 33 Procédé selon la Revendication 27, caractérisé en ce que l'une au moins desdites phases de liaison comprend les phases successives qui consistent à appliquer un solvant à une surface dudit élément dissembla- ble et à presser cette surface et ledit élément poreux de la structure complexe intermédiaire liante l'un contre l'autre de façon à obtenir un lien entre eux. 34 Procédé selon la Revendication 33, caractérisé en ce que ledit élément lié par cette phase particulière de liaison consiste en polyéthy- lène. Procédé selon la Revendication 33, caractérisé en ce que ledit élément lié par cette phase de liaison consiste en tétrafluoréthylène.