Brevet FR2622898A1 — publié le 19890512

La présente invention concerne un procédé de métallisation d'un corps de réflecteur en matière plastique notamment pour projecteur de véhicule automobile, et le dispositif mis en oeuvre pour une telle métallisation. Un réflecteur comprend un corps creux en matière plastique moulé revêtu d'une couche de métal, en pratique d'aluminium, destinée à le rendre réfléchissant. Il est connu de déposer directement la couche de métal sur le corps de réflecteur, quand ce dernier présente un excellent état de surface, après lui avoir fait généralement subir une opération d'activation. Une telle opération d'activation connue sous le nom d'effluvage de ladite surface consiste à faire agir sur celle-ci un gaz à pression réduite, typiquement de l'air, excité par une décharge électrique à tension continue. Cette opération qui est réalisée à l'intérieur d'une enceinte à vide dans laquelle est disposé le corps de réflecteur à traiter a pour effet d'activer chimiquement la surface du corps de réflecteur en matériau plastique, revêtu éventuellement d'une couche de vernis organique, et de favoriser ainsi l'adhérence de la couche de métal déposée ultérieurement sur le corps de réflecteur. Un tel procédé bien que tendant à obtenir le résultat recherché présente néanmoins un inconvénient résidant dans le fait que cette opération d'activation soumet le matériau plastique à un rayonnement ultra-violet et à un bombardement d'électrons et d'ions. Ces irradiations produites par la décharge électrique du gaz peuvent conduire à une dégradation de l'état de surface du matériau plastique constituant le réflecteur ou à une élévation de température incompatible avec de tels matériaux. L'invention a pour but de remédier aux inconvénients énoncés ci-dessus et concerne à cet effet un procédé de métallisation d'un corps de réflecteur, notamment d'un réflecteur utilisé dans un dispositif d'éclairage ou de signalisation de véhicule automobile selon lequel la métallisation est précédée d'une activation de la surface dudit corps de réflecteur, caractérisé en ce que ladite activation est réalisée de la manière suivante: - Introduction du corps de réflecteur dans une première enceinte étanche. - Mise sous vide de ladite première enceinte. - Création d'un plasma par une décharge électrique micro-ondes dans un mélange gazeux contenant de l'oxygène à pression réduite dans une seconde enceinte reliée à ladite première enceinte, créant diverses espèces chimiquement actives. - Pompage du mélange gazeux de ladite seconde enceinte, vers la première enceinte de manière à mettre en contact la surface du corps de réflecteur avec les espèces actives pendant un temps suffisant pour activer la surface du corps de réflecteur. Un tel procédé d'activation est connu pour la préparation de pièces plastiques avant peinture (brevet US 4 576 692). La demanderesse a constaté avec surprise que ce procédé d'activation permet un excellent accrochage d'une couche métallique, aluminium par exemple, notamment sur le polypropylène, matière particulièrement difficile à métalliser durablement. Ainsi, et selon une caractéristique de l'invention, il est procédé, après arrêt de ladite opération d'activation, à une augmentation du vide et de la mise en marche du procédé de métallisation. Selon une autre caractéristique de l'invention le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé est remarquable en ce qu'il comporte les moyens essentiels suivants: - Un tube dont l'entrée est reliée par l'intermédiaire de débitmètres et de vannes à une source gazeuse, préférentiellement d'azote et d'oxygène pour l'obtention du mélange gazeux, et la sortie en communication avec une enceinte à vide dans laquelle sont judicieusement disposés les corps de réflecteurs à traiter. - Un générateur micro-ondes, qui disposé à l'extérieur de l'enceinte à vide provoque une décharge électrique dans le tube contenant le mélange gazeux et a pour effet la génération d'un plasma. - Un système de vaporisation d'aluminium disposé dans l'enceinte et relié à une source d'alimentation électrique, assure la métallisation des corps de réflecteurs dès la mise sous vide de l'enceinte à un niveau suffisant. La description qui va suivre en regard du dessin annexé fera mieux comprendre comment l'invention peut être réalisée, dessin selon lequel la figure unique est une représentation schématique du dispositif de métallisation de corps de réflecteurs, selon l'invention. Un mélange de gaz, préférentiellement de-l'azote et de l'oxygène, ou de l'argon et de l'oxygène, est introduit sous pression réduite, par exemple inférieure ou égale à 1 mbar, dans une enceinte de métallisation 10 au travers d'un tube 1. Les débits de gaz, provenant des bouteilles 2 et 3 sont régulés et contrôlés au moyen d'un ensemble de vannes 4 et 5 et de débitmètres 6 et 7. Une décharge électrique du gaz, appelée aussi plasma, est créée dans le tube 1 au moyen d'un excitateur micro-ondes 20, alimenté par un générateur de puissance micro-ondes 21, par l'intermédiaire de guides d'ondes 26, d'un circulateur ou d'un isolateur 22, d'un dispositif de mesure des puissances incidente et réfléchie 23. Un piston de court- circuit mobile 24 et un adaptateur d'impédance 25 permettent de réaliser un bon couplage entre l'énergie micro-ondes et le plasma. La partie du tube 1 qui se trouve soumise aux micro-ondes devra être réalisée dans un matériau inerte aux micro-ondes, tel que, par exemple, la silice. Les extrémités du tube i pourront être réalisées préférentiellement en verre. Les espèces gazeuses ainsi générées par ce plasma, dans le tube i et pouvant être constituées notamment par de l'oxygène atomique et de l'oxygène singulet sont transférées dans l'enceinte de métallisation 10 grâce à une pompe à vide primaire (non représentée) raccordée à ladite enceinte 10 par l'intermédiaire d'un raccord 27, à l'intérieur de laquelle lesdites espèces gazeuses activent chimiquement la surface du corps du réflecteur 30 en matière plastique, comportant plusieurs corps de réflecteurs 30 disposés sur le support 11 lequel pourra tourner selon deux axes comme symbolisés par les flèches 12 et 13, un système de diffuseur approprié sera alors mis en oeuvre de manière à obtenir une diffusion correcte des espèces gazeuses vers les corps de réflecteurs 30. Lorsque l'opération de traitement de surface des corps de réflecteurs est terminée, celle-ci ne durant que quelques secondes, la circulation du mélange gazeux est alors arrêtée, et un vide secondaire est immédiatement réalisé dans l'enceinte 10 par une pompe secondaire, par l'intermédiaire du même raccord 27, afin de pouvoir réaliser l'aluminiage des corps de réflecteurs 30, de façon connue, en alimentant le filament de tungstène 16 par une source d'alimentation électrique 17, filament dans lequel est disposé un barreau d'aluminium (non représenté) Un tel procédé a pour avantage de créer le plasma en dehors de l'enceinte 10 évitant ainsi l'irradiation des pièces à traiter par des espèces très énergétiques ayant pour conséquence de provoquer une élévation de température et une dégradation de surface qui pourrait être néfaste pour des pièces de matière plastique, si le plasma était créé dans l'enceinte même. L'absence de remise à l'air libre, afin de réaliser l'aluminiage après le traitement de la surface à métalliser, améliore la qualité d'adhérence entre la couche d'aluminium et la surface polymère. Selon un autre exemple de réalisation de la phase de métallisation, l'opération de vaporisation d'aluminium est remplacée par une opération de pulvérisation cathodique d'une cible d'aluminium. Dans ce cas, la machine de métallisation comporte au moins deux chambres à vide distinctes. Dans la première chambre est réalisée l'opération d'activation des pièces à traiter, selon le procédé décrit ci-dessus et la deuxième chambre contient la cible d'aluminium, préférentiellement de type magnétron, permettant d'assurer la métallisation des corps de réflecteur selon le procédé connu de la pulvérisation cathodique par un plasma d'argon. Avantageusement, les deux chambres à vide seront en communication par une porte ou par un sas à vide afin d'éviter la remise à l'air libre des pièces à traiter entre l'opération d'activation et l'opération de métallisation. La description donnée ici à titre d'exemple n'est nullement limitative mais bien au contraire des modifications pourraient être apportées à un tel dispositif, telles que par exemple, le générateur micro - ondes 21 qui pourrait être remplacé par un générateur hautes-fréquences. Dans ce cas, l'excitation du mélange gazeux serait obtenue par un couplage de type inductif ou capacitif. REVENDICATIONS 1) Procédé de métallisation d'un corps de réflecteur (30), notamment d'un réflecteur utilisé dans les dispositifs d'éclairage et de signalisation des véhicules automobiles selon lequel la métallisation est précédée d'une activation de la surface dudit corps de réflecteur à métalliser, caractérisé par les étapes continues suivantes: - Introduction du corps de réflecteur (30) dans une première enceinte étanche (10). - Mise sous vide de ladite première enceinte (10). - Création d'un plasma par une décharge électrique micro-ondes dans un mélange gazeux comprenant de l'oxygène à pression réduite dans une seconde enceinte reliée à ladite première enceinte (10) créant diverses espèces actives. - Pompage du mélange gazeux de ladite seconde enceinte, vers la première enceinte de manière à mettre en contact la surface du corps de réflecteur (30) avec l'oxygène activé pendant un temps suffisant pour activer la surface du corps de réflecteur (30). - Après arrêt de ladite opération d'activation, augmentation du vide et mise en marche du procédé de métallisation. 2) Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte les moyens essentiels suivants: - Un tube (1) dont l'entrée est reliée par l'intermédiaire de débitmètres (6) et (7) et de vannes (4) et (5) à une source gazeuse, préférentiellement d'azote (2) et d'oxygène (3) pour l'obtention du mélange gazeux, et la sortie en communication avec une enceinte à vide (10) dans laquelle sont judicieusement disposés les corps de réflecteurs (30) à traiter. - Un générateur micro-ondes (21) qui disposé à l'extérieur de l'enceinte à vide (10) provoque une décharge électrique dans le tube (1) contenant le mélange gazeux et a pour effet -la génération d'un plasma. - un système de vaporisation d'aluminium (16) disposé dans l'enceinte (10) relié à une source d'alimentation électrique (17) qui assure la métallisation des corps de réflecteurs (30) après l'activation chimique de leur surface, et dès la mise sous vide de l'enceinte (10) à un niveau suffisant. 3) Réflecteurs (30) de matière plastique obtenus par le procédé des revendications 1 et 2.