Brevet FR2821011A1 — publié le 20020823

La présente invention concerne un procédé de traitement de surface d'une pièce ou élément de construction en polymère, et la pièce en polymère obtenue par ce procédé. Un procédé de ce type est connu par exemple par le document DE 26 16 466. Il est délicat de coller, revêtir ou imprimer sans pré-traitement les polymères, notamment le polytétrafluoroéthylène (PTFE), et en particulier il est délicat de lier ces polymères avec d'autres matériaux sans pré-traitement. Pour le traitement de surface, on dispose de procédés chimiques dans lesquels le polymère est attaqué avec des solutions de métaux alcalins agressifs, ce qui conduit à la formation d'une couche adhésive à la surface du polymère. Toutefois, un tel procédé est délicat à mettre en oeuvre car les solutions sont susceptibles de conduire à des explosions et sont polluantes. Il est connu également de rendre rugueux des polymères par sablage ou traitement avec des abrasifs. Cependant, au cours de ces traitements, des grains de sable ou d'abrasif pénètrent dans les polymères, ce qui conduit à une structure superficielle indéfinie et à une adhérence insuffisante avec un adhésif. Dans le cas du PTFE, le sablage ou le traitement avec un abrasif n'améliore l'adhérence que de manière négligeable du fait de l'encrassement de la surface de la pièce en PTFE. Par le document DE 26 16 466, on connaît un procédé de traitement de surface d'une pièce constituée par un polymère d'oléfine fluorée, dans lequel la pièce est exposée à une décharge électrique par application d'une tension alternative entre une cathode et une anode, la pièce étant reliée à la cathode. Une pression de l'atmosphère environnante d'environ 0,066 à 0,66 x 102 Pa (0,0005 à 0,5 torr) est maintenue pendant la décharge de sorte que la pièce est soumise à une attaque par pulvérisation dans la chambre noire cathodique qui se forme. Ce procédé est proposé à titre d'alternative à un traitement de surface qui consiste par exemple à rendre la surface rugueuse par des moyens mécaniques, car il est indiqué qu'un tel traitement de surface améliore de manière négligeable la surface de pièces constituées par exemple par du polytétrafluoroéthylène (page 1, ligne 45 de DE 26 16 466 C2). La présente invention a pour but de proposer un procédé de pré-traitement de la surface d'un polymère grâce auquel il soit possible de revêtir ou de lier durablement et solidement un polymère avec d'autres matériaux et qui permette d'obtenir des forces d'adhésion les plus élevées possibles. Ce but est atteint selon l'invention par un procédé de prétraitement de surface d'une pièce en polymère dans lequel, dans une première étape, la surface de la pièce en polymère est structurée grossièrement au moins par segments et, dans une deuxième étape, la surface structurée grossièrement est soumise à un traitement à plasma ou à un traitement à la flamme. Grâce à la structuration grossière de la surface du polymère, la surface de la pièce en polymère qui doit être revêtue, imprimée, collée ou vulcanisée est agrandie efficacement, ce qui permet d'augmenter l'adhérence d'un liant ou adhésif, par exemple. Comme structuration, on peut envisager par exemple des rayures, des rainures, des tranchées, des perçages et d'autres évidements. Le liant peut pénétrer dans ces évidements et s'y fixer solidement lorsqu'il durcit. Il en résulte un ancrage mécanique du liant dans la pièce en polymère. Le fait qu'au cours d'un procédé de traitement à plasma le gaz de traitement puisse pénétrer dans ces évidements constitue un avantage supplémentaire découlant de la formation de tels évidements. Le plasma active la surface en formant dans celle-ci des sites radicalaires qui ont pour effet que la surface du polymère en contact avec le liant ou un revêtement réagit. Plus la surface est agrandie par la structuration grossière, plus la surface active est grande et meilleure est l'adhérence du liant ou de l'adhésif. Au bout d'une durée d'environ 1 min du traitement à plasma, on observe déjà une activation de la surface. La surface est attaquée quand ce traitement est mis en oeuvre pendant des durées plus longues. Dans ce cas, il y a enlèvement de matière. Au bout de 30 min environ, la surface déjà structurée grossièrement subit un profilage supplémentaire qui conduit à une structuration fine de la structure grossière. Ceci augmente encore la surface de contact pour le liant ou l'adhésif de même que la surface active. Le traitement à plasma peut être mis en oeuvre avec un plasma basse pression ou avec un plasma à la pression atmosphérique (corona). A titre d'alternative à l'activation de la surface par un procédé de traitement à plasma, il est possible également de mettre en oeuvre un procédé de traitement à la flamme. Les polymères qui peuvent être traités par le procédé selon l'invention peuvent être par exemple des matières plastiques comme le PE, le PP, le POM, le PPS, des polyfluorocarbures comme le PTFE, le PFA, le FEP et des élastomères comme EPDM, NBR et FKM. On peut aussi réaliser la structuration fine au moyen d'un traitement à laser. De préférence, la structuration grossière est réalisée par un traitement mécanique de la pièce en polymère, en particulier par rayure, fraisage, perçage, pressage ou irradiation laser. La structuration est réalisée sur la pièce en polymère terminée. La rayure peut être réalisée par exemple au moyen de couteaux ou d'aiguilles. Pour le pressage, il est possible de prévoir par exemple une planche à clous. Les perçages peuvent être obtenus avec des perceuses conventionnelles ou des perceuses à laser. Les évidements ainsi obtenus ont de préférence une profondeur de 0,05 à 1 mm. Il est possible aussi de réaliser la structuration grossière de la surface de la pièce en polymère au cours de sa fabrication. Dans ce cas, la pièce en polymère peut être munie d'une surface profilée au cours du moulage par injection, du frittage ou de la vulcanisation du polymère, et les outils de mise en forme doivent être structurés de manière correspondante. L'avantage de cette variante réside dans le fait qu'aucune opération supplémentaire n'est nécessaire pour la structuration grossière de la surface de la pièce et que la structuration grossière est très reproductible. Comme gaz de procédé, on peut envisager tous les gaz de procédé courants, en particulier H2, CO, Ar, NH3, 02, N2, de même que HCOOH. La présente invention concerne également une pièce en polymère traitée par le procédé selon l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé de traitement de surface d'une pièce en polymère caractérisé en ce que, dans une première étape, la surface de la pièce en polymère est structurée grossièrement au moins par segments et, dans une deuxième étape, la surface structurée grossièrement est soumise à un traitement à plasma ou à un traitement à la flamme. 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que la structuration grossière est réalisée par traitement mécanique de la pièce en polymère, en particulier par rayure, fraisage, perçage, pressage ou irradiation laser. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2 caractérisé en ce que la surface de la pièce en polymère est structurée grossièrement pendant sa fabrication. 4. Pièce en polymère caractérisée en ce qu'elle comporte une surface structurée au moins par segments par le procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes.