Brevet FR2862070A1 — publié le 20050513

La présente invention concerne une installation de traitement en continu de la surface d'objets. L'invention vise également le procédé pour la mise en oeuvre de cette installation. On connaît déjà des installations de traitement de la surface d'objets notamment en matières plastiques, comprenant une chambre de traitement destinée à recevoir les objets à traiter, reliée d'une part à des moyens d'aspiration pour créer une dépression dans la chambre et d'autre part à des moyens pour introduire et faire circuler dans cette chambre un gaz plasmagène. to Ces installations comportent en outre, en amont de la chambre, relativement au sens de la circulation dudit gaz plasmagène, des moyens pour créer des décharges électriques dans ledit gaz plasmagène, afin de créer dans la chambre un plasma comportant une certaine proportion d'atomes libres. Ces atomes libres modifient la surface des objets en rendant celle-ci adhérente vis à vis de certains revêtements. L'inconvénient des installations connues est qu'elles ne sont pas aptes à réaliser un traitement en continu des objets. Ceux-ci doivent en effet d'abord être placés dans la chambre de traitement mise à l'air libre. Il faut ensuite faire le vide dans la chambre. Cette opération nécessite une durée relativement longue. Le traitement au plasma peut alors commencer. Après la fin du traitement, il est nécessaire de mettre la chambre à l'air libre, avant d'ouvrir la chambre et de décharger les objets traités. Si l'on veut traiter une nouvelle série d'objets, il faut répéter les opérations précitées. Les installations connues sont ainsi peu adaptées à une production industrielle à grande échelle et à des coûts réduits. Le but de la présente invention est de remédier aux inconvénients des réalisations connues en créant une installation de traitement pouvant fonctionner en continu. Suivant l'invention, cette installation est caractérisée en ce que la partie inférieure de la chambre comporte un plateau de réception des objets à traiter, mobile entre une position dans laquelle, il ferme de façon étanche la partie inférieure de la chambre et une position dans laquelle, le plateau est espacé de la partie inférieure de la chambre d'une distance suffisante pour pouvoir placer lesdits objets sur le plateau. Cette installation peut ainsi être mise en oeuvre, selon le procédé caractérisé par les étapes suivantes: chargement d'objets à traiter, sur le plateau mobile en position io espacée de la chambre, commande de la montée du plateau vers la position de fermeture étanche de la chambre, commande des moyens d'aspiration pour réaliser une dépression dans la chambre, commande des moyens pour introduire dans la chambre le gaz plasmagène et d'en contrôler la composition, commande des moyens pour engendrer des décharges électriques dans le gaz pour créer dans la chambre un gaz renfermant des atomes libres afin de traiter la surface desdits objets, commande, après la fin du traitement, des moyens de mise à l'air libre de l'intérieur de la chambre, commande de la descente du plateau vers la position espacée de la partie inférieure de la chambre, déchargement du plateau et chargement de celui-ci par une nouvelle 25 série d'objets à traiter. Ce procédé permet ainsi de traiter des séries successives d'objets, d'une manière sensiblement continue. Le plateau est mobile entre les deux positions, sous l'action de moyens de 30 commande mécaniques ou électro-mécaniques, tel qu'un vérin. De préférence également, la chambre de traitement est placée au-dessus d'un compartiment renfermant lesdits moyens d'aspiration, les moyens pour introduire et faire circuler dans la chambre un gaz plasmagène, les moyens pour créer des décharges électriques dans le gaz plasmagène et une partie des moyens de commande du déplacement du plateau. Selon une caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, l'ouverture de sortie des gaz de la chambre est recouverte à l'intérieur de la chambre par une paroi de diffusion comportant une multitude de petits trous, cette paroi de diffusion recouvrant une fraction prépondérante de la surface intérieure de la paroi latérale comportant l'ouverture de sortie des gaz. Cette paroi de diffusion permet de répartir d'une manière uniforme le gaz et to en particulier les atomes libres actifs dans tout le volume de la chambre, ce qui permet d'améliorer l'efficacité du traitement. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore tout au long de la description ci-après. Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples, non limitatifs: la figure 1 est un schéma de l'installation de traitement selon l'invention, la figure 2 est une vue montrant la face latérale intérieure de la chambre équipée d'une plaque de diffusion, la figure 3 est une vue en coupe suivant le plan A-A de la figure 2, - les figures 4 à 9 sont des schémas analogues à la figure 1 montrant les différentes étapes du procédé de traitement selon l'invention. Comme montré par la figure 1, l'installation de traitement en continu de la surface d'objets en matière plastique, en matière composite, en matière minérale ou en verre, comprend une chambre de traitement 1 destinée à recevoir les objets à traiter reliée d'une part à des moyens d'aspiration constitués par une pompe à vide 2 pour créer une dépression dans la chambre 1 et d'autre part à des moyens, à savoir une conduite 3 comportant un régulateur de débit massique 4 pour introduire et faire circuler dans la chambre 1 un gaz plasmagène. L'installation comporte en outre, en amont de la chambre 1, relativement au sens de la circulation du gaz plasmagène, des moyens, à savoir un coupleur 5 et un tube de décharge 6, pour créer des décharges électriques dans le gaz plasmagène. Le tube de décharge 6 est prolongé par un conduit 7 qui débouche dans la chambre 1, en traversant une paroi latérale 8 de cette chambre. La paroi 18 opposée à la paroi 8 porte une conduite 10 de sortie des gaz qui est reliée à la pompe à vide 2 qui débouche vers l'extérieur par un filtre 11 de brouillard d'huile. Par ailleurs, la conduite 10 qui sert à évacuer les gaz et à créer la dépression est équipée d'une vanne 12 d'aspiration et d'une vanne 13 de mise à l'air libre. Conformément à l'invention la partie inférieure de la chambre 1 comporte un plateau 14 de réception des objets à traiter, mobile entre une position dans io laquelle, il ferme de façon étanche grâce à un joint 14a, la partie inférieure de la chambre 1, comme montré par la figure 1, et une position dans laquelle, le plateau 14 est espacé de la partie inférieure de la chambre 1 d'une distance suffisante pour pouvoir placer lesdits objets 15 sur le plateau 14, comme montré par la figure 4. Le plateau 14 est mobile entre les deux positions ci-dessus, sous l'action de moyens de commande mécaniques ou électro-mécaniques, constitués par exemple par au moins un vérin 16, hydraulique ou pneumatique. Comme montré par la figure 1, la chambre de traitement 1 est placée audessus d'un compartiment 17, formant bâti, renfermant l'ensemble des moyens d'aspiration, en particulier la pompe à vide 2, les moyens pour introduire et faire circuler dans la chambre un gaz plasmagène, notamment la conduite 3 et le débitmètre 4, les moyens pour créer des décharges électriques dans le gaz plasmagène en particulier le coupleur 5 et le tube de décharge 6, et la partie inférieure du vérin 16. Comme indiqué sur les figures 1, 2 et 3, la paroi latérale 18 qui porte le conduit 10 de sortie des gaz est recouverte intérieurement par une paroi de diffusion 19 comportant une multitude de petits trous 20. Cette paroi de diffusion 19 recouvre l'ouverture 21 du conduit de sortie 10 et une fraction prépondérante de la surface intérieure de la paroi latérale 18. Le gaz introduit dans la chambre 1 peut être constitué par un mélange d'oxygène et d'azote dans les proportions de 80% d'O2 et de 20% de N2. Toutefois, le taux d'oxygène peut varier entre 0 et 100%. La fréquence micro-ondes du coupleur 5 peut être égale à 2450 MHz. Le débit du gaz peut être compris entre 100 N cc/mn et 2000 Ncc/mn. La pression résiduelle à l'intérieur de la chambre 1, avant introduction du gaz est de l'ordre de 5 à 10.10 -3 mbar. Après introduction du gaz, c'est-à-dire pendant le traitement, la pression à l'intérieur de la chambre 1 est comprise entre 0,5 et 5 mbar. Les décharges réalisées dans le gaz ont pour conséquence que le gaz présent dans la chambre renferme une proportion relativement importante d'atomes d'oxygène et d'azote à l'état libre. Ces atomes libres ont pour effet de modifier la surface des objets en améliorant des propriétés d'adhésion ou de mouillage vis-à-vis d'un revêtement, d'un vernis, d'une colle, d'un décor, etc... La plaque de diffusion 19 placée à la sortie des gaz de la chambre 1 permet de répartir d'une manière homogène le gaz et en particulier les atomes libres qu'il contient dans la totalité du volume de la chambre, ce qui a pour effet d'augmenter l'efficacité du traitement. On va maintenant décrire, en référence aux figures 4 à 9, le procédé de traitement selon l'invention, tel que mis en oeuvre par l'installation que l'on vient de décrire. Ce procédé comprend les étapes suivantes: chargement d'objets 15 à traiter, sur le plateau mobile 14 en position espacée de la chambre 1 (voir figure 4), commande de la montée du plateau 14 vers la position de fermeture étanche de la chambre 1 (voir figure 5), commande des moyens d'aspiration, c'est-à-dire la pompe à vide 2, pour réaliser une dépression dans la chambre 1 (voir figure 6), commande des moyens 3, 4 pour introduire le gaz plasmagène dans la chambre 1 et en contrôler la composition, commande des moyens 5 pour engendrer des décharges électriques 30 dans le gaz pour créer dans la chambre un gaz renfermant des atomes libres afin de traiter la surface des objets 15 (voir figure 7) , commande, après la fin du traitement, des moyens de mise à l'air libre de l'intérieur de la chambre 1, en fermant la vanne 6 et en ouvrant la vanne 7 (voir figure 8), commande de la descente du plateau 14 vers la position espacée de 5 la partie inférieure de la chambre 1 (voir figure 9) , déchargement du plateau 14 et chargement de celui-ci par une nouvelle série d'objets 15 à traiter. Dans une installation créée par la Demanderesse, la durée des différentes Io phases sont les suivantes: Phase 1: (Fig. 4) : chargement: 3 s Phase 2: (Fig. 5) : montée du plateau: 2 s Phase 3: (Fig 6) : pompage: 10 s Phase 4: (Fig. 7): traitement: 20 s Phase 5: (fig. 8): remise à l'air: 3 s Phase 6 (Fig. 9) : déchargement: 5 s L'installation comporte de préférence un automate assurant la coordination 20 des différentes étapes ou phases du procédé et incluant un logiciel spécifique pour chaque type d'application à un matériau donné. REVENDICATIONS 1. Installation de traitement en continu de la surface d'objets en matière plastique, en matière composite, en matière minérale ou en verre, comprenant une chambre de traitement (1) destinée à recevoir les objets à traiter reliée d'une part à des moyens d'aspiration (2) pour créer une dépression dans la chambre (1) et d'autre part à des moyens (3) pour introduire et faire circuler dans cette chambre (1) un gaz plasmagène, l'installation comportant en outre, en amont de la chambre (1), relativement au sens de la circulation dudit gaz plasmagène, des moyens (5) pour créer des décharges électriques dans ledit gaz plasmagène, l'installation étant caractérisée en ce que la partie inférieure de la chambre (1) comporte un plateau (14) de réception des objets à traiter, mobile entre une position dans laquelle, il ferme de façon étanche la partie inférieure de la chambre (1) et une position dans laquelle, le plateau (14) est espacé de la partie inférieure de la chambre (1) d'une distance suffisante pour pouvoir placer lesdits objets sur le plateau (14) . 2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit plateau (14) est mobile entre les deux positions, sous l'action de moyens de commande mécaniques ou électro-mécaniques. 3. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits moyens de commande comprennent au moins un vérin (16). 4. Installation selon l'une des revendications 2 à 3, caractérisée en ce que la chambre de traitement (1) est placée au-dessus d'un compartiment (17) renfermant lesdits moyens d'aspiration (2), les moyens (3) pour introduire et faire circuler dans la chambre (1) un gaz plasmagène, les moyens (5) pour créer des décharges électriques dans le gaz plasmagène et une partie des moyens de commande du déplacement du plateau (14). 5. Installation selon la revendication 4, caractérisée en ce que l'une des parois latérales (8) de la chambre (1) comporte un conduit d'entrée (7) du gaz plasmagène ayant subi les décharges électriques et la paroi latérale (18) opposée à la paroi (8) ci-dessus porte un conduit (10) de sortie des gaz. 6. Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce que l'ouverture de sortie (21) des gaz est recouverte, à l'intérieur de la chambre (1) par une paroi de diffusion (19) comportant une multitude de petits trous (20), cette paroi de diffusion (19) recouvrant une fraction prépondérante de la surface intérieure de to ladite paroi latérale (18). 7. Procédé pour la mise en oeuvre de l'installation selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par les étapes suivantes: ts chargement des objets à traiter (15), sur le plateau mobile (14) en position espacée de la chambre (1), commande de la montée du plateau (14) vers la position de fermeture étanche de la chambre (1), - commande des moyens d'aspiration (2) pour réaliser une dépression dans la chambre (1), commande des moyens (3, 4) pour introduire le gaz plasmagène dans la chambre (1) et d'en contrôler la composition, commande des moyens pour engendrer des décharges électriques dans le gaz pour créer dans la chambre (1) un gaz renfermant des atomes libres afin de traiter la surface desdits objets (15), commande, après la fin du traitement, des moyens de mise à l'air libre de l'intérieur de la chambre (1), commande de la descente du plateau (14) vers la position espacée de la partie inférieure de la chambre (1), déchargement du plateau (14) et chargement de celui-ci par une nouvelle série d'objets à traiter (15).