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Procédé d'application d'une mince couche sur un fond irrégulier et et écran luminescent réalisé suivant ce procédé..
L'invention concerne un procédé d'application d'une min- ce couche sur un fond irrégulier, ainsi qu'un écran luminescent réa- lisé par ce procédé.
Lorsqu'on désire appliquer une mince couche d'une subs- tance quelconque (épaisseur inférieure à 10 microns) sur un fond irrégulier, il est difficile d'obtenir une surface lisse. En effet, la substance de la couche pénétrera toujours plus ou moins dans les irrégularités de la surface. La surface n'est pas suffisamment lis- se pour convenir par exemple à l'application d'une surface métallique à réflexion spéculaire ou à de nombreux autres usages.
Le fond est toujours irrégulier lorsqu'il est en une ma- tière granuleuse, ou bien poreuse et aussi lorsque la surface com- porte des traces du parachèvement. La. surface d'un écran lumines- cent constitue toujours un fond granuleux. Comme matière poreuse,
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on. peut citer entreautre la matièrecéramique et des traces du parachèvement se trouvent, par exemple, sur les surfaces à argen- ter des réflecLeurs.
On pourrait supposer que dans tous ces cas, l'emploi d'une substance sirupeuse devrait permettre d'obvier aux incon- vénients précités, c'est-à-dire une substance qui, après dépôt, forme une pellicule.Il s'est cependant avéré que même l'emploi d'une substance sirupeuse ne fournit pas une surface lisse. Il est connu d'employer une couche de substance sirupeuse,par exem- ple de nitrocellulose, comme couche intermédiaire pour les écrans luminescents des tubes à rayons électroniques. Sur sa face tournée vers la cathode, la couche intermédiaire est recouverte d'une cou- che métallique à réflexion spéculaire pour augmenter l'intensité de l'image luminescente.
On a déjà proposé d'appliquer une mince couche sirupeu- se cohérente sur un fond irrégulier de la mânlère suivante: rem- plir les irrégularités de cette surface par un liquide, laisser figer ce liquide et appliquer la couche sirupeuse sur le fond ain- si traité. Cette couche est donc appliquée sur la. surface plus ou moins lisse du liquide figé. Ce procédé s'est utilisé pour la fa- brication des écrans luminescents des tubes à rayons cathodiques, écrans dont la face tournée vers la cathode devait être recouver- te d'une couche métallique à réflexion spéculaire. La fabrication s'effectue de la manière suivante. On applique d'avance la cou- che luminescente sur le fond de l'ampoule du tube. On dispose en- suite le tube de manière que son fond repose sur une plaque qu'on peut refroidir à l'aide d'un liquide.
On introduit dans le tube de la vapeur d'eau qui se ccondense dans les ouvertures comprises entre les grains de la matière luminescente et sur les aspérités des grains. On refroidit alors énergiquement et l'eau condensée se transforme en glace. Sur cette couche de glace on applique en- suite une mince couche d'une solution contenant une substance sirupeuse, par exemple de la nitrocellulose ou de l'acdoyl cdliu-
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lose. On fait évaporer le solvant ce qui donne naissance à une pellicule sur la glace. La pellicule formée, en arrête le refroi- dissement et la glace fond. Par séchage, éventuellement par chauf- fage, l'eau disparait sous forme de vapeur qui s'échappe essen- tiellement à travers la pellicule.
La pellicule formée repose alors en quelque sorte sur les grains rugueux de la couche luminescente, mais conserve une surface cohérente et lisse. Sur cette pellinule s'applique finalement la couche métallique à réflexion spéculaire.
Bien que l'exemple choisi pour l'explication de ce pro- cédé soit l'écran d'un tube à rayon électroniques, le procédé con- vient aussi à l'application de minces couches lisses sur d'autres surfaces irrégulières. Les substances utilisées pour le remplissa- ge des irrégularités sont le benzol, l'acétone et l'alcool.
Le procédé connu précité présente de nombreux inconvé- nients attribuables au fait que le traitement thermique nécessai- re est très compliqué.
Surtout dans le cas où le support de la couche de fond est épais, par exemple pour de gros tubes à rayons électroniques, la baisse de température ne se propage que très lentement de la surface extérieure à la surface inférieure. De ce fait, le refroi- dissement demande beaucoup de temps. En outre, dans certains tubes, par suite des différences inévitables dans l'apaisseur du support de la couche luminescente, la solidification du liquide de remplis- sage ne se produit pas toujours au bout d'un temps déterminé après le début du refroidissement. Si l'on désire appliquer ce procédé à la. fabrication en très grande série, et donc l'automatiser, il faut considérer la plus forte épaisseur du support et donc le temps le plus long à prévoir pour la solidification.
De plus, l'emploi d'un corps réfrigérant et de son appa- reillage est nécessairement coûteux et compliqué.
Un autre inconvénient, particulièrement marqué lorsque, comme dans les écrans luminescents, la couche de fond est consti- tuée par une substance granuleuse fixée sur un support d'une maniè- --
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re ou d'une sutre, par exemple à l'aide d'un liant, est que le liquide figé Fera, en général, très dur et de plus, sen volume dif férera de celui du liquide même. De ce fait, les grains peuvent être arrachés du support.. L'emploi de meilleurs liants permettrait d'obvier à cet inconvénient mais ceci limite le choix du liant.
Enfin, un dernier inconvénient: par suite de la longue durée du traitement, Da matière de la couche de fond estattaquée par le liquide de remplissage. On choisit évidemment la substance de remplissage de manière que cette altération de la couche de fond soit minimum, mais il va de soi que l'altération est d'autant moindre que le traitement est plus rapide.
Le procédé conforme à l'invention atténue les inconvé- nients précités tout en offrant certains autres avantages.
Suivant l'invention, on applique sur un fond irrégulier une mince couche de revêtement en remplissant les irrégularités d'un liquide qui ne réagit pas avec la matière de la couche de re- vêtement et en appliquant la couche de revêtement sur la couche de fond ainsi remplie. Après Inapplication de la couche de revê- tement, on élimine le liquide de remplissage.
La différence essentielle avec le procédé précité con- siste dons dans le fait que, dans le procédé conforme à l'invention, le liquide de remplissage n'est pas solidifié par une réfrigéra- tion. La couche de recouvrement n'est donc pas appliquée sur une substance solide,, mais sur une surface liquide. Il est assez éton- nant que l'on puisse obtenir ainsi une couche de revêtement cché- rente, lisse.
Les avantages du procédé conforme à l'invention sont essentiellement attribuables à la suppression de la réfrigération: l'appareillage réfrigérant compliqué est superflu, le processus est notablement plus court, des différences dans la dures du pro- cessus sont exclues, par suite de cette plus courte durée l'alté- zfl=;tion de la matière de la couche de fond est moindre, et surtout, le liquide n'exerce pas sur une couche de fond granuleuse appli- quée sur un support des efforts qui pourraient arracher les groins
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du support.
Le procédé conforme à l'invention offre encore un autre avan- tage : la couche de revêtement est généralement plus lisse que celles obtenues suivant le procédé connu précité. En effet, les liquides solidifiés par réfrigération auront toujours une surface pus ou moins rugueuse par suite de la formation de cristaux.
C'est ainsi que la surface de la glace comporte toujours des mon- ticules. On pourrait donc même se demander si, dans le cas d'une couche de .fond granuleuse, on obtient effectivement une améliora- tion par rapport à l'irrégularité.de la surface granuleuse de la couche de fond même.
Comme il a été mentionné, le liquide de remplissage ne doit pas réagir avec la couche de revêtement. Par "réagir", on entend non seulement une réaction chimique entre lé liquide de rem- plissage et la couche.de revêtement, mais.aussi que la matière de la couche de revêtement se mélange avec le liquide de remplissage ou s'y dissout. En général, on entend ici par "réagir" tant l'in- fluence mutuelle chimique que physique du matériau de la couche de revêtement et du liquide de remplissage.
La couche de revêtement peut être constituée par de la matière sirupeuse. A titre d'exemple, on peut citer la nitrocellu- lose dissoute dans l'acétate éthylé, ou dans l'acétate de butyle.
Une telle solution peut se verser sur une couche de fond remplie de liquide; on évapore ensuite le solvant. Pendant cette évapora- tion, la couche de revêtement constitue une mince pellicule cohé- rente. Comme on utilise une solution, il faut évidemment que le solvant ne réagisse pas avec lé liquide.
En outre, de préférence, ni le liquide, ni le matériau de la couche de revêtement, ni le solvant éventuel de ce matériau ne doivent réagir avec la matière de la couche de fond. Dans' cer- tains cas, une réaction est inévitable, mais celle-ci doit alors nécessairement être très petite.
La couche de revêtement peut aussi être constituée par de la paraffine eu de la stéarine.
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Dans certains cas, il est avantageux 6'ajoutor à la
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c81H,;lw d8 ieVBi.:ülr.:î"1L un ;ú-::;111a¯ll. pour que, 1<:1,1 62 sa i'û= ,",u;:.oi1.y, la couche de revêtement ne se fissure pas ou ne s'arrache pas de
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la couche d8 fond. Comme émollient on utilisera par exemple de l'huile de ricin.
Le liquide de remplissage peut 4t.ie, par exemple > -.3." i'ia1=, de l'alc001 ou du benzol. Ces liquides s9el.¯nirîL¯ très iéu- cill:3ment, à savoir par séchage à l'air. En g{;nlral, on ubil?.sera 'un liquide qui s'élimine facilement par évaporation. i.Ûa;;u:.leme'tt la couche de reveteuient pi,uteiicnix éé.;.c m# ouverte d'une autre couche. Ceci est très importante en particu- lier pour les Lûtcs à rayons ilcct0i.1ild.ues.
L- cjucl-1J de revêtement peut être constituée par une pellicule de nitrocellulose a.P1JlIQuée sur une couche de fond luminescente. Le. couche de revêtement peut alors être recouverte, par exemple, d'une couche de métal pour
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:::ugill3nter la brillance de 1?iw#.g-z 1,J";linescents ou bien d'une cou- che luminescente pour modifier la couleur de l'image luminescente, pour obtenir une longue persistance etc.
Lorsqu'on applique sur la couche de revêtement une au- tre couche, rien n'empêche d'enlever le liquide directement après l'application de la couche de revêtement ou dans un stade plus
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avancée c'est-à-dâe après l'application de la couche suivante.
Une autre application dans laquelle la couche de revête- ment est recouverte d'une autre couche est le miroir ou le réflec- teur. En général, un miroir se réalise en façonnant d'abord appro- ximativement un support en verreà la forme requise et en polis- sant ensuite ce verre suffisamment pour qu'on puisse y appliquer par évaporation une couche métallique à réflexion spéculaire. Le procédé conforme à l'invention permet d'éviter le long polissage.
Il suffit d'appliquer sur la couche de fond rugueusement façonné
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une ;iince couche de revêtement par le procédé confo:111: e 'à' .' td#rtiau on peut recouvrit cette couche de r,>i8tmel1t
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parfaitement lisse d'une couché métallique à réflexion spéculaire.
Le long polissage est donc supprimé ce qui constitue une sérieuse économie de temps et d'argent. Ce procédé de fabrication est par- ticulièrement intéressant pour les miroirs d'instruments optiques, par exemple de télescopes, car dans ce cas, les miroirs doivent satisfaire à des conditions très sévères. Dans ces miroirs, la couche de fond est du verre auquel il faut'assurer, à l'aide de métal, une réflexion spéculaire. Le procédé conforme à l'inven- tion assure aussi une notable économie pour les miroirs entière- ment métalliques. En effet, il est beaucoup plus simple de renon- cer au polissage du miroir, de réaliser, conformément à l'invention, la couche de revêtement lisse et de revêtir'cette couche de métal.
Pour des réflecteur bon marché, qui ne doivent pas satisfaire à des conditions extrêmement sévères, par exemple les réflecteurs de phares pour bicyclettes, l'application de l'invention ne nécessite comme couche de fond que des matériaux très simples, donc bon marché.C'est ainsi'qu'on peut réaliser un réflecteur dont la cou- che de fond est du carton ou, par exemple, de la résine synthéti- que. Comme on le sait, il est pratiquement.impossible de parache- ver ces surfaces de manière qu'on puisse y appliquer une couche métallique à réflexion spéculaire. Le procédé 'conforme à l'in- vention permet d'obtenir ce résultat.
Il est évidemment possible de superposer plusieurs cou- ches en appliquent pour chaque couche le procédé conforme à l'in-- vention. C'est àinsi qu'on peut réaliser un écran'luminescent constitué par un fond dé substance luminescente, une couche de revêtement de nitrocellulose, une seconde couche luminescente qui est aussi recouverte d'une couche de revêtementde nitrocellulose et recouvrir enfin cette couche de revêtement d'une couche métal- lique à réflexion spéculaire.
L'exemple suivant illustre une application particulière du procédé conforme à l'invention pour la fabrication de tubes à
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payons cathodiques,
Dans la fabrication de tels tubes, tant des par blés coniques de la paroi que des par des cylindriques doivent comporter un revêtement conducteur constitué par des bagues.
Ces bagues s'appliquant en cemplissant tout le cube d'une suspension métallique dent une couche de métal se dépose sur boute la paroi. Par la suite;, on enlève certaines parties de cette cou- che, de sorte que seules subsistent les bagues métalliques.
Or, il arrive fréquemment que les parties appelées à rester exemptes de métallisation, comportant des rainures. Celles- ci peuvent provenir par exemple de 1'éclatement de soufflures lors de l'étirage du tube. Il la de soi que pendant la métallisa- tion précitée, du métal se dépose aussi dans ces rainures; ce dépôt de métal est difficile à enlever. Il se produit donc un court-circuit indésirable entre deux ou plusieurs bagues ce qui peut provoquer des phénomènes nuisibles lors de l'utilisation du tube.
Le procédé conforme à l'invention obvie à cet inconvé- nient. Les parties de paroi où l'on craint des rainures, sont recouvertes suivant le procédé conforme à l'invention, par une mince couche lisse, par exemple de nitrocellulose, Le métal de la suspension peut alors se déposer sur la couche de revêtement, mais non dans les rainures. Comme la couche de revêtement est lis- se, le métal s'en enlève très facilement. S'il est nécessaire, on enlève aussi par la suite la couche de revêtement.
Si la couche de fond est constituée par une substance luminescente, celle-ci se trouvera fréquemment à l'intérieur d'un tube à décharge. Tout le procédé conforme à l'invention peut se réaliser alors à l'intérieur du tube.
Le procédé conforme à l'invention peut aussi s'appli- quer dans de nombreux domsines techniques dont il n'est pas fait mention ici.
La description du dessin annexé, donné à titre d'exem-
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ple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut . être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, bien entendu, partie de l'invention.
Le dessin montre un stade du procédé conforme à l'inven- tion utilisé pour la fabrication d'un écran luminescent appliqué sur un support en verre et destiné à un tube à rayons électroni- ques.
Sur le dessin, 5 est une partie d'un support en verre recouvert de grains 6 d'une matière luminescente. Entre ces grains, se trouvent des intestices 7 remplis d'un liquide, par exemple de l'eau. Sur la couche ainsi formée on applique la couche de revê- tement 8, par exemple en versant sur la couche remplie 6-7 une so- lution de nitrocellulose dans dè l'acétate de butyle. On évapore le solvant ce cette solution, ce qui laisse sur la couche lumines- cente une pellicule qui constitue la couche 8. Après la réalisa- tion de cette couche de revêtement, on évapore le liquide de rem- plissage.- Les vapeurs réchappent'partiellement par les côtés de l'écran et partiellement à travers la couche de revêtement 8.
Après cette phase du procédé, on peut appliquer sur la couche de revêtement 8, une autre couche, par exemple du métal. Eventuelle- ment, après l'application de cette couche de métal, on peut enle- ver la couche de revêtement 8 en portant l'ensemble de l'écran à une température assez élevée, par exemple 400 C. L'enlèvement d'u- ne telle couche intermédiaire est connu. Comme le liquide de rem- plissage a été enlevé d'avance, entre les grains du matériau lu- minescent se trouvent de nouveau les interstices initiaux. Les vapeurs et les gaz résultant de l'évaporation et de la combustion . de la couche intermédiaire 8 peuvent s'échapper à travers ces in- terstices.