Procédé pour former une résistance en forme de feuille
La présente invention a pour objet un procédé pour former une résistance en forme de feuille comprenant au moins deux bornes et un trajet électriquement conducteur entre elles. Une telle résistance peut être utilisée comme résistance de chauffe dans un appareil ménager, par exemple.
L'invention concerne spécialement des éléments résistants consistant en pièces métalliques résistantes gravées selon un modèle donné, supportées dans un produit stratifié formé de feuilles isolantes.
Les méthodes connues dans l'industrie du circuit imprimé pour produire de tels éléments résistants se sont révélées coûteuses par suite du nombre d'opérations nécessaires. On a essayé de placer une feuille métallique sur une feuille de support, la feuille métallique étant gravée, et d'éliminer ensuite la feuille de support au moyen d'un solvant. Cette méthode n'est pas satisfaisante par suite des traces résiduelles de la matière dont la feuille est faite qui sont présentes dans le produit final.
Des expériences semblables effectuées en utilisant un revêtement ou un support d'un vernis de silicone sur le métal n'ont pas donné satisfaction non plus par suite d'une rigidité insuffisante de la feuille ainsi supportée pour permettre son impression et sa gravure avec l'équipement utilisé actuellement. D'autres matériaux de support, par exemple une couche de papier fort, ont été essayés mais ont dû être écartés.
Le procédé faisant l'objet de la présente invention est caractérisé en ce qu'on applique un film d'une matière thermoplastique synthétique au moyen de chaleur et de pression sur une surface d'une feuille métallique résistante afin qu'il y adhère temporairement, on grave la feuille pour former le trajet résistant désiré, on applique la feuille gravée avec le film en dessus à une matière isolante stratifiée imprégnée d'une résine synthétique afin que la feuille y adhère, on retire la matière thermoplastique de la feuille, on applique une nouvelle matière isolante stratifiée imprégnée de résine synthétique à la surface exposée de la feuille, et on lie l'ensemble stratifié par chaleur et pression en une feuille homogène.
Le dessin annexé illustre, à titre d'exemple, une mise en oeuvre du procédé selon l'invention:
La fig. 1 est une vue en plan d'une résistance de chauffe obtenue par cette mise en oeuvre, et
la fig. 2 est une vue schématique illustrant les divers stades de cette mise en oeuvre.
La résistance de chauffe 1 (fig. 1) comprend un dessin résistant 2 fait d'une feuille métallique serré entre des couches 3 d'un papier mica Filamic (nom déposé) liées par une résine synthétique, chaque couche comprenant deux feuilles de papier. Le nombre de couches peut être augmenté selon l'usage prévu pour la résistance. Deux résultats satisfaisants sont obtenus avec une résine de silicone. La feuille métallique résistante est avantageusement en un alliage nickel-chrome, mais on peut utiliser aussi des alliages nickel-chrome-fer ou nickel-chrome-aluminium.
L'épaisseur de la feuille peut être de 0,0125 mm, mais est comprise de préférence entre 0,025 et 0,050mm selon l'application.
La feuille métallique (fig. 2) est fixée à une couche d'une matière résistante à l'acide de gravure, cette couche constituant une monture pendant la gravure et étant ensuite retirée du dessin gravé après que ce deux nier a été posé sur une des deux feuilles micacées qui forment un produit stratifié.
Des résultats satisfaisants ont été obtenus avec un film de polyéthylène stratifié comme monture. Une feuille métallique 10 est dégraissée, redressée et coupée dans une station de coupe 11 à la dimension requise, et le film de polyéthylène 12 est coupé de manière à recouvrir la feuille de métal sur tous ses côtés. Une couche de métal et une couche de film sont placées ensemble avec une feuille protectrice 13, par exemple en papier traité à la silicone, de chaque côté pour éviter toute adhérence indésirable aux autres matériaux pendant le procédé. Les feuilles sont chargées dans une presse hydaulique 14 chauffée à la vapeur et la chaleur et la pression obligent le film à adhérer à la feuille métallique. Les conditions du traitement sont choisies et appliquées avec soin car une adhérence trop forte ou trop faible rendrait le matériau inutilisable.
Quand la presse s'est refroidie, les feuilles sont retirées et l'impression et la gravure sont effectuées en 15 pour donner un élément 16.
Après la gravure et le retrait de l'encre ou de toute autre matière étrangère, le dessin gravé requis est fermement supporté sur sa feuille de polyéthylène. Ce film est pris avec le dessin gravé sur sa face inférieure et placé soigneusement sur la face supérieure d'une feuille isolante 17, en Filamic par exemple, qui constitue l'isolant pour une moitié de l'élément. Le dessin est déposé soigneusement dans une surface bien délimitée pour assurer une distance de glissement correcte jusqu'aux bords et aussi pour que les bornes de l'élément se trouvent dans les surfaces voulues de l'élément. Une feuille 18, par exemple en tissu de polytétrafluoréthylène et de verre, est posée sur la face supérieure du polyéthylène et un chauffage et une compression sont appliqués à la surface par une presse 19 pendant quelques secondes.
Dans certains cas, cette chaleur et cette pression sont appliquées manuellement.
La feuille 18 est alors retirée et le film de polyéthylène 12 est arraché au moyen d'une barre rectiligne 20 pour produire un changement brusque de l'angle dans la zone de séparation à la surface de la feuille isolante 17 et en même temps pour laisser le dessin gravé qui adhère fortement à cette couche.
Le stade suivant consiste à appliquer une couche supplémentaire 21 de Filamic sur la surface supérieure du dessin métallique de façon que ce dessin soit serré entre deux couches de Filamic . On chauffe et on comprime alors pour produire une simple feuille homogène dans l'intérieur de laquelle le dessin métallique 16 est serré. Dans un cas type, le procédé comprend un premier traitement sous la pression de 35 kg/ cm2 à une température de 1 6()200I0 C pendant 30L80 minutes, suivi d'un second traitement à 400450 C pendant 5-10 heures. Dans certaines applications, le traitement final peut être effectué in situ dans la résistance.
On Idonne ci-après un exemple de mise en oeuvre du procédé décrit.
Un ruban tiré d'une feuille d'alliage chromFnickel d'une épaisseur de 0,025 mm est dégraissé et posé sur une feuille de polyéthylène d'une épaisseur de 0,050 mm ( Laminating Grade S.L. , nom déposé de la British Cellophane Limited), dont la face supérieure a été clavetée pendant la fabrication.
La feuille et le polyéthylène sont placés alors entre deux plaques de pression en utilisant un milieu de détachage pour éviter l'adhérence du polyéthylène aux plaques, puis l'ensemble est placé dans une presse.
D'autres ensembles sont empilés pour former une charge et une pression de 3,5 kg/cm2 est exercée par la presse. Une fois cette pression appliquée, de la vapeur est introduite dans la presse pour porter les plaques à une température d'environ 1300 C, température qui est maintenue pendant 20 minutes avant que la presse soit vidée et que le film de polyéthylène en excès soit rogné sur les bords de la feuille. A ce stade le polyéthylène a adhéré à la feuille sur toute la surface de celle-ci.
La feuille et le film de polyéthylène sont alors retirés et gravés par une technique de photorésistance pour donner le dessin résistant désiré, après quoi l'excès de métal est éliminé en utilisant du chlorure ferrique, laissant le dessin sur le film de polyéthylène.
L'adhérence entre la feuille et le polyéthylène est suffisante pour que seul l'excès de métal et non le dessin photorésistant soit éliminé, ce qui donne un dessin résistant nettement délimité.
Après retrait de la résistance, lavage et séchage, le dessin revêtu du polyéthylène est placé sur une pièce imprégnée de papier Filamic , la feuille métallique étant en dessous, et une feuille d'un tissu de polytétrafluoréthylène pendant plusieurs secondes sous pression exercée à la main et à une température Ide 200-250 C pour favoriser l'adhérence du dessin à la feuille de papier, après quoi la feuille de tissu est retirée. L'arrachage du polyéthylène de la feuille et le papier Filamic est supérieure à celle entre la feuille et le polyéthylène.
L'arrachage se produit à l'aide d'une barre métallique plate à bord rectiligne qui est disposée à une extrémité du dessin Ide façon à s'étendre latéralement à ce dernier, la barre étant légèrement pressée contre le polyéthylène. La barre est alors déplacée perpendiculairement à sa longueur et longitudinalement au dessin et le polyéthylène est tiré sur le bord de fuite de la barre dans la direction du mouvement de celle-ci afin de former un grand angle de divergence dans la zone de séparation du polyéthylène et de la feuille. Le polyéthylène est ensuite écarté et une nouvelle feuille de papier Filamic est placée sur la surface supérieure maintenant exposée du dessin. L'ensemble est alors chargé dans une presse et traité à la pression de 35 kg/ cm2 et à la température de 1800 C pendant 50 minutes puis dans un second traitement à 4000 C pendant 6 heures.
Il est évident que la forme et l'étendue de la résistance comme le tracé du trajet électriquement conducteur peuvent être divers pour s'adapter à l'article envisagé: bouilloires électriques, cuisinières électriques, grille-pain, radiateurs, chauffe-eau, fers à repasser ou autres articles domestiques ou industriels.