FR2782077A1 - Procede de reduction de collage a chaud dans des processus de moulage, et dispositif pour la mise en oeuvre de ce procede - Google Patents

Abstract

Le procédé surmonte les problèmes de collage à chaud entre un matériau inorganique non métallique (=isolant) à mouler, et une matrice de formage, en maintenant l'ensemble comprenant la matrice de formage et l'isolant, dans un état polarisé pendant le moulage. Les processus utilisant ce procédé conduisent à une qualité de surface améliorée de l'isolant moulé. Le dispositif pour réduire le collage à chaud comprend une matrice (2) qui sert de conducteur, une électrode (3) qui peut servir de support pour l'isolant (1) à mouler, et des moyens (5) pour polariser l'ensemble du conducteur, de l'isolant et de l'électrode, ces moyens (5) étant connectés par des fils électriques sous tension (4) à la matrice et à l'électrode.

Description

La présente invention concerne un procédé de ré-

duction, et notamment d'élimination, du collage à chaud entre

une matrice, en particulier une matrice électriquement con-

ductrice, et un matériau inorganique non métallique (=isolant), en particulier un isolant dont une partie au moins est à l'état vitreux, la matrice et l'isolant étant en contact l'un avec l'autre à une température pour laquelle

l'isolant est moulable.

L'invention concerne en outre un processus de fa-

brication d'un isolant moulé présentant une qualité de sur-

face perfectionnée, en utilisant le procédé ci-dessus.

Enfin, l'invention concerne un dispositif pour la

mise en oeuvre du procédé.

Arrière plan de l'invention De nombreux phénomènes indésirables de collage à chaud apparaissant dans des processus industriels complexes peuvent être attribués à un problème général de collage à chaud entre une matrice de mise en forme qui est généralement réalisée en métal ou dans un autre matériau électriquement conducteur, et un matériau inorganique non métallique (=isolant), en particulier un isolant inorganique tel que du verre, de l'émail ou de la céramique, dont l'une au moins des phases le constituant est à l'état visqueux à la température

en question.

Pendant le moulage à chaud ces matériaux inorga-

niques d'isolation tels que du verre, de l'émail ou des com-

binaisons de ceux-ci, à une température pour laquelle ces matériaux ont une viscosité comprise entre 1 et 10000 kPas (=104 et 108 poises), on rencontre des phénomènes de collage entre les matériaux d'isolation et la matrice de mise en forme ou formage, ou le moule. La matrice de formage peut être entièrement métallique, ou en céramique recouverte d'un

revêtement métallique, ou encore en métal ou en céramique re-

couverte d'un revêtement métallique, ou encore en métal ou en

céramique recouverte d'un revêtement de céramique suffisam- ment électriquement conducteur à la température de moulage.

La plage de températures correspondant à ces viscosités est variable suivant la composition. Elle va de 500 à 1000 C pour

certains verres industriels de silico sodo calcique. Ces phé-

nomènes sont apparus au cours du développement de nouvelles technologies. Par exemple: 1. Collage d'un verre en fusion au moule métallique pendant la fabrication de flacons, de bouteilles ou de gobelets.

2. Collage d'un émail (mélange d'un verre sous forme de pou-

dre (fritte), et d'un agent de coloration cristallisé (pigment) à la matrice de formage métallique pendant le

formage de vitrages d'automobiles.

Cette liste n'est absolument pas exhaustive.

Certaines solutions ont été trouvées pour des émaux de vitrages d'automobiles: - Addition d'oxydes de zinc et d'étain, ou de sulfates de cuivre, qui servent de composants "anti-collage", c'est à dire qu'ils constituent des composants contribuant à la propriété d'anti-collage documents U.S. 4 684 388 (Ford

Motor Company) et U.S. 4 828 596 (Ciba-Geigy Corporation).

- Développement de frittes de verre qui recris-

tallisent au four - documents EP- 0 370 683 Ai (Johnson Matt-

hey Public Limited Company) et US 5 153 150 (Ferro Corporation).

Ces types de solutions ne sont cependant que par-

tiel. Le succès de ces compositions dépend dans une large me-

sure des conditions de formage et, plus particulièrement du

cycle de cuisson au four des émaux.

La présente invention a pour but de limiter les

problèmes de collage sans agir sur les compositions.

Un autre but de l'invention est de créer un pro-

cédé pour n'importe quel type de moulage de matériaux inorga-

niques au moins partiellement vitreux, qui conduise à une meilleure qualité de surface de l'article moulé en supprimant

ou au moins en réduisant les problèmes de collage à chaud.

Un autre but encore de l'invention concerne un dispositif comprenant l'équipement habituel, qui permette

d'effectuer ce moulage, et des moyens qui permettent de ré-

duire ou d'éviter essentiellement le problème de collage.

Résumé de l'invention La présente invention remédie aux problèmes de

collage à chaud en amenant le matériau inorganique non métal-

lique à mouler, (isolant) en contact avec une matrice de for-

mage placée à l'intérieur d'un champ électrique, aux températures élevées qui sont nécessaires pour le processus de moulage grâce à un procédé de réduction du collage à chaud entre une matrice et un matériau inorganique non métallique

(isolant) qui sont en contact l'un avec l'autre à une tempé-

rature pour laquelle l'isolant est moulable, caractérisé en ce qu'un ensemble comprenant la matrice et l'isolant est maintenu dans un état polarisé pendant le contact, de façon

que la face de la matrice qui vient en contact avec le maté-

riau soit chargée positivement, et que la face du matériau en

contact avec la matrice soit chargée négativement.

De préférence, l'isolant est constitué essentiel-

lement par des matériaux inorganiques tels qu'un verre, un émail ou une céramique, dont une partie au moins, venant en

contact avec la matrice, est sous forme vitreuse.

Comme déjà indiqué ci-dessus, la matrice peut être constituée par un métal, des alliages métalliques ou des combinaisons de céramique/métal, céramique/semi-conducteur ou autres combinaisons, à condition que la couche de revêtement du conducteur soit réalisée dans un matériau suffisamment

électriquement conducteur à la température de fonctionnement.

La présente invention s'applique donc de préfé-

rence à des systèmes d'isolant inorganique/matrice de for-

mage, aux températures nécessaires pour le moulage du verre.

Le matériau inorganique non métallique à mouler

est un isolant à la température ambiante mais devient élec-

triquement conducteur pendant le traitement thermique à la température de cuisson et/ou de moulage. La conductibilité ionique de la partie vitreuse par exemple d'une couche d'émail permet les transferts de charge d'un côté à l'autre

de la couche à la température de cuisson/moulage.

Cette polarisation peut être obtenue et mainte- nue en utilisant n'importe quel procédé connu pour l'établis-

sement d'un champ électrique, par exemple en appliquant une

tension ou un courant à l'ensemble, au moyen d'un condensa-

teur à plaques dont les armatures (=plaques) sont placées de part et d'autre de l'ensemble, ou en induisant un courant à

travers l'interface isolant/matrice.

L'invention concerne également un procédé de fa- brication d'un matériau inorganique non métallique moulé

(=isolant) présentant une qualité de surface améliorée, con-

sistant à amener un matériau inorganique non métallique

(=isolant) en contact avec une matrice de formage à une tem-

pérature de moulage, de façon que l'isolant soit moulé, puis

à séparer l'isolant moulé et la matrice l'un de l'autre, ca-

ractérisé en ce quel'ensemble comprenant l'isolant et la ma-

trice est polarisé de façon que la face de la matrice tournée vers l'isolant se charge positivement et que la face de l'isolant tournée vers la matrice se charge négativement, et

de façon que la polarisation soit maintenue pendant le con-

tact jusqu'au moment de la séparation.

Suivant d'autres caractéristiques de l'invention * une partie au moins de l'isolant, venant en contact avec le

conducteur, est à l'état vitreux.

* la partie au moins de la matrice qui vient en contact avec

la partie vitreuse de l'isolant est réalisée en métal, al-

liage métallique ou semi-conducteur.

* l'ensemble à polariser comprend en outre une électrode de façon que la matrice se comporte comme une anode et que

l'isolant se comporte comme une cathode.

* la polarisation et son entretien sont effectués (i) en ap-

pliquant une tension ou un courant à l'ensemble ou (ii) en

positionnant l'ensemble parallèlement entre la borne néga-

tive et la borne positive d'un condensateur à plaques dont les plaques sont connectées à une source de courant ou de

tension, ou (iii) en induisant un courant à travers l'in-

terface isolant/matrice.

* l'isolant est un verre d'automobile dont une partie au moins est munie d'une couche décorative pouvant être cuite au four, et * la matrice, l'isolant et une électrode sur laquelle cet isolant est positionné de façon que l'électrode serve de

contrepartie à la matrice, sont pressés ensemble à une tem-

pérature suffisamment élevée pour que la couche soit cuite

au four, et de manière à courber le verre tout en mainte-

nant la polarisation.

* l'isolant est moulé par soufflage de façon que la matrice de moulage (=matrice) servant d'anode positionnée d'un côté de l'isolant, et un élément électriquement conducteur (=électrode) servant de cathode positionné de l'autre côté de l'isolant, soient connectés à une source de tension ou

de courant pour polariser l'ensemble constitué essentielle-

ment de la matrice, de l'isolant et de l'électrode.

L'invention concerne enfin un dispositif pour réduire le col-

lage à chaud entre une matrice et un matériau inorganique non métallique (=isolant) en contact l'un avec l'autre dans un

processus de moulage à une température de moulage, caractéri-

sé en ce qu'il comprend une matrice qui sert de conducteur, une électrode qui peut servir de contrepartie à la matrice

et/ou de support pour un isolant devant être moulé, l'élec-

trode étant positionnée en face de la matrice à une distance correspondant au moins à l'épaisseur de l'isolant, et des moyens pour polariser l'ensemble constitué du conducteur de l'isolant et de l'électrode ces moyens étant connectés par

des fils électriques sous tension avec la matrice et l'élec-

trode, ou avec les deux plaques d'un condensateur de type à

plaques, ces plaques étant disposées de chaque côté de l'en-

semble. Suivant une autre caractéristique de l'invention,

les moyens comprennent une source de courant ou de tension.

De plus, si l'on décide de créer la polarisation en appliquant une tension, la tension nécessaire pour réduire le collage doit être adaptée au système qui est influencé par exemple par la nature et l'épaisseur du matériau isolant, la nature de la matrice de formage ou du moule, la géométrie du système, ainsi que les conditions de moulage telles que la

pression et la température.

En utilisant le procédé selon l'invention dans des procédés de moulage, on obtient une qualité de surface

améliorée de l'article moulé, du fait de l'absence des dé-

fauts de collage à chaud.

Brève description des dessins

La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide de modes de réalisation re- présentés sur les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une représentation schématique du principe de l'invention pour réduire dans une large mesure

le phénomène de collage à chaud à l'interface entre un iso-

lant inorganique et une matrice;

- la figure 2 est une représentation schématique du formage des vitrages d'automobiles en utilisant une ma-

trice de formage recouverte d'un revêtement de métal ou de céramique; 15 la figure 3 est une représentation schématique du moulage d'articles en verre dans des moules métalliques; - la figure 4a est une représentation schématique des branchements permettant de réduire le collage de l'émail déposé sur les vitrages d'automobiles, au revêtement de la20 matrice de formage de ces vitrages; - la figure 4b est une vue en coupe transversale de la figure 4a; - la figure 5 représente un exemple d'un système de formage de vitrages d'automobiles utilisant le principe d'un condensateur englobant l'ensemble de la matrice de for- mage, du vitrage et du support du vitrage;

- la figure 6a est une photographie de la surface d'une plaque de verre émaillée après contact, non selon l'in-

vention, de l'émail avec une matrice de formage revêtue d'un30 tissu métallique en acier (acier 316L, l'un des aciers les plus couramment utilisés dans ce but) dans des conditions de formage traditionnelles; - la figure 6b est une photographie de la surface de la même plaque de verre émaillée après contact, selon

l'invention, de l'émail avec la même matrice de formage et dans les mêmes conditions de température et de force de com-

pression que pour le test de la figure 6a; une tension con-

tinue ayant été appliquée au système, selon le diagramme de la figure 1; la figure 7 est un diagramme représentant la force de collage en fonction de la tension appliquée pour la fritte et l'émail selon l'exemple 1; et la figure 8 est un diagramme représentant la

force de collage en fonction de la température pour une ten-

sion de OV, 4,5 V et 9 V.

Description détaillée de l'invention

Le principe de l'invention est décrit en se réfé-

rant à la figure 1 qui représente un mode de réalisation pré-

férentiel de celle-ci. D'une manière générale, le dispositif de réduction du collage à chaud dans des processus de moulage

pour un isolant inorganique 1 comprend deux éléments princi-

paux: une matrice 2 qui est électriquement conductrice au moins à la température de moulage et sert de conducteur, et une électrode 3 qui peut également servir de support pour l'isolant. La matrice (=conducteur) 2 et/ou l'électrode 3 peuvent se déplacer l'une par rapport à l'autre pour mettre l'isolant à mouler en contact avec la matrice. Une source de courant ou de tension 5 est branchée à la matrice et à l'électrode par des fils électriques sous tension 4 qui sont inoxydables aux températures élevées concernées, comme par

exemple des fils de platine, d'or ou d'un autre métal ou al-

liage métallique inoxydable. Après commutation sur la source

de courant ou de tension pour polariser l'ensemble de la ma-

trice, de l'isolant et de l'électrode, le conducteur se charge positivement sur sa face destinée à venir en contact avec l'isolant. Inversement, la face de l'isolant destinée à

venir en contact avec le conducteur se charge négativement.

La source de courant ou de tension peut être une source continue, comme par exemple une batterie sèche ou un accumulateur, ou encore une source variable comme par exemple une source de courant alternatif ou de courant transformé ou redressé. Si la source est continue, la borne positive et la

borne négative de la source sont de préférence branchées res-

pectivement au conducteur et à l'électrode en contact avec l'isolant. Si la source est variable, la polarité dominante doit être la même que dans le cas de la source continue et, de plus, la durée des moments pendant lesquels la polarité est inversée ou nulle, doit être suffisamment courte pour ne

pas inverser la polarité aux bornes du système d'iso-

lant/conducteur, ou pour ne pas dépolariser le système. Il est également possible de créer un courant par induction à travers l'interface isolant/conducteur. Il peut alors être nécessaire de brancher les fils électriques sous

tension l'un à l'autre pour permettre la polarisation du sys-

tème. Dans ce cas, la source de courant ne peut plus être re-

présentée comme à la figure 1. Cependant, pour simplifier la représentation du système, on a décidé de conserver cette

simplification, y compris pour la création du courant par in-

duction. Une autre forme de réalisation pour polariser

l'ensemble constitué par le conducteur, l'isolant et l'élec-

trode, est basée sur l'utilisation d'un condensateur de type à plaques dont les armatures (=plaques) sont disposées de chaque côté de l'ensemble. Certains détails supplémentaires

seront décrits ci-après en se référant à la figure 5.

A la figure 1, la boîte désignée par la lettre majuscule T et la ligne en tirets qui entoure l'ensemble de

la matrice (=conducteur) 2, l'isolant 1 et l'électrode 3, re- présentent des moyens pour fournir au système la chaleur né-25 cessaire au processus de moulage.

Dans la présente demande description, le terme de

"moulage" comprend n'importe quel processus selon lequel un

isolant vient en contact direct et, le plus souvent, en con-

tact intensif avec n'importe quel type de matrice de formage, conductrice, indépendamment du fait que la forme de l'isolant soit changée et de la mesure dans laquelle cette forme est changée - le plus généralement la forme est changée. Ainsi, le terme de "moulage" comprend également des procédés tels que le pressage, le cintrage et le cintrage à la presse. De la même manière, le terme de "matrice de formage" comprend des matrices telles que la forme de l'isolant ne soit pas

changée ou ne soit changée que légèrement.

Dans une manière préférée, l'ensemble de la ma-

trice (=conducteur), de l'isolant et de l'électrode, est ame-

né dans l'état polarisé puis le conducteur est placé en contact avec l'isolant chaud - à une température T pour laquelle le moulage peut être effectué - avec une pression permettant ce moulage, puis est retiré de l'isolant tout en maintenant la polarisation, car il est souhaitable d'éviter

tout problème de collage entre les deux matériaux.

Si le système est polarisé au moyen d'une ten-

sion, il faut choisir une tension adaptée au système.

Comme on peut le voir d'après la figure 7 repre-

sentant la situation pour une fritte et un émail, la force de collage F tombe de plus de 1.104Pa à une valeur de seuil F d'environ 5.103Pa dans le cas de la fritte, et à environ zéro

dans le cas de l'émail lorsque la tension est augmentée.

IL existe un seuil de tension U au-dessus duquel la valeur de la force de collage devient constante. Il est possible que la force de collage diminue encore, mais pour des valeurs beaucoup plus élevées de la tension, valeurs qui

sortent du cadre de cette figure.

La valeur de seuil U de la tension dépend du sys-

tème et, plus particulièrement, de sa résistance électrique

qui est fonction de l'épaisseur du matériau isolant consti-

tuant le système, et de la résistivité de ce matériau. Elle dépend également de la qualité des contacts entre les divers éléments du circuit, c'est à dire de la résistance des con- tacts électriques du circuit. La même remarque s'applique à la valeur minimum F de la force de collage. Cette valeur F dépend également de la force de collage lorsque le système30 n'est pas polarisé, c'est-à-dire en l'absence d'un champ électrique. Un certain nombre d'applications de la présente invention seront décrites ci-après: 1. Vitrages d'automobile: Des vitrages d'automobile, de préférence pour voitures, comprennent des motifs formés sur une plaque de verre, ces motifs étant le plus souvent noirs et constitués d'un émail. Les plaques de verre sont émaillées avant l'étape de formage. Elles sont ensuite chauffées pour permettre au verre de se déformer. Cette étape généralement effectuée au moyen de matrices de formage appropriées, permet également le chauffage au four de l'émail. Ainsi, les particules de verre5 contenues dans l'émail s'agglomèrent en donnant une couche lisse et mécaniquement résistante qui est solidement attachée à la plaque de verre de support. Le formage est donc effectué dans l'état chaud, à une température T pour laquelle l'émail

est seulement visqueux. Cette température T dépasse la tempé-

rature vitreuse Tg d'en général 100 à 200 C, et le plus sou- vent d'environ 150 C.

Sans la polarisation selon l'invention, l'émail colle au revêtement de la matrice de formage des vitrages. Le

revêtement de la matrice est généralement un "tissu" métalli-

que. En réalité, il s'agit d'un tissu tricoté ou, plus rare- ment, d'un papier de céramique (du type papier buvard

constitué de fibres de céramique). Dans tous les cas, ce pa- pier de céramique doit être suffisamment électriquement con- ducteur à la température de fonctionnement pour se charger20 positivement dans le processus de l'invention.

L'émail est un mélange de verre en poudre qu'on appelle une fritte (un émail peut comprendre une ou plusieurs frittes), et d'un ou plusieurs pigments qui sont des poudres

de matériaux colorants et/ou opacifiants généralement cris-

tallins, qui contribuent à la coloration et à l'opacité de la

couche d'émail. De plus, les solides de l'émail peuvent com-

prendre des additifs anti-collage et des aides au traitement.

Le mélange en poudre est ensuite mélangé à un milieu organi-

que qui disparaît au cours du chauffage au four de l'émail et qui permet à l'émail d'être appliqué sous la forme d'une pâte visqueuse, le plus souvent par impression à l'écran. Après

chauffage au four, on obtient un dépôt partiellement vitreux.

Son épaisseur après chauffage au four se situe habituellement

entre 15 et 25 micromètres.

Le collage de l'émail aux revêtements de la ma-

trice de formage est généralement provoqué par la phase vi-

treuse de l'émail (les frittes). Les pigments et les additifs anticollage sont inertes par rapport aux revêtements de la Il matrice et contribuent en outre, d'une manière générale, à

une certaine diminution du collage, par effet mécanique.

La présente invention supprime tout problème de collage à chaud entre l'émail et le revêtement de la matrice de formage en donnant ainsi des vitrages présentant une qua- lité de surface améliorée par en polarisation du système de matrice/vitrage émaillé (voir figure 2). Cette polarisation

est produite en branchant la couche électriquement conduc-

trice 6 de la matrice 2 et la couche électriquement conduc-

trice 7 du support 3 du vitrage, respectivement à une source de courant ou de tension 5 au moyen de fils électriques sous

tension 4 qui permettent le passage d'un courant ou l'appli-

cation d'une tension. Pour que la présente invention soit ap-

plicable, on utilise un système qui peut être assimilé à un condensateur, c'est à dire qu'on a deux composants 6 et 7

conduisant le courant électrique qui agissent comme les arma-

tures du condensateur, le vitrage 1 étant constitué d'une fe-

nêtre de verre (la) et d'un émail (lb) constituant le

diélectrique ou une partie du diélectrique. L'émail peut ce-

pendant être un relativement bon conducteur d'ions à haute

température. Il faut donc qu'une partie au moins de l'ensem-

ble de matrice/revêtement de matrice soit un bon conducteur

de l'électricité (revêtement de matrice 6 dans le cas pré-

sent). De la même manière, il faut qu'au moins la partie du

support du vitrage qui sert d'électrode soit un bon conduc-

teur de l'électricité à la température de fonctionnement

(couche conductrice 7 du support 3 dans le cas présent).

Selon le mode de réalisation des figures 4a et 4b, les parties 6 et 7 qui sont de bons conducteurs doivent

être disposées de façon que les parties du vitrage 1 recou-

vertes par l'émail (lb) et qui posent donc des problèmes de collage pendant l'opération de formage, soient bien encadrées par celles-ci. Les parties de verre à vitrage (la) qui ne

sont pas recouvertes par l'émail et qui ne posent pas de pro-

blème de collage, ne sont soumises à aucune condition parti-

culière: il n'est pas nécessaire qu'elles soient encadrées par les parties 6 et 7 mais, si elles sont encadrées par ces parties 6 et 7, cela n'a aucune incidence fâcheuse sur le processus de formage des vitrages. Il n'est pas nécessaire que les parties 6 et 7 soient parfaitement planes et parallè- les. En d'autres termes, il n'est pas nécessaire de créer un condensateur plan. Les autres matériaux constituant l'ensem-5 ble de matrice de formage/revêtement de matrice, de même que le châssis supportant le vitrage, peuvent être des isolants électriques à la température ambiante. Cependant, les parties 9 isolantes à la température ambiante, qui sont situées entre les deux parties du système (voir figure 4b) et qui peuvent être assimilées aux armatures d'un condensateur, doivent être des conducteurs électroniques ou ioniques suffisamment bons

aux températures élevées auxquelles les vitrages sont formés.

Les connexions 4 de la figure 4a sont effectuées

directement sur la partie électriquement active 6 de l'ensem-

ble de matrice de formage/revêtement de matrice et sur la

partie électriquement active 7 du support de vitrage, de fa-

çon que le champ électrique soit réparti sur toute la zone couvrant la partie émaillée du vitrage. Pour cela, il peut être nécessaire d'établir plusieurs connexions sur chaque élément, c'est à dire sur les parties conductrices (couches)

respectivement de la matrice et du support. La source de cou-

rant ou de tension 5 peut être constituée d'un ou plusieurs

accumulateurs branchés en série, ou d'une ou plusieurs batte-

ries sèches branchées en série, ou encore d'un courant alter-

natif transformé ou redressé, ou de toute autre source

permettant d'obtenir la polarisation requise. Les bornes po-

sitive et négative sont branchées respectivement à la matrice

et au support. Ainsi, l'ensemble de matrice de for-

mage/revêtement de matrice joue le rôle de l'anode tandis que le cadre supportant le vitrage joue le rôle de la cathode. La présente invention peut donc être qualifiée par le terme

"anode anti-collage".

La polarisation peut également être crée par tout autre moyen, en plus de la source de courant ou de tension directement branchée à la matrice de formage et au support du vitrage. Par exemple, selon la figure 5, on peut imaginer un

condensateur de type à plaques branché à une source de cou-

rant ou de tension 5 par des fils électriques sous tension 4, de façon que les armatures (=plaques) 8 de ce condensateur soient de l'un ou l'autre côté de la matrice de formage 2 et du support de vitrage 3, sans contact physique avec eux. Dans ce cas, il n'est pas nécessaire que la matrice et le support contiennent une partie électriquement conductrice. Il peut y avoir plusieurs couches d'isolants dans

le système, à la manière d'un sandwich. Par exemple, l'exté-

rieur de la matrice peut être en céramique et cette matrice peut être recouverte d'un revêtement de fibres céramiques. De

la même manière, le cadre supportant le vitrage peut être re-

vêtu de céramique. Cependant, aux températures de moulage du verre, ces isolants doivent être suffisamment bon conducteurs

électroniques ou ioniques, et il est essentiel de bien adap-

ter la tension appliquée au système. Par exemple, il peut être nécessaire, dans les cas o la matrice de formage est

* recouverte par un tissu métallique en acier inoxydable, pen-

dant une campagne de formage des vitrages, d'augmenter au

cours du temps la tension appliquée en raison du vieillisse-

ment du tissu métallique, ce qui ajoute progressivement une zone d'oxydes (de fer, de chrome et de nickel) moins bonne conductrice de l'électricité, entre le conducteur et le vi-

trage (zone faisant partie de la zone 8 de la figure 4). La qualité du contact entre l'isolant et le support dont une

partie sert d'électrode, influence l'effet anti-collage.

L'effet anti-collage est d'autant meilleur que le contact est

meilleur. Dans le cas d'un mauvais contact ou même d'un in-

tervalle entre l'isolant et l'électrode, on doit appliquer

une tension plus élevée pour obtenir un bon effet anti-

collage. 2. Verre moulé La présente invention peut être utilisée pour la fabrication de verre moulé. Le moulage du verre est effectué,

dans la majorité des cas, en deux étapes, sauf pour la fabri-

cation de pièces très évasées telles que des saladiers ou des coupelles. Deux procédés sont possibles' Seule la première

étape, c'est à dire le prémoulage, est différente d'un procé-

dé à l'autre: l'ébauche des pièces moulées est effectuée par

pressage ou par soufflage. Pour des pièces relativement éva-

sées, seule la première étape, par pressage, est nécessaire.

La qualité de surface des préformes n'est pas très impor-

tante, pourvu que la surface ne soit pas très marquée. L'uti-

lisation de la présente invention n'est donc pas toujours nécessaire pendant la première étape. En revanche, dans le cas d'une seule étape de pressage, l'opération de pressage doit laisser la surface des pièces parfaite, de sorte que la présente invention peut être utile dès la première étape de moulage. La seconde étape est le formage définitif des pièces de verre. Cette étape est très importante pour la qualité de

surface des objets moulés. Il est donc nécessaire de suppri-

mer tout phénomène de collage entre le verre et le moule.

Selon la figure 3, la présente invention peut être utilisée pour la production de verre moulé en connectant le moule conducteur 2 à une source de courant ou de tension 5 au moyen d'un fil conducteur 4. La seconde borne de la source

peut être connectée par un fil conducteur identique au précé-

dent fil 4, à une sorte de tige métallique faisant office d'électrode 3, qui glisse à l'intérieur de la préforme mais

évite tout contact avec le verre 1. Lorsque l'objet est dé-

moulé, la tige est retirée de l'objet sans aucune difficulté,

sans laisser de marques sur l'objet.

Le contact intérieur peut être réalisé au moyen de tout autre système, certains de ces systèmes pouvant être basés sur un contact direct, à l'intérieur de l'objet moulé, entre l'électrode et l'objet mais de façon à ne pas provoquer

de marques à l'intérieur de l'objet.

Grâce à la présente invention, le collage à chaud est notablement réduit et le plus souvent supprimé pour des

isolants contenant une phase vitreuse, en effectuant les pro-

cessus de moulage à l'intérieur d'un champ électrique. Grâce

à la présente invention, on peut obtenir une qualité de sur-

face élevée de l'objet à mouler. Des processus utilisant le procédé de l'invention sont moins susceptibles de pannes. Le principe de l'invention peut s'appliquer facilement à des

dispositifs existants pour le moulage de matériaux vitreux.

Exemple 1: Fritte et émail pour verre d'automobile.

Le revêtement de matrice utilisé est un tissu en acier inoxydable très largement utilisé dans le domaine du

formage de verre d'automobile.

Un type de fritte typique utilisé dans des émaux pour vitrages d'automobile, peut avoir la composition sui- vante (% en poids): Oxyde % en poids Na2O 10-20 % SiO2 30-40 % TiO2 2- 10 %

B203 10-15 %

ZnO 17-25 % Zns 10- 20 %

Dans le présent exemple, la fritte était consti-

tuée essentiellement de (% en poids) Na2O 16, SiO2 34, TiO2 , B203 11, ZnO 21 et ZnS 13. Cette fritte a été imprimée à

l'écran sur une plaque de verre d'une manière convention-

nelle. La cuisson au four a été effectuée en utilisant un

équipement de laboratoire équivalent à celui typiquement uti-

lisé dans le domaine technologique.

Pour une pression appliquée de 35,5 x 103Pa, et pour une température de 670 C, une force de collage de 12,6 x

103Pa a été mesurée sans utilisation de la présente inven-

tion. En appliquant une tension de 9V, qui représente un champ électrique de 22,5 C x cm-1, pour une seule et même pression appliquée et pour une seule et même température, on

a mesuré une force de collage de 5,3 x 103Pa seulement.

Pour l'émail préparé à partir de cette fritte et

d'un pigment noir (rapport de poids de 70 à 30) dans les mê-

mes conditions de pression et de température, une force de collage de 10, 9 x 103Pa a été mesurée lorsqu'aucune tension n'était appliquée. Lorsqu'on appliquait une tension de 9V, c'est à dire un champ électrique de 22,5 V x Cm-1, la force de collage était nulle. On pouvait également trouver le même effet en utilisant des frittes/émaux ayant une composition de

fritte différente.

La figure 7 représente les variations de la force

de collage en fonction de la tension appliquée.

La différence entre collage et non-collage est bien visible sur les plaques ayant subi les tests. Pour le système non polarisé (voir figure 6a),un très grand nombre de fibres du revêtement de matrice restent collées à la surface

de l'émail. Pour le système polarisé (voir figure 6b) le nom-

bre de fibres du revêtement de matrice qui restent collées à l'émail est pratiquement nul. Ce sont les fibres qui étaient insérées dans le tissu et qui se seraient séparées du tissu métallique quelles que soient les conditions de test et la composition anti-collage ou non de l'émail. On constate de

légères marques sur la surface de l'émail, ces marques mon-

trant qu'il y a bien eu contact entre le revêtement de ma-

trice métallique et l'émail. Cependant, ces marques ne sont

pas très prononcées de sorte qu'elles n'affectent pas l'as-

pect esthétique de la couche émaillée. De plus, elles sont

complètement invisibles du côté verre.

La qualité des contacts entre les fils conduc-

teurs et les divers éléments joue un rôle important dans les résultats qu'on peut attendre de la présente invention. Les tests ont été effectués sur la fritte dont la composition a été donnée ci-dessus, et les résultats peuvent se trouver

dans le tableau ci-après.

force de collage (Pa) Tension (V) mauvais contacts bons contacts

9 5,7. 10 1,4. 10

3 2

13,5 5,2. 10 1,5. 10

Il est donc recommandé de prendre bien soin des connexions entre la source de courant continu et les éléments conducteurs électriques du système (dans le présent exemple, ces éléments sont les revêtements de la matrice de formage et

le support du vitrage).

Exemple 2

On donne l'effet de la température et de la ten-

sion appliquée sur une fritte pour émaux destinés à la bou- teillerie.

Une fritte typique pour cette application com-

prend: Qxyde % en poids Na2O 10-20 % SiO2 10-20 % NaF 5-10 %

B203 25-45 %

ZnO 30-40 % L'effet de la tension varie avec la température, comme on peut le voir dans le diagramme de la figure 8. La fritte testée était constituée essentiellement de (% en

poids): Na2O 12, Si 12, B203 39, ZnO 31 et NaF 6.

L'effet de la tension appliquée est la différence entre la force de collage mesurée sans tension et la force de collage mesurée avec tension, divisée par la force de collage

mesurée sans tension.

Selon la figure 8, pour cette composition, l'ef-

fet anti-collage (= réduction de la force de collage) aug-

mente avec la tension appliquée. Pour une tension appliquée

de 4,5V, l'effet anti-collage de la tension appliquée a ten-

dance à diminuer lorsqu'on augmente la température de fonc-

tionnement. Inversement, pour une tension appliquée de 9V, l'effet de la tension appliquée a tendance à augmenter avec

la température.

Il est donc important de bien connaître le sys-

tème isolant/matrice de formage afin de se placer dans les meilleures conditions de tension et de température, tout en

respectant les contraintes imposées par le procédé de for-

mage. Exemple 3: Verre pour l'industrie du flaconnage Pour mesurer la force de collage, on a testé un verre utilisé dans l'industrie du flaconnage; ce verre était constitué de (% en poids): SiO2 76, A1203 4, CaO 1, Na2O 5, K20 0,5, B203 13,5. Il a été traité comme une fritte: il a

été broyé puis appliqué sur une plaque de verre à vitre clas-

sique de composition peu différente de celle du verre pour

flaconnage.

A 740 C, on a mesuré une force de collage d'au moins 16,5 x 103Pa lorsqu'aucune tension n'était appliquée.

Lorsqu'on applique une tension de 9V dans les mêmes condi- tions de température et de pression appliquée, la force de15 collage ne dépasse pas 1,5 x 103Pa.

De nombreuses autres compositions ont été testées pour des températures et des tensions appliquées variables

avec comme conclusion, dans tous les cas, une réduction si-

gnificative de la force de collage et une qualité de surface

améliorée.

Claims (6)

R E V E N D I C A T IONS ) Procédé de réduction du collage à chaud entre une matrice et un matériau inorganique non métallique (=isolant) qui sont en contact l'un avec l'autre à une température pour laquelle l'isolant est moulable, caractérisé en ce qu' un ensemble comprenant la matrice et l'isolant est maintenu dans un état polarisé pendant le contact, de façon que la face de la matrice qui vient en contact avec le matériau soit chargée positivement, et que la face du matériau qui vient en contact avec la matrice soit chargée négativement.
1. 2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'

   une partie au moins de l'isolant qui vient en contact avec la matrice est l'état vitreux.

   ) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la partie au moins de la matrice qui vient en contact avec la partie vitreuse de l'isolant est réalisée en métal, alliage

   métallique ou semi-conducteur.

   ) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3,

   caractérisé en ce que l'état polarisé est produit et maintenu en appliquant une

   tension ou un courant à l'ensemble, au moyen d'un condensa-

   teur à plaques dont les armatures (=plaques) sont placées de

   chaque côté de l'ensemble, ou en induisant un courant à tra-

   vers l'interface isolant/matrice.

   ) Procédé de fabrication d'un matériau inorganique non mé- tallique moulé (=isolant) présentant une qualité de surface améliorée, consistant à amener un matériau inorganique non métallique (=isolant) en contact avec une matrice de formage à une température de moulage, de façon que l'isolant soit moulé, puis à séparer l'isolant moulé et la matrice l'un de l'autre, caractérisé en ce que l'ensemble comprenant l'isolant et la matrice est polarisé de façon que la face de la matrice tournée vers l'isolant se charge positivement et que la face de l'isolant tournée vers la matrice se charge négativement, et de façon que la polari- sation soit maintenue pendant le contact jusqu'au moment de

   la séparation.
2. 6 ) Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu' une partie au moins de l'isolant, venant en contact avec le

   conducteur, est à l'état vitreux.
3. 7 ) Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la partie au moins de la matrice qui vient en contact avec la partie vitreuse de l'isolant est réalisée en métal, alliage

   métallique ou semi-conducteur.
4. 8 ) Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 7,

   caractérisé en ce que

   l'ensemble à polariser comprend en outre une électrode de fa-

   con que la matrice se comporte comme une anode et que l'iso-

   lant se comporte comme une cathode.
5. 9 ) Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 8,

   caractérisé en ce que

   la polarisation et son entretien sont effectués (i) en appli-

   quant une tension ou un courant à l'ensemble ou (ii) en posi-

   tionnant l'ensemble parallèlement entre la borne négative et

   la borne positive d'un condensateur à plaques dont les pla-

   ques sont connectées à une source de courant ou de tension,

   ou (iii) en induisant un courant à travers l'interface iso-

   lant/matrice.

   ) Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 9,

   caractérisé en ce que * l'isolant est un verre d'automobile dont une partie au moins est munie d'une couche décorative pouvant être cuite au four, et * la matrice, l'isolant et une électrode sur laquelle cet isolant est positionné de façon que l'électrode serve de

   contrepartie à la matrice, sont pressés ensemble à une tem-

   pérature suffisamment élevée pour que la couche soit cuite

   au four, et de manière à courber le verre tout en mainte-

   nant la polarisation.
6. 11 ) Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 9,

   caractérisé en ce que l'isolant est moulé par soufflage de façon que la matrice de moulage (=matrice) servant d'anode positionnée d'un côté de l'isolant, et un élément électriquement conducteur (=électrode) servant de cathode positionné de l'autre côté de l'isolant, soient connectés à une source de tension ou de courant pour polariser l'ensemble constitué essentiellement

   de la matrice, de l'isolant et de l'électrode.

   ) Dispositif pour réduire le collage à chaud entre une ma-

   trice et un matériau inorganique non métallique (=isolant) en contact l'un avec l'autre dans un processus de moulage à une température de moulage, caractérisé en ce qu' il comprend: une matrice (2) qui sert de conducteur, une électrode (3) qui peut servir de contrepartie à la matrice et/ou de support

   pour un isolant (1) devant être moulé, l'électrode étant po-

   sitionnée en face de la matrice à une distance correspondant au moins à l'épaisseur de l'isolant, et des moyens (5) pour

   polariser l'ensemble constitué du conducteur (2), de l'iso-

   lant (1) et de l'électrode (3), ces moyens (5) étant connec-

   tés par des fils électriques sous tension (4) avec la matrice

   et l'électrode, ou avec les deux plaques (8) d'un condensa-

   teur de type à plaques, ces plaques étant disposées de chaque

   côté de l'ensemble.

   ) Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que les moyens (5) comprennent une source de courant ou de ten- sion.5