FR2462400A1 - Procede de finissage de surfaces en verre - Google Patents

Abstract

PROCEDE DE FINISSAGE DE SURFACE EN VERRE A L'AIDE D'UN POLISSOIR MOBILE ET D'UN LIQUIDE DE TRAITEMENT AQUEUX CONTENANT DES PARTICULES ABRASIVES INERTES, CE LIQUIDE CONTENANT AUSSI UN BIFLUORURE QUI REAGIT AVEC LE VERRE POUR FORMER UN SILICOFLUORURE OU UN FLUORURE INSOLUBLE, UN ACIDE FOURNISSANT DES IONS HYDROGENE ET UN INSOLUBILISANT ASSURANT LA SEPARATION DU SILICOFLUORURE OU FLUORURE SUR LA SURFACE EN VERRE, DE SORTE QUE CE COMPOSE EST ELIMINE PAR LE POLISSOIR ET LES PARTICULES INERTES SUR LES PARTIES EN RELIEF DE LADITE SURFACE, CE QUI PERMET DE POURSUIVRE LA REACTION ET L'ENLEVEMENT DE VERRE DANS CES ZONES JUSQU'A CE QUE LA SURFACE EN VERRE PRENNE LA FORME SOUHAITEE. A CE MOMENT, ON SUBSTITUE SANS DELAI AU LIQUIDE DE TRAITEMENT UNE SOLUTION NEUTRALISANTE ALCALINE CONTENANT DES PARTICULES INERTES, PUIS ON LAVE LA SURFACE. AINSI, LA SURFACE EN VERRE TRAITEE EST EXEMPTE DE DEFAUT.

Description

La présente invention concerne un procédé pour le finis-

sage de surfaces en verre et plus particulièrement pour le

finissage des surfaces d'articles en verre à des cotes étroi-

tement définies, avec obtention d'une surface brillante exempte de défaut. Pour opérer le façonnage et le finissage d'articles en verre à des cotes précises, il est courant de procéder par les opérations dites de doucissage, ou usinage de l'égrisé, puis de polissage. Couramment, on entend par 'doucissage" le

façonnage à l'abrasif conférant à la surface en verre le con-

tour souhaité et par "polissage", le traitement de finissage conférant le poli à la surface. Le polissage est usuellement

effectué mécaniquement au moyen d'un outil profilé dit polis-

soir qui, normalement, tourne et travaille la surface du verre

par l'intermédiaire de fines particules solides inertes sus-

pendues dans un liquide envoyé sur le polissoir ou la surface en verre pour éviter un contact direct entre le polissoir et la surface en verre. Le doucissage et le polissage mécanique

sont les opérations couramment prévues pour convertir des ar-

ticles en verre en des lentilles à usages optique et ophtal-

mique présentant un contour donné précis et une surface polie.

Il est connu de procéder par attaque chimique pour polir et nettoyer les surfaces d'articles en verre, par exemple pour le finissage de cristal au plomb ayant subi une taille destinée à décorer sa surface. La possibilité d'opérer par attaque chimique le surfaçage d'un ruban de verre continu, ou d'une face d'une feuille de verre, a été signalée et décrite dans les brevets GB 747 738, 747 759 et 892 607 au nom de la Pittsburgh Plate Glass Company. Selon ces brevets, on fait attaquer la surface en verre par une solution chimique, cette

solution étant constituée par un solvant, par un acide de na-

ture à fournir des ions hydrogène lorsqu'il est dissous dans ledit solvant, par un fluorure soluble dans la solution, ce

fluorure comportant un cation choisi parmi les radicaux orga-

niques et inorganiques aptes à former un silicofluorure ou un

fluorure fortement insoluble dans le solvant, et par un inso-

lubilisant destiné à accuser encore l'insolubilité du silico-

fluorure et du fluorure dans ledit solvant en vue d'influencer la grosseur des particules formées sur la surface. La solution réagit avec la surface en verre et il se forme une pellicule de masquage qui, tant qu'elle n'est pas éliminée, empêche la

réaction avec la surface du verre de se poursuivre. On élimi-

ne en continu, mécaniquement, les produits de réactions par abrasion avec un polissoir afin de ré-exposer à l'attaque les

parties en relief de la surface en verre jusqu'à obtention de la forme sou-

haitée.La surface est alors inondée d'eau. Toutefois les procédés décrits

en tant que traitements de surfaçage dans les brevets GB précités concer-

nent l'application à une surface p)late d'un effet de polissa-

ge uniforme au cours duquel la quantité de verre enlevée de-

meure minimale.

Il s'est écoulé plus de vingt ans depuis la publication des brevets GB 747 738 et 747 759 et, à la connaissance de la demanderesse, les techniques décrites n'ont pas été appliquées à grande échelle ni au finissage de verre plat, ni à celui d'

autres articles en verre.

Or, la demanderesse à constaté que certaines solutions du genre décrit, en particulier, dans le tableau donné dans l'exemple Il des brevets GB 747 738 et 747 759 peuvent être intéressantes pour le finissage conférant à des articles en

verre tels qu'ébauches de lentille une forme définitive pré-

cise. Comme indiqué plus haut, on fabrique actuellement des

lentilles en verre de qualité optique pour lunettes ou instru-

ments d'optique en conférant la forme souhaitée à une surface par doucissage ou usinage à l'égrisé et en soumettant ensuite à un polissage mécanique la surface ainsi engendrée. C'est pour l'obtention finale de la surface polie que des solutions du genre décrit dans les brevets GB 747 738 et 747 759 se

sont révélées à la demanderesse comme dotées d'un intérêt par-

ticulier. Comme décrit dans les documents antérieurs, la de-

manderesse a constaté qu'on peut opérer de manière satisfai-

sante l'enlèvement de verre en mettant la surface en verre en contact avec des solutions du genre décrit, et en éliminant

mécaniquement la matière qui se sépare sur cette surface. Tou-

tefois, le procédé décrit dans les brevets GB 747 738 et 747 759 ne s'avère pas satisfaisant pour obtenir par finissage

des surfaces en verre exemptes de défectuosité. La demanderes-

se a en effet constaté que les surfaces traitées par le procé-

dé décrit sont marquées de défauts dont l'élimination exige une nouvelle opération de polissage. Les recherches effectuées par la demanderesse indiquent que ces défauts se forment sur la surface en verre à l'issue du traitement de façonnage et de finissage lorsqu'au lieu de solution, on fait arriver de 1' eau pour éliminer la solution de la surface en verre. La de- manderesse présume que ces défauts sont dus à de l'acide fluorhydrique qui se forme lors de la dilution à l'eau de la solution présente sur l'article ou lors de la dilution de la solution arrivante. Or, la demanderesse a découvert qu'on peut éviter l'apparition de tels défauts en inondant l'article d'une solution alcaline, ce qui assure une neutralisation

très rapide.

En conséquence, il est prévu selon l'invention un procédé pour coopérer par finissage à une surface d'article en verre des cotes précises et un état sensiblement exempt de défauts,

consistant à faire agir un polissoir sur la surface par mou-

vement relatif tout en amenant en continu sur la surface un

liquide de traitement constitué par de l'eau par des particu-

les inertes qui exercent un effet abrasif tout en évitant un contact direct entre le polissoir et la surface en verre, par un bifluorure de nature à former un silicofluorure ou un fluorure insoluble en partie au moins, en réagissant avec la surface en verre, par un acide de nature à fournir des ions hydrogène en solution dans l'eau, et par un insolubilisant qui maintient le liquide de traitement dans un état tel que le silicofluorure ou le fluorure commence et continue à se séparer sur la surface en verre, de sorte que le polissoir et les particules inertes éliminent le silicofluorure ou le f luorure des parties en relief de la surface, ce qui permet de poursuivre la réaction et l'enlèvement de verre dans ces

zones, à maintenir le mouvement relatif du polissoir et l'ar-

rivée de liquide de traitement jusqu'à ce que la surface en

verre ait pris la forme définitive souhaitée, à maintenir en-

core le mouvement relatif du polissoir pendant qu'on inter-

rompt l'arrivée de liquide de traitement et lui substituant immédiatement une arrivée de solution alcaline qui neutralise

le liquide de traitement subsistant éventuellement sur la sur-

face en verre ou sur le polissoir et qui contient des particu-

les inertes pour continuer à interdire tout contact direct en-

tre le polissoir et la surface en verre, et enfin à laver la

surface pour la débarrasser de la solution alcaline et du ré-

sidu éventuel de liquide de traitement neutralisé.

L'invention permet d'opérer le finissage rapide d'arti-

cles en verre telles que lentilles ophtalmiques, éléments en verre optique tels qu'éléments plats et prismes, et analogues, pour obtenir un élément douci partiellement fini à surface

dotée d'un contour précis et d'un poli brillant exempt de dé-

fauts.

Le procédé selon l'invention est applicable à des arti-

cles en des verres ayant une composition telle qu'en présence d'un bifluorure, un silicofluorure ou un fluorure insoluble

se forme par interaction avec le verre superficiel. On a pro-

cédé à des essais sur une série de verres et l'on trouvera ci-dessous des exemples de traitements détaillés appliqués à un certain nombre de verres choisis parmi ceux de compositions existantes. On classe les verres optiques et ophtalmiques et on leur affecte des noms selon leur composition, leur densité et leur indice de réfraction, et un nom particulier, tel que flint lourd, désigne non pas une seule composition, mais une gamme de compositions offrant les caractéristiques requises pour

du flint lourd, c'est-à-dire un verre ayant un indice de ré-

fraction plus élevé et un pouvoir dispersif plus grand qu'un

verre crown. Une telle classification a été proposée par G.W.

Morey et un exemple en est indiqué dans l'article de G.W.

Morey paru dans la Monographie A.C.S. 124, Reinhold Publishing Company, 1954, page 422. Chaque fabricant utilise sa propre

composition, avec de légères différences d'indice de réfrac-

tion et de pouvoir dispersif, et éventuellement de densité.

Les types de verre utilisés dans les exemples ci-dessous sont

les suivants.

flint lourd

flint extra-lourd -

double flint extra-lourd crown dur crown au baryum moyen crown au baryum lourd verre blanc ophtalmique verre photochrome aux aluminophosphates verre de protection contre les radiations, à forte

teneur en plomb.

Cette liste n'est pas limitative quant aux types de verre auxquels l'invention est applicable.

Le polissoir doit être conçu pour assurer une réparti-

tion sensiblement uniforme du liquide sur la surface d'arti-

cle en contact avec lui. A cette fin, on peut ménager des sai-

gnées ou canaux dans la surface du polissoir. Le matériau for-

mant le polissoir est de préférence rigide, mais un certain degré de déformation plastique est admissible sauf quand le traitement est opéré à grande vitesse, c'est-à-dire quand le polissoir tourne à 1 000 tr/mn ou plus, cas dans lequel il

est nécessaire que le polissoir soit rigide. La nature du ma-

tériau formant le polissoir n'est pas critique, mais il faut

choisir un matériau doté d'une rigidité adéquate et ne ris-

quant pas d'être endommagé ou décomposé par les liquides mis en oeuvre dans l'opération de polissage. Parmi les matériaux qui s'avèrent satisfaisants figurent le brai (dur ou de dureté

moyenne, comportant parfois du sulfate de baryum et de la fa-

rine de bois en tant que charge), une matière de polissage à base de mousse de polyuréthane vendue sous le nom commercial de "Colossus" par James Rhodes and Company, 1026 West Jackson Boulevard, Chicago, Illinois 60607, et une matière du type polyuréthane finement rainurée mise au point par Carl Zeiss,

Oberkochen, Allemagne de l'Ouest et vendue sour le nom.commer-

cial de "Polytron" par la C.M.V. 115 rue de la République, 92800 Puteaux, France. Dans le cas de la matière vendue sous le nom commercial de "Colossus", il est préférable d'utiliser

la nuance portant la désignation LP26, à dureté Shore de 30-40.

Le "Polytron" a une dureté Shore d'environ 80.

L'envoi du liquide de traitement et, ultérieurement, de la solution alcaline au polissoir peut, pour le traitement de

lentilles à usage optique, être opéré par le centre du polis-

soir mais, pour le traitement à grande vitesse d'ébauches de lentilles ophtalmiques, le liquide de traitement arrive de préférence tangentiellement sur l'ébauche de lentille à partir d'un conduit d'alimentation fixe. Il faut aussi apporter du soin au choix du polissoir pour travail à vitesse faible car, avec certaines matières, la surface prend inexplicablement 1' aspect d'une peau d'orange; toutefois, on constate qu'il n'

en est pas ainsi avec du brai dur ou du "Polytron".

Le débit d'arrivée de liquide doit être suffisant pour éviter une surchauffe de l'article en verre, faute de quoi l'article risquerait de casser. De plus, lorsqu'on opère un traitement à grande vitesse, il est nécessaire que le débit

d'arrivée de liquide soit suffisant pour éviter qu'on attei-

gne des températures auxquelles des composants organiques,

tels que sucre, éventuellement présents dans le liquide se dé-

composeraient.

Le brevet GB 747 759 précité contient un exposé des di-

verses matières qu'on peut incorporer au liquide de traitement pour le surfaçage d'un ruban de verre continu, ainsi que des exemples de formulations adéquates des mélanges de matières

nécessaires pour surfacer avec succès du verre plat. La deman-

deresse a constaté que les indications générales données quant au choix du bifluorure, de l'acide et de l'insulobilisant sont applicables au procédé selon l'invention, qui se distingue

principalement en ce qu'il prévoit l'opération de neutralisa-

tion précitée au lieu de la simple inondation à l'eau propo-

sée par les brevets GB sus-mentionnés.

Pour ce qui est du choix du bifluorure, il est préférable d'utiliser du bifluorure de potassium (KFHF). La demanderesse a mis en oeuvre d'autresbifluorures, notamment bifluorure d'

ammonium ou mélange de bifluorures de potassium et d'ammonium.

La concentration en bifluorure du liquide de traitemnt est liée à la vites-

se à laquelle la réaction doit intervenir avec la surface du verre pour qu'on obtienne un bon poli en un temps plus bref que celui exigé par le traitement courant. Il importe donc de se conformer aux indications du brevet GB 747 759 en donnant

au liquide de traitement une assez forte concentration en bi-

fluorure et un assez faible pouvoir de dissolution des fluoru-

res ou silicofluorures résultant de la réaction. Il faut donc que les solutions de bifluorure utilisées soient virtuellement saturées.

Le choix de l'acide fournissant les ions hydrogène, eux-

mêmes destinés à assurer la formation des ions fluorure dési-

rés, qui attaquent la surface du verre, est principalement li-

mité par la nécessité que l'acide choisi ne risque pas de dis-

soudre le silicofluorure ou le fluorure formé par réaction avec la surface du verre au point de l'empêcher de bien se

séparer sur la surface en verre. Des acides qui s'avèrent sa-

tisfaisants comprennent, parmi les-acides organiques, l'acide

acétique et, parmi les acides inorganiques, les acides chlor-

hydrique et phosphorique.

La demanderesse a constaté qu'avec certains verres, on obtient un aspect incomplètement poli caractéristique, appelé

le gris. Dans ces conditions, il s'est avéré possible d'obte-

nir un poli satisfaisant par l'addition d'un oxydant choisi

parmi l'acide nitrique, l'acide chromique et l'eau oxygénée.

La demanderesse ne comprend pas par quel mécanisme on obtient

un bon poli en ajoutant l'un de ces corps aux composants re-

commandés par le brevet GB 747 759, mais il est possible que

la présence du composant d'addition contribue à rendre unifor-

me la profondeur d'attaque de la surface en cours de traite-

ment. Par conséquent, dans les cas o le verre subit, pour

donner un silicofluorure et/ou un fluorure, une réaction ac-

compagne de l'apparition de gris, des tâtonnements s'impo-

sent pour déterminer la quantité optimale de composé, par

exemple acide nitrique, à ajouter pour obtenir un fini satis-

faisant. Il n'a pas été possible d'établir de corrélation en-

tre l'apparition de gris et tel ou tel composant des verres dans lesquels apparaît le gris, mais cette apparition est très sensible dans les verres traités selon les exemples IV et V,

décrits ci-dessous.

La demanderesse a aussi constaté que, bien que le procédé soit applicable à tous les verres de composition telle qu'en présence d'un bifluorure, il se forme un silicofluorure ou un fluorure insoluble, il existe certains verres pour lesquels, même avec addition d'acide nitrique au mélange, la vitesse d' attaque et de formation d'une pellicule de masquage est telle que le procédé n'offre en fait aucun avantage par rapport à

ceux connus. Il est possible, sans que cette pratique soit re-

commandée selon l'invention, d'utiliser un oxydant à effet plus accusé, tel qu'acide chromique. Le traitement peut alors être opéré en un temps admissible. L'acide chromique ne doit être mis en oeuvre que dans des conditions très soigneusement contrôlées et sous surveillance étroite. Le verre vendu sous la désignation "BSC 517642" par la Chance-Pilkington Limited

rentre dans cette catégorie.

Le brevet GB 747 759 comporte à la page 5, lignes 56 à 110, une liste d'insolubilisants adéquats. Ces insolubilisants

servent à réduire la solubilité des fluorures ou silicofluoru-

res résultant de la réaction des ions fluorure avec la surfa-

ce en verre traitée, afin d'assurer la séparation de ces pro-

duits de réaction sur la surface. Quand le liquide de traite-

ment comporte du bifluorure de potassium, on peut remplacer en partie l'eau par un solvant moins dissolvant vis-à-vis des silicofluorures de potassium. Parmi de tels solvants aptes à agir ainsi en insolubilisants figurent les acides acétique,

formique et phosphorique. 'L'acide phosphorique, en particu-

lier, s'est avéré satisfaisant à cette fin. Comme l'indique le brevet GB 747 759, un insolubilisant solide très indiqué est le sucre qu'on se procure couramment à usage domestique,

à savoir le saccharose. Ce produit est très facile à se pro-

curer et il s'avère commode de l'utiliser. La dose nécessaire pour limiter la solubilité de silicofluorure et assurer la

séparation de ces derniers sur la surface du verre est à dé-

terminer par tâtonnements, car elle varie avec les conditions de traitement et les matières mises en oeuvre. Par exemple, lorsqu'on opère aux températures atteintes pendant traitement à grande vitesse de lentilles ophtalmiques, la quantité à

ajouter est plus forte que pour le polissage d'éléments opti-

ques à des vitesses relativement faibles avec un liquide par

ailleurs identique.

La demanderesse a aussi constaté qu'il est essentiel d'

incorporer au liquide de traitement projeté pendant l'opéra-

tion de polissage des particules inertes, par exemple de sul-

fate de baryum, pour éviter un contact direct entre le polis-

soir et la surface -n verre. D'autres composés "inertes",

c'est-à-dire sensiblement inertes vis-à-vis des matières par-

ticulières mises en oeuvre dans le traitement, que l'on peut

utiliser sont l'oxyde de cérium, l'oxyde de zirconium, l'oxy-

de de chrome et l'oxyde d'étain. De telles particules inertes doivent être ajoutées aussi à la solution alcaline qui sert

à neutraliser le liquide de traitement à l'issue de l'opéra-

tion de polissage. En variante, on peut utiliser comme solu-

tion neutralisante une suspension de carbonate de calcium pré--

cipité, seulement légèrement soluble dans l'eau et, dans ce cas, il est inutile d'ajouter des particules inertes, car leur rôle est joué par les particules de carbonate de calcium non dissoutes. Les particules doivent avoir la granulométrie

normalement adoptée pour les traitements classiques de polis-

sage de surfaces en verre, c'est-à-dire un diamètre de l'ordre de 10 microns ou moins. Si le diamètre choisi est trop fort, il y a dégradation de la surface en verre par apparition de

filasses (c'est-à-dire de très fines marques ou écorchures).

La quantité de matière inerte à incorporer au liquide de traitement est influencée par le degré de poli superficiel souhaité. La demanderesse a constaté que la concentration en

matière inerte peut atteindre 30 g par 100 cm3 ou par décili-

tre, du liquide de traitement lors du traitement à grande vi-

tesse d'ébauches de lentilles ophtalmiques et est ramenée à

g/dl pour le finissage de composants optiquesde précision.

D'une manière générale, il s'avère insatisfaisant de donner au liquide de traitement une concentration en matière inerte inférieure à 10 g/dl. Pour ce qui est du liquide neutralisant, pourvu que sa concentration en matière inerte soit d'au moins 2 g/dl le contact entre la surface en verre et le polissoir

est évité.

On peut utiliser diverses solutions alcalines pour neu-

traliser le liquide de traitement à l'issue du traitement de polissage, mais il faut avoir soin de choisir la nature et la concentration de l'alcali de façon que celui-ci n'endommage pas le verre ni le polissoir. Par exemple, des solutions de soude caustique concentrées attaqueraient un polissoir en brai

et de nombreux types de verre. Il importe qu'il y ait substi-

tution instantanée telle que le liquide de traitement servant au polissage de l'article en verre cesse d'arriver et soit

immédiatement remplacé par une solution alcaline, sans solu-

tion de continuité dans l'arrivée de liquide. Il n'est pas possible d'opérer une substitution graduelle. La demanderesse

a mis en oeuvre des solutions de carbonate de sodium à concen-

trations atteignant 150 g/l, mais la concentration peut ne pas dépasser 10 g/l. Lorsqu'on a tenté de supprimer l'étape de neutralisation au cours d'essais quelconques, on a obtenu une surface en verre non satisfaisante et, lorsqu'on opère à grande vitesse comme c'est le cas dans les exemples VI et VII décrits ci--dessus, on note une forte attaque lors de cette suppression. On peut introduire dans le liquide de traitement et/ou la solution neutralisante un indicateur dont la couleur se modifie lors d'un changement de pH, de façon que la fin de l'étape de neutralisation soit signalée par un changement de

couleur. Un indicateur indiqué est le rouge de méthyle.

On va maintenant décrire plus en détail des exemples con-

crets de mise en oeuvre de l'invention pour le finissage de

surfaces d'articles en des verres de typesdifférents.

EXEMPLE I

On doucit une lentille concavo-convexe en flint lourd, de 86 mm de diamètre, avant de la polir. Pour conférer ensuite à une telle lentille le poli final par polissage à partir de ce stade à l'aide d'une suspension aqueuse d'oxyde de cérium,

il faudrait au moins 60 minutes par face. On polit cette len-

tille par le procédé selon l'invention avec un polissoir en

brai de dureté menant à l'essai de dureté Twyman à une entail-

le de 1,6 mm, à charge constituée par 10% en poids de farine

de bois et 30% en poids de sulfate de baryum. Le liquide appli-

qué sur le polissoir a la constitution suivante H O 400 ml HC1 (à 37%) 120 ml KFHF 270 g Sucre 450 g

On ajoute au liquide de traitement 100 g/l de sulfate de ba-

ryum pour lui conférer une concentration de 10 g/dl en ce

composé. Il suffit de 9 minutes, avec ce polissoir et ce li-

quide, pour conférer par polissage à une face de la lentille un poli optique acceptable. A supposer que le degré de poli soit satisfaisant à l'oeil nu, sa mesure finale est exprimée par le nombre de franges d'interférence apparaissant entre la lentille finie et des éprouvettes précises à l'examen sous lumière monochromatique (raie D du sodium); quand le nombre

de frangis est de 12 ou moins, le produit est pratiquement ac-

ceptable. Pour la lentille considérée, le nombre de ces fran-

1l ges est de 7 ou moins. On arrête le polissage en interrompant l'envoi de liquide de traitement au polissoir et en faisant arriver aussitôt, pendant une minute, de l'eau contenant du carbonate de sodium anhydre à une concentration de 100 g/l, et de l'oxyde de cérium, à particules-de grosseur inférieure à

microns, à raison de 100 g/l. On neutralise ainsi le rési-

du de liquide de traitement appliqué pendant polissage et 1'

on confère à la lentille une surface exempte de défaut.

Le verre a la composition suivante, en pourcentages pon-

déraux sio2 44,96 Na2O 2,52

K20 6,29

PbO 45,86 As203 0,20 Sb2O3 0,20 et des mesures pondérales montrent qu'il y a eu enlèvement de verre sur la lentille, au cours du polissage, à raison d'

environ 1 micron par minute.

On répète cet exemple en vue d'étudier l'effet obtenu en réduisant les quantités de carbonate de sodium et d'oxyde de cérium présentes dans le liquide neutralisant qu'on fait arriver pour arrêter l'effet de polissage. On procède à cette

fin exactement comme ci-dessus, sauf que l'on remplace le li-

quide de traitement par de l'eau contenant du carbonate de sodium anhydre à raison de 10 g/l et de l'oxyde de cérium à

raison de 20 g/l. On note aucun effet facheux.

EXEMPLE II

On réalise une lentille plano-concave en verre flint extra-lourd, de 70 mm de diamètre,- que l'on met dans un état douci convenant pour le polissage. On la polit ensuite à l' aide des mêmes liquides que dans l'exemple I, sauf que le taux d'addition de sulfate de baryum est de 20 g/dl. Le polissoir est en un polyuréthane finement rainuré vendu sous le nom commercial de "Polytron" par la C.M.V. Puteaux. L'obtention par polissage d'un poli accaptable prend 5 minutes par face au lieu de 40 minutes par face lorsqu'on opère le polissage de manière courante avec le même polissoir et une suspension d'oxyde de cérium comme abrasif. On opère la neutralisation finale comme dans l'exemple I, mais avec des concentrations en carbonate de sodium de 20 g/l et en oxyde de cérium de g/l.

Le verre utilisé a la composition suivante, en pourcen-

tages pondéraux: SiO2 37,19 Na O 1,71 -2

K2O 4,62

CaO 0, 1 PbO 51,96

A1203 0, 2

TiO2 3,71 As2 3 0,40

EXEMPLE III

On met par doucissage une lentille plano-concave en verre flint extralourd, de 70 mm de diamètre, dans un état convenant en vue du polissage final. On opère ce polissage final avec un polissoir en brai dur (entaille de 1,4 mm à

l'essai de dureté Twyman) et à l'aide d'un liquide de compo-

sition suivante: ml H20 g KFHF g sucre ml CH3COOH (glacial) 100 ml H3PO4 (à 85%) Le liquide contient en outre 20 g/dlde sulfate de baryum. Il faut, pour obtenir un poli optique acceptable, 10 minutes par face, plus 1 minute de lavage avec une solution neutralisante à 100 g/l de carbonate de sodium et 100 g/l d'oxyde de cérium comme dans l'exemple I. Par technique de polissage courante,

il faudrait au moins 3 heures par face.

Le verre soumis au finissage a la composition suivante, en pourcentage pondéraux: SiO2 30,70

K20 3,56

PbO 65,54 Sb203 0,2

EXEMPLE IV

* On doucit un disque plat de 75 mm de diamètre, en crown

au baryum moyen, ayant subi un doucissage, à l'aide d'un po-

lissoir en le même polyuréthane que dans l'exemple II. Le li-

quide de traitement utilisé est le même que dans l'exemple III, sauf qu'étant donné l'apparition de "gris", il s'avère nécessaire de lui ajouter de l'acide nitrique concentré. La quantité d'acide nitrique est telle que le liquide est, à raison de 91,5% en volume, semblable à celui utilisé dans 1'

exemple III, la différence étant de l'acide nitrique. On ajou-

te au mélange du sulfate de baryum à raison de 20 g/dl. On

opère le traitement de neutralisation pendant 1 minute à l'ai-

de du même mélange carbonate de sodium-oxyde de cérium que dans l'exemple précédent. Le temps nécessaire pour obtenir un poli satisfaisant, de qualité optique, est de 15 minutes par face au lieu d'au moins 40 minutespar finissage courant. Le

verre traité a la composition suivante, en pourcentage pon-

déraux SiO2 46,17

B203 10,01

Na2O 3,26

K20 4,10

BaO 23,48 PbO 1,5 ZnO 9,99

A1203 0,46

As2O3 0,55 Sb2O3 0,5

EXEMPLE V

On confère à une lentille plano-convexe en crown au ba-

ryum lourd, de 80 mm de diamètre, un état douci convenant pour

le polissage final. On opère ce polissage au moyen d'un polis-

soir en brai dur (entaille de 2,0 mm à l'essai de dureté twyman, charge de 30% en poids de sulfate de baryum). Il s' avère nécessaire d'ajouter de l'acide nitrique au liquide de traitement, qui a la même composition que celui utilisé dans l'exemple I. La quantité d'acide nitrique est telle que le liquide appliqué sur la surface comporte 88% de liquide selon

l'exemple I, la différence étant de l'acide nitrique. On ajou-

te alors du sulfate de baryum à raison de 30 g/dl. On obtient un poli optique acceptable à raison de 15 minutes par face,

24'62400

au lieu de 120 mn par face selon la technique courante. On

opère la neutralisation comme dans les exemples III et IV.

La composition de verre utilisée est la suivante, en pourcen-

tages pondéraux: SiO 29,54

B203 18,07

CaO 2,57-

BaO 41,44

A1203 3,18

ZrO2 5,0 As203 0,2

EXEMPLE VI

On polit une ébauche de lentille ophtalmique en verre blanc de 65 mm de diamètre et de puissance (+6-6) sur une machine de polissage ophtalmique à grande vitesse en utilisant un polissoir en mousse de polyuréthane tournant à 2 800 tr/mn,

sous pression appliquée de 2 atmosphères.Le liquide de traite-

ment utilisé est le même que dans l'exemple I, avec addition

de 30 g/dl de sulfate de baryum et de sucre additionnel à rai-

son de 150 g/l. Le sucre additionnel est destiné à éviter que les silicofluorures ou fluorures ne se dissolvent dans le mélange quand la température s'élève en raison de la grande vitesse de traitement. Le liquide arrive à un débit de 70 ml/mn, auquel chaque surface acquiert en 20 secondes un poli ophtalmique standard normal. On traite ensuite chaque face

pendant 5 secondes avec la même solution neutralisante -con-

tenant du carbonate de sodium et de l'oxyde de cérium- que

dans les exemples III, IV et V, arrivant à raison de 500 ml/mn.

Le temps total de finissage est de 25 secondes, au lieu de

120 secondes lorsqu'on opère le polissage par technique cou-

rante. Le verre utilisé a la composition suivante, en pour-

centage pondéraux: SiO2 61,60

B2 3 3,88

KO - 13,14

CaO 6,69 ZnO 3,30

A1203 6,55

ZrO2 3,80

246?400

TiO2 0,50 As203 0,40

EXEMPLE VII

On polit une ébauche de lentille pour lunettes, semblable à celle traitée dans l'exemple VI, en opérant à 2 800 tr/mn sur la même machine. Il s'agit d'une composition de verre photochrome et la pression est de 1i atmosphère. Le liquide de traitement a la même composition que dans l'exemple VI,

mais arrive à raison de 120 ml/mn.. Le traitement de neutrali-

sation est opéré avec la même solution, pendant le même temps et de la même manière que dans l'exemple VI. Chaque face est

terminée en 20 secondes alors que le temps de traitement cou-

rant est de 120 secondes.

Le verre de base, à l'exclusion des additifs photochromes, a la composition suivante, en pourcentages pondéraux SiO2 17,1

B203 14,0

K20 10,9

CaO 3,3 BaO 8,8 Al203 28,0 ZrO2 0,9

P205 14,8

Li2O 1,4

EXEMPLE VIII

On met un disque plat en crown dur, de 110 mm de diamè-

tre, à l'état douci. On le polit ensuite avec un polissoir en brai à dureté moyenne (entaille de 3 mm à l'essai de dureté Twyman), alimenté en un liquide de traitement qui a la même composition que dans l'exemple III, sauf que l'addition de sulfate de baryum est de 30 g/dl. A la fin du polissage, ce liquide est immédiatement remplacé, sur le polissoir, par un liquide neutralisant contenant 100 g de carbonate de sodium et 100 g d'oxyde de cérium par litre d'eau, arrivant pendant une minute. Chaque face acquiert en 10 minutes des degrés de poli optique et de régularité de surface acceptables, alors

qu'il faut 4 heures par le traitement courant.

Le verre a la composition suivante, en pourcentages pon-

déraux: SiO2 69,7

B203 0, 6

Ai23 0, 76 Na20 10,9

K20 5,1

CaO 9,5 MgO 1,0 BaO 2,0 TiO2 0,02

EXEMPLE IX

On monte sur une plaque métallique un ensemble de 8 dis-

ques, ayant tous 50 mm de diamètre, en le même crown dur que dans l'exemple VIII et l'on doucit leurs surfaces. On polit cet ensemble de disques sur un polissoir en brai alimenté en le même liquide de traitement que dans l'exemple III, sauf

qu'il est additionné de sulfate de baryum à raison de 20 g/dl.

A la fin du polissage, on substitue immédiatement à ce liquide un liquide neutralisant contenant 100 g de carbonate de sodium

et 100 g d'oxyde de cérium par litre d'eau, pendant une minu-

te.

Une face de chacun des huit disques de l'ensemble ac-

quiert par polissage un degré d'égalité de surface satisfai-

sante en 15 minutes, au lieu de 4 heures par traitement clas-

sique.

EXEMPLE X

On polit directement après la découpe, c'est-à-dire sans doucissage, un disque plat de 86 mm de diamètre, en verre au plomb de protection contre les rayons X. On opère ce polissage

sur un polissoir en "Polytron" alimenté en liquide de traite-

ment ayant la composition selon l'exemple I. Après polissage, on remplace immédiatement le liquide recouvrant le polissoir par un liquide neutralisant contenant 100 g de carbonate de

sodium et 100 g d'oxyde de cérium par litre d'eau.

Le disque acquiert un poli optique acceptable et une

égalité de surface adéquate en 20 minutes.

Des mesures de poids indiquent que la profondeur d'enlè-

vement de verre est approximativement de 100 microns.

La composition du verre est la suivante SiO2 25,9 CaO 1,0 Bao 15,9

A1203 3,6

PbO 53,2 As203 0,2 Sb203 0,2 Dans tous les exemples qui précèdent, l'article subit

après la neutralisation un lavage final destiné à le débarras-

ser du liquide neutralisant et du résidu éventuel de solution alcaline, après quoi on constate que sa surface est exempte

de défaut.

De manière générale, les dispositions décrites se prê-

tent à diverses modifications sans sortir, pour autant, du

cadre de l'invention.

Claims (9)

REVENDICATIONS

1. Procédé pour conférer par finissage à une surface d' article en verre des cotes précises et un état sensiblement exempt de défauts, consistant à faire agir un polissoir sur la surface par mouvement relatif tout en amenant en continu à la surface un liquide de traitement constitué par de l'eau, par des particules inertes qui exercent un effet abrasif tout en évitant un contact direct entre le polissoir et la surface

en verre, par un bifluorure de nature à former un silicoflu-

orure ou un fluorure insoluble en partie au moins, en réagis-

sant avec la surface en verre, par un acide de nature à four-

nir des ions hydrogène en solution dans l'eau, et par un inso-

lubilisant qui maintient le liquide de traitement dans un état tel que le silicofluorure ou le fluorure commence et continue à se séparer sur la surface en verre, de sorte que

le polissoir et les particules inertes éliminent le silico-

fluorure ou le fluorure des parties en relief de la surface,

ce qui permetde.poursuivre la réaction et l'enlèvement du ver-

re dans ces zones, et à maintenir le mouvement relatif du po- -

lissoir et l'arrivée de liquide de traitement jusqu'à ce que la surface en verre ait pris la forme définitive souhaitée,

ce procédé étant caractérisé en ce qu'on maintient le mouve-

ment relatif du polissoir pendant qu'on interrompt l'arrivée de liquide de traitement et qu'on lui substitue immédiatement une arrivée de solution alcaline qui neutralise le liquide de traitement subsistant éventuellement sur la surface en verre ou sur le polissoir et qui contient des particules inertes

pour continuer à interdire tout contact direct entre le polis-

soir et la surface en verre, et enfin on lave la surface pour la débarrasser de la solution alcaline et du résidu éventuel

de liquide de traitement neutralisé.

2. Procédé selon la revendication 1 pour le finissage d'une face d'une lentille optique, caractérisé en ce que le

liquide de traitement et, ensuite, la solution alcaline arri-

vent à travers le centre du polissoir.

3. Procédé selon la revendication 1 pour le finissage

d'une face d'une ébauche de lentille ophtalmique avec un po-

lissoir tournant à 1 000 tr/mn ou plus, caractérisé en ce

que le liquide de traitement et, ensuite, la solution alcali-

ne arrivent tangentiellement sur l'ébauche de lentille à par-

tir d'un conduit d'alimentation fixe.

4. Procédé selon l'une quelconque des revendications

précédentes, caractérisé en ce que les particules inertes présentes dans le liquide de traitement et dans la solution neutralisante sont en une matière choisie parmi le sulfate de baryum, l'oxyde de cérium, l'oxyde de zirconium, l'oxyde

dechrome et l'oxyde d'étain.

5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à

3, caractérisé en ce que les particules inertes contenues dans la solution neutralisante sont en carbonate de calcium précipité.

6. Procédé selon l'une quelconque des revendications

précédentes, caractérisé en ce que le-liquide neutralisant

contient au moins 2 g/dl de matière inerte.

7. Procédé selon l'une quelconque des revendications

précédentes, caractérisé en ce que la solution neutralisante est une solution de carbonate de sodium à concentration de

à 150 g/l.

8. Procédé selon l'une quelconque des revendications

précédentes, caractérisé en ce qu'un indicateur qui change de couleur lors de variations du pH est incorporé au liquide

de traitement et/ou à la solution neutralisante.

9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce

que l'indicateur est du rouge de méthyle.