Par Jim DeCoux, Responsable R&D pour Tru Vue
L’acrylique antistatique traité par pulvérisation cathodique (sputtering) protège et sublime les œuvres d’art les plus fragiles. La charge statique de nombreux vitrages conventionnels peut suffire à endommager les médiums pulvérulents, tels que le fusain, le pastel, ou les œuvres aux surfaces délicates, les papiers légers et les textiles. Les médiums friables contiennent très peu de liants et, sans une protection adéquate, peuvent se détacher de leur support ou s’effriter sous forme de poudre. Les particules les plus fines et légères, comme les pigments de pastel, sont les plus sensibles aux effets néfastes de l’électricité statique.
Pourquoi cela fonctionne
Avec le vitrage antistatique haute performance de Tru Vue, la charge est non seulement dissipée instantanément, mais elle le reste durablement. Ces propriétés antistatiques sont intrinsèques au produit et permanentes. Elles ne s’altèrent pas au nettoyage et ne nécessitent aucune réapplication. En réalité, ce matériau réduit le besoin de nettoyage car il n’attire ni la poussière ni les peluches.
Le revêtement par pulvérisation cathodique de Tru Vue est lié au substrat acrylique à l’échelle atomique. Il est appliqué sous vide afin de contrôler précisément les gaz utilisés lors du processus. Cette performance antistatique est une caractéristique permanente du procédé de traitement Tru Vue et durera toute la vie du substrat.
Procédé de fabrication
La première étape du processus de pulvérisation cathodique consiste à éliminer les gaz atmosphériques (l’air). Tout au long du processus, l'air est évacué en continu de la chambre par des turbopompes à vide. Cette phase de mise sous vide permet à Tru Vue de maintenir des types et des quantités spécifiques de gaz dans la chambre.
Oxyde d'étain
Tru Vue utilise l'oxyde d'étain comme composant de son revêtement antireflet depuis plus de 10 ans. Les oxydes d'étain sont la norme dans l'industrie des revêtements conducteurs transparents (comme pour les écrans tactiles), mais ils sont peu utilisés dans les revêtements antireflets à faible indice. Tru Vue a identifié les propriétés antistatiques de l'oxyde d'étain et ses avantages pour l'encadrement de conservation. Aujourd'hui, il est intégré à tous les traitements antireflets de Tru Vue. L'épaisseur de la couche d'oxyde d'étain déposée varie selon les produits, conférant à certains leurs propriétés antistatiques.
Pulvérisation cathodique (Sputtering)
L'équipement de pulvérisation cathodique de Tru Vue s'étend sur une longueur supérieure à celle d'un terrain de football. Le processus est entièrement automatisé, du chargement des matériaux jusqu'à l'inspection finale. Pendant la pulvérisation, des atomes de silicium s'agrègent à la surface de longs tubes métalliques. Cet ensemble d'atomes est appelé la « cible » et possède une épaisseur de millions ou de milliards d'atomes. La cible est le matériau qui est déposé sur l'acrylique.
Des barres magnétiques puissantes sont placées à l'intérieur du tube. Les cibles sont refroidies par circulation d'eau et entrent en rotation. Les aimants créent un champ magnétique à travers les cibles. Lorsqu'une haute tension est appliquée aux cibles, le gaz argon s'ionise et un plasma se forme le long du champ magnétique. À l'intérieur du plasma, des électrons libres frappent les atomes d'argon. Les atomes deviennent des ions chargés positivement et des électrons secondaires sont créés. Ces ions sont accélérés en continu vers la surface de la cible, chargée négativement.
Les ions d'argon bombardent la surface de la cible et y transfèrent leur énergie cinétique. Par ce mécanisme, les atomes du matériau de la cible sont éjectés : c'est la pulvérisation (sputtering). Les atomes éjectés sont projetés vers le substrat acrylique sous différents angles. Ils s'y condensent et déposent une fine couche sur l'acrylique.
(Visionner l'animation du procédé de pulvérisation cathodique)
Un revêtement uniforme
En déplaçant régulièrement le substrat dans la chambre de pulvérisation pendant le dépôt, l'acrylique reçoit un revêtement parfaitement uniforme. L'ensemble des couches ajoutées à l'acrylique est appelé « empilement de couches » (coating stack). Par exemple, l'empilement de l'Optium Museum Acrylic® comprend :
Cette formule offre des performances éprouvées depuis des décennies aux clients de Tru Vue ; le mélange à base d'oxyde d'étain garantit un matériau extrêmement stable.
Les preuves de performance
L'utilisation d'oxyde d'étain crée des lacunes d'oxygène qui permettent aux électrons de se déplacer dans la fine couche de revêtement. La résistivité de surface mesure la mobilité des électrons, et la dissipation statique mesure le temps nécessaire pour neutraliser une charge. L'acrylique Optium Museum Acrylic® de Tru Vue dissipe 2,000 XNUMX fois plus d'électricité statique que l'acrylique standard, ce qui le rend sûr pour les matériaux friables et minimise le nettoyage.
Deux types de tests évaluent cette performance : le temps de décroissance de la charge statique et la résistance de surface aux décharges électrostatiques (ESD).
- Décroissance statique : Selon la norme Federal Test Method No. 101C, méthode 4046, un objet chargé à 5000 500 volts doit évacuer la tension jusqu'à 2.0 volts en moins de 0.01 secondes. Il ne faut que XNUMX seconde — soit un temps pratiquement instantané — pour que l'Optium Museum Acrylic® dissipe une charge statique.
- Résistance de surface : Selon la norme ANSI/ESD S11.11, elle mesure la résistance entre deux points sur la surface d'un matériau et s'exprime en Ohms. Selon l'ASTM D357, la résistivité s'exprime en Ohms/carré. Plus la résistivité de surface est élevée, moins le matériau est conducteur. Par conséquent, des valeurs plus basses indiquent une meilleure performance.
L'influence de l'humidité
Des laboratoires d'essais qualifiés examinent les performances des vitrages à différents niveaux d'humidité, par exemple de 12 % d'humidité relative (milieu sec) à 70 % (milieu humide), car la teneur en humidité abaisse la résistivité de surface (les particules d'eau neutralisant l'accumulation de charge). Dans des conditions plus sèches, une charge statique est plus susceptible de s'accumuler. Les rapports de test de décroissance statique et de résistance de surface doivent être examinés avec soin pour faire un choix éclairé. Par exemple, un verre feuilleté antireflet peut présenter une conductivité de 1.0E+13 Ohms/carré, démontrant une résistivité de surface adéquate ; mais à 12 % d'humidité relative, il peut avoir un temps de décroissance statique de 11 secondes, ce qui est suffisant pour que des dommages surviennent. L'Optium Museum Acrylic® de Tru Vue maintient systématiquement un temps de décroissance de 0.01 seconde, qu'il soit testé à 12 %, 50 % ou 70 % d'humidité relative.
Conçu pour durer
Les produits de vitrage Optium® de Tru Vue ont également été testés pour la pérennité de leurs propriétés antireflets, antistatiques, de protection UV et de transmission de la lumière. Les tests n'ont révélé aucune détérioration significative sur une période prolongée. Les échantillons physiques les plus anciens ont été produits il y a plus de 13 ans et ne montrent actuellement aucun changement notable de performance. Des tests de vieillissement accéléré confirment ces résultats, indiquant que la protection offerte par le vitrage Optium® a une durée de vie utile supérieure à 100 ans.