Lunettes à rayons X : le gadget classique qui permet de « voir à travers » les objets

Contexte

Les lunettes à rayons X sont un produit de fantaisie conçu pour créer l'illusion que l'utilisateur peut voir à travers des objets solides. Ce sont des lunettes à monture en plastique avec des lentilles spéciales en carton. Le processus de fabrication impliqué dans leur production comprend leestampage du plastique, la fabrication du papier, l'impression et le collage. Inspirées par la véritable découverte des rayons X par des scientifiques du 19e siècle, les lunettes à rayons X ont été introduites dans les années 1940 comme produit de farce. Aujourd'hui, elles sont devenues des icônes intemporelles de la culture pop américaine.

Les lunettes à rayons X ne permettent pas réellement à l'utilisateur de voir à travers les objets. Elles sont constituées d'une monture en plastique avec des lentilles en carton épais. Au centre de chaque lentille, de petits trous d'environ 0,25 po (0,64 cm) de diamètre sont perforés. Des plumes créant un effet polarisant recouvrent les trous. En regardant à travers le trou, les objets semblent avoir un contour transparent et un centre solide. Cet effet crée l'illusion de la vision aux rayons X. Le farceur utilise alors les lunettes et fait semblant de pouvoir voir à travers des choses comme les murs, les vêtements et d'autres objets.

Histoire

L'idée de créer des lunettes à rayons X n'aurait pas pu être conçue avant la découverte des vrais rayons X. Cela a été fait par Wilhelm Röntgen vers 1895. À la fin du 19e siècle, Röntgen et d'autres scientifiques travaillaient avec des électrons. Il voulait capturer visuellement leur mouvement, alors il a enveloppé un tube de Crookes dans du papier photographique noir. Pendant l'expérience, Röntgen a découvert qu'une plaque recouverte de matériau fluorescent commençait à briller. Il savait que cela ne devrait se produire que si le matériau était exposé à la lumière visible. Röntgen a raisonné qu'il devait y avoir une sorte de lumière invisible et, après enquête plus approfondie, il a caractérisé cette lumière nouvellement découverte.

Röntgen a découvert que la lumière invisible pouvait pénétrer des matériaux tels que l'aluminium, le bois et la peau humaine. Il a appelé la nouvelle découverte rayons X et a été le premier à publier une image radiographique. Au cours des décennies suivantes, la science des rayons X a été mieux comprise et la technologie a été appliquée à la médecine. Bien que les scientifiques aient eu une compréhension de base des rayons X, le grand public a développé certaines notions erronées. Beaucoup de gens croyaient à tort que les rayons X pouvaient pénétrer des matériaux solides, qu'ils pouvaient les utiliser pour voir à travers des choses comme les murs, les boîtes et les vêtements. Ce mythe a été renforcé par des héros de bandes dessinées comme Superman qui pouvait utiliser la vision aux rayons X pour voir à travers des objets solides.

Un précurseur précoce des lunettes à rayons X était le tube Wonder, introduit dans les années 1940. Ce produit, produit par la société S.S. Adams, était un tube avec un seul trou qui avait une petite plume à travers. La plume était cachée à l'intérieur du tube, donc l'utilisateur n'était pas au courant de son existence. Lorsque l'utilisateur regardait sa main à travers le tube, il semblait qu'il pouvait voir ses os. L'espacement fin entre les brins qui composent la plume créait cette illusion.

Les lunettes à rayons X ont été introduites plus tard par la société Adams. À l'époque, elles étaient relativement populaires. C'était probablement parce que la notion de rayons X était nouvelle et pas bien comprise. Aujourd'hui, le public est plus informé et les gens ne croient pas vraiment qu'il existe des lunettes qui leur permettent de voir à travers les objets. Cependant, les lunettes à rayons X continuent d'amuser le public acheteur de gadgets et elles restent une icône de la culture pop américaine.

Matières premières

Diverses matières premières sont utilisées dans la construction des lunettes à rayons X. Celles-ci incluent les plastiques, le carton, les plumes et les matériaux de finition.

Les plastiques sont des polymères à poids moléculaire élevé fabriqués par diverses réactions chimiques. Les plastiques appropriés pour la fabrication de lunettes à rayons X doivent être facilement colorables, stables à la chaleur et durables. Les plastiques qui peuvent être utilisés sont des matériaux thermoplastiques. Divers matériaux sont ajoutés au plastique pour le rendre plus utile. Des colorants sont ajoutés au plastique afin de faire correspondre le matériau aux exigences de conception. Des plastifiants tels que le glycérol sont ajoutés pour améliorer la maniabilité et la flexibilité du matériau et des matériaux de renforcement tels que la fibre de verre peuvent être ajoutés. Enfin, des stabilisants et des antioxydants sont également ajoutés pour améliorer la durabilité du plastique.

Le plastique est généralement livré au fabricant dans un état semi-préparé, comme des granulés qui peuvent être fondus ou des feuilles qui peuvent être découpées par un fournisseur de plastiques. Certains des additifs peuvent devoir être mélangés au moment où le plastique est préparé pour le moulage et la formation de la monture des lunettes à rayons X.

Les lentilles des lunettes à rayons X sont faites de carton. Le carton est un type de papier fait de fibres de cellulose extraites du bois ou de papier recyclé. Il existe plusieurs qualités de carton différentes, différant par leur épaisseur et leur revêtement extérieur. Pour les lentilles, un matériau en carton fin et compact doit être utilisé qui résistera à la flexion. Le carton doit également être traité avec un revêtement qui permettra à la peinture ou à l'encre de sérigraphie d'adhérer à la surface.

Divers matériaux de finition sont nécessaires pour compléter les lunettes à rayons X. De petites plumes blanches et minces sont utilisées pour aider à créer l'illusion. De la colle est utilisée pour maintenir les lentilles dans leurs montures et les plumes en place. Des encres sont utilisées pour revêtir les lentilles et fournir une apparence visuelle qui améliore le tour. C'est généralement un motif en spirale qui trouble les yeux.

Conception

La conception des lunettes à rayons X se concentre principalement sur la taille, la forme et la couleur de la monture, et la construction des lentilles. La monture peut être produite en différentes tailles, une pour adultes et une pour enfants. La forme ressemble généralement aux épaisses montures en plastique noir des années 1950, mais peut varier.

Les lentilles sont soigneusement conçues en conjonction avec la plume afin de créer une image réaliste aux rayons X lorsqu'on regarde à travers elles. D'autres objets synthétiques peuvent être utilisés pour produire un effet similaire. La conception extérieure des lentilles varie le plus. Elle est décorée soit avec des encres, soit avec un revêtement adhésif (similaire à un autocollant). Le plus souvent, un motif en spirale est utilisé, mais des yeux humains ou d'animaux peuvent être peints, ainsi que des hologrammes pour un effet visuel plus saisissant.

Le processus de fabrication

La fabrication des lunettes à rayons X peut être décomposée en trois phases distinctes : formation de la monture, création des lentilles, et décoration et emballage.

Formation de la monture

• 1 La monture des lunettes est faite en plastique et généralement formée par moulage par injection. Dans la première étape de ce processus, un moule métallique creux est préparé qui est de la taille et de la forme exactes de la monture désirée. La monture peut être produite comme une seule unité, ou en parties séparées qui doivent être assemblées. Le plus souvent, elles sont créées comme une seule unité.
• 2 Ensuite, des granulés de polymère plastique sont libérés d'un bac de stockage dans une machine qui les liquéfie. Les granulés sont fondus à des températures très élevées, généralement autour de 300 °F (149 °C). Une fois que les granulés ont été fondus en plastique liquide, ils sont prêts pour l'injection dans le moule.
• 3 Le plastique fondu, appelé matière fondue, est forcé dans un moule préparé à une vitesse très élevée et sous une pression intense, d'environ 300 à 700 psi. La matière fondue remplit le moule, puis un peu plus de matière fondue est ajoutée pour compenser la contraction due au refroidissement et à la solidification du plastique.
• 4 Une fois que le polymère a refroidi, il est séparé du moule. Cette monture solidifiée est automatiquement retirée du moule et déplacée à l'étape suivante soit par bande transporteuse, soit manuellement. Le cycle de fusion et d'injection Une plume entre les lentilles a un effet polarisant, créant l'illusion que les objets ont un contour transparent et un centre solide. est répété toutes les 10 à 100 secondes, selon le temps que met le plastique à refroidir et à prendre.
• 5 Les montures peuvent ensuite être lissées pour éliminer les bords rugueux et l'excès de plastique. Cela est généralement fait par une machine abrasive, qui a des disques rotatifs avec des consistances semblables à du papier de verre pour lisser les coutures du moule. Un ouvrier guide la monture sur le disque rotatif jusqu'à ce que la texture désirée soit atteinte. Les montures sont ensuite transportées à la station d'ajustement pour y faire attacher les lentilles.

Création des lentilles

• 6 Les lunettes à rayons X ont des lentilles faites de carton. Le carton est acheté auprès d'un fournisseur en grandes feuilles de l'épaisseur et de la qualité spécifiées par les concepteurs. Avant de découper les lentilles, les feuilles de carton sont envoyées aux presses d'impression. Les feuilles sont tirées dans une machine où elles passent à travers de grands rouleaux. Les rouleaux transfèrent l'encre sur les lentilles créant l'apparence extérieure. Ce design est généralement une spirale noir et blanc. De nombreuses lentilles sont imprimées sur chaque feuille.
• 7 Une fois que la décoration a été appliquée et fixée, les lentilles sont découpées dans les feuilles de carton à l'aide de machines d'emportage. La feuille de carton est mise dans une machine et roulée sous des poinçons. Ceux-ci sont attachés au rouleau et sont essentiellement une série de découpoirs métalliques de la taille et de la forme exactes de la lentille. Au fur et à mesure que le carton passe, les poinçons descendent sur le carton et découpent la forme exacte pour les lentilles. La découpe est faite de telle sorte que la décoration sur le devant de la lentille est parfaitement positionnée. La forme de la lentille est en fait découpée pour qu'elle puisse être pliée en deux pour faire une lentille à double couche.

Finition

• 8 Des trous sont ensuite estampillés à travers les lentilles à double couche à l'aide d'une machine à poinçonner. Les découpes sont placées de sorte qu'une tige métallique du même diamètre que les trous désirés puisse poinçonner le centre de chaque lentille.
• 9 La lentille est ensuite ouverte et une plume est collée sur chaque trou. La lentille est ensuite repliée et collée ensemble.
• 10 Les lentilles sont ensuite attachées à la monture en plastique. Une rainure sur la monture à l'intérieur de chaque zone de lentille permet aux lentilles en carton de s'encliqueter. Les lunettes à rayons X sont ensuite mises dans un sac en plastique d'emballage et une carte en carton est agrafée en haut pour fermer le sac. La carte est décorée d'illustrations pour montrer comment les lunettes sont utilisées.

Contrôle qualité

Le contrôle qualité commence avec le plastique et le carton entrants qui sont utilisés pour fabriquer les lunettes à rayons X. Le fabricant vérifie que le carton et le plastique répondent aux spécifications liées à l'apparence physique, aux dimensions, à la consistance et à d'autres caractéristiques. Pour les matériaux fournis par des vendeurs extérieurs, le fabricant de lunettes à rayons X exige généralement un contrôle qualité de leurs fournisseurs. Pendant la production, les feuilles sont vérifiées aléatoirement pour la cohérence et les erreurs d'impression. Les feuilles défectueuses sont retirées avant la production. Des inspecteurs de ligne sont également postés à divers points sur la ligne de production pour s'assurer que seules des pièces de qualité sont utilisées pour la production. Les vitesses de production sont vérifiées par ordinateur, tout comme la pression, l'emportage et la résistance au laminage. Des capteurs informatisés aident également à surveiller chaque étape de la production. D'autres choses testées incluent l'uniformité de la couleur, la résistance à l'eau et la flexibilité de la monture en plastique.

Sous-produits/Déchets

Les déchets résultant de la fabrication des lunettes à rayons X incluent l'excès de plastique provenant du processus de moulage par injection et les chutes de carton restantes du processus d'emportage. La plupart du plastique d'écoulement peut être refondu et réutilisé s'il n'a pas été contaminé et répond toujours aux spécifications nécessaires. Sinon, le plastique peut être recyclé pour être utilisé dans d'autres produits. Le carton peut être recyclé, donc les chutes excédentaires sont collectées à cette fin.

L'avenir

Les lunettes à rayons X ne sont pas aussi populaires qu'elles l'étaient autrefois. Même les magasins de farces qui vendent ce type de produit gag sont difficiles à trouver. Par conséquent, il y a peu de chances que la conception des lunettes à rayons X actuelles change. À l'avenir, les améliorations technologiques dans la production de papier et de plastique seront incorporées dans la production de lunettes à rayons X.

Bien que la production de véritables lunettes à rayons X fonctionnelles soit impossible, l'idée de créer des lunettes qui peuvent voir à travers certains matériaux semble prometteuse. Un produit qui a été introduit est une paire de lunettes qui permet à l'utilisateur de voir à travers certains types de vêtements. Elles ne sont pas basées sur le principe des rayons X mais plutôt sur les rayons lumineux. Comme les rayons X, certains rayons lumineux visibles et infrarouges peuvent passer à travers certains matériaux, comme les fibres de vêtements. L'objet reflète alors cette lumière et c'est cette lumière réfléchie qui peut être vue. Typiquement, la lumière réfléchie de la surface du vêtement submerge la capacité d'une personne à voir la lumière réfléchie du corps. Ces lunettes sont équipées d'une caméra sensible qui filtre la lumière du vêtement et capture la lumière infrarouge réfléchie du corps. Cela rend le revêtement invisible et permet à l'objet d'être visible.

Pour en savoir plus

Livres

« Papier. » Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology. Vol. 18. R.E. Kirk et D.F. Othmer, éd. New York : John Wiley & Sons, 1996.

« Plastics Processing. » Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology. Vol. 19. R.E. Kirk et D.F. Othmer, éd. New York : John Wiley & Sons, 1996.

Périodiques

Munden, M. « Mike Harden: Prank Items Reflect Changing Sense of Humor. » The Columbus Dispatch (16 février 2001).

Autres

McCarron, Brett. « The Real Secret Behind X-Ray Specs. » How It's Done Web Page. Décembre 2001. < https://www.olywa.net/blame/how/how4.htm >.

Page Web de la société S.S. Adams. Décembre 2001. < https://www.ssadams.com >.

Perry Romanowski