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"Procédé de revêtement d'une bande en déplacement continu et bande ainsi revêtue"
La présente invention est relative à un procédé de revêtement d'une bande conductrice de l'élec- tricité en déplacement continu, comprenant - une mise à la terre de la bande, - une alimentation d'un milieu de revêtement fluide, à une distance prédéterminée d'au moins une face de la bande, - un établissement d'un champ électrostatique de force élevée entre la bande et cette alimentation, - une pulvérisation dans ce champ de fines particules électriquement hautement chargées du milieu de revêtement, - un dépôt électrostatique de celles-ci sur la ou les faces susdites de la bande, avec perte de leur charge électrique, et - un durcissement de la matière de revêtement électrostatiquement déposée sur la bande.
On connaît depuis longtemps des appareils mettant en oeuvre un tel procédé pour appliquer un liquide de revêtement sur des bandes conductrices de l'électricité, par exemple en métal (voir par exemple le US-A-2684656). Ce document n'offre aucune information sur la nature ou la composition du liquide de revêtement à appliquer, ni sur l'épaisseur obtenue du revêtement.
Dans la EP-A-0080307, on décrit un appareil à lame électrostatique pour appliquer sur des bandes des milieux de revêtement aqueux, c'est-à-dire conducteurs de l'électricité. Ce document se préoccupe principale-
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ment des précautions à prendre pour éviter un retour de courant dans le circuit d'amenée du milieu de revêtement aqueux.
Dans la production de bandes métalliques, par exemple en acier, on traite généralement les tôles laminées en les équipant d'un revêtement métallique, par exemple par électrozingage, galvanisation, étamage, chromage, entre autres. Dans la grande majorité des cas, les deux faces de la bande sont, en fin de ligne, pourvues d'une pellicule d'huile par une huileuse électrostatique classique, telle que celle mise sur le marché par la firme DUMA Maschinen-und Anlagenbau GmbH & Co Kommanditgesellschaft, Allemagne.
L'application sur ces tôles d'un revêtement organique, tel qu'une peinture ou un vernis, s'effectue sur une ligne séparée prévue dans ce but. Il en résulte des coûts importants d'installation d'une ligne séparée et de transport. D'autre part, il n'était pas imaginable d'installer l'équipement d'une telle ligne séparée d'application de peinture ou vernis, à la suite de la ligne d'application d'un revêtement métallique. On se serait en effet heurté à plusieurs problèmes, comme le manque de place disponible, et à la nécessité de procéder à des modifications très importantes dans l'appareillage prévu sur la ligne, ce qui aurait été accompagné de coûts non négligeables.
Actuellement, l'application de peintures organiques en continu sur une bande métallique comprend un nettoyage préalable de la bande, l'application d'une couche de conversion, puis un étalement au rouleau ou une pulvérisation avec essorage de produits en solution ou en suspension dans un solvant organique ou aqueux. La bande ainsi revêtue est alors soumise à une cuisson par chauffage, par exemple par convection, induction ou irradiation aux infrarouges. Comme on souhaite de façon
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compréhensible appliquer de faibles poids de couche, dans l'espoir d'atteindre des épaisseurs fines, l'utilisation de solvants ou agents de suspension est considérée comme favorable.
En effet, le solvant réduit la viscosité du milieu de revêtement et facilite son application ; en outre, par son élimination lors de la cuisson, il se produit une réduction d'épaisseur du revêtement.
Il faut noter toutefois que cette élimination du solvant nécessite une dépense importante d'énergie.
De plus, en cas de solvants organiques, il est nécessaire de les incinérer, ce qui entraîne une émission de composés organiques volatiles et/ou de COl, avec les problèmes de pollution de l'environement qui y sont associés.
La présente invention a pour but de mettre au point un procédé de revêtement de bande conductrice d'électricité qui permette l'application à un faible grammage d'un produit très visqueux, sans les inconvénients mentionnés ci-dessus. Avantageusement ce procédé doit pouvoir mettre en oeuvre un équipement d'encombrement réduit et donc pouvoir être appliqué en sortie de ligne du processus de revêtement métallique de tôles laminées.
On résout ces problèmes par un procédé tel que décrit au début, ce procédé comprenant une alimentation de peinture ou vernis sans solvant ou agent de suspension, comme milieu de revêtement, et un étalement des fines particules électrostatiquement déposées en un film continu de mince épaisseur, avant durcissement du film ainsi étalé.
Ce procédé permet ainsi une application d'un mince film continu de peinture ou de vernis sur une bande en déplacement, sans les problèmes de sécurité et
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de pollution pour l'environnement dûs aux solvants ou agents de suspension. Avantageusement, l'étalement permet d'atteindre une épaisseur de l'ordre de 5 microns, de préférence d'environ 0,5 à environ 3,5 microns, ce qui n'était pas imaginable pour des produits "sans solvant ou agent de suspension", c'est-à-dire non dissous ou non en suspension, avec les appareils et procédés décrits dans la technique antérieure.
Suivant un mode de réalisation de l'invention, le procédé comprend, pour l'étalement, une application d'un rouleau essoreur au moins sur chaque face de la bande pourvue de particules électrostatiquement déposées. De cette manière, les goutellettes microscopiques de peinture ou vernis sans solvant ou agent de suspension, qui sont déposées en très fines épaisseurs, sont étalées complètement de manière à obtenir un film de recouvrement continu, malgré la haute viscosité du produit de revêtement.
Suivant un mode avantageux de réalisation de l'invention, le procédé comprend une alimentation de peinture ou vernis sans solvant ou agent de suspension, réticulable aux rayons UV selon un processus radicalaire ou cationique, et, pour le durcissement, une irradiation par des UV du film étalé, avec réticulation des radicaux ou cations formés. Ce mode de réalisation offre l'avantage d'un faible coût d'investissement pour l'appareillage à utiliser et d'un faible coût énergétique. Il n'y a pas d'échauffement du support, en évitant donc les problèmes d'alliage qui sont soulevés lorsque la bande en déplacement est à base d'un tel alliage métallique. Le fonctionnement est instantané, sans inertie pour la mise en marche.
Suivant un mode perfectionné de réalisation de l'invention, la bande conductrice de l'électricité est une tôle métallique ayant subi un traitement de revête-
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ment métallique ainsi qu'un éventuel traitement de surface ultérieur. L'invention est donc particulièrement appropriée à revêtir des produits plats de laminage, comme des tôles, d'un mince film de peinture ou de vernis, par exemple pour leur utilisation ultérieure dans les ateliers de montage d'automobiles.
Suivant un mode de réalisation particulièrement préféré de l'invention, le procédé est effectué en continu, en sortie de ligne d'un traitement de revêtement métallique de la bande. Ce procédé permet de se passer d'un transfert des bandes de la ligne de revêtement métallique à la ligne de revêtement organique. L'appareillage nécessaire pour le dépôt électrostatique est peu encombrant. On peut par exemple avantageusement utiliser des huileuses traditionnelles à cet effet et aucune modification de la ligne de grande envergure n'est donc à envisager.
D'autres modes de réalisation de procédé suivant l'invention sont indiqués dans les revendications annexées.
L'invention concerne également une bande en matière conductrice d'électricité, revêtue sur au moins une face, d'un film durci, continu, de mince épaisseur, à base d'une peinture ou vernis organique sans solvant ou agent de suspension. Avantageusement, cette bande consiste en une tôle métallique présentant un revêtement métallique, éventuellement soumis à un traitement de surface, sous le film organique mince précité. De telles bandes peuvent donc être livrées à l'utilisateur directement depuis le producteur des bandes en offrant divers avantages par rapport au revêtement métallique seul, comme par exemple une résistance à la corrosion accrue, une meilleure aptitude à l'emboutissement, de bonnes propriétés de résistance aux empreintes digitales, etc....
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D'autres formes de réalisation de bandes suivant l'invention sont indiquées dans les revendications annexées.
D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description donnée ci-après, à titre non limitatif et avec référence aux dessins annexés.
La figure 1 représente une vue latérale schématique d'une partie de la fin d'une ligne de revêtement de bande métallique suivant l'invention.
La figure 2 représente une vue en plan partielle de la figure 1.
Les éléments identiques ou analogues sont indiqués sur les différentes figures par les mêmes références.
Sur les figures on a illustré à titre d'exemple une ligne de revêtement de tôle métallique 1 provenant d'un laminage. Cette ligne de revêtement comprend un revêtement métallique par exemple par électrozingage, cette étape de revêtement n'étant pas représentée. La bande 1 passe dans un poste de traitement de surface 2 en continu dans lequel elle est soumise de manière connue en soi à une phosphatation et à un rinçage chromique sur les deux faces. Dans l'exemple illustré, la bande pourvue d'un revêtement métallique est ensuite passée au travers d'un poste de séchage 3, où de l'air chaud est insufflé sur les deux faces de la bande. Ce soufflage d'air chaud permet un séchage de celle-ci ainsi qu'éventuellement un chauffage modéré de ses surfaces.
Dans l'exemple illustré on fait alors passer la bande métallique dans un poste de dépôt électrostatique 4 d'un revêtement organique. Ce poste peut être un appareillage connu tel que décrit dans les brevets antérieurs cités au début. On peut notamment prévoir des
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appareils correspondant aux huileuses électrostatiques connues, mentionnées précédemment. La vitesse de déplacement de la bande peut avantageusement être de l'ordre de 10 à 500 m/min. Dans ce poste 4, la bande 1 conductrice de l'électricité est mise à la terre d'une manière courante, par exemple par l'intermédiaire des dispositifs de transport et/ou d'enroulement de la bande. La bande à revêtir est déplacée dans le sens de la flèche 5 entre deux lames d'arrosage 6 et 7 qui sont montées à une distance déterminée de la tôle.
La lame supérieure 6 est ouverte vers le bas par une mince ouverture 9 disposée transversalement à la bande et la lame inférieure 7 est ouverte vers le haut par une mince ouverture 10, elle aussi disposée transversalement à la bande.
La peinture ou le vernis sans solvant ou agent de suspension est stocké dans un réservoir 8, d'où il parvient par des conduits appropriés dans les lames d'arrosage 6 et 7, et cela de façon qu'il n'y ait de préférence pas de pression exercée sur le produit au niveau des ouvertures 9 et 10.
Le produit de revêtement est amené vers les lames à un débit déterminé à l'aide de pompes doseuses.
Ce débit est fonction de l'épaisseur du revêtement à atteindre et de la vitesse de la bande conductrice. Il y a ainsi une régulation par asservissement à un préréglage (par exemple par potentiomètre) en fonction de l'épaisseur désirée et de la vitesse de la bande en mouvement.
Une haute tension est appliquée sur le dispositif, par exemple une tension supérieure à 80 kV, de préférence à 100 kV, notamment de l'ordre de 120 kV. Sur la figure 1 on a représenté cette mise sous tension de manière schématique, par l'intermédiaire d'un dispositif de mise sous tension 11, d'une part, connecté à la lame
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d'arrosage 6 et, d'autre part, mis à la terre. En fonction des conditions de service il y a alors passage d'un courant d'environ 2 mA au maximum entre les lames 6,7 et la bande 1 et création d'un champ électrostatique élevé entre celles-ci. Il en résulte que le produit de revêtement, chargé électriquement, est arraché des bords ouverts 9,10 des lames 6,7, sous forme de particules pulvérisées 13, est attiré par la bande en déplacement entre ces deux lames et est déposé sur celles-ci.
Le contact avec la bande fait perdre aux particules leur charge. En fonction de la quantité de produit à déposer la haute tension peut être réglée par un potentiomètre 12.
Dans l'exemple de réalisation illustré, la peinture ou vernis sans solvant ou agent de suspension est une matière relativement visqueuse. Il s'agit de matières réticulables par irradiation aux UV selon un processus radicalaire ou cationique, connu en soi.
En ce qui concerne les matières à réticulation selon un processus radicalaire, on peut citer par exemple les acrylates ou méthacrylates, ou les substances à groupe allyle ou vinyle. Les matières à réticuler peuvent se présenter sous forme de monomères, comme par exemple des acrylates mono-, di-ou trifonctionnels, ou d'oligomères, comme par exemple des époxy-acrylates, des uréthanne-acrylates ou des polyester-acrylates. Un photoinitiateur connu en soi est nécessaire pour amorcer la réaction de réticulation. On peut aussi prévoir, dans les matières de revêtement, des additifs courants tels que des pigments, des charges, des agents antimousse, des agents de mouillage, entre autres.
En ce qui concerne les matières à réticulation selon un processus cationique, on peut citer par exemple des époxydes cycloaliphatiques ou des éthers vinyliques.
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Du fait de l'extrême force de la haute tension vis-à-vis de la taille des particules et de l'effet de la gravité, le processus de dépôt décrit plus haut est insensible à l'orientation de la bande. Il est tout à fait possible d'envisager un dépôt sur une face ou sur les deux faces de la bande, en passe horizontale, verticale ou oblique. On peut envisager un dépôt de grammage différent sur une face par rapport à l'autre.
La bande 1, sur laquelle les particules déchargées sont déposées, est alors passée, dans l'exemple de réalisation illustré, entre deux rouleaux essoreurs 14 et 15. Ceux-ci ont pour rôle d'étaler plus complètement la peinture ou le vernis qui, par sa haute viscosité, n'a pas tendance naturellement à le faire. On obtient alors un film organique très mince, continu, c'est-à-dire totalement fermé, qui est désigné sur la figure 2 par la référence 16. Ce film peut avantageusement présenter une épaisseur inférieure à 5 microns, de préférence de l'ordre de 0,5 à 3,5 microns.
En vue de diminuer la viscosité des produits de revêtement utilisés suivant l'invention, et donc de favoriser davantage leur étalement, on doit avantageusement chauffer ces produits de revêtement dans le réservoir 8 et maintenir la température dans les lames d'arrosage 6 et 7, par exemple par une circulation 17 d'un fluide préalablement chauffé dans ou contre ces lames. On peut aussi prévoir un chauffage de la bande 1 dans ce but, par exemple comme on l'a prévu dans le cas illustré par soufflage d'air chaud sur ses faces.
La bande 1 pourvue du film continu 16 prédécrit est alors passée dans un poste d'irradiation aux UV 18. Dans ce poste, le produit de revêtement est réticulé instantanément, sans refroidissement, et le produit fini peut être enroulé d'une manière courante en bobines transportables et ceci, quelques mètres seulement après
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l'application et le sechage du revêtement organique. Ce poste peut par exemple être constitué de lampes à vapeur de mercure à basse ou à haute pression, ou de lampes sans électrodes, dont le spectre d'émission dépend de l'élément dans le tube des lampes.
L'appareillage qui vient d'être décrit peut très aisément être placé en fin de la ligne de revêtement métallique de bande, par exemple à la place de l'huileuse traditionnelle qui n'est plus nécessaire. Non seulement il n'est pas encombrant, mais en outre il permet un traitement sans contact avec la bande avec un asservissement aisé à la vitesse de la ligne. Il permet un revêtement à faible grammage (0,7 à 3,5 g/m) uniforme, facilement réglable, malgré le viscosité du produit utilisé.
Il doit être entendu que la présente invention n'est en aucune façon limitée aux modes et formes de réalisation décrits ci-dessus et que bien des modifications peuvent y être apportées sans sortir du cadre des revendications annexées.