FR2697538A1

FR2697538A1 - Electrode for electrophoretic deposition.

Info

Publication number: FR2697538A1
Application number: FR9213436A
Authority: FR
Inventors: Encrenaz Claude
Original assignee: Pechiney Recherche GIE
Current assignee: Pechiney Recherche GIE
Priority date: 1992-11-03
Filing date: 1992-11-03
Publication date: 1994-05-06
Anticipated expiration: 2012-11-03
Also published as: ES2092794T3; DE69305306T2; CN1089312A; EP0596816B1; JPH06212493A; FR2697538B1; DE69305306D1; KR940011669A; CA2109183A1; CN1038263C; GR3021329T3; EP0596816A1

Abstract

L'invention concerne une électrode pour dépôt électrophorétique sur une surface conductrice. Celle-ci est constituée d'un cylindre plein ou tube cylindrique conducteur, caractérisé en ce que seule sa surface latérale externe est revêtue d'une couche isolante, sauf une (ou plusieurs) zone(s) annulaire(s) située(s) en regard de l'objet à revêtir. Le procédé consiste à: revêtir la surface latérale externe d'un cylindre plein ou d'un tube circulaire d'une couche isolante, inciser dans cette couche une (ou plusieurs) zone(s) annulaire(s), éliminer l'anneau incisé ou les anneaux incisés. Cette invention trouve son application dans l'industrie du conditionnement.The invention relates to an electrode for electrophoretic deposition on a conductive surface. This consists of a solid cylinder or conductive cylindrical tube, characterized in that only its outer lateral surface is coated with an insulating layer, except one (or more) annular zone (s) located next to the object to be coated. The process consists of: coating the outer side surface of a solid cylinder or a circular tube with an insulating layer, incising in this layer one (or more) annular zone (s), removing the incised ring or incised rings. This invention finds its application in the packaging industry.

Description

c 2697538c 2697538

ELECTRODE POUR DEPOT ELECTROPHORETIQUE ELECTRODE FOR ELECTROPHORETIC DEPOSITION

L'invention concerne une électrode pour dépôt électrophorétique sur une The invention relates to an electrode for electrophoretic deposition on a

surface conductrice.conductive surface.

On sait que le dépôt électrophorétique de matière plastique par exemple un vernis sur des objets métalliques (ou du moins conducteur de l'électricité) se fait en plaçant ledit objet en position d'électrode d'une source de courant continu, l'autre électrode, reliée à l'autre pôle de la source de courant continu, ayant une configuration adaptée, ces It is known that the electrophoretic deposition of plastic material for example a varnish on metal objects (or at least electrically conductive) is done by placing said object in the electrode position of a DC source, the other electrode , connected to the other pole of the direct current source, having a suitable configuration, these

électrodes étant placées dans le bain d'électrophorèse. electrodes being placed in the electrophoresis bath.

Le problème à résoudre est d'obtenir un dépôt mince, typiquement 2-20 Lm, d'épaisseur aussi uniforme que possible sur les surfaces de l'objet à revêtir. Dans le cas d'objets présentant un axe de révolution, par exemple de forme cylindrique munis d'un fond, à revêtir sur leur face interne et selon l'art antérieur, une électrode conductrice est placée suivant l'axe de révolution dudit objet, et a de préférence la forme d'un cylindre plein ou The problem to be solved is to obtain a thin deposit, typically 2-20 μm, of thickness as uniform as possible on the surfaces of the object to be coated. In the case of objects having an axis of revolution, for example of cylindrical shape provided with a bottom, to be coated on their inner face and according to the prior art, a conductive electrode is placed along the axis of revolution of said object, and preferably has the shape of a solid cylinder or

d'un tube conducteur, de section circulaire de même axe que ce dernier. a conductive tube of circular section of the same axis as the latter.

Cependant, il en résulte des effets de bord tels que les quantités déposées au voisinage du bord de l'ouverture de l'objet sont beaucoup plus However, the result is edge effects such that the quantities deposited near the edge of the opening of the object are much more

importantes que sur le reste de la surface. important than on the rest of the surface.

La société demanderesse a trouvé que pour obtenir des épaisseurs de dépôt beaucoup plus uniformes il suffit de revêtir la surface latérale extérieure de l'électrode d'une couche isolante, et de l'inciser en un ou plusieurs endroits de façon annulaire sur une largeur e pouvant aller jusqu'à quelques mm de façon à mettre à nu la surface conductrice Cette The Applicant Company has found that to obtain much more uniform deposit thicknesses it is sufficient to coat the outer lateral surface of the electrode with an insulating layer, and to incise it in one or more annular locations over a width e up to a few mm in order to expose the conductive surface

(ces) incision(s) se trouve(nt) en regard de l'objet à revêtir. (these) incision (s) is (s) facing the object to be coated.

La largeur de chaque incision est de préférence comprise entre 0,5 et 3 The width of each incision is preferably between 0.5 and 3

mm, en particulier de l'ordre de 1 mm. mm, in particular of the order of 1 mm.

Il a été constaté, après essais, que l'uniformité de l'épaisseur du revêtement est d'autant plus grande, que la surface à revêtir est uniformément voisine d'une courbe équipotentielle du champ électrique appliqué. Par uniformément voisine, on entend à une distance de l'axe sensiblement constante, comprise entre 70 et 90 % de la distance à l'axe de la surface à revêtir. Il en résulte que la détermination précise de la (ou des) position(s) des incisions déterminées empiriquement, peut être précisée par les méthodes de calcul de détermination des lignes équipotentielles par exemple pour la méthode des éléments finis, au voisinage immédiat de la surface à revêtir (la surface initiale de l'objet métallique à revêtir représente "par construction" une équipotentielle) cette surface étant une surface de révolution autour d'un axe, de génératrice de forme quelconque Divers essais de détermination des équipotentielles permettent de déterminer la It has been found, after tests, that the uniformity of the thickness of the coating is all the greater, since the surface to be coated is uniformly close to an equipotential curve of the applied electric field. By uniformly close, is meant at a distance of substantially constant axis, between 70 and 90% of the distance to the axis of the surface to be coated. As a result, the precise determination of the position (s) of the empirically determined incisions can be specified by the calculation methods for determining the equipotential lines, for example for the finite element method, in the immediate vicinity of the surface. to be coated (the initial surface of the metallic object to be coated represents "by construction" an equipotential) this surface being a surface of revolution about an axis, of any shape generator Various equipotential determination tests make it possible to determine the

configuration optimale.optimal configuration.

Le dispositif correspondant est donc constitué d'une électrode conductrice cylindrique pleine ou tubulaire, revêtue sur sa face latérale externe d'une couche isolante sauf une (ou plusieurs) zone(s) annulaire(s) de faible largeur en regard de l'objet à revêtir La largeur de chaque zone annulaire est inférieure à quelques mm, de préférence comprise entre 0,5 The corresponding device therefore consists of a solid or tubular cylindrical conducting electrode, coated on its outer lateral face with an insulating layer except one (or more) annular zone (s) of small width facing the object. to be coated The width of each annular zone is less than a few mm, preferably between 0.5

et 3 mm et généralement voisine de 1 mm. and 3 mm and generally close to 1 mm.

Bien que la description et les exemples soient essentiellement dirigés Although the description and examples are essentially directed

vers l'utilisation d'une électrode suivant l'invention en position axiale, il est également possible d'utiliser l'électrode suivant l'invention en position externe en vue du revêtement externe d'un objet, qui peut, en particulier, ne pas présenter une symétrie de révolution (par exemple, un towards the use of an electrode according to the invention in axial position, it is also possible to use the electrode according to the invention in external position for the external coating of an object, which can, in particular, not not present a symmetry of revolution (for example, a

récipient de section carrée ou rectangulaire). container of square or rectangular section).

L'invention sera mieux comprise à l'aide des exemples suivants illustrés The invention will be better understood with the aid of the following illustrated examples

par la fig 1 à 3.by figs 1 to 3.

La figure 1 représente une 1/2 coupe axiale du dispositif de dépôt électrophorétique d'une résine sur la surface interne d'un corps de boîte FIG. 1 represents a 1/2 axial section of the device for the electrophoretic deposition of a resin on the internal surface of a box body

utilisé dans l'exemple 1; les cotes données sont millimétriques. used in Example 1; the dimensions given are millimetric.

La figure 2 représente en 1/2 coupe axiale les courbes équipotentielles, déterminées à l'aide d'un logiciel de calcul par éléments finis dans la configuration géométrique et électrique de l'exemple 1, pour un corps de FIG. 2 represents, in axial section, the equipotential curves, determined using a finite element calculation software in the geometric and electrical configuration of Example 1, for a body of

boîte (B) idéalement cylindrique à fond plat représenté sur cette figure. box (B) ideally cylindrical flat bottom shown in this figure.

L'équidistance des équipotentielles est de 20 V. La figure 3 représente en 1/2 coupe axiale les courbes équipotentielles ( 20 V) dans les conditions géométriques et électriques de l'exemple 1, l'électrode comportant 2 incisions de 1 mm de large, pour un corps de boîte B idéalement cylindrique à fond plat, comme représenté sur cette figure. The equidistance of the equipotentials is 20 V. FIG. 3 represents in half axial section the equipotential curves (20 V) under the geometric and electrical conditions of example 1, the electrode comprising 2 incisions of 1 mm wide , for an ideally cylindrical box body B flat bottom, as shown in this figure.

EXEMPLE 1EXAMPLE 1

Une boite ( 1) en alliage d'Al 3004 ( selon les désignations de l'Aluminum Association) de diamètre 65 mm x h 125 mm a été revêtue, d'une part avec une électrode tubulaire ( 2) diamètre extérieur 1,4 x diamètre int 10 x h l O Omm) non revêtue, d'autre part avec la même électrode revêtue extérieurement par une couche isolante ( 3) en polymère de 3 mm d'épaisseur, munie d'une incision de 1 mm de hauteur située à 40 mm de la base de A box (1) of Al alloy 3004 (according to the designations of the Aluminum Association) of diameter 65 mm xh 125 mm was coated, on the one hand with a tubular electrode (2) outer diameter 1.4 x diameter int 10 xhl O Omm) uncoated, on the other hand with the same electrode externally coated by an insulating layer (3) made of polymer 3 mm thick, provided with an incision of 1 mm height located at 40 mm of the base of

l'électrode.the electrode.

Les conditions de dépôt ont été les suivantes: La boîte ( 1) est reliée à l'anode (+) d'une source de courant continu de V et l'électrode ( 2) à l'autre pôle Elle est placée dans un bain de vernis anaphorétique base époxy (à raison de l Og/l dans l'eau dont le p H est 7,7, la conductivité 1,76 m S/m et la température maintenue à 300 C), le courant est pulsé: 50 ms sous courant + 20 ms sans courant et le The deposition conditions were as follows: The box (1) is connected to the anode (+) of a direct current source of V and the electrode (2) to the other pole It is placed in a bath of epoxy-based anaphoretic varnish (at a rate of 1 g / l in water whose p H is 7.7, the conductivity 1.76 m S / m and the temperature maintained at 300 C), the current is pulsed: 50 ms under current + 20 ms without current and the

traitement a duré 7 sec.treatment lasted 7 sec.

Les résultats obtenus sont les suivants: épaisseur moyenne 4 Mm variation relative: 8 % The results obtained are as follows: average thickness 4 Mm relative variation: 8%

Par variation relative d'épaisseur, on entend: 100 x (épaisseur maxi - By relative variation of thickness, one understands: 100 x (maximum thickness -

épaisseur mini)/ épaisseur moyenne avec épaisseur moyenne = épaisseur maxi épaisseur mini ou 1 lo ou 1 n 4. h n minimum thickness) / average thickness with average thickness = maximum thickness minimum thickness or 1 lo or 1 n 4. h n

h(x) ou h étant l'épaisseur locale. h (x) where h is the local thickness.

n Cette électrode trouve son application dans tous les cas de revêtement électrophorétique dont la variation relative d'épaisseur doit être tenue < This electrode finds its application in all the cases of electrophoretic coating whose relative variation of thickness must be maintained.

à 10 %.at 10%.

Claims

REVENDICATIONS

1 Electrode pour dépôt électrophorétique sur une surface conductrice de l'électricité comportant un cylindre plein ou tube cylindrique conducteur, caractérisée en ce que seule sa surface latérale externe est revêtue d'une couche isolante, sauf une (ou plusieurs) zone(s) Electrode for electrophoretic deposition on an electrically conductive surface comprising a solid cylinder or conductive cylindrical tube, characterized in that only its outer lateral surface is coated with an insulating layer, except one (or more) zone (s)

annulaire(s) située(s) en regard de l'objet à revêtir. annular (s) located next to the object to be coated.

2 Electrode selon la revendication 1 caractérisée en ce que la (ou les) 2 Electrode according to claim 1 characterized in that the (or)

zone(s) annulaire(s) ont une largeur comprise entre 0,5 et 3 mm. annular zone (s) have a width between 0.5 and 3 mm.

3 Electrode selon la revendication 2 caractérisée en ce que la (ou les 3 Electrode according to claim 2 characterized in that the (or the

zone(s) annulaire(s) ont une largeur de l'ordre de 1 mm. Annular zone (s) have a width of the order of 1 mm.

4 Electrode selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisée en ce que 4 electrode according to one of claims 1 to 3 characterized in that

la détermination de la position de la (ou des) zone(s) annulaire(s) est the determination of the position of the annular zone (s) is

effectuée à l'aide du tracé des lignes équipotentielles. performed using the plot of equipotential lines.

Electrode selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'au moins une ligne équipotentielle se trouve à une distance de l'axe comprise entre Electrode according to Claim 4, characterized in that at least one equipotential line is at a distance from the axis between

et 90 % de la distance à l'axe de la surface de l'objet à revêtir. and 90% of the distance to the axis of the surface of the object to be coated.

6 Procédé d'obtention d'une électrode pour dépôt électrophorétique selon 6 Process for obtaining an electrode for electrophoretic deposition according to

l'une des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que one of claims 1 to 5 characterized in that

on revêt la surface latérale externe d'un cylindre plein ou d'un tube circulaire d'une couche isolante the outer lateral surface of a solid cylinder or a circular tube is coated with an insulating layer

on incise dans cette couche une (ou plusieurs) zone(s) annulaire(s). this layer is cut into one (or more) annular zone (s).

on élimine l'anneau incisé ou les anneaux incisés 7 Procédé selon la revendication 6 caractérisée en ce que la (ou les) the incised ring or the incised rings is eliminated 7 Process according to claim 6 characterized in that the (or)

zone(s) annulaire(s) ont une largeur e comprise entre 0,5 et 3 mm. zone (s) annular (s) have a width e between 0.5 and 3 mm.

8 Procédé selon la revendication 7, caractérisée en ce que la (ou les) 8 Process according to claim 7, characterized in that the (or)

zone(s) annulaire(s) ont une largeur e de l'ordre de 1 mm. annular zone (s) have a width e of the order of 1 mm.