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"Procédé et dispositif pour appliquer, sur des surfaces métalliques, une couche adhérente de matière plastique et produits ainsi obtenus".
Cette invention concerne la technique du recouvrement de surfaces métalliques par une couche adhérente de matière plastique.
L'invention, quoiqu'étant d'application générale, vise plus spécialement l'application d'une couche adhérente de matière plastique sur au moins l'une des faces des fond et ciel d'emballages, généralement des fûts métalliques.
Il est important, dans une telle application, d'obtenir que la couche adhérente de matière plastique soit parfaitement uniforme, homogène et continue et qu'elle recouvre toutes les parties desdits fond et ciel susceptibles d'être ultérieurement en contact avec le contenu de l'emballage.
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Un premier objet de l'invention consiste à mettre en oeuvre un procédé qui, non seulement garantit une adhérence extrêmement tenace au métal, mais, qui, simultanément, garantit une homogénéité et une continuité absolument totales sur toute l'étendue de ladite couche adhérente.
Un autre objet d'invention se trouve dans le conditionnement dudit procédé d'une telle manière que la matière plastique est appliquée pratiquement sans la moindre perte et d'une telle manière que l'épaisseur du revêtement adhérent puisse être dament. prédéterminée.
Un autre objet encore de l'invention concerne la mise en oeuvre de moyens extrêmement simples permettant d'appliquer industriellement ledit procédé.
Enfin, un autre objet de l'invention encore consiste à réaliser des pièces métalliques, respectivement des fonds et ciels pour fats métalliques, dont au moins une face, généralement la face intérieure, est recouverte d'une couche de matière plastique parfaitement adhérente, homogène et continue en toutes ses parties.
Le procédé de l'invention est basé sur la concomitance de deux phénomènes très particuliers: le premier concerne le fait que, lorsque certaines matières plastiques sont mises en contact avec une surface métallique portée à une température sensiblement supérieure à la température de ramollissement ou de fusion de ladite matière plastique, il se produit une très forte adhérence entre cette dernière et le métal. Les matières plastiques présentant cette caractéristique sont plus spécialement les matières thermoplastiques, thermodurcissables, thermofusibles et similaires, c'est-à-dire d'une manière générale et non limitative, les dérivés cellulosiques, les résines polyvinyliques, les phénoplastes, les aminoplastes, les polyuréthanes, les polythènes, les résines éthoxylines, etc...
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Pour plus de facilité, les résines convenantes seront désignées ci-après résines adhérentes. La température à laquelle se produit l'adhérence entre la résine adhérente et le métal peut varier d'une résine à l'autre, mais l'homme de métier peut aisé- ment déterminer la température optimum par voie expérimentale.
Pour plus de précisions, les températures comprises entre les limites minimum et maximum entre lesquelles se produit l'adhé- rence seront désignées ci-après températures d'adhérence.
Le second phénomène mis en oeuvre est basé sur la consta- tation que ladite adhérence ne peut être maximum et parfaitement régulière en tous les points de la couche adhérente qu'à la con- dition que l'étalement de la couche adhérente sur toute la surfa- ce métallique s'effectue d'une manière absolument homogène, régu- lière et continue, c'est-à-dire sans solution de continuité au cours de l'application du procédé entre les grains de résine ad- hérente.
Dès lors, en vue de garnir superficiellement une surface métallique d'une couche de résine présentant une forte adhérence en même temps qu'une homogénéité et une continuité parfaites sur toute l'étendue de la surface métallique, le procédé selon l'in- vention consiste à porter la pièce métallique à la température d'adhérence, à mettre ladite surface métallique ainsi chauffée en contact, quasi instantanément et à la fois en toutes ses par- ties, avec une masse de résine adhérente sèche finement divisée; à maintenir ce contact dans un temps déterminé par l'épaisseur de la couche du revêtement adhérent à réaliser, puis à séparer la pièce métallique avec sa couche fortement adhérente du reste de la couche de résine sèche finement divisée.
Dans le but d'appliquer ce procédé d'une manière rapide et systématique, un autre objet d'invention consiste à partir d'un récipient ouvert à sa partie supérieure et contenant la résine adhérente sèche finement divisée; à appliquer, sur le bord . périphérique dudit récipient, la pièce métallique à revêtir
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préalablement portée à la température d'adhérence, en sorte que ledit bord périphérique délimite la surface métallique qui recevra le revêtement adhérent ; à solidariser énergiquement ladite pièce métalliqus audit récipient en prenant les précautions nécessaires pour éviter le refroidissement local de la pièce métallique, soit en interposant une jointure calorifuge, soit en mettant en oeuvre des éléments chauffants en vue de compenser les déperditions de chaleur.
Ensuite,le récipient et la pièce métallique y solidarisée sont renversés par un basculement de 180 .
Lorsque l'épaisseur prédéterminée de la couche adhérente est atteinte, la cuve et la pièce métallique sont ramenées dans leur état initial et sont mutuellement séparées. On obtient ainsi que ladite pièce métallique présente, sur l'une de ses faces, une couche non seulement d'une très grande adhérence mais aussi d'une homogénéité et d'une régularité parfaites sur toute l'étendue de la surface métallique recouverte.
Les moyens pour solidariser la pièce à traiter et le récipient sont infiniment variables. Dans un cas préféré, on assurera cette solidarisation par des efforts de pression produits, par exemple, par des vérins appropriés.
D'une manière générale, les moyens pour mettre en oeuvre le susdit procédé sont extrêmement simples attendu qu'une installation est réduite substantiellement à un récipient, un moyen pour solidariser la pièce métallique à traiter audit récipient, un moyen pour faire basculer l'ensemble formé du récipient et de la pièce à traiter et, éventuellement, un équipement permettant l'exécution automatique des phases successives dudit procédé.
Le moyen pour porter la pièce à traiter à la température optimum est également variable et connu en soi. Il sera généralement constitué par un four ou un dispositif de chauffage approprié. Dans seul but de mieux faire ressortir encore les
Dans le seul but de mieux faire ressortir encore les caractéristiques du procédé et des moyens d'application de ce pro-
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cédé, mais sans aucun caractère limitatif, une application aux fond et ciel de fûts métalliques est décrite ci-après en se référant aux dessins annexés dans lesquels: les figures 1 à 6 représentent six phases caractéristiques du procédé selon l'invention; les figures 7,8, 9 et 10 représentent, dans quatre positions caractéristiques, un appareil appliquant ledit procédé.
Dans ces figures, l'appareil est constitué substantiellement par un récipient l, en l'occurrence de forme cylindrique, dont le diamètre intérieur D est égal au diamètre D' de la surface de la pièoe 2 à recouvrir d'une couche uniforme d'une résine adhérente. Ce diamètre D' peut ne pas être égal au diamètre extérieur de la pièce métallique à recouvrir. Ladite pièce 2 est, en l'occurrence, un fond de fût métallique. La résine adhérente indiquée en 1 introduite dans ledit récipient 1 sera déterminée au prorata des applications à réaliser.
Le récipient 1 est monté sur deux pivots co-axiaux 4-5 prenant appui dans des supports fixes appropriés, respectivement 6-7. De la paroi latérale du récipient 1 sont solidaires des potences 8, chacune d'elles portant un vérin schématisé par le cylindre 9, le piston 10, la tige de piston 11 et le poussoir 12.
Ledit cylindre présente les entrée , respectivement sortie, de fluide 13-14 raccordées à une source ou un générateur de fluide sous pression connu en soi (non représenté).
Dans la trajectoire de l'une des pièces solidaires du récipient 1 et en fin de course de basculement de celui-ci est disposé un dispositif de commande schématisé en 15. Celui-ci actionne mécaniquement, pneumatiquemert, électriquement ou ce toute autre manière une minuterie 16, elle-même contrôlant, au travers de tout équipement électrique ou autre approprié bien connu en soi (non représenté), le circuit du moteur éleotrique 17.
Sur l'axe de celui-ci est calé un pignon 18 qui engrène avec la couronne dentée 19 calée sur le pivot 5.
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Si le rapport entre lesdits pignon et couronne 18-19 n'était pas suffisamment grand pour imprimer, aux mouvements du récipient 1 et des éléments qui en sont solidaires, une vitesse adéquate, on pourrait évidemment interposer, entre le pivot et le moteur 17, un réducteur de vitesse adéquat. Moyennant ce dernier appareil extrêmement simple, l'application du procédé se comprend aisément comme suit : d'une part, la pièce à traiter 2 est portée à la température d'adhérence par un moyen quelconque approprié connu en soi schématisé, en l'occurrence, par les brûleurs 20 (figure 1); d'autre part, (figure 2), dans le récipient 1 est introduite la résine adhérente de revêtement sous la forme d'une poudre sèche finement divisée.
Dans l'application envisagée, ledit récipient 1 n'est rempli que partiellement en raison du profil de ladite pièce 2 à traiter. Ensuite (figure 7) la pièce 2, à la température d'adhérence, est posée sur ledit récipient 1 et (figures 3 et 8) ladite pièce est fermement solidarisée à ladite cuve 1, par exemple par l'effort de poussée exercée par les vérins 9-14. A cet effet, il suffit d'admettre , dans la partie supérieure du cylindre 9, via l'orifice 13, un fluide sous pression et de mettre la partie inférieure dudit cylindre 9, via l'orifice 14, en communication avec le conduit d'évacuation du fluide sous pression. Ensuite, le mécanisme 17 est mis en marche manuellement ou automatiquement par tout moyen connu approprié (non représenté).
Il en résulte que, comme représenté aux figures 4 et 9, ladite pièce 2 à traiter forme provisoirement fond du récipient 1 et supporte la masse de matière de revêtement. Dans ce mouvement de basculement, comme représenté plus spécialement à la figure 9, un organe solidaire de l'ensemble culbuté renccntre et repousse le dispositif de commande 15. Celui-ci enclenche la minuterie 16 laquelle, pendant un temps prédéterminé, ouvre le circuit d'alimentation du moteur électrique 17.
Celui-ci enclenche la minuterie 16, laquelle arrête le
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mécanisme moteur 17. Pendant ce temps, l'ensemble culouté reste immobilisé. Après ce temps prédéterminé, la minuterie 16 se déclenche et inverse le mécanisme moteur de telle façon que l'en- semble culbuté revient dans sa position initiale, comme représenté aux figures 5 et 10. Ceci après qu'un organe solidaire de l'ensemble culbuté rencontre et repousse un second dispositif de commande arrêtant le mécanisme moteur dans le cas où le mécanisme moteur le nécessite.
Il suffit, enfin, d'effacer les vérins 9-14 en admettant le fluide sous pression dans la partie inférieure des cylindres 9 via l'orifice 14 et de permettre l'évacuation du fluide sous pression se trouvant dans la partie supérieure dudit cylindre 12 via l'orifice 13. On peut alors séparer la pièce 2 du récipient 1 et l'on constate que l'une de ses faces est recouverte d'une couche 2' parfaitement uniforme et adhérente de matière de re- vêtement .
En ce qui concerne l'équipement électrique ou électromécanique entre le dispositif de commande 15 et l'alimentation du moteur électrique 17, on pourra évidemment faire usage de tous les accessoires connus et plus spécialement de relais et de relais à retardement, toutes choses parfaitement connues.des hommes de métier.
Quant, après basculement, la pièce à revêtir est immobilisée, on peut, par des moyens connus, continuera chauffer la pièce à garnir, soit pour maintenir la température, soit pour augmenter celle-ci.
L'invention n'est pas limitée par ces moyens.
Entre les vérins 9-14 et la source ou le générateur de fluide sous pression peuvent être interposés des tubes flexibles en sorte de permettre, sans dommage, auxdits vérins, de suivre le récipient 1 dans ses mouvements d'oscillation autour des pivots 4-5.
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On pourra évidemment compléter l'installation par tout dispositif ou équipement complémentaire au prorata des moyens de production que l'on désire mettre en oeuvra.
Exemple pratique : le récipient en acier, présentant un diamètre intérieur de 400 mm et une nauteur de 200 mm, est in- troduite une masse de polythène haute pression, sec et finement divisé, dont la température de fusion est comprise entre 105 et 125 C, et dont la quantité est telle qu'elle remplisse ledit ré- cipient aux 9/lOmes de sa capacité.
Un fond destiné à un fût métallique de 60 litres a été porté à la température d'adhérence, en l'occurrence + 200 0. Le fond ainsi préchauffé a été posé sur le bord périphérique dudit récipient et y fixé par des vérins.
Un dispositif de chauffage complémentaire a été placé en regard du fond ainsi fixé et réglé d'une telle manière que ladite température d'adhérence soit maintenue pratiquement constante.
Ensuite, le récipient avec ledit fond a été rapidement basculé de 180 et maintenu immobilisé dans cette position renversée pendant une durée par exemple de l'ordre de 5 secondes. Ensuite, le récipient et le fond y solidarisé ont été ramenés dans leur position initiale et ledit fond a été séparé du récipient par relâchementdes vérins.
On a constaté que le fond est, sur toute l'étendue de la surface délimitée par le bord périphérique du récipient, garni d'une couche de résine parfaitement adhérente, homogène et très régulière dont l'épaisseur est de l'ordre de 500 microns.
Les qualités de la couche adhérente ainsi obtenue résul- tent essentiellement de la forme compacte sous laquelle les grains de résine adhérente entrent en contact avec le métal porté à la température d'adhérence.
L'invention concerne le procédé en. soi et, d'une manière aussi générale que possible, tout moyen capable d'appliquer ce
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procédé, ainsi que les pièces métalliques garnies d'une couche de résine adhérente en résultant.
REVENDICATIONS.
1.- Procédé pour appliquer,sur les surfaces métalliques de corps creux, une couche adhérente de matière plastique, carao- térisé en oe qu'il consiste substantiellement à porter la pièce métallique à latempérature d'adhérence; à mettre ladite surface métallique ainsi chauffée en contact, quasi instantanément et à la fois en toutes ses parties, aveo une masse de résine adhérente sèche finement divisée; à maintenir ce contact dans un temps dé- terminé par l'épaisseur de la couche du revêtement adhérent à réaliser, puis à séparer la pièce métallique aveo sa couche for- tement adhérente du reste de la oouche de résine sèche finement divisée.