"Feuille métallique souple" La présente invention est relative à une feuille métallique souple destinée notamment à l'industrie de l'emballage et à l'industrie alimentaire.
Un des buts de la présente invention est de présenter une feuille métallique souple pouvant être utilisée pour des applications très variées, telles que des écrans réfléchissant la chaleur, non combustibles, des feuilles conductrices de la chaleur facilement déformables, mais suffisamment rigides pour pouvoir être maintenues dans une forme déformée sans que des moyens de fixation spéciaux doivent être utilisés.
Il s'agit donc d'une feuille métallique qui convient particulièrement bien comme emballage ou écran dans le domaine alimentaire.
A cet effet, la feuille métallique souple suivant l'invention comprend une pellicule métallique, de préférence en fer ou en un alliage de fer, recouverte sur au moins une de ses faces d'un film de protection métallique contenant du nickel, de l'étain, un alliage zinc-nickel, un alliage nickel-chrome, un alliage nickel-fer, du chrome revêtu d'une couche extérieure d'oxyde de chrome, ou du zinc, ce film étant éventuellement revêtu d'une couche intermédiaire de chrome suivie d'une couche extérieure d'oxyde de chrome.
Avantageusement, la pellicule présente une épaisseur comprise entre 5 et 100 microns, de préférence 5 et 40 microns.
L'invention concerne également un procédé de fabrication d'une feuille métallique souple du type précité.
Ce procédé est caractérisé par le fait qu'on forme la pellicule métallique, de préférence en fer ou un alliage de fer, par un dépôt électrolytique sur une cathode en matière conductrice sensiblement inerte, on sépare ensuite cette pellicule de la cathode et on dépose sur au moins une des faces de la pellicule le film de protection métallique précité.
Suivant une forme de réalisation particulière du procédé suivant l'invention, on forme la pellicule par un dépôt électrolytique sur une cathode constituée d'une bande sans fin entrant d'une manière continue d'un côté dans un bain d'électrolyte et sortant du côté opposé de celui-ci où on onlève, également de manière continue, la pellicule formée.
Enfin, l'invention concerne également une installation pour la mise en oeuvre de ce procédé.
Cette installation comprend, suivant l'invention, pour la formation de la pellicule métallique, une cellule d'électrolyse munie d'une cathode constituée d'une bande conductrice sans fin se déplaçant en contact avec un électrolyte, des moyens étant prévus pour enlever d'une manière sensiblement continue, au fur et à mesure du déplacement de cette bande, la pellicule déposée sur cette dernière sous l'action du courant cathodique, cette cellule étant suivie d'une section pour la formation d'un film de protection sur ladite pellicule.
Suivant une forme de réalisation préférentielle de l'invention, cette installation comprend un dispositif de traitement thermique connu en soi monté en aval de la cellule d'électrolyse dans laquelle la pellicule précitée est formée.
D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description donnée ci-après, à titre d'exemples non limitatifs, de quelques formes de réalisation particulières de la feuille métallique souple suivant l'invention ainsi que du procédé et de l'installation pour la fabrication de cette feuille.
La figure 1 est un schéma-bloc d'une première forme de réalisation d'une installation pour la fabrication de la feuille métallique souple suivant l'invention. La figure 2 est un schéma-bloc analogue d'une deuxième forme de réalisation d'une telle installation. La figure 3 est, à plus grande échelle, une coupe longitudinale d'un détail de l'installation suivant ces deux formes de réalisation.
Dans les différentes figures, les mêmes chiffres de référence concernent des éléments analogues ou identiques.
La présente invention est relative à une feuille métallique souple comportant une pellicule métallique, de préférence en fer ou en un alliage de fer, qui est recouverte sur au moins une de ses faces d'un film de protection métallique permettant d'empêcher la corrosion de cette pellicule.
Il s'agit plus particulièrement d'une pellicule qui peut être déformée quelque peu de la même manière qu'une feuille de papier, à la différence toutefois que l'effet de mémoire n'est pratiquement pas présent. Ainsi, lorsque une forme déterminée est donnée à la feuille, cette forme subsiste sans que des précautions particulières doivent être prises, telles qu'un collage ou l'utilisation d'autres moyens de fixation.
Ceci permet de faire épouser par la feuille sensiblement exactement la forme d'un objet, même si cette forme est relativement complexe.
Il a été constaté, suivant l'invention, qu'une feuille métallique présentant ces propriétés peut être obtenue si elle comprend une pellicule en fer ou en un alliage de fer dont l'épaisseur est comprise entre 5 et 100 microns et de préférence entre 5 et 40 microns.
Par ailleurs, le film de protection métallique contient du nickel, de l'étain, un alliage zinc-nickel, un alliage Ni-Fe, un alliage nickel-chrome, du chrome revêtu d'une couche extérieure d'oxyde de chrome, ou du zinc, ce film étant éventuellement revêtu d'une couche intermédiaire de chrome suivie d'une couche extérieure d'oxyde de chrome.
L'épaisseur de ce film est tel qu'il est constitué
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d'un alliage nickel-chrome, ou de zinc revêtu éventuellement par une couche intermédiaire de 30 à 100 mg/m<2> de chrome suivie d'une couche extérieure de 5 à 30 mg/m� d'oxyde de chrome, ou encore de 30 à 100 mg/m<2> de chrome revêtu de 5 à 30 mg/m<2> d'oxyde de chrome.
Plus particulièrement, ce film peut être
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d'une couche intermédiaire contenant de l'ordre de 70 mg/m<2> de chrome et d'une couche extérieure contenant de l'ordre de 15 mg/m<2> d'oxyde de chrome ou encore de l'ordre de 70 mg/m<2> de chrome, revêtu d'une couche contenant de l'ordre de 15 mg/m<2> d'oxyde de chrome.
Ce film de protection est prévu sur une, mais de préférence sur les deux faces de .la pellicule.
La feuille métallique, suivant l'invention, peut être obtenue en formant la pellicule par un dépôt électrolytique sur une cathode en matière conductrice sensiblement inerte, en séparant ensuite cette pellicule de la cathode et en déposant sur au moins une des faces de cette pellicule le film de protection métallique.
Plus particulièrement, dans un procédé continu, cette pellicule est formée sur une cathode constituée d'une bande sans fin entrant à une vitesse sensiblement constante et d'une manière continue d'un côté dans un bain d'électrolyte et sortant du côté opposé de celui-ci où on enlève alors, également de manière continue, la pellicule formée.
L'anode utilisée peut être soluble ou insoluble, quoiqu'une préférence est généralement donnée pour l'utilisation d'une anode soluble. Celle-ci peut être constituée par un lingot de coulée de dimensions adéquates ou par de la mitraille contenue dans un panier plongé dans l'électrolyte.
Le film de protection est également de préférence obtenu par un dépôt électrolytique dans une ou plusieurs cellules d'électrolyse, ceci suivant la nature et la composition du film.
Dans la plupart des cas il est utile de soumettre la pellicule à un traitement thermique généralement connu en soi.
Ce traitement thermique peut avoir lieu soit avant le dépôt du film de protection sur la pellicule, soit après ce dépôt, soit encore même simultanément avant et après le dépôt.
Enfin, ce film de protection peut être recouvert par un enduit non métallique, de préférence par un enduit organique, tel qu'un vernis.
Un tel enduit présente l'avantage de donner une protection supplémentaire à la feuille contre la corrosion et, de plus, de permettre des inscriptions d'imprimerie et analogues.
Ceci peut donc être particulièrement utile lorsque la feuille est utilisée comme moyen de conditionnement de produits.
Le procédé suivant- l'invention peut de plus comprendre certains traitements classiques, tels qu'un rinçage à l'eau après l'électrolyse et un séchage avant l'application de l'enduit non métallique.
Il peut également s'avérer utile de prévoir un décapage de la pellicule après le traitement thermique suivi d'un rinçage et éventuellement d'un séchage avant le dépôt du film de protection métallique.
Les figures 1 à 3 montrent schématiquement deux formes de réalisation particulières d'une installation pour la mise en oeuvre d'un procédé de fabrication d'une feuille souple métallique suivant l'invention.
Il s'agit plus particulièrement d'une installation en continu.
Ainsi, la figure 1 montre une installation comprenant successivement une cellule d'électrolyse 1 pour la formation de la pellicule métallique souple, une première section de rinçage 2 pour éliminer l'électrolyte entraîné par la pellicule, un dispositif de traitement thermique 3, généralement connu en soi, une section de décapage 4, suivi d'une deuxième section de rinçage 5, une deuxième cellule d'électrolyse permettant le dépôt du film de protection sur une ou les deux faces de la pellicule, une troisième section de rinçage 7, une section de séchage 8, une section de vernissage 9 et un section de bobinage 10.
La cellule d'électrolyse 1 est avantageusement une cellule à courroie, c'est-à-dire dans laquelle la cathode est constituée d'une bande conductrice sans fin se déplaçant en contact avec un électrolyte. Une telle cellule, qui a fait l'objet du brevet luxembourgeois n[deg.] 80.496 du 9 septembre 1978, a été montrée plus en détail à la figure 3.
Dans cette figure, la bande conductrice sans fin
11, qui constitue donc la cathode, est entraînée autour de deux cylindres 12 et 13 dans le sens de la flèche 14.
La portion 15 de la bande sans fin 11 s'étendant tangentiellement en-dessous des cylindres 12 et 13 forme la paroi supérieure d'un bain électrolytique 16 dans lequel circule un électrolyte suivant un sens opposé à celui de cette portion 15. Ainsi, comme montré par une flèche 17, l'électrolyte est introduit dans le bain électrolytique 16 par une conduite 18 du côté arrière de la cellule et quitte ce bain par une conduite 19 prévue du côté opposé du bain électrolytique, comme indiqué par la flèche 20.
La bande sans fin 11 coopère avec une amenée de courant cathodique comprenant une série de contacts, tels que des balais
21, montés en parallèle sur des porte-balais 22 répartis sensiblement uniformément sur la face 23 de la portion 15 de la bande 11 opposée à celle orientée vers le bain électrolytique 16.
La portion 15 de celle-ci s'étend sensiblement parallèlement à une anode 24 qui est, dans la forme de réalisation montrée à la figure 3, constituée d'une anode soluble. Il s'agit plus particulièrement d'un lingot de coulée de fer. Ce lingot peut donc se déplacer dans le sens de la flèche 25, entre des parois 26 et 27 de la cellule, au fur et à mesure de sa consommation par suite de l'électrolyse.
Un dépôt électrolytique se forme sur la face de la portion 15 de la bande sans fin 11 orientée vers le bain électrolytique 16 qui s'épaissit au fur et à mesure de l'avancement de cette portion dans le sens de la flèche 28.
Au moment où, à la fin du bain électrolytique
16, la bande s'éloigne du bain électrolytique, le dépôt électrolytique 29 ainsi formé constitue la pellicule précitée et est détaché de cette bande pour être dirigé, par exemple au moyen d'un rouleau 30, vers la première section de rinçage 2, telle que montrée à la figure 1.
Après le traitement thermique dans le dispositif 3, la pellicule passe dans la section de décapage 4 où elle peut être p.e. traitée par une solution d'acide formique, chlorhydrique ou sulfurique.
Pour la formation du film de protection métallique sur cette pellicule 29, la cellule d'électrolyse 6 utilisée peut, par exemple, être une cellule du type de celle faisant l'objet du brevet luxembourgeois n[deg.] 85.086 du Il novembre 1983. Cette cellule permet de réaliser, à haute densité de courant, un film métallique sensiblement uniforme simultanément sur chacune des deux faces de la pellicule 29.
La figure 2 concerne une deuxième forme de réalisation d'une installation pour la fabrication d'une feuille métallique souple suivant l'invention.
Celle-ci se distingue essentiellement par rapport à la forme de réalisation montrée à la figure 1 par le fait que le dépôt du film de protection sur la pellicule 29 provenant de la cellule d'électrolyse 1 a lieu avant le traitement thermique. De plus, la section de décapage, qui avait été prévue dans la première forme de réalisation après le traitement thermique a été omise.
Ainsi, dans cette deuxième forme de réalisation, directement après la première section de rinçage 2, la cellule d'électrolyse 6 est prévue pour la formation du film de protection métallique. Cette cellule d'électrolyse est alors suivie par la section de rinçage 7.
Par suite de la disposition particulière suivant la figure 2, une diffusion à l'état solide peut se produire lors du recuit, entre le film de protection métallique et la pellicule. De cette façon, lorsque ce film est constitué de nickel, grâce à cet effet de diffusion, le film de nickel peut se transformer, au moins à la surface de contact avec la pellicule, en un alliage nickel-fer.
D'une façon générale, l'électrolyte peut
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forme de FeCL2, et le pH de celui-ci est maintenu entre 0,5 et 4, p.e. par l'addition d'un acide fort, tel que de l'acide chlorhydrique.
La densité de courant cathodique est avantageusement comprise entre 100 et 300 A/dm<2>, pour une vitesse de circulation de l'électrolyte de 2 à 4 m/sec et une température du bain électrolytique entre
70 et 95[deg.]C.
Si une anode insoluble est utilisée, celle-ci est
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une attaque de fer métal par le Fe formé.
Exemple 1
Cet exemple concerne la fabrication en continu d'une feuille en forme de bande dont la pellicule est en fer et présente une épaisseur de l'ordre de 15
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pellicule est constitué de 2 g/m<2>/par face de zinc recouvert de 40 mg/m'/par face de zinc recouvert de 40 mg/m<2> de chrome et de 10 mg/m<2> d'oxyde de chrome. On a utilisé à cet égard une installation comprenant deux cellules d'électrolyse en série à anode soluble, du type montré à la figure 3, de 2 m de longueur utile, correspondant donc sensiblement à la longueur de la portion 15 de la bande 11. La densité de courant était de l'ordre de 200 A/dm<2> et la vitesse de la ligne, c'est-à-dire la vitesse de déplacement de la bande 11, était de l'ordre de 14 m/min.
Le bain électrolytique 16 contenait 60 g/1 de Fe++ et le pH était de l'ordre de 0,5.
Cette électrolyse était suivie d'un rinçage de la pellicule obtenue 29, qui a alors été soumise à un traitement thermique.
La couche de zinc du film de protection précité était formée dans une première cellule d'électrolyse du type de celle faisant l'objet du brevet luxembourgeois n[deg.] 85086.
Dans une deuxième cellule du même type, après un rinçage de la surface du dépôt de zinc, le dépôt successif des couches de chrome et d'oxyde de chrome a été réalisé. Ce dépôt a également été soumis à un rinçage qui a alors été suivi d'un séchage pour permettre le recouvrement du film de protection ainsi obtenu par un enduit de vernis.
Exemple 2
Cet exemple concerne la fabrication en continu d'une feuille métallique souple en forme de bande d'une largeur de 1,5 m, dont la pellicule est en fer
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L'installation utilisée comprenait six cellules d'électrolyse en série du type de celle montrée à la figure 3, à anode soluble, pour la formation de la pellicule.
La densité de courant était de l'ordre de 300 A/dm<2> et le bain électrolytique
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l'ordre de 2.
La vitesse de la ligne ou de la bande 11 dans ces cellules était de l'ordre de
21 m/min. Ces cellules étaient suivies d'une section de rinçage et d'un
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constitué de nickel, dans une cellule d'électrolyse du type de celle faisant l'objet du brevet luxembourgeois 85086. La densité du courant cathodique était de l'ordre de 200 A/dm<2>. Après un rinçage et un séchage, la pellicule recouverte du film de protection ainsi formé a été soumise à un traitement thermique.
Après refroidissement, le film de protection a été recouvert d'un vernis.
Exemple 3
Cet exemple concerne la fabrication en continu d'une feuille métallique souple protégée par un film d'étain et dont la pellicule de fer est identique à celle de l'exemple 2.
L'installation utilisée correspondait également à celle de cet exemple 2. Le film d'étain précité a été formé en faisant passer la pellicule à une vitesse de l'ordre de 20 m/min dans une cellule du même type que celle de l'exemple 2. L'électrolyte était à base d'acide phénolsulfonique et contenait
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La température du bain était de l'ordre de 45[deg.]C et la densité de courant cathodique de l'ordre de 20 A/dm�, le rendement de courant cathodique était de 100 %.
Il est bien entendu que l'invention n'est pas limitée aux formes de réalisation décrites ci-dessus de la feuille métallique souple, du procédé et de l'installation pour la fabrication de cette feuille, mais que bien des variantes peuvent être envisagées sans sortir du cadre de la présente invention.
C'est ainsi que le dépôt électrolytique pour la formation aussi bien de la pellicule que du film de protection peut être réalisé par une succession de plusieurs cellules d'électrolyse du même type ou de types différents avec, si nécessaire, entre deux cellules successives une section de rinçage.
Par ailleurs, dans certains cas, le film de protection peut être constitué de nickel ou d'étain recouvert d'une couche intermédiaire de chrome et d'une couche extérieure d'oxyde de chrome.
REVENDICATIONS
1. Feuille métallique souple, caractérisée en ce qu'elle comporte une pellicule métallique, de préférence en fer ou en un alliage de fer, recouverte sur au moins une de ses faces d'un film de protection métallique contenant du nickel, de l'étain, un alliage zinc-nickel, un alliage nickel-chrome, un alliage nickel-fer, du chrome revêtu d'une couche extérieure d'oxyde de chrome, ou du zinc, ce film étant éventuellement revêtu d'une couche intermédiaire de chrome suivie d'une couche extérieure d'oxyde de chrome.