CA2192000C - Bain fluidise electrostatique avec electrode semi-conductrice - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un bain fluidisé électrostatique pour le revêtement de substrats à l'aide de poudres qui se chargent électrostatiquement au contact d'une ou plusieurs électrodes semi-conductrices plongées dans la cuve de fluidisation. Les électrodes semi-conductrices présentent une résistivité volumique comprise entre 102 et 108 .OMEGA..m, et de préférence comprise entre 104 et 106 .OMEGA..m. Le revêtement des substrats dans de tels bains est particulièrement régulier et uniforme, quelle que soit la géométrie du substrat à revêtir et convient pour des substrats de grande dimension.
Description
1 ' DESCRIPTION
BAIN FLUIDISE ELECTROSTATIQUE AVEC ELECTRODE SEMI-CONDUCTRICE
DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention concerne un bain fluidisé électrostatique avec électrode(s) semi-conductrice(s) pour le revêtement de substrats avec des matières plastiques pulvérulentes chargées électrostatiquement.
TECHNIQUE ANTERIEURE
Il existe différentes techniques de revêtement de substrats métalliques à
l'aide de poudres thermoplastiques ou thermodurcissables chargées lo électrostatiquement :
* par projection électrostatique à l'aide d'un pistolet électrostatique de type Corona*ou triboélectrique dans lequel les particules se chargent électrostatiquement avant d'être dirigées vers le substrat à revêtir, maintenu à un potentiel nul (masse) * par trempage dans un bain électrostatique fluidisé constitué d'une cuve en matière isolante et d'une électrode conductrice reliée à la haute tension, en général dans ou à côté de la dalle poreuse - voir par exemple US 4.381.728 au 'nom de NORTHERN TELECOM LTD.
La technique de projection électrostatique a pour inconvénients essentiels une limitation de l'épaisseur du revêtement pulvérulent (d'épaisseur en général inférieure à 100 pm) inhérente à la tension appliquée et au pistolet électrostatique 20 due à des phénomènes d'ionisation inverse ou répulsion et l'impossibilité
de revêtir uniformément des pièces de géométrie complexe telles que cages de Faraday ;
ainsi pour des substrats constitués de fils soudés, des lignes de champ nulles apparaissent aux intersections rendant impossible le revêtement de ces intersections par les grains de poudre.
Le trempage dans un bain électrostatique fluidisé connu présente un risque non négiigeable d'arc électrique entre le substrat à revêtir relié à la terre et l'électrode conductrice pouvant entraîner l'inflammation et/ou l'explosion de la masse pulvérulente de la cuve. A cause de ces risques, il est dangereux d'immerger totalement les substrats à rèvêtir au sein de la masse pulvérulente en fluidisation et oblige donc à utiliser une quantité de poudre minimale. Actuellement, cette technique ne permet le revêtement régulier et uniforme que de substrats de petite * (marque de commerce) "; i'' -. ,:=
(i .;..
BAIN FLUIDISE ELECTROSTATIQUE AVEC ELECTRODE SEMI-CONDUCTRICE
DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention concerne un bain fluidisé électrostatique avec électrode(s) semi-conductrice(s) pour le revêtement de substrats avec des matières plastiques pulvérulentes chargées électrostatiquement.
TECHNIQUE ANTERIEURE
Il existe différentes techniques de revêtement de substrats métalliques à
l'aide de poudres thermoplastiques ou thermodurcissables chargées lo électrostatiquement :
* par projection électrostatique à l'aide d'un pistolet électrostatique de type Corona*ou triboélectrique dans lequel les particules se chargent électrostatiquement avant d'être dirigées vers le substrat à revêtir, maintenu à un potentiel nul (masse) * par trempage dans un bain électrostatique fluidisé constitué d'une cuve en matière isolante et d'une électrode conductrice reliée à la haute tension, en général dans ou à côté de la dalle poreuse - voir par exemple US 4.381.728 au 'nom de NORTHERN TELECOM LTD.
La technique de projection électrostatique a pour inconvénients essentiels une limitation de l'épaisseur du revêtement pulvérulent (d'épaisseur en général inférieure à 100 pm) inhérente à la tension appliquée et au pistolet électrostatique 20 due à des phénomènes d'ionisation inverse ou répulsion et l'impossibilité
de revêtir uniformément des pièces de géométrie complexe telles que cages de Faraday ;
ainsi pour des substrats constitués de fils soudés, des lignes de champ nulles apparaissent aux intersections rendant impossible le revêtement de ces intersections par les grains de poudre.
Le trempage dans un bain électrostatique fluidisé connu présente un risque non négiigeable d'arc électrique entre le substrat à revêtir relié à la terre et l'électrode conductrice pouvant entraîner l'inflammation et/ou l'explosion de la masse pulvérulente de la cuve. A cause de ces risques, il est dangereux d'immerger totalement les substrats à rèvêtir au sein de la masse pulvérulente en fluidisation et oblige donc à utiliser une quantité de poudre minimale. Actuellement, cette technique ne permet le revêtement régulier et uniforme que de substrats de petite * (marque de commerce) "; i'' -. ,:=
(i .;..
2 21 9 20 00 dimension et de géométrie très simple tels que fils, câbles ou profilés.
Dans DD 242.353, on a décrit un procédé de trempage dans un bain électrostatique fluidisé où l'électrode de charge est une électrode semi-conductrice contre-collée sur un isolant. Ce système permet de limiter les risques d'inflammation et d'explosion de la masse pulvérulente qui se trouve au sein de la cuve ;
toutefois, pour des pièces complexes et de dimension assez importante, le revêtement n'est ni régulier, ni uniforme.
Dans US 3.248.253, on a décrit un procédé de trempage dans un bain électrostatique fluidisé où les électrodes de charge sont semi-conductrices, se présentent sous forme de pointes et sont placées au niveau de la dalle poreuse et éventuellement totalement immergées dans la poudre fluidisée. Les substrats à
revêtir sont amenés au-dessus de la poudre fluidisée créant ainsi une attraction des grains de poudre chargés électriquement de la partie supérieure du bain fluidisé
vers les substrats de potentiel électrique nul. La qualité des revêtements obtenus n'est pas très uniforme et les risques d'arc électrique entre les électrodes et les substrats à revétir sont loin d'être négligeables étant donné la forme pointue des électrodes.
EXPOSE DE L'INVENTION
La présente invention propose une électrode de charge semi-conductrice de résistivité volumique comprise entre 102 et 108S2.m, caractérisée en ce qu'elle est constituée d'une matrice isolante ou semi-conductrice dans laquelle sont incorporées des particules choisies du groupe constitué des particules conductrices minérales, des particules conductrices organiques, des particules semi-conductrices minérales et des particules semi-conductrices organiques.
La présente invention propose aussi un procédé pour revêtir de façon régulière et uniforme des substrats métalliques de dimension importante et de géométrie parfois complexe tels que fils soudés, grilles, paniers de lave-vaisselle, chariots de supermarché, à l'aide de poudres ~~.:
Dans DD 242.353, on a décrit un procédé de trempage dans un bain électrostatique fluidisé où l'électrode de charge est une électrode semi-conductrice contre-collée sur un isolant. Ce système permet de limiter les risques d'inflammation et d'explosion de la masse pulvérulente qui se trouve au sein de la cuve ;
toutefois, pour des pièces complexes et de dimension assez importante, le revêtement n'est ni régulier, ni uniforme.
Dans US 3.248.253, on a décrit un procédé de trempage dans un bain électrostatique fluidisé où les électrodes de charge sont semi-conductrices, se présentent sous forme de pointes et sont placées au niveau de la dalle poreuse et éventuellement totalement immergées dans la poudre fluidisée. Les substrats à
revêtir sont amenés au-dessus de la poudre fluidisée créant ainsi une attraction des grains de poudre chargés électriquement de la partie supérieure du bain fluidisé
vers les substrats de potentiel électrique nul. La qualité des revêtements obtenus n'est pas très uniforme et les risques d'arc électrique entre les électrodes et les substrats à revétir sont loin d'être négligeables étant donné la forme pointue des électrodes.
EXPOSE DE L'INVENTION
La présente invention propose une électrode de charge semi-conductrice de résistivité volumique comprise entre 102 et 108S2.m, caractérisée en ce qu'elle est constituée d'une matrice isolante ou semi-conductrice dans laquelle sont incorporées des particules choisies du groupe constitué des particules conductrices minérales, des particules conductrices organiques, des particules semi-conductrices minérales et des particules semi-conductrices organiques.
La présente invention propose aussi un procédé pour revêtir de façon régulière et uniforme des substrats métalliques de dimension importante et de géométrie parfois complexe tels que fils soudés, grilles, paniers de lave-vaisselle, chariots de supermarché, à l'aide de poudres ~~.:
3 chargées électrostatiquement sans danger de décharge électrique lors du fonctionnement du bain fluidisé selon l'invention et permet d'atteindre des épaisseurs de dépôts de poudre jusqu'à 300 um sans phénomène d'ionisation inverse ou répulsion électrostatique.
Plus particulièrement, l'invention propose un procédé
de revêtement dans un bain fluidisé de substrats à l'aide de compositions pulvérulentes chargées électrostatiquement, caractérisé en ce que la charge des compositions pulvérulentes est assurée par une ou plusieurs électrodes semi-conductrices telle que définies ci-dessus, reliées à
un générateur de haute tension stabilisée et en ce que les compositions pulvérulentes ont une résistivité volumique comprise entre 1012 et 1017S2.m.
En outre, le procédé de la demanderesse permet, pour des substrats présentant des pointes -tels que les paniers de lave-vaisselle- d'avoir, au niveau de ces pointes, un revêtement de poudre d'épaisseur plus importante qu'aux autres parties du substrat, asurant ainsi une protection accrue contre la corrosion , les phénomènes de corrosion apparaissant en général au niveau de ces pointes.
Le bain fluidisé électrostatique selon l'invention est constitué d'une cuve en matière isolante, par exemple en polychlorure de vinyle (PVC), polypropylène (PP), polyéthylène (PE), polytétrafluoroéthylène (PTFE), polyfluorure de vinylidène (PVDF) le plus souvent de forme parallélépipédique, ou cylindrique. On préfère adapter la forme de la cuve en fonction de la géométrie du substrat à revétir :
lorsque le substrat est un fil ou un tube, il est avantageux de le revêtir dans une cuve de section circulaire (cuve cylindrique), lorsque le substrat est une plaque une cuve de section carrée ou rectangulaire se trouve plus adaptée.
La cuve présente un double fond : une alimentation en air surpressé est prévue dans la partie inférieure de la cuve, dite chambre de tranquillisation (2), laquelle est surmontée par un élément poreux (3) qui peut être une dalle poreuse, un matériau tissé ou fritté (par exemple tissu de PE, PE fritté), sensiblement horizontal également en matière isolante, à travers lequel est insufflé de l'air --,;
3a surpressé destiné à mettre les particules pulvérulentes en suspension. L'air nécessaire à la fluidisation des particules de poudre est introduit dans la chambre d'admission/tranquillisation située au fond de la cuve au-dessous de l'élément poreux par une conduite d'alimentation en air (1) dans laquelle peuvent étre intégrés des systèmes de régulation de la température et de l'humidité ainsi que des systèmes de filtration des poussières de l'air. Afin d'éviter la pollution de l'air due au passage intempestif des poudres de la partie supérieure de la cuve vers la chambre d'admission d'air, il est nécessaire de prévoir une bonne étanchéité entre la chambre d'admission d'air d'une part, et la partie de la cuve où sont confinées les particules pulvérulentes d'autre part. Cette étanchéité peut par exemple @tre assurée par un joint de caoutchouc permettant d'ancrer solidement l'élément poreux aux parois de la cuve maintenu par des moyens de fixation permanents ou non, tels que vis/écrou. Après passage au travers des trous de l'élément poreux (dalle, tissu ou fritté), l'air arrive dans la cuve (4) proprement dite dans laquelle les matières pulvérulentes ont été introduites et assure la mise en suspension desdites particules. La pression de l'air nécessaire à fluidiser correctement le bain de poudre est sensiblement proportionnelle à la masse de poudre introduite dans ta cuve.
L'expansion volumique des poudres lors de la fluidisation est en général comprise entre 15 et 60 % (exprimée par rapport au volume au repos) et dépend de la nature des poudres de revêtement mises en oeuvre. Lors de la mise en oeuvre du procédé
selon l'invention, le substrat est immergé en totalité au-dessous du niveau supérieur de la masse fluidisée (9).
Une ou plusieurs électrodes semi-conductrices (8) ainsi que le ou les substrats à revétir (5) sont disposés à l'intérieur de la cuve, dans la zone méme de fluidisation des particules. Les particules pulvérulentes en suspension se chargent alors électrostatiquement par contact avec la ou les électrodes et sont ensuite attirées par le substrat (5) relié à la terre (6) (potentiel nul) qu'elles viennent recouvrir.
Les électrodes semi-conductrices (8) selon l'invention ont une résistivité
volumique comprise entre 102 et 108 S2.m, et de préférence comprise entre 104 et 106S2.m mesurée selon la norme ASTM D257, et se présentent de préférence sous forme de parallélépipède, éventuellement tronqué.
3b 21 9 20 00 Elles peuvent par exemple ètre constituées d'une matrice isolante (i-e électriquement neutre) dans laquelle sont incorporées des particules conductrices ou semi-conductrices minérales et/ou organiques. On ajuste la concentration des particules conductrices ou semi-conductrices au sein de la matrice de façon à
atteindre la résistivité volumique recherchée.
A titre d'exemple de matériaux constitutifs des matrices isolantes, on peut citer tous les matériaux à base de polymères thermoplastiques, thermodurcissables
Plus particulièrement, l'invention propose un procédé
de revêtement dans un bain fluidisé de substrats à l'aide de compositions pulvérulentes chargées électrostatiquement, caractérisé en ce que la charge des compositions pulvérulentes est assurée par une ou plusieurs électrodes semi-conductrices telle que définies ci-dessus, reliées à
un générateur de haute tension stabilisée et en ce que les compositions pulvérulentes ont une résistivité volumique comprise entre 1012 et 1017S2.m.
En outre, le procédé de la demanderesse permet, pour des substrats présentant des pointes -tels que les paniers de lave-vaisselle- d'avoir, au niveau de ces pointes, un revêtement de poudre d'épaisseur plus importante qu'aux autres parties du substrat, asurant ainsi une protection accrue contre la corrosion , les phénomènes de corrosion apparaissant en général au niveau de ces pointes.
Le bain fluidisé électrostatique selon l'invention est constitué d'une cuve en matière isolante, par exemple en polychlorure de vinyle (PVC), polypropylène (PP), polyéthylène (PE), polytétrafluoroéthylène (PTFE), polyfluorure de vinylidène (PVDF) le plus souvent de forme parallélépipédique, ou cylindrique. On préfère adapter la forme de la cuve en fonction de la géométrie du substrat à revétir :
lorsque le substrat est un fil ou un tube, il est avantageux de le revêtir dans une cuve de section circulaire (cuve cylindrique), lorsque le substrat est une plaque une cuve de section carrée ou rectangulaire se trouve plus adaptée.
La cuve présente un double fond : une alimentation en air surpressé est prévue dans la partie inférieure de la cuve, dite chambre de tranquillisation (2), laquelle est surmontée par un élément poreux (3) qui peut être une dalle poreuse, un matériau tissé ou fritté (par exemple tissu de PE, PE fritté), sensiblement horizontal également en matière isolante, à travers lequel est insufflé de l'air --,;
3a surpressé destiné à mettre les particules pulvérulentes en suspension. L'air nécessaire à la fluidisation des particules de poudre est introduit dans la chambre d'admission/tranquillisation située au fond de la cuve au-dessous de l'élément poreux par une conduite d'alimentation en air (1) dans laquelle peuvent étre intégrés des systèmes de régulation de la température et de l'humidité ainsi que des systèmes de filtration des poussières de l'air. Afin d'éviter la pollution de l'air due au passage intempestif des poudres de la partie supérieure de la cuve vers la chambre d'admission d'air, il est nécessaire de prévoir une bonne étanchéité entre la chambre d'admission d'air d'une part, et la partie de la cuve où sont confinées les particules pulvérulentes d'autre part. Cette étanchéité peut par exemple @tre assurée par un joint de caoutchouc permettant d'ancrer solidement l'élément poreux aux parois de la cuve maintenu par des moyens de fixation permanents ou non, tels que vis/écrou. Après passage au travers des trous de l'élément poreux (dalle, tissu ou fritté), l'air arrive dans la cuve (4) proprement dite dans laquelle les matières pulvérulentes ont été introduites et assure la mise en suspension desdites particules. La pression de l'air nécessaire à fluidiser correctement le bain de poudre est sensiblement proportionnelle à la masse de poudre introduite dans ta cuve.
L'expansion volumique des poudres lors de la fluidisation est en général comprise entre 15 et 60 % (exprimée par rapport au volume au repos) et dépend de la nature des poudres de revêtement mises en oeuvre. Lors de la mise en oeuvre du procédé
selon l'invention, le substrat est immergé en totalité au-dessous du niveau supérieur de la masse fluidisée (9).
Une ou plusieurs électrodes semi-conductrices (8) ainsi que le ou les substrats à revétir (5) sont disposés à l'intérieur de la cuve, dans la zone méme de fluidisation des particules. Les particules pulvérulentes en suspension se chargent alors électrostatiquement par contact avec la ou les électrodes et sont ensuite attirées par le substrat (5) relié à la terre (6) (potentiel nul) qu'elles viennent recouvrir.
Les électrodes semi-conductrices (8) selon l'invention ont une résistivité
volumique comprise entre 102 et 108 S2.m, et de préférence comprise entre 104 et 106S2.m mesurée selon la norme ASTM D257, et se présentent de préférence sous forme de parallélépipède, éventuellement tronqué.
3b 21 9 20 00 Elles peuvent par exemple ètre constituées d'une matrice isolante (i-e électriquement neutre) dans laquelle sont incorporées des particules conductrices ou semi-conductrices minérales et/ou organiques. On ajuste la concentration des particules conductrices ou semi-conductrices au sein de la matrice de façon à
atteindre la résistivité volumique recherchée.
A titre d'exemple de matériaux constitutifs des matrices isolantes, on peut citer tous les matériaux à base de polymères thermoplastiques, thermodurcissables
-4-et/ou élastomères et/ou élastomères thermoplastiques (TPE) électriquement neutres, tels que les polyoléfines, caoutchoucs naturel et/ou synthétique, les TPE à
base de polyamide. Les particules conductrices sont introduites dans la matrice isolante selon tout type de procédé adapté à la nature du ou des polymères et/ou élastomères de la matrice isolante, tel que par extrusion, injection, calandrage, par mise en solution ou par précipitation, au cours de la vulcanisation éventuelle de la matrice isolante.
Les particules conductrices ou centres de charge peuvent être à base de noir de carbone, d'oxydes métalliques, de poudres de composés métalliques (Fe, AI, io Zn, Ni, Cu, bronze, laiton,...), de graphite, et d'une manière générale de tout additif de résistivité volumique très inférieure à celle de la matrice isolante.
Dans le cadre de la présente invention, l'électrode semi-conductrice peut également être en matériau semi-conducteur, i-e de résistivité volumique comprise entre 102 et 108 S2.m, et de préférence comprise entre 104 et 106 S2.m. Un avantage non négligeable de telles électrodes réside dans le fait qu'un contact entre l'opérateur et l'électrode n'est plus dangereux.
Les électrodes selon l'invention se présentent en général sous forme de parallélépipèdes, éventueliement tronqués dans leur partie supérieure (la section horizontale est supérieure dans le bas de la cuve), la face tronquée étant orientée vers le centre de la cuve (où on place en général le substrat à revêtir) et disposée de façon sensiblement perpendiculaire au fond poreux.
Comme indiqué plus haut, la section horizontale des électrodes selon l'invention est supérieure ou égale dans le bas de la cuve à la section dans le haut de (a cuve ; cette variation peut être continue ou non, par exemple linéaire (la section transversale de l'électrode est un trapèze), hyperbolique, parabolique ou en forme de marches d'escalier.
Elles sont reliées à un générateur de haute tension stabilisée (7) délivrant une tension réglable comprise entre 0 et 60 kV, positive ou négative de faible ampérage (en général inférieur à 200 pA) par l'intermédiaire d'un contact de jonction (10) placé à l'arrière de l'électrode, c'est-à-dire sur la face dirigée vers la paroi de la cuve. Le contact de jonction peut être ponctuel ; dans ce cas, on préfère le placer dans la partie supérieure arrière de l'électrode.
On préfère que le contact électrique au niveau de l'électrode ne soit pas assuré par un élément conducteur dangereux pour les opérateurs lors d'une déconnection inopinée mais soit assuré au moyen d'un élément semi-conducteur qui se prolonge au-delà de la cuve, éliminant ainsi tout risque d'électrocution au voisinage de la cuve.
base de polyamide. Les particules conductrices sont introduites dans la matrice isolante selon tout type de procédé adapté à la nature du ou des polymères et/ou élastomères de la matrice isolante, tel que par extrusion, injection, calandrage, par mise en solution ou par précipitation, au cours de la vulcanisation éventuelle de la matrice isolante.
Les particules conductrices ou centres de charge peuvent être à base de noir de carbone, d'oxydes métalliques, de poudres de composés métalliques (Fe, AI, io Zn, Ni, Cu, bronze, laiton,...), de graphite, et d'une manière générale de tout additif de résistivité volumique très inférieure à celle de la matrice isolante.
Dans le cadre de la présente invention, l'électrode semi-conductrice peut également être en matériau semi-conducteur, i-e de résistivité volumique comprise entre 102 et 108 S2.m, et de préférence comprise entre 104 et 106 S2.m. Un avantage non négligeable de telles électrodes réside dans le fait qu'un contact entre l'opérateur et l'électrode n'est plus dangereux.
Les électrodes selon l'invention se présentent en général sous forme de parallélépipèdes, éventueliement tronqués dans leur partie supérieure (la section horizontale est supérieure dans le bas de la cuve), la face tronquée étant orientée vers le centre de la cuve (où on place en général le substrat à revêtir) et disposée de façon sensiblement perpendiculaire au fond poreux.
Comme indiqué plus haut, la section horizontale des électrodes selon l'invention est supérieure ou égale dans le bas de la cuve à la section dans le haut de (a cuve ; cette variation peut être continue ou non, par exemple linéaire (la section transversale de l'électrode est un trapèze), hyperbolique, parabolique ou en forme de marches d'escalier.
Elles sont reliées à un générateur de haute tension stabilisée (7) délivrant une tension réglable comprise entre 0 et 60 kV, positive ou négative de faible ampérage (en général inférieur à 200 pA) par l'intermédiaire d'un contact de jonction (10) placé à l'arrière de l'électrode, c'est-à-dire sur la face dirigée vers la paroi de la cuve. Le contact de jonction peut être ponctuel ; dans ce cas, on préfère le placer dans la partie supérieure arrière de l'électrode.
On préfère que le contact électrique au niveau de l'électrode ne soit pas assuré par un élément conducteur dangereux pour les opérateurs lors d'une déconnection inopinée mais soit assuré au moyen d'un élément semi-conducteur qui se prolonge au-delà de la cuve, éliminant ainsi tout risque d'électrocution au voisinage de la cuve.
-5-Un autre mode de réalisation préféré de l'électrode selon l'invention consiste à appliquer sur la face arrière de l'électrode décrite précédemment un élément de résistivité inférieure (11), donc plus conducteur, par exemple par collage, co-extrusion, etc. Cet élément plus conducteur peut recouvrir totalement ou partiellement la face arrière de l'électrode. Cette électrode composite permet d'améliorer la répartition des porteurs de charge à la surface de l'électrode de charge i-e sur la face en contact avec les poudres.
Les électrodes selon l'invention peuvent être indépendantes ou solidaires de la cuve de fluidisation. Dans ce dernier cas, elles peuvent être fixées aux parois io verticales de la cuve et/ou au fond poreux.
Afin d'éviter le colmatage de la surface de l'électrode dû à l'agglomération de poudres, si ies électrodes sont indépendantes du bain fluidisé, on peut leur faire subir des mouvements vibratoires destinés à décoller les amas de poudres, lorsque les électrodes sont solidaires de la cuve, l'ensemble cuve+électrode(s) peut être soumis à un système de vibrations mécaniques.
Les substrats à revêtir selon le procédé mis au point par la demanderesse peuvent être semi-conducteurs ou conducteurs. Lors du revêtement par les poudres chargées électrostatiquement, leur température ne doit pas être supérieure à
C. On peut donc procéder au revêtement de substrat à température ambiante, ce 2o qui est économiquement intéressant.
A titre d'exemple de substrats, on peut citer les substrats métalliques ou comprenant une partie métallique, par exemple en fer, en acier ordinaire ou galvanisé, en aluminium ou alliage d'aluminium, les substrats en bois, en matières plastiques, en verre, ciment, terre cuite, et d'une manière générale les matériaux composites dont au moins un des éléments peut être choisi dans la liste précédente.
Préalablement à l'enduction de poudres, le substrat peut subir un ou plusieurs traitements de surface tels que dégraissage alcalin, décapage, brossage, grenaillage, phosphatation, rinçage à chaud, etc. Contrairement au procédé de trempage dans les bains fluidisés classiques (non électrostatiques) qui nécessite un chauffage du substrat à des températures de l'ordre de 300 C, certains traitements de surface qui se dégradent à haute température sont utilisables, à savoir phosphatations Fe, Zn, galvanisation, ainsi que l'enduction préalable à l'aide de primaire.
Afin d'améliorer l'adhérence du revêtement et/ou sa résistance à la corrosion, on peut appliquer un primaire d'adhérence soit sous forme liquide sous forme pulvérulente.
Les poudres de revêtement utilisables dans le cadre de la présente invention peuvent constituer le primaire d'adhérence et/ou le revêtement superficiel ;
Les électrodes selon l'invention peuvent être indépendantes ou solidaires de la cuve de fluidisation. Dans ce dernier cas, elles peuvent être fixées aux parois io verticales de la cuve et/ou au fond poreux.
Afin d'éviter le colmatage de la surface de l'électrode dû à l'agglomération de poudres, si ies électrodes sont indépendantes du bain fluidisé, on peut leur faire subir des mouvements vibratoires destinés à décoller les amas de poudres, lorsque les électrodes sont solidaires de la cuve, l'ensemble cuve+électrode(s) peut être soumis à un système de vibrations mécaniques.
Les substrats à revêtir selon le procédé mis au point par la demanderesse peuvent être semi-conducteurs ou conducteurs. Lors du revêtement par les poudres chargées électrostatiquement, leur température ne doit pas être supérieure à
C. On peut donc procéder au revêtement de substrat à température ambiante, ce 2o qui est économiquement intéressant.
A titre d'exemple de substrats, on peut citer les substrats métalliques ou comprenant une partie métallique, par exemple en fer, en acier ordinaire ou galvanisé, en aluminium ou alliage d'aluminium, les substrats en bois, en matières plastiques, en verre, ciment, terre cuite, et d'une manière générale les matériaux composites dont au moins un des éléments peut être choisi dans la liste précédente.
Préalablement à l'enduction de poudres, le substrat peut subir un ou plusieurs traitements de surface tels que dégraissage alcalin, décapage, brossage, grenaillage, phosphatation, rinçage à chaud, etc. Contrairement au procédé de trempage dans les bains fluidisés classiques (non électrostatiques) qui nécessite un chauffage du substrat à des températures de l'ordre de 300 C, certains traitements de surface qui se dégradent à haute température sont utilisables, à savoir phosphatations Fe, Zn, galvanisation, ainsi que l'enduction préalable à l'aide de primaire.
Afin d'améliorer l'adhérence du revêtement et/ou sa résistance à la corrosion, on peut appliquer un primaire d'adhérence soit sous forme liquide sous forme pulvérulente.
Les poudres de revêtement utilisables dans le cadre de la présente invention peuvent constituer le primaire d'adhérence et/ou le revêtement superficiel ;
6 219 2 0 0 0 PCT/FR95/00751 elles présentent une résistivité volumique comprise entre 1012 et 1017 S2.m et de préférence comprise entre 1013 et 1016 S2.m.
La résistivité volumique des poudres est mesurée à l'aide d'une cellule de résistivité dont l'électromètre a une résistance supérieure à 1011 S2. On place dans la cellule une hauteur de poudre de 1 cm après tassage, applique à la cellule une tension V de 1 kV et mesure l'intensité I du courant qui traverse la cellule.
La résistivité p est donnée par la formule p=(V*A)/(I*d) où A est la section de la cellule, d la hauteur de la poudre, ici 1 cm , V la tension et I
l'intensité du courant.
io Les poudres selon l'invention sont à base de matières plastiques ou résines thermoplastiques et/ou thermodurcissables.
- A titre d'exemple de résines thermoplastiques, on peut citer * les polyoléfines telles que PE, PP, leurs copolymères ou alliages * le PVC
* les polyamides aliphatiques, cycloaliphatiques et/ou aromatiques, tels que les PA-11, PA-12, PA-12,12, PA-6, PA-6,6, PA-6,12, les élastomères thermoplastiques à base de polyamide, seuls, en mélange et/ou copolymérisés.
- A titre d'exemple de résines thermodurcissables, on peut citer * les résines époxydes, époxy/phénoliques, * les résines polyesters, * les hybrides époxylpolyester.
- Les résines acryliques et polyuréthannes qui conviennent également peuvent être soit thermoplastiques, soit thermodurcissables, comme certaines résines polyesters.
Les résines acryliques, polyesters et polyuréthannes qui conviennent également peuvent être soit thermoplastiques, soit thermodurcissables Les poudres de revêtement seion l'invention sont des compositions à
plusieurs constituants avec un ou plusieurs polymère majoritaires tel que PA, PE et peuvent contenir divers additifs et/ou charges.
La résistivité volumique à prendre en compte est celle de la composition finale et non pas celle du constituant majoritaire.
Les poudres utilisables dans le cadre de l'invention ont un diamètre moyen en général compris entre 80 et 150 pm et de préférence voisin de 100 pm. Leur diamètre maximum est en général inférieur à 500 pm, et de préférence inférieur à
300 pm. Ce sont des granulométries couramment rencontrées pour le trempage dans des bains fluidisés non électrostatiques Il est également possible d'utiliser des poudres de granulométrie couramment rencontrée pour l'application à l'aide de pistolet électrostatique _._ _ i
La résistivité volumique des poudres est mesurée à l'aide d'une cellule de résistivité dont l'électromètre a une résistance supérieure à 1011 S2. On place dans la cellule une hauteur de poudre de 1 cm après tassage, applique à la cellule une tension V de 1 kV et mesure l'intensité I du courant qui traverse la cellule.
La résistivité p est donnée par la formule p=(V*A)/(I*d) où A est la section de la cellule, d la hauteur de la poudre, ici 1 cm , V la tension et I
l'intensité du courant.
io Les poudres selon l'invention sont à base de matières plastiques ou résines thermoplastiques et/ou thermodurcissables.
- A titre d'exemple de résines thermoplastiques, on peut citer * les polyoléfines telles que PE, PP, leurs copolymères ou alliages * le PVC
* les polyamides aliphatiques, cycloaliphatiques et/ou aromatiques, tels que les PA-11, PA-12, PA-12,12, PA-6, PA-6,6, PA-6,12, les élastomères thermoplastiques à base de polyamide, seuls, en mélange et/ou copolymérisés.
- A titre d'exemple de résines thermodurcissables, on peut citer * les résines époxydes, époxy/phénoliques, * les résines polyesters, * les hybrides époxylpolyester.
- Les résines acryliques et polyuréthannes qui conviennent également peuvent être soit thermoplastiques, soit thermodurcissables, comme certaines résines polyesters.
Les résines acryliques, polyesters et polyuréthannes qui conviennent également peuvent être soit thermoplastiques, soit thermodurcissables Les poudres de revêtement seion l'invention sont des compositions à
plusieurs constituants avec un ou plusieurs polymère majoritaires tel que PA, PE et peuvent contenir divers additifs et/ou charges.
La résistivité volumique à prendre en compte est celle de la composition finale et non pas celle du constituant majoritaire.
Les poudres utilisables dans le cadre de l'invention ont un diamètre moyen en général compris entre 80 et 150 pm et de préférence voisin de 100 pm. Leur diamètre maximum est en général inférieur à 500 pm, et de préférence inférieur à
300 pm. Ce sont des granulométries couramment rencontrées pour le trempage dans des bains fluidisés non électrostatiques Il est également possible d'utiliser des poudres de granulométrie couramment rencontrée pour l'application à l'aide de pistolet électrostatique _._ _ i
-7-diamètre moyen compris entre 20 et 40 pm. Dans ce cas, on préfère ajouter un agent de flluidisation , tel que AI203, en quantité en général comprise entre 0,5 et 2 % en poids de la composition de la poudre de revêtement.
On peut choisir d'appliquer sur le substrat à revêtir une couche selon le procédé décrit plus haut et d'appliquer le ou les autres couches selon une technique d'application différente (revêtement liquide, pistolet électrostatique, bain fluidisé,...).
Si le primaire est appliqué sous forme de poudre, par exemple dans un bain électrostatique fluidisé selon l'invention, on peut appliquer le revêtement superficiel dans un autre bain fluidisé selon l'invention sans procéder au préalable à sa io filmification par cuisson intermédiaire.
Si un primaire sous forme liquide est utilisé, on préfère le laisser sécher quelques minutes, par exemple à température ambiante, avant de procéder au trempage dans le bain fluidisé selon l'invention.
Afin d'assurer un revêtement de poudre le plus régulier et le plus uniforme possible et ce, sur toute la surface du substrat à revêtir, on préfère assurer un mouvement relatif entre le substrat à revêtir et le bain fluidisé de particules pulvérulentes.
On peut maintenir la cuve fixe et plonger le substrat à revêtir dans la masse pulvérulente que l'on maintient sous agitation tournante, ascendante, descendante, 2o etc. On peut également maintenir le substrat immobile et par un système de levier approprié de la cuve de fluidisation soulever ladite cuve jusqu'à ce que le substrat soit immergé dans la matière pulvérulente et assurer une agitation du bain de poudre au moyen d'un système de vibration de la cuve.
MANIERES DE REALISER L'INVENTION
Les exemples suivants illustrent l'invention sans toutefois la limiter.
Le bain fluidisé et les électrodes sont telles que dessinées sur la Figure.
Deux électrodes semi-conductrices de résistivité volumique comprise entre 104 et 106 S1m ont été réalisées par la demanderesse en incorporant 7 % en poids de noir de carbone à du caoutchouc naturel . Leurs dimensions sont 500*300*6 mm ;
elles ont été placées dans une cuve en PVC à fond poreux (fritté de PE) de dimension 530*330*300 mm (Exemples 1 à 10).
Dans tous les exemples, la viscosité en solution est mesurée dans le métacrésol à 20 C en solution à 0,5 g de polymère pour 100 ml de solvant et est exprimée en dl/g.
Le substrat est constitué par un grillage de dimension 100*150mm obtenu par soudure à angles droits de fils d'acier ordinaire dégraissé et grenaillé
de diamètre 3,25 mm, la dimension des mailles du grillage étant de 50*50 mm.
WO 95/33576 ,2`1 9*2 O O 0 PCT/FR95l00751
On peut choisir d'appliquer sur le substrat à revêtir une couche selon le procédé décrit plus haut et d'appliquer le ou les autres couches selon une technique d'application différente (revêtement liquide, pistolet électrostatique, bain fluidisé,...).
Si le primaire est appliqué sous forme de poudre, par exemple dans un bain électrostatique fluidisé selon l'invention, on peut appliquer le revêtement superficiel dans un autre bain fluidisé selon l'invention sans procéder au préalable à sa io filmification par cuisson intermédiaire.
Si un primaire sous forme liquide est utilisé, on préfère le laisser sécher quelques minutes, par exemple à température ambiante, avant de procéder au trempage dans le bain fluidisé selon l'invention.
Afin d'assurer un revêtement de poudre le plus régulier et le plus uniforme possible et ce, sur toute la surface du substrat à revêtir, on préfère assurer un mouvement relatif entre le substrat à revêtir et le bain fluidisé de particules pulvérulentes.
On peut maintenir la cuve fixe et plonger le substrat à revêtir dans la masse pulvérulente que l'on maintient sous agitation tournante, ascendante, descendante, 2o etc. On peut également maintenir le substrat immobile et par un système de levier approprié de la cuve de fluidisation soulever ladite cuve jusqu'à ce que le substrat soit immergé dans la matière pulvérulente et assurer une agitation du bain de poudre au moyen d'un système de vibration de la cuve.
MANIERES DE REALISER L'INVENTION
Les exemples suivants illustrent l'invention sans toutefois la limiter.
Le bain fluidisé et les électrodes sont telles que dessinées sur la Figure.
Deux électrodes semi-conductrices de résistivité volumique comprise entre 104 et 106 S1m ont été réalisées par la demanderesse en incorporant 7 % en poids de noir de carbone à du caoutchouc naturel . Leurs dimensions sont 500*300*6 mm ;
elles ont été placées dans une cuve en PVC à fond poreux (fritté de PE) de dimension 530*330*300 mm (Exemples 1 à 10).
Dans tous les exemples, la viscosité en solution est mesurée dans le métacrésol à 20 C en solution à 0,5 g de polymère pour 100 ml de solvant et est exprimée en dl/g.
Le substrat est constitué par un grillage de dimension 100*150mm obtenu par soudure à angles droits de fils d'acier ordinaire dégraissé et grenaillé
de diamètre 3,25 mm, la dimension des mailles du grillage étant de 50*50 mm.
WO 95/33576 ,2`1 9*2 O O 0 PCT/FR95l00751
-8-Les poudres de revêtement sont constituées de * 92 parties en poids de PA-1 1 de viscosité en solution d'environ 1 dl/g de diamètre moyen 100 pm, de diamètre maximum inférieur à 300 pm et dont 1 % en poids des particules a un diamètre inférieur à 40 pm * 8 parties en poids de Ti02 submicronique (diamètre moyen 0,05 pm) * 0,05 partie en poids d'agent de fluidisation.
Leur résistivité volumique est de 2.1013 S2.m On plonge le substrat à revêtir verticalement (le grand côté (3 mailles) du grillage est plongé perpendiculairement au fond de la cuve) dans un bain fluidisé
io dans lequel on dispose également 2 électrodes semi-conductrices (cf Fig) et de résistivité volumique 104-106 S2.m ; la face arrière de cette électrode est constituée d'un matériau de résistivité volumique 103-105 S2.m contre-collé.
A titre comparatif, on plonge le substrat à revêtir dans un bain fluidisé
électrostatique dans lequel on dispose 2 électrodes semi-conductrices de résistivité
volumique 104-106 S2.m dont la face arrière est partiellement contre-collée sur laquelle on a contre-collé matériau isolant selon DD 242.353.
La tension appliquée aux électrodes est de +8 kV. On mesure le temps de trempage du substrat qui est nécessaire pour que l'épaisseur du revêtement au centre du grillage soit égale à 130 pm et on détermine ies épaisseurs de revêtement 2o en périphérie du grillage (aux 4 sommets et au milieu des 4 côtés).
Les résultats sont réunis dans les tableaux 1 (électrodes selon l'invention) et 2 (électrodes selon DD 242.353).
e (Nm) Droit Milieu Gauche Haut 230 140 240 Milieu 220 130 230 Bas 240 130 240 Temps de trempage : 5 s e (Nm) Droit Milieu Gauche Haut 330 200 320 Milieu 200 130 200 Bas 230 150 250 Temps de trempage : 8 s -~~`2000 WO 95/33576 2`1 PCT/FR95/00751
Leur résistivité volumique est de 2.1013 S2.m On plonge le substrat à revêtir verticalement (le grand côté (3 mailles) du grillage est plongé perpendiculairement au fond de la cuve) dans un bain fluidisé
io dans lequel on dispose également 2 électrodes semi-conductrices (cf Fig) et de résistivité volumique 104-106 S2.m ; la face arrière de cette électrode est constituée d'un matériau de résistivité volumique 103-105 S2.m contre-collé.
A titre comparatif, on plonge le substrat à revêtir dans un bain fluidisé
électrostatique dans lequel on dispose 2 électrodes semi-conductrices de résistivité
volumique 104-106 S2.m dont la face arrière est partiellement contre-collée sur laquelle on a contre-collé matériau isolant selon DD 242.353.
La tension appliquée aux électrodes est de +8 kV. On mesure le temps de trempage du substrat qui est nécessaire pour que l'épaisseur du revêtement au centre du grillage soit égale à 130 pm et on détermine ies épaisseurs de revêtement 2o en périphérie du grillage (aux 4 sommets et au milieu des 4 côtés).
Les résultats sont réunis dans les tableaux 1 (électrodes selon l'invention) et 2 (électrodes selon DD 242.353).
e (Nm) Droit Milieu Gauche Haut 230 140 240 Milieu 220 130 230 Bas 240 130 240 Temps de trempage : 5 s e (Nm) Droit Milieu Gauche Haut 330 200 320 Milieu 200 130 200 Bas 230 150 250 Temps de trempage : 8 s -~~`2000 WO 95/33576 2`1 PCT/FR95/00751
-9-On constate que la variation d'épaisseur entre le centre du grillage et les bords est de 77 % avec une électrode semi-conductrice selon l'invention alors qu'elle atteint 146 % avec une électrode semi-conductrice selon DD 242.353.
On remarque également un nombre plus important de piqûres du revêtement au niveau des intersections des fils du grillage (absence de revêtement) Le substrat est constitué par une plaque d'acier de 100 mm de côté
d'épaisseur 3 mm. Il est revêtu dans les mêmes conditions opératoires que celle du substrat de l'exemple 1 (mêmes poudres de revêtement ; épaisseur du revêtement io au niveau du centre de la pièce : 130 pm) et on mesure l'épaisseur du revêtement aux 4 sommets de la pièce.
On effectue les mêmes mesures dans un bain fluidisé muni de 2 électrodes selon DD 242.353.
Les résultats sont réunis dans les tableaux 3 et 4.
e(Nm) Bord droit Bord gauche Bord supérieur 250 240 Bord inférieur 230 230 e(Nm) Bord droit Bord gauche Bord supérieur 330 340 Bord inférieur 300 290 On constate que la variation d'épaisseur entre le centre de la plaque et les sommets n'est de 77 % avec 2 électrodes semi-conductrices selon l'invention alors qu'elle atteint 146 % avec 2 électrodes semi-conductrices selon DD 242.353.
Après enduction d'un grillage tel que défini à l'exemple 1 à l'aide d'un primaire liquide de type époxy/phénolique d'épaisseur 10-15 pm, on laisse sécher 15 min à température ambiante avant de procéder au revêtement superficiel du grillage avec des poudres de résistivité volumique 6.1013 S2.m, constituées de * 93 parties en poids de PA-12 de viscosité en solution d'environ 1 dl/g de diamètre moyen 100 pm, de diamètre maximum inférieur à 300 pm * 7 parties en poids de Ti02 submicronique (diamètre moyen 0,05 pm) * un agent de fluidisation
On remarque également un nombre plus important de piqûres du revêtement au niveau des intersections des fils du grillage (absence de revêtement) Le substrat est constitué par une plaque d'acier de 100 mm de côté
d'épaisseur 3 mm. Il est revêtu dans les mêmes conditions opératoires que celle du substrat de l'exemple 1 (mêmes poudres de revêtement ; épaisseur du revêtement io au niveau du centre de la pièce : 130 pm) et on mesure l'épaisseur du revêtement aux 4 sommets de la pièce.
On effectue les mêmes mesures dans un bain fluidisé muni de 2 électrodes selon DD 242.353.
Les résultats sont réunis dans les tableaux 3 et 4.
e(Nm) Bord droit Bord gauche Bord supérieur 250 240 Bord inférieur 230 230 e(Nm) Bord droit Bord gauche Bord supérieur 330 340 Bord inférieur 300 290 On constate que la variation d'épaisseur entre le centre de la plaque et les sommets n'est de 77 % avec 2 électrodes semi-conductrices selon l'invention alors qu'elle atteint 146 % avec 2 électrodes semi-conductrices selon DD 242.353.
Après enduction d'un grillage tel que défini à l'exemple 1 à l'aide d'un primaire liquide de type époxy/phénolique d'épaisseur 10-15 pm, on laisse sécher 15 min à température ambiante avant de procéder au revêtement superficiel du grillage avec des poudres de résistivité volumique 6.1013 S2.m, constituées de * 93 parties en poids de PA-12 de viscosité en solution d'environ 1 dl/g de diamètre moyen 100 pm, de diamètre maximum inférieur à 300 pm * 7 parties en poids de Ti02 submicronique (diamètre moyen 0,05 pm) * un agent de fluidisation
-10-dans des conditions opératoires similaires (temps de trempage : 8 sec tension appliquée à l'électrode semi-conductrice : 10 kV).
On procède ensuite à la cuisson du grillage ainsi revêtu par passage dans un four à 220 C pendant 5 minutes.
On obtient un dépôt uniforme du revêtement ainsi qu'un excellent recouvrement des fils, notamment aux intersections du grillage avec un très bon aspect du revêtement.
Après enduction d'un primaire liquide selon l'exemple 3, on procède au io revêtement superficiel du grillage avec des poudres de mêmes caractéristiques que celles de l'exemple 1, dans des conditions opératoires similaires (temps de trempage : 3 sec ; tension appliquée aux électrodes semi-conductrices :+10 kV).
On procède ensuite à la cuisson du grillage ainsi revêtu par passage dans un four à 220 C pendant 5 minutes.
On obtient un dépôt uniforme du revêtement ainsi qu'un excellent recouvrement des fils, notamment aux intersections du grillage avec un très bon aspect du revêtement.
EXEMPLE 5 (comparatif) On procède au revêtement superficiel d'un grillage tel que défini à l'exemple 1 avec des poudres de résistivité volumique 3.1010 S2.m et constituées de PA-6 sous forme de billes microporeuses de diamètre moyen 40 pm et de diamètre maximum inférieur à 80 pm, de viscosité en solution d'environ 0,83 dl/g dans un bain fluidisé tel que décrit dans l'exemple 1 suivi d'une cuisson au four.
On constate que quel que soit le potentiel auquel on porte l'électrode semi-conductrice, le dépôt de poudre sur le grillage est très peu homogène avec notamment un recouvrement trop important aux extrémités du grillage.
EXEMPLE 6 (comparatif) On procède au revêtement d'un grillage tel que défini à l'exemple 1 avec des poudres de résistivité volumique inférieure à 1010 S2.m et constituées de PVC
de K
WERT 57, plastifié avec du dioctylphtalate et stabilisé à l'étain, de diamètre moyen 150 pm et de diamètre maximum inférieur à 400 pm dans un bain fluidisé tel que décrit dans l'exemple 1.
Aucun dépôt de poudre ne se forme sur le grillage, quelles que soient la tension et la polarité des électrodes.
On procède au revêtement d'un grillage tel que défini à l'exemple 1 avec des poudres de résistivité volumique 8.1014 S2.m et constituées de copolymère éthylène/acide acrylique contenant 7 % en poids d'acide acrylique, de diamètre ~ . _ _
On procède ensuite à la cuisson du grillage ainsi revêtu par passage dans un four à 220 C pendant 5 minutes.
On obtient un dépôt uniforme du revêtement ainsi qu'un excellent recouvrement des fils, notamment aux intersections du grillage avec un très bon aspect du revêtement.
Après enduction d'un primaire liquide selon l'exemple 3, on procède au io revêtement superficiel du grillage avec des poudres de mêmes caractéristiques que celles de l'exemple 1, dans des conditions opératoires similaires (temps de trempage : 3 sec ; tension appliquée aux électrodes semi-conductrices :+10 kV).
On procède ensuite à la cuisson du grillage ainsi revêtu par passage dans un four à 220 C pendant 5 minutes.
On obtient un dépôt uniforme du revêtement ainsi qu'un excellent recouvrement des fils, notamment aux intersections du grillage avec un très bon aspect du revêtement.
EXEMPLE 5 (comparatif) On procède au revêtement superficiel d'un grillage tel que défini à l'exemple 1 avec des poudres de résistivité volumique 3.1010 S2.m et constituées de PA-6 sous forme de billes microporeuses de diamètre moyen 40 pm et de diamètre maximum inférieur à 80 pm, de viscosité en solution d'environ 0,83 dl/g dans un bain fluidisé tel que décrit dans l'exemple 1 suivi d'une cuisson au four.
On constate que quel que soit le potentiel auquel on porte l'électrode semi-conductrice, le dépôt de poudre sur le grillage est très peu homogène avec notamment un recouvrement trop important aux extrémités du grillage.
EXEMPLE 6 (comparatif) On procède au revêtement d'un grillage tel que défini à l'exemple 1 avec des poudres de résistivité volumique inférieure à 1010 S2.m et constituées de PVC
de K
WERT 57, plastifié avec du dioctylphtalate et stabilisé à l'étain, de diamètre moyen 150 pm et de diamètre maximum inférieur à 400 pm dans un bain fluidisé tel que décrit dans l'exemple 1.
Aucun dépôt de poudre ne se forme sur le grillage, quelles que soient la tension et la polarité des électrodes.
On procède au revêtement d'un grillage tel que défini à l'exemple 1 avec des poudres de résistivité volumique 8.1014 S2.m et constituées de copolymère éthylène/acide acrylique contenant 7 % en poids d'acide acrylique, de diamètre ~ . _ _
-11-moyen 100 pm et de diamètre maximum inférieur à 300 pm dans un bain fluidisé
tel que décrit dans l'exemple 1 et dans des conditions opératoires similaires (temps de trempage : 6 s; tension appliquée à l'électrode semi-conductrice : +10 kV).
On procède ensuite à la cuisson du grillage ainsi revêtu par passage dans un four à 210 C pendant 10 minutes.
On obtient un dépôt uniforme du revêtement ainsi qu'un excellent recouvrement des fils, notamment aux intersections du grillage avec une très bonne filmification du revêtement.
On procède au revêtement d'un grillage tel que défini à l'exemple 1 avec des poudres de résistivité volumique supérieure à 1016 S2.m et constituées de 100 parties en poids de PA-11 de viscosité en solution d'environ 1,15 dl/g, de diamètre moyen 100 pm, de diamètre maximum inférieur à 300 pm et dont 1 % en poids des particules a un diamètre inférieur à 40 pm et de 0,05 parties en poids d'agent de fluidisation dans un bain fluidisé tel que décrit dans l'exemple 1 et dans des conditions opératoires similaires. Le PA-1 1 utilisé a été polymérisé en présence de H3PO4 alors que les PA-1 1 des exemples 1, 2, 4 ont été polymérisés en présence de H3P02.
Le dépôt de la poudre sur le substrat est difficile.
Après enduction d'un grillage tel que défini à l'exemple 1 à l'aide d'un primaire liquide de type époxy/phénolique d'épaisseur 10-15 pm, on laisse sécher 15 min à température ambiante avant de procéder au revêtement superficiel du grillàge avec des poudres constituées de * 100 parties en poids de PA-1 1 de l'exemple 8, * 5 parties en poids de carbonate de calcium * 0,5 partie en poids de noir de carbone submicronique * 0,5 partie en poids d'anti-oxydant, * 0,4 partie en poids d'anti-cratère * 0,05 partie en poids d'agent de fluidisation obtenues par extrusion des constituants dans un bain fluidisé tel que décrit dans l'exemple 1 et dans des conditions opératoires similaires (temps de trempage : 3 s ; tension appliquée à
l'électrode semi-conductrice : +10 kV).
On procède ensuite à la cuisson du grillage ainsi revêtu par passage dans un four à 220 C pendant 5 minutes.
WO 95/33576 `,'t 9 ` v O O PCTIFR95/00751
tel que décrit dans l'exemple 1 et dans des conditions opératoires similaires (temps de trempage : 6 s; tension appliquée à l'électrode semi-conductrice : +10 kV).
On procède ensuite à la cuisson du grillage ainsi revêtu par passage dans un four à 210 C pendant 10 minutes.
On obtient un dépôt uniforme du revêtement ainsi qu'un excellent recouvrement des fils, notamment aux intersections du grillage avec une très bonne filmification du revêtement.
On procède au revêtement d'un grillage tel que défini à l'exemple 1 avec des poudres de résistivité volumique supérieure à 1016 S2.m et constituées de 100 parties en poids de PA-11 de viscosité en solution d'environ 1,15 dl/g, de diamètre moyen 100 pm, de diamètre maximum inférieur à 300 pm et dont 1 % en poids des particules a un diamètre inférieur à 40 pm et de 0,05 parties en poids d'agent de fluidisation dans un bain fluidisé tel que décrit dans l'exemple 1 et dans des conditions opératoires similaires. Le PA-1 1 utilisé a été polymérisé en présence de H3PO4 alors que les PA-1 1 des exemples 1, 2, 4 ont été polymérisés en présence de H3P02.
Le dépôt de la poudre sur le substrat est difficile.
Après enduction d'un grillage tel que défini à l'exemple 1 à l'aide d'un primaire liquide de type époxy/phénolique d'épaisseur 10-15 pm, on laisse sécher 15 min à température ambiante avant de procéder au revêtement superficiel du grillàge avec des poudres constituées de * 100 parties en poids de PA-1 1 de l'exemple 8, * 5 parties en poids de carbonate de calcium * 0,5 partie en poids de noir de carbone submicronique * 0,5 partie en poids d'anti-oxydant, * 0,4 partie en poids d'anti-cratère * 0,05 partie en poids d'agent de fluidisation obtenues par extrusion des constituants dans un bain fluidisé tel que décrit dans l'exemple 1 et dans des conditions opératoires similaires (temps de trempage : 3 s ; tension appliquée à
l'électrode semi-conductrice : +10 kV).
On procède ensuite à la cuisson du grillage ainsi revêtu par passage dans un four à 220 C pendant 5 minutes.
WO 95/33576 `,'t 9 ` v O O PCTIFR95/00751
-12-On obtient un dépôt uniforme du revêtement ainsi qu'un excellent recouvrement des fils, notamment aux intersections du grillage avec un très bon aspect du revêtement.
Après enduction d'un grillage tel que défini à l'exemple 1 à l'aide d'un primaire en poudre de type époxy/dicyandiamide en proportions stoechiométriques à
l'aide d'un pistolet électrostatique (tension +30 kV), on procède au revêtement superficiel du grillage avec des poudres de mêmes caractéristiques que celles de l'exemple 9 dans des conditions opératoires similaires (temps de trempage : 10 s io tension appliquée à l'électrode semi-conductrice : +15 kV).
On procède ensuite à la cuisson du grillage ainsi revêtu par passage dans un four à 200 C pendant 5 minutes.
On obtient un dépôt uniforme du revêtement d'épaisseur comprise entre 160 et 300 pm ainsi qu'un excellent recouvrement des fils, notamment aux intersections du grillage avec une très bonne filmification du revêtement.
EXEMPLE 11 (comparatif) Le substrat est constitué par un grillage de dimension 100"150mm obtenu par soudure à angles droits de fils d'acier ordinaire dégraissé et grenaillé
de diamètre 3,25 mm, la dimension des mailles du grillage étant de 50*50 mm. Il est 2o revêtu dans les mêmes conditions opératoires que celle du substrat de l'exemple 1 (mêmes poudres de revêtement ; épaisseur du revêtement au niveau du centre de la pièce : 130 pm) à l'exception des 2 électrodes semi-conductrices qui ont une résistivité volumique inférieure à 104 S2.m et ont été réalisées par la demanderesse en incorporant du noir de carbone à du caoutchouc naturel.
Un arc électrique se produit lorsque la distance entre les pointes des électrodes et le substrat est inférieur à 5 cm, la tension appiiquée aux électrodes étant de +8 kV.
Le substrat est constitué par un grillage de dimension 100*150mm obtenu par soudure à angles droits de fils d'acier ordinaire dégraissé et grenaillé
de diamètre 3,25 mm, la dimension des mailles du grillage étant de 50*50 mm. Il est revêtu dans les mêmes conditions opératoires que celle du substrat de l'exemple 1 (mêmes poudres de revêtement ; épaisseur du revêtement au niveau du centre de la pièce : 130 pm) à l'exception des 2 électrodes semi-conductrices qui ont une résistivité volumique égale à 108 S2.m et ont été réalisées par la demanderesse en incorporant du noir de carbone à du caoutchouc naturel.
Un temps d'immersion de 25 s est nécessaire alors que 5 s seulement sont suffisantes en mettant en oeuvre les électrodes de l'exemple 1.
WO 95/33576 2 1 -/20 O'O PCT/FR95/00751
Après enduction d'un grillage tel que défini à l'exemple 1 à l'aide d'un primaire en poudre de type époxy/dicyandiamide en proportions stoechiométriques à
l'aide d'un pistolet électrostatique (tension +30 kV), on procède au revêtement superficiel du grillage avec des poudres de mêmes caractéristiques que celles de l'exemple 9 dans des conditions opératoires similaires (temps de trempage : 10 s io tension appliquée à l'électrode semi-conductrice : +15 kV).
On procède ensuite à la cuisson du grillage ainsi revêtu par passage dans un four à 200 C pendant 5 minutes.
On obtient un dépôt uniforme du revêtement d'épaisseur comprise entre 160 et 300 pm ainsi qu'un excellent recouvrement des fils, notamment aux intersections du grillage avec une très bonne filmification du revêtement.
EXEMPLE 11 (comparatif) Le substrat est constitué par un grillage de dimension 100"150mm obtenu par soudure à angles droits de fils d'acier ordinaire dégraissé et grenaillé
de diamètre 3,25 mm, la dimension des mailles du grillage étant de 50*50 mm. Il est 2o revêtu dans les mêmes conditions opératoires que celle du substrat de l'exemple 1 (mêmes poudres de revêtement ; épaisseur du revêtement au niveau du centre de la pièce : 130 pm) à l'exception des 2 électrodes semi-conductrices qui ont une résistivité volumique inférieure à 104 S2.m et ont été réalisées par la demanderesse en incorporant du noir de carbone à du caoutchouc naturel.
Un arc électrique se produit lorsque la distance entre les pointes des électrodes et le substrat est inférieur à 5 cm, la tension appiiquée aux électrodes étant de +8 kV.
Le substrat est constitué par un grillage de dimension 100*150mm obtenu par soudure à angles droits de fils d'acier ordinaire dégraissé et grenaillé
de diamètre 3,25 mm, la dimension des mailles du grillage étant de 50*50 mm. Il est revêtu dans les mêmes conditions opératoires que celle du substrat de l'exemple 1 (mêmes poudres de revêtement ; épaisseur du revêtement au niveau du centre de la pièce : 130 pm) à l'exception des 2 électrodes semi-conductrices qui ont une résistivité volumique égale à 108 S2.m et ont été réalisées par la demanderesse en incorporant du noir de carbone à du caoutchouc naturel.
Un temps d'immersion de 25 s est nécessaire alors que 5 s seulement sont suffisantes en mettant en oeuvre les électrodes de l'exemple 1.
WO 95/33576 2 1 -/20 O'O PCT/FR95/00751
-13-EXEMPLE 13 (comparatif) A partir des électrodes de l'exemple 1, on taille en triangle 5 électrodes de dimensions 20*200*3 mm (base/hauteur/épaisseur) et les fixe sur la dalle poreuse de la cuve de fluidisation décrite précédemment et procède au revêtement d'un substrat d'acier en reprenant les conditions opératoires de l'exemple 1(même substrat, mêmes poudres de revêtement ; même tension appliquée aux électrodes ;
épaisseur du revêtement au niveau du centre de la pièce : 130 pm).
Les résultats sont réunis dans le tableau 5.
e (pm) Droit Milieu Gauche Haut 110 100 120 Milieu 280 130 270 Bas 310 190 290 Temps de trempage : 16 s
épaisseur du revêtement au niveau du centre de la pièce : 130 pm).
Les résultats sont réunis dans le tableau 5.
e (pm) Droit Milieu Gauche Haut 110 100 120 Milieu 280 130 270 Bas 310 190 290 Temps de trempage : 16 s
Claims (14)
1. Electrode de charge semi-conductrice de résistivité volumique comprise entre 10 2 et 10 8.OMEGA..m, caractérisée en ce qu'elle est constituée d'une matrice isolante ou semi-conductrice dans laquelle sont incorporées des particules choisies du groupe constitué des particules conductrices minérales, des particules conductrices organiques, des particules semi-conductrices minérales et des particules semi-conductrices organiques.
2. Electrode selon la revendication 1, dans laquelle la résistivité volumique est comprise entre 10 4 et 8 .OMEGA..m.
3. Electrode selon l'une quelconque des reven-dications 1 et 2, caractérisée en ce que la matrice isolante est à base de caoutchouc naturel et les particules conductrices incorporées sont du noir de carbone.
4. Electrode selon l'une quelconque des reven-dications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle se présente sous forme de parallélépipède, tronqué ou non.
5. Electrode composite dont une partie est constituée par une électrode telle que définie par l'une quelconque des revendications 1 à 4 et sa face arrière est constituée par un élément de résistivité inférieure.
6. Procédé de revêtement dans un bain fluidisé
de substrats à l'aide de compositions pulvérulentes chargées électrostatiquement, caractérisé en ce que la charge des compositions pulvérulentes est assurée par une ou plusieurs électrodes semi-conductrices telles que définies par l'une quelconque des revendications 1 à 5, reliées à un générateur de haute tension stabilisée et en ce que les compositions pulvérulentes ont une résistivité
volumique comprise entre 10 12 et 10 17.OMEGA..m.
de substrats à l'aide de compositions pulvérulentes chargées électrostatiquement, caractérisé en ce que la charge des compositions pulvérulentes est assurée par une ou plusieurs électrodes semi-conductrices telles que définies par l'une quelconque des revendications 1 à 5, reliées à un générateur de haute tension stabilisée et en ce que les compositions pulvérulentes ont une résistivité
volumique comprise entre 10 12 et 10 17.OMEGA..m.
7. Procédé de revêtement selon la revendication 6, dans lequel, les compositions pulvérulentes ont une résistivité volumique comprise entre 10 13 et 10 16.OMEGA..m.
8. Procédé de revêtement selon l'une quelconque des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que les compositions pulvérulentes sont à base d'un composé choisi du groupe constitué de polyamide, polyoléfines, résines époxydes et de résine polyesters.
9. Procédé de revêtement selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que la ou les électrodes ont un contact de jonction aux générateurs de tension ponctuel ou non, placé à l'arrière de la ou des électrodes.
10. Procédé de revêtement selon la revendication 9, dans lequel le contact de jonction est constitué d'un élément semi-conducteur qui se prolonge au-delà du bain fluidisé.
11. Procédé de revêtement selon l'une quelconque des revendications 6 à 10, caractérisé en ce que la ou les électrodes sont soumises à des mouvement vibratoires.
12. Procédé de revêtement selon la revendication 11, dans lequel le bain est soumis à des mouvements vibratoires.
13. Substrats non isolants électriquement, revêtus selon le procédé tel que défini par l'une quelconque des revendications 6 à 12, et choisis du groupe constitué de paniers de lave-vaisselle et de chariots de supermarché.
14. Substrats non isolants selon la revendica-tion 13, en forme de fils ou de grillages.
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