EP0596816B1 - Electrode pour dépÔt électrophorétique - Google Patents

Description

• L'invention concerne une électrode pour dépôt électrophorétique sur une surface conductrice.
• On sait que le dépôt électrophorétique de matière plastique par exemple un vernis sur des objets métalliques (ou du moins conducteur de l'électricité) se fait en plaçant ledit objet en position d'électrode d'une source de courant continu, l'autre électrode, reliée à l'autre pôle de la source de courant continu, ayant une configuration adaptée, ces électrodes étant placées dans le bain d'électrophorèse.
• Le problème à résoudre est d'obtenir un dépôt mince, typiquement 2-20 µm, d'épaisseur aussi uniforme que possible sur les surfaces de l'objet à revêtir.
• Dans le cas d'objets présentant un axe de révolution, par exemple de forme cylindrique munis d'un fond, à revêtir sur leur face interne et selon l'art antérieur, une électrode conductrice est placée suivant l'axe de révolution dudit objet, et a de préférence la forme d'un cylindre plein ou d'un tube conducteur, de section circulaire de même axe que ce dernier. Cependant, il en résulte des effets de bord tels que les quantités déposées au voisinage du bord de l'ouverture de l'objet sont beaucoup plus importantes que sur le reste de la surface.
• La société demanderesse a trouvé que pour obtenir des épaisseurs de dépôt beaucoup plus uniformes il suffit de revêtir la surface latérale extérieure de l'électrode d'une couche isolante, et de l'inciser en un ou plusieurs endroits de façon annulaire sur une largeur e pouvant aller jusqu'à quelques mm de façon à mettre à nu la surface conductrice. Cette ou ces incisions se trouvent en regard de l'objet à revêtir.
• La largeur de chaque incision est de préférence comprise entre 0,5 et 3 mm, en particulier de l'ordre de 1 mm.
• Il a été constaté, après essais, que l'uniformité de l'épaisseur du revêtement est d'autant plus grande, que la surface à revêtir est uniformément voisine d'une courbe équipotentielle du champ électrique appliqué.
• Par uniformément voisine, on entend à une distance de l'axe sensiblement constante, comprise entre 70 et 90% de la distance à l'axe de la surface à revêtir.
• Il en résulte que la détermination précise de la ou des positions des incisions déterminées empiriquement, peut être précisée par les méthodes de calcul de détermination des lignes équipotentielles par exemple pour la méthode des éléments finis, au voisinage immédiat de la surface à revêtir (la surface initiale de l'objet métallique à revêtir représente "par construction" une équipotentielle) cette surface étant une surface de révolution autour d'un axe, de génératrice de forme quelconque. Divers essais de détermination des équipotentielles permettent de déterminer la configuration optimale.
• Le dispositif correspondant est donc constitué d'une électrode conductrice cylindrique pleine ou tubulaire, revêtue sur sa face latérale externe d'une couche isolante sauf une ou plusieurs zones annulaires de faible largeur en regard de l'objet à revêtir. La largeur de chaque zone annulaire est inférieure à quelques mm, de préférence comprise entre 0,5 et 3 mm et généralement voisine de 1 mm. Leur nombre est généralement inférieur ou égal à 3.
  Bien que la description et les exemples soient essentiellement dirigés vers l'utilisation d'une électrode suivant l'invention en position axiale, il est également possible d'utiliser l'électrode suivant l'invention en position externe en vue du revêtement externe d'un objet, qui peut, en particulier, ne pas présenter une symétrie de révolution (par exemple, un récipient de section carrée ou rectangulaire).
• L'invention sera mieux comprise à l'aide des exemples suivants illustrés par la fig. 1 à 3.
• La figure 1 représente une 1/2 coupe axiale du dispositif de dépôt électrophorétique d'une résine sur la surface interne d'un corps de boîte utilisé dans l'exemple 1; les cotes données sont millimétriques.
• La figure 2 représente en 1/2 coupe axiale les courbes équipotentielles, déterminées à l'aide d'un logiciel de calcul par éléments finis dans la configuration géométrique et électrique de l'exemple 1, pour un corps de boîte (B) idéalement cylindrique à fond plat représenté sur cette figure. L'équidistance des équipotentielles est de 20 V.
• La figure 3 représente en 1/2 coupe axiale les courbes équipotentielles (20 V) dans les conditions géométriques et électriques de l'exemple 1, l'électrode comportant 2 incisions de 1 mm de large, pour un corps de boîte B idéalement cylindrique à fond plat, comme représenté sur cette figure.
EXEMPLE 1
• Une boîte (1) en alliage d'Al 3004 ( selon les désignations de l'Aluminum Association) de diamètre 65 mm x h 125 mm a été revêtue, d'une part avec une électrode tubulaire (2) diamètre extérieur 1,4 x diamètre int 10 x h 100mm) non revêtue, d'autre part avec la même électrode revêtue extérieurement par une couche isolante (3) en polymère de 3mm d'épaisseur, munie d'une incision de 1 mm de hauteur située à 40 mm de la base de l'électrode.
• Les conditions de dépôt ont été les suivantes:
  La boîte (1) est reliée à l'anode (+) d'une source de courant continu de 200 V et l'électrode (2) à l'autre pôle. Elle est placée dans un bain de vernis anaphorétique base époxy (à raison de 10g/l dans l'eau dont le pH est 7,7, la conductivité 1,76 mS/m et la température maintenue à 30°C), le courant est pulsé: 50 ms sous courant + 20 ms sans courant et le traitement a duré 7 sec.
• Les résultats obtenus sont les suivants:
• épaisseur moyenne 4 µm
• variation relative: 8%
• Par variation relative- d'épaisseur, on entend: 100 x (épaisseur maxi - épaisseur mini)/ épaisseur moyenne avec $$\text{épaisseur moyenne =}\frac{\text{épaisseur maxi - épaisseur mini}}{\text{2}}$$

  

  ou

  

  ou

  

  h(x) ou h_n étant l'épaisseur locale.
• Cette électrode trouve son application dans tous les cas de revêtement électrophorétique dont la variation relative d'épaisseur doit être tenue < à 10%.

Claims (9)

1. Electrode pour dépôt électrophorétique sur une surface conductrice de l'électricité comportant un cylindre plein ou tube cylindrique conducteur, caractérisée en ce que seule sa surface latérale externe est revêtue d'une couche isolante, sauf une ou plusieurs zones annulaires situées en regard de l'objet à revêtir.
2. Electrode suivant la revendication 1 caractérisée en ce que le nombre de zones annulaires est inférieur ou égal à 3.
3. Electrode selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisée en ce que la ou les zones annulaires ont une largeur (e) comprise entre 0,5 et 3 mm.
4. Electrode selon la revendication 3 caractérisée en ce que la ou les zones annulaires ont une largeur de l'ordre de 1 mm.
5. Electrode selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisée en ce que la détermination de la position de la ou des zones annulaires est effectuée à l'aide du tracé des lignes équipotentielles.
6. Electrode selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'au moins une ligne équipotentielle se trouve à une distance de l'axe comprise entre 70 et 90% de la distance à l'axe de la surface de l'objet à revêtir.
7. Procédé d'obtention d'une électrode pour dépôt électrophorétique selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que

   - on revêt la surface latérale externe d'un cylindre plein ou d'un tube circulaire d'une couche isolante

   - on incise dans cette couche une (ou plusieurs) zone(s) annulaire(s).

   - on élimine l'anneau incisé ou les anneaux incisés
8. Procédé selon la revendication 7 caractérisée en ce que la ou les zones annulaires ont une largeur (e) comprise entre 0,5 et 3 mm.
9. Procédé selon la revendication 8, caractérisée en ce que la ou les zones annulaires ont une largeur (e) de l'ordre de 1 mm.

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