EP1454674A1 - Procédé d'application électrostatique d'une poudre sur un support à état de surface notamment irrégulier - Google Patents

Procédé d'application électrostatique d'une poudre sur un support à état de surface notamment irrégulier Download PDF

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EP1454674A1
EP1454674A1 EP04290287A EP04290287A EP1454674A1 EP 1454674 A1 EP1454674 A1 EP 1454674A1 EP 04290287 A EP04290287 A EP 04290287A EP 04290287 A EP04290287 A EP 04290287A EP 1454674 A1 EP1454674 A1 EP 1454674A1
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EP
European Patent Office
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powder
coated
deflector
support
jet
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EP04290287A
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EP1454674B1 (fr
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Alain Bethune
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LOreal SA
Original Assignee
LOreal SA
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/26Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with means for mechanically breaking-up or deflecting the jet after discharge, e.g. with fixed deflectors; Breaking-up the discharged liquid or other fluent material by impinging jets
    • B05B1/262Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with means for mechanically breaking-up or deflecting the jet after discharge, e.g. with fixed deflectors; Breaking-up the discharged liquid or other fluent material by impinging jets with fixed deflectors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B5/00Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
    • B05B5/08Plant for applying liquids or other fluent materials to objects
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/02Processes for applying liquids or other fluent materials performed by spraying
    • B05D1/04Processes for applying liquids or other fluent materials performed by spraying involving the use of an electrostatic field
    • B05D1/06Applying particulate materials

Definitions

  • the present invention relates to an electrostatic application process of a powder on a surface of a support and a support thus coated.
  • anodization techniques are used in particular and / or varnishing, depending on the desired surface finish.
  • irregularities surface may correspond to information which must remain visible even after applying this layer of powder.
  • irregularities can correspond to letters, numbers or patterns individuals stamped, or stamped in the surface to be coated, these characters contributing in particular to the aesthetics of packaging.
  • the method according to the invention makes it possible to obtain a layer of powder of identical thickness whether for a flat surface or for an area having an irregular surface, so that this layer of powder does not attenuate the visibility of desired surface irregularities.
  • the powder can be propelled along a trajectory orthogonal to the irregular surface.
  • surface irregularities correspond to recesses oriented at approximately 90 ° from the surface from from which they are formed.
  • this powder does not pile up in the corners of these setbacks.
  • the surface to be coated has an irregular area with an irregular surface finish.
  • the deflector is preferably arranged opposite this area. Irregularities are not defined in the same plane as the rest of the surface. These irregularities can to be hollows or setbacks from the plane of the surface they exceed or sink relatively to this plane by a few tenths of millimeters for example. They are for example obtained by stamping, or stamping, or embossing of the support.
  • the surface to be coated with the support undergoes other preparatory steps before being covered with powder. For example, the support is deburred, possibly polished, and then degreased.
  • the deflector makes it possible to decrease the speed of the powder particles which will be fixed on the surface to be coated, and in particular to decrease the speed of those intended to be applied against the area of the surface to be coated behind the deflector. Comparatively, the particles which are not deflected, are directly projected against the rest of the surface to be coated.
  • the advantage of the invention of having a deflector independent of the projection is mainly due to the fact that the projection device emits generally the particles in the form of a frustoconical cloud whose apex is delimited by the exit of the projection member.
  • the powder is no longer guided after this exit, but its trajectory is partly defined by the emission speed and the shape of the outlet.
  • this surface interrupting the trajectory powder particles to hold them at their point of impact, plus the base of the cloud will be wide and the impact points spaced from each other. More particularly at the level of a peripheral zone of this base, the points impact may be less concentrated than in the central part of the base.
  • the deflector can be placed opposite of the irregular area, and we can then choose to place this irregular area in the peripheral zone of the cloud, never placing it in the center of the cloud. So, only the few particles arriving in the peripheral zone are deflected by the deflector. These particles also traveling a longer path before reach this peripheral zone, their speed is lower, and when they reach the deflector, their speed is zero and they end up running then attracted only by the electrostatic field created at the level of the surface to be coated. They then move along the shortest path from the deflector to reach the irregular area and do not reduce reliefs by filling the hollows as is particularly the case when the particles arrive along an oblique path relative to this area irregular.
  • Another advantage of the invention in having an independent deflector is to be able to easily adjust the distance between this deflector and the surface to be coated independently of the distance settings between the outlet of the projection member and the surface to be coated.
  • the angular position of this deflector relative to the surface can be chosen independently of the angular position of the projection member relative to this same surface.
  • the cloud obtained between the deflector and the surface located opposite is preferably diffuse, the particles of this cloud are then attracted towards the surface to be coated, regardless of the direction with which they were initially projected.
  • the deflector is electrically neutral.
  • the powder jet is emitted by means of a gun electrostatic, or a triboelectric generator, namely a generator producing static electricity by friction.
  • the powders emitted are by example negatively charged, and the electrical potential of the surface to be coated is such that the powder particles are attracted to it.
  • this surface is conductive, from preferably metallic, especially aluminum.
  • the method implements a single electrical supply which allows to charge the powder particles and also to establish the potential electric at the surface to be coated.
  • This food then has a power of the order of 60 to 80 kilovolts (kV), and preferably 70 kV.
  • the surface to be coated is preferably arranged so as to be upright perpendicular to the axis of projection of the powder jet.
  • the point of emission at from which the powder is emitted, in the form of a jet, is arranged at a distance at least four times greater than a width of the surface to be coated.
  • the jet has an emission spectrum of generally conical shape. To this end, we set an opening diameter of a shutter disposed at an outlet of an emitting means of the powder jet to determine the dimensions of this emission spectrum.
  • the spectrum is such that the top of the cone is located at a distance from the base of the cone which is greater than or equal to four times the diameter of the base of the cone.
  • the width is the dimension of the surface parallel to the ground and height the dimension perpendicular to the ground. If the height of the surface to be coated is greater than the dimension covered by the spectrum powder emission, then we can plan to move this point vertically resignation. Conversely, we can consider that the width corresponds to the dimension of the surface to be coated perpendicular to the ground, and then plan to move the emission point parallel to the ground.
  • the surface to be coated has a symmetry of revolution, for example example corresponds to the outer periphery of a tube, then we rotate this surface so as to coat it.
  • the width of the surface to be coated corresponds to a diameter of the tube, the diameter being by example considered at the section of the tube in the extension of the axis main jet of powder.
  • the support undergoes advantageously a last cooking step so as to keep this layer of powder.
  • Cooking is carried out for example in an oven between 100 ° C and 180 ° C.
  • the cooking time is for example between 10 and 15 minutes.
  • the support is maintained at its potential electric so that the powder particles remain attracted to it homogeneous.
  • the support can be disconnected of its power supply.
  • a homogeneous polymerization of the powder layer by heating the surface to be coated beforehand, and projecting powder particles at a temperature below the temperature from the surface.
  • the powder particles are emitted at temperature ambient, while the temperature on the surface of the support is brought between 50 ° C. and 80 ° C.
  • This step of heating the support makes it possible in particular to improve the adhesion of powder particles on low conductive surfaces of electricity.
  • a powder is chosen from the family of polyester epoxies.
  • This powder has a particle size such that the diameter of its grains is understood between 28 micrometers and 50 micrometers, and preferably between 28 ⁇ m and 35 ⁇ m.
  • the thickness of the powder layer thus deposited is at least equal to the grain diameter, greater than or equal to 28 ⁇ m.
  • the average thickness of the powder layer may be less than 28 ⁇ m, since the entire surface is not covered with juxtaposed grains. Indeed, the use of the deflector allows the formation of a cloud, which allows a finer deposit of powder.
  • a deflector such that we preferably have its center facing the area of the surface to be coated behind the deflector. If the main axis of the powder jet is not oriented on the the surface to be coated located behind the deflector, but for example slightly above, we shift slightly vertically and upwards the center of the deflector, towards this main axis.
  • the deflector is preferably a plate which is not electrically charged, erected perpendicularly to the main axis of the powder jet.
  • This deflector can in particular have a square shape with sides greater than the dimensions of the zone of the surface to be coated behind the deflector. Especially if we define a width and height of an irregular area to be coated behind the deflector, the sides of the deflector are all respectively greater than this width and at this height.
  • the finer deposit also depends on the particle density powder presented by the cloud formed between the deflector and the surface to to coat, this density also depending on the distance between the deflector and this surface.
  • the deflector is placed at a greater distance or equal to twice the width of the area of the surface to be coated behind the deflector, and in particular twice the width of the irregular area, the width being considered as the dimension of the area parallel to the ground.
  • the sides of the deflector are substantially equal to the diameter of the tube at this strip, and the deflector is raised parallel to this outer circumference.
  • the deflector is placed at a distance of the order of twice the diameter of the tube of this strip.
  • Figure 1 shows a sectional view of a support 1 having a surface to be covered 2, this surface being covered with a layer 3 of powder according to a state-of-the-art process.
  • Surface 2 has an irregularity 4 constituted by a step in the plane formed by the surface 2. This offset is clear and forms a song erected at 90 ° between the plane formed by the surface 2 and the irregular zone 5 delimited by this recess 4.
  • the layer 3 of powder uniformly covers the surface 2 and the irregular area 5. at the level of the step 4, the powder area fills the space and forms a gradual drop, with a slope of the order of 40 ° relative to the plane of the surface 2. The offset is therefore not very visible with this layer 3.
  • the method according to the invention is implemented.
  • support 1 so that the surface to be coated stands perpendicular to the ground.
  • the medium 6 is presented so that the jet it projects is defined along a main axis of projection 7, this axis 7 coming perpendicular to the contact of the surface 2.
  • the jet emitted forms a conical cloud 8 including an axis connecting the top S at the base B of this cone corresponds to the main axis 7.
  • the base B of the cone corresponds in particular to surface 2.
  • shutter 9 at the outlet of this means 6 to define an angle opening 10 of the cone inside which the powder is sprayed.
  • the S summit of cone i.e. the point of emission of the powder jet is located at a distance 11 of surface 2.
  • Surface 2 stands perpendicular to axis 7, and width 12 of the surface corresponds to a dimension defined parallel to the ground, whereas the height 13 corresponds to a dimension defined perpendicular to the ground.
  • the support 1 forms a tube with an axis of symmetry of revolution 14 standing perpendicular to the ground.
  • the width 12 is defined by an outside diameter of the tube, and that the height 13 corresponds to the height of this tube.
  • the support 1 can then be driven in rotation by a rotary shaft 15 on which it is erected to be coated with powder all around its exterior.
  • the axis 7 stands perpendicular to the surface 2 of such so that it cuts this surface at a median height of the surface, by example according to a plane of symmetry of the surface 2, so that the cloud conical uniformly covers this surface 2.
  • the distance 11 is chosen so that it is at least four times greater than the width 12.
  • the powder emitted by the means 6 is kept in contact with the surface 2 because the powder and the surface are electrically charged so opposite.
  • the means 6 is an electrostatic gun which projects the powder particles, for example negatively charging them.
  • the gun 6 is supplied by a source 16.
  • This source 16 is also connected to the device 1 for placing the surface 2 at a given electrical potential. In the case present, the potential of surface 2 would be positive to see particles adhere to it negatively charged powder.
  • the particles being dispersed in the spectrum homogeneous emission, these are deposited so as to form a homogeneous layer on the surface of surface 2.
  • the spectrum emission of the powder particles is broken by means of a deflector 17 disposed intermediate between the emitting means 6 and the irregular area 5 of the surface 2.
  • the deflector 17 is independent of the emitting means 6, they do not are not related to each other.
  • the deflector 17 forms a mask which interrupts the trajectory of the powder particles emitted by means 6.
  • the trajectory of these particles is modified so that the impact of the particles against the deflector entrains them in a movement around the deflector.
  • Particles bypass the deflector at each of its borders and then form a cloud particle electrostatic 18 between the deflector 17 and the surface 2. From preferably, the cloud of particles 18 comes into contact with the irregular zone 5.
  • a deflector with dimensions adapted to those of the irregular area 5 to be covered.
  • the deflector 17 parallel to this zone 5, so that it is distant by a distance 19 which is greater than or equal to twice the width 12, and at least twice greater than a width 20 of the irregularity pattern as shown in FIG. 3.
  • a deflector 17 is chosen having a width 21 and a height 22.
  • the width 21 is substantially equal to the width 20 of the pattern irregularities.
  • the height 22 of the deflector 17 is substantially greater than the height 23 of the irregular zone 5. If a center is defined geometrical of the deflector this one can for example be centered on the pattern of the zone 5. But in a variant, presented, Figures 2 and 4, given the position of zone 5 relative to axis 7, the center of the deflector is slightly shifted upwards so that the powder jet not broken by the deflector has an opening angle 24 such that no powder particle comes directly into contact with zone 5, and that only the particles of the cloud formed at the rear of the deflector come into contact with this zone 5.
  • a square deflector is chosen such that the width 21 is equal to height 22, and such that its sides are greater than or equal width 20 of the irregular pattern of zone 5.
  • the zone 5 forms by example a strip, in this case presented on the bottom of the tube, relatively at the position of the emission point 6 of the powder particles.
  • the deflector remains fixed.
  • Figure 4 is such that the layer deposited in direct flux from the emission point 6 on the surface 2 has a thickness 25, whereas at the level of zone 5 the thickness 26 of the layer is less than the thickness 25. From plus, since the deposit at zone 5 is done by attraction electrostatic particles on the surface of zone 5, they move without attenuating the angles of the recesses such as 4. Indeed, the particles deviated then go along the shortest path towards the surface located at the rear of the deflector 17, namely by moving along a trajectory orthogonal to the surface to which they are attracted. This displacement is therefore parallel to the recess 4 along which the particles are hardly fixed.
  • the thickness 27 at the edge 4 is almost zero, and therefore, even after deposition of layer 3, the visibility of the step 4 remains the same, since the proportions of the hollows and the extra thicknesses are maintained.
  • the thickness 25 is for example between 28 ⁇ m and 35 ⁇ m, while in the irregular zone 5 the average thickness 26 of the deposited layer is less than 28 ⁇ m.

Landscapes

  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Electrostatic Spraying Apparatus (AREA)
  • Glanulating (AREA)

Abstract

L'invention a pour objet un procédé de recouvrement d'un support (1) comportant une surface à enduire (2) comportant notamment une zone (5) présentant un état de surface irrégulier, dans lequel on émet (6) un jet avec une poudre chargée électriquement en direction du support, on établit (16) un potentiel électrique au niveau de la surface à enduire de telle sorte que la poudre soit attirée vers cette surface. Pour améliorer un dépôt de poudre notamment effectué au niveau de la zone irrégulière, on utilise un déflecteur (17) indépendant de l'organe de projection de la poudre, de manière à modifier la course d'une partie des particules émises, de telle sorte que ces particules défléchies forment un nuage (18) entre le déflecteur et la zone irrégulière, pour assurer un dépôt homogène indépendamment de la direction (7) du jet de poudre, tout en maintenant la visibilité des irrégularités de surface. <IMAGE>

Description

La présente invention a pour objet un procédé d'application électrostatique d'une poudre sur une surface d'un support et un support ainsi enduit. Dans le domaine des conditionnements destinés à contenir des produits cosmétiques, lorsqu'on enduit un support avec un matériau pour obtenir une couche de couleur, ou un motif, on utilise notamment des techniques d'anodisation et ou de vernissage, en fonction du rendu de surface désiré.
La mise en oeuvre de ces techniques à l'échelle industrielle est longue et coûteuse. On connaít des procédés alternatifs pour déposer une couche de peinture sur une surface.
Notamment on connaít du document FR-A-2,751,567, des techniques d'application électrostatique d'une couche d'apprêt poudré sur des éléments de carrosserie de véhicules automobiles. Cette technique permet de déposer une couche relativement épaisse à la surface de l'élément à enduire. La surface à enduire est plane. Cette couche est répartie selon un motif au moyen d'un pochoir. Etant donné l'épaisseur de la couche, il existe un besoin pour obtenir des bordures de ce motif avec une épaisseur décroissante. A cet effet, il est connu de surélever légèrement le pochoir relativement à la surface à enduire. Ainsi aux bordures du pochoir, la poudre bave légèrement sous le pochoir de manière à atténuer l'épaisseur des bordures du motif.
On connaít également du document US-3,521,815 un pistolet permettant l'application électrostatique d'une poudre sur des objets à recouvrir.
Pour des surfaces à enduire comportant des irrégularités de surface, telles que des creux ou des décrochements par rapport à la surface considérée, lorsqu'on utilise la technique indiquée ci-dessus de recouvrement, on obtient effectivement une couche homogène. Mais, du fait de l'application électrostatique de la poudre, celle-ci a tendance à venir combler préférentiellement les zones de creux, et à arrondir les angles des décrochements. On obtient alors une couche recouvrant la surface à enduire, ne laissant plus apparaítre les irrégularités de surface.
Or, dans le domaine des conditionnements cosmétiques, ces irrégularités de surface peuvent correspondre à des informations qui doivent rester visibles même après l'application de cette couche de poudre. Par exemple, les irrégularités peuvent correspondre à des lettres, des chiffres ou des motifs particuliers matricés, ou estampés dans la surface à enduire, ces caractères contribuant en particulier à l'esthétique du conditionnement.
Le procédé selon l'invention permet d'obtenir une couche de poudre d'épaisseur identique que ce soit pour une surface plane ou pour une zone ayant une surface irrégulière, de manière à ce que cette couche de poudre n'atténue pas la visibilité des irrégularités de surface qui sont voulues. En effet, grâce au procédé selon l'invention, la poudre peut être propulsée selon une trajectoire orthogonale à la surface irrégulière. Généralement, les irrégularités de surface correspondent à des décrochements orientés à 90° environ de la surface à partir de laquelle ils sont formés. Ainsi, en propulsant la poudre selon le procédé de l'invention, cette poudre ne vient pas s'entasser dans les coins de ces décrochements.
L'invention concerne un procédé de recouvrement par voie électrostatique d'un support comportant une surface à enduire caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes:
  • un organe de projection émet un jet de particules de poudre chargée électriquement en direction du support,
  • un générateur établit un potentiel électrique au niveau de la surface à enduire de telle sorte que les particules de poudre sont attirées vers cette surface,
  • un déflecteur, indépendant de l'organe de projection, est disposé en vis-à-vis de la surface de manière à ce qu'au moins une partie des particules de poudre soit déviée et forme un nuage entre ce déflecteur et la surface, ce nuage étant attiré de manière uniforme sur la surface, sous l'effet de l'attraction électrostatique générée par ladite surface.
Avantageusement, la surface à enduire comporte une zone irrégulière présentant un état de surface irrégulier. Dans ce cas, le déflecteur est de préférence disposé en vis-à-vis de cette zone. Les irrégularités ne sont pas définies dans un même plan que le reste de la surface. Ces irrégularités peuvent être des creux ou des décrochements par rapport au plan de la surface, ils dépassent ou s'enfoncent relativement à ce plan de quelques dixièmes de millimètres par exemple. Ils sont par exemple obtenus par matriçage, ou estampage, ou embossage du support. La surface à enduire du support subit d'autres étapes préparatoires avant d'être recouverte de poudre. Par exemple, le support est ébavuré, éventuellement poli, et ensuite dégraissé.
Le déflecteur permet de diminuer la vitesse des particules de poudre qui iront se fixer sur la surface à enduire, et notamment à diminuer la vitesse de celles destinées à être appliquées contre la zone de la surface à enduire située derrière le déflecteur. Comparativement, les particules qui ne sont pas défléchies, sont directement projetées contre le reste de la surface à enduire.
L'intérêt de l'invention d'avoir un déflecteur indépendant de l'organe de projection tient essentiellement au fait que l'organe de projection émet généralement les particules sous la forme d'un nuage tronconique dont le sommet est délimité par la sortie de l'organe de projection. La poudre n'est plus guidée après cette sortie, mais sa trajectoire est en partie définie par la vitesse d'émission et la forme de la sortie. Par ailleurs, plus la sortie de l'organe de projection est éloignée de la surface à enduire, cette surface venant interrompre la trajectoire des particules de poudre pour les retenir à leur point d'impact, plus la base du nuage va être large et les points d'impact espacés les uns des autres. Plus particulièrement au niveau d'une zone périphérique de cette base, les points d'impact peuvent être moins concentrés que dans la partie centrale de la base.
Grâce au déflecteur indépendant, on peut placer le déflecteur en vis-à-vis de la zone irrégulière, et on peut alors choisir de placer cette zone irrégulière dans la zone périphérique du nuage, sans jamais la placer au centre du nuage. Ainsi, seules les quelques particules arrivant dans la zone périphérique sont défléchies par le déflecteur. Ces particules parcourant par ailleurs un chemin plus long avant d'atteindre cette zone périphérique, leur vitesse est plus faible, et lorsqu'elles atteignent le déflecteur, leur vitesse est nulle et elles finissent leur course en étant alors attirées uniquement par le champ électrostatique créé au niveau de la surface à enduire. Elles se déplacent alors selon la trajectoire la plus courte depuis le déflecteur pour atteindre la zone irrégulière et n'amenuisent pas les reliefs en venant remplir les creux comme c'est notamment le cas lorsque les particules arrivent selon une trajectoire oblique relativement à cette zone irrégulière.
Par ailleurs un autre avantage de l'invention à avoir un déflecteur indépendant est de pouvoir régler facilement la distance entre ce déflecteur et la surface à enduire indépendamment des réglages de distance entre la sortie de l'organe de projection et la surface à enduire. De même, la position angulaire de ce déflecteur relativement à la surface peut être choisie indépendamment de la position angulaire de l'organe de projection relativement à cette même surface.
   Le nuage obtenu entre le déflecteur et la surface située en vis-à-vis est de préférence diffus, les particules de ce nuage sont alors attirées vers la surface à enduire, indépendamment de la direction avec laquelle elles ont été initialement projetées. De préférence, le déflecteur est électriquement neutre.
Avantageusement, on émet le jet de poudre au moyen d'un pistolet électrostatique, ou d'un générateur triboélectrique, à savoir un générateur produisant de l'électricité statique par frottement. Les poudres émises sont par exemple chargées négativement, et le potentiel électrique de la surface à enduire est tel que les particules de poudre y sont attirées. Pour établir un potentiel électrique au niveau de la surface à enduire, cette surface est conductrice, de préférence métallique, et notamment en aluminium.
De préférence, le procédé met en oeuvre une unique alimentation électrique qui permet de charger les particules de poudre et également d'établir le potentiel électrique au niveau de la surface à enduire. Cette alimentation a alors une puissance de l'ordre de 60 à 80 kilovolts (kV), et de préférence de 70 kV.
La surface à enduire est de préférence disposée de manière à être dressée perpendiculairement à l'axe de projection du jet de poudre. Le point d'émission à partir duquel la poudre est émise, sous la forme d'un jet, est disposé à une distance au moins quatre fois supérieure à une largeur de la surface à enduire. Le jet a un spectre d'émission de forme généralement conique. A cet effet, on règle un diamètre d'ouverture d'un obturateur disposé à une sortie d'un moyen émetteur du jet de poudre pour déterminer les dimensions de ce spectre d'émission. Le spectre est tel que le sommet du cône est situé à une distance de la base du cône qui est supérieure ou égale à quatre fois le diamètre de la base du cône.
En considérant avantageusement que la surface à enduire est dressée perpendiculairement au sol, alors la largeur est la dimension de la surface parallèle au sol et la hauteur la dimension perpendiculaire au sol. Si la hauteur de la surface à enduire est supérieure à la dimension couverte par le spectre d'émission de la poudre, alors on peut prévoir de déplacer verticalement ce point d'émission. Réciproquement, on peut considérer que la largeur correspond à la dimension de la surface à enduire perpendiculaire au sol, et alors prévoir de déplacer le point d'émission parallèlement au sol.
En variante, si la surface à enduire présente une symétrie de révolution, par exemple correspond au pourtour extérieur d'un tube, alors on entraíne en rotation cette surface de manière à l'enduire. Dans ce cas, on considère que la largeur de la surface à enduire correspond à un diamètre du tube, le diamètre étant par exemple considéré au niveau de la section du tube dans le prolongement de l'axe principal du jet de poudre.
De même, après avoir été recouvert de poudre, le support subit avantageusement une dernière étape de cuisson de manière à faire tenir de manière définitive cette couche de poudre. La cuisson est par exemple réalisée dans une étuve entre 100°C et 180°C. La durée de cuisson est par exemple comprise entre 10 et 15 minutes.
Lors de l'étape de cuisson, pour faire tenir la poudre de manière homogène, telle qu'elle a été pulvérisée, avant que celle-ci ait polymérisé à la surface du support, dans une première variante, le support est maintenu à son potentiel électrique pour que les particules de poudre y restent attirées de manière homogène. Dans cette variante, seulement à la fin de la cuisson, la couche de poudre ayant polymérisée de manière homogène, on peut déconnecter le support de son alimentation électrique.
Selon une deuxième variante, on obtient une polymérisation homogène de la couche de poudre, en chauffant au préalable la surface à enduire, et en projetant des particules de poudre à une température inférieure à la température de la surface. Par exemple, les particules de poudre sont émises à température ambiante, alors que la température à la surface du support est amenée entre 50°C et 80°C. Cette étape de chauffage du support permet notamment d'améliorer l'adhérence des particules de poudre sur des surfaces peu conductrices de l'électricité.
De préférence, on choisit une poudre dans la famille des époxy polyesters. Cette poudre a une granulométrie telle que le diamètre de ses grains est compris entre 28 micromètres et 50 micromètres, et de préférence entre 28 µm et 35 µm. L'épaisseur de la couche de poudre ainsi déposée est au minimum égale au diamètre d'un grain, soit supérieure ou égale à 28 µm. Néanmoins, dans la zone de la surface à enduire située derrière le déflecteur, l'épaisseur moyenne de la couche de poudre peut être inférieure à 28 µm, dans la mesure où toute la surface n'est pas recouverte de grains juxtaposés. En effet, l'utilisation du déflecteur permet la formation d'un nuage, qui permet un dépôt plus fin de poudre.
Pour adapter les dimensions de la zone concernée par ce dépôt de moindre épaisseur, on choisit un déflecteur tel qu'on dispose de préférence son centre en vis-à-vis de la zone de la surface à enduire située derrière le déflecteur. Dans le cas où le l'axe principal du jet de poudre n'est pas orienté sur la zone de la surface à enduire située derrière le déflecteur, mais par exemple légèrement au-dessus, on décale alors légèrement verticalement et vers le haut le centre du déflecteur, en direction cet axe principal.
Le déflecteur est de préférence une plaque non chargée électriquement, dressée perpendiculairement l'axe principal du jet de poudre. Ce déflecteur peut notamment avoir une forme carrée de côtés supérieurs aux dimensions de la zone de la surface à enduire située derrière le déflecteur. Notamment si on définit une largeur et une hauteur d'une zone irrégulière à enduire située derrière le déflecteur, les côtés du déflecteur sont tous respectivement supérieurs à cette largeur et à cette hauteur.
Par ailleurs, le dépôt plus fin dépend également de la densité de particules de poudre présentée par le nuage formé entre le déflecteur et la surface à enduire, cette densité dépendant également de la distance entre le déflecteur et cette surface. Par exemple, on dispose le déflecteur à une distance supérieure ou égale à deux fois la largeur de la zone de la surface à enduire située derrière le déflecteur, et en particulier deux fois la largeur de la zone irrégulière, la largeur étant considérée comme la dimension de la zone parallèle au sol.
Dans un cas particulier, où la surface à enduire correspond au pourtour extérieur d'un tube, et où la zone irrégulière est définie par un bandeau défini tout autour de ce pourtour, alors les côtés du déflecteur sont sensiblement égaux au diamètre du tube au niveau de ce bandeau, et le déflecteur est dressé parallèlement à ce pourtour extérieur. Le déflecteur est disposé à une distance de l'ordre de deux fois le diamètre du tube de ce bandeau.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Celles ci ne sont présentées qu'à titre indicatif et nullement limitatif de l'invention. Les figures montrent :
  • Figure 1 : une vue en coupe d'un support recouvert d'une couche de poudre selon un procédé de l'état de l'art;
  • Figure 2 : une vue schématique du procédé selon l'invention;
  • Figure 3 : une vue de face d'un support en partie masqué par un déflecteur, et destiné à être recouvert selon le procédé de l'invention;
  • Figure 4 : une vue en coupe d'un support recouvert d'une couche de poudre selon le procédé de l'invention.
  • La Figure 1 montre une vue en coupe d'un support 1 présentant une surface à recouvrir 2, cette surface étant recouverte d'une couche 3 de poudre selon un procédé de l'état de l'art. La surface 2 présente une irrégularité 4 constituée par un décrochement dans le plan formé par la surface 2. Ce décrochement est net et forme un chant dressé à 90° entre le plan formé par la surface 2 et la zone irrégulière 5 délimitée par ce décrochement 4. La couche 3 de poudre recouvre uniformément la surface 2 et la zone irrégulière 5. au niveau du décrochement 4, la zone poudre comble l'espace et forme un dénivelé progressif, avec une pente de l'ordre de 40° relativement au plan de la surface 2. Le décrochement est donc peu visible avec cette couche 3.
    Pour améliorer le dépôt de poudre au niveau d'un décrochement tel que 4, on met en oeuvre le procédé selon l'invention. A cet effet, on dispose le support 1 de telle sorte que la surface à enduire se dresse perpendiculairement au sol. On dispose un moyen 6 pour émettre un jet de poudre en vis-à-vis de la surface 2. Le moyen 6 est présenté de telle sorte que le jet qu'il projette se définit le long d'un axe principal de projection 7, cet axe 7 venant perpendiculairement au contact de la surface 2. Le jet émis forme un nuage conique 8 dont un axe reliant le sommet S à la base B de ce cône correspond à l'axe principal 7. La base B du cône correspond notamment à la surface 2.
    On dispose un obturateur 9 à la sortie de ce moyen 6 pour définir un angle d'ouverture 10 du cône à l'intérieur duquel la poudre est projetée. Le sommet S du cône, à savoir le point d'émission du jet de poudre est situé à une distance 11 de la surface 2. La surface 2 se dresse perpendiculairement à l'axe 7, et la largeur 12 de la surface correspond à une dimension définie parallèlement au sol, alors que la hauteur 13 correspond à une dimension définie perpendiculairement au sol.
    De préférence, le support 1 forme un tube avec un axe de symétrie de révolution 14 dressé perpendiculairement au sol. Dans ce, cas, on considère que la largeur 12 est définie par un diamètre extérieur du tube, et que la hauteur 13 correspond à la hauteur de ce tube. Le support 1 peut alors être entraíné en rotation par un arbre rotatif 15 sur lequel il est dressé pour être enduit de poudre sur tout son pourtour extérieur.
    De préférence l'axe 7 se dresse perpendiculairement à la surface 2 de telle sorte qu'il coupe cette surface au niveau d'une hauteur médiane de la surface, par exemple selon un plan de symétrie de la surface 2, de telle sorte que le nuage conique couvre de manière homogène cette surface 2.
    A cet effet, étant donné les phénomènes de dispersion et de densité de la poudre à l'intérieur du nuage conique, la distance 11 est choisie de telle sorte qu'elle soit au moins quatre fois supérieure à la largeur 12.
    Dans le cas, où la base B du spectre d'émission, du nuage conique, est de dimension inférieure à la hauteur de produit à recouvrir, alors on déplace longitudinalement le moyen 6, parallèlement à l'axe de symétrie 14, pour en permettre une enduction sur toute sa hauteur 13.
    La poudre émise par le moyen 6 est maintenue au contact de la surface 2 du fait que la poudre et la surface sont chargées électriquement de manière opposée. En effet, de préférence, le moyen 6 est un pistolet électrostatique qui projette les particules de poudre, en les chargeant par exemple négativement. Le pistolet 6 est alimenté par une source 16. Cette source 16 est également reliée au dispositif 1 pour placer la surface 2 à un potentiel électrique donné. Dans le cas présent, le potentiel de la surface 2 serait positif pour y voir adhérer les particules de poudre chargées négativement. Les particules étant dispersées dans le spectre d'émission de manière homogène, celles-ci viennent se déposer de manière à former une couche homogène à la surface de la surface 2.
    Pour le dépôt de la couche 3 au niveau de la zone irrégulière 5, le spectre d'émission des particules de poudre est cassé au moyen d'un déflecteur 17 disposé de manière intermédiaire entre le moyen émetteur 6 et la zone irrégulière 5 de la surface 2. Le déflecteur 17 est indépendant du moyen émetteur 6, ils ne sont pas reliés l'un à l'autre.
    Le déflecteur 17 forme un masque qui vient interrompre la trajectoire des particules de poudre émises par le moyen 6. La trajectoire de ces particules est modifiée de telle sorte que le choc des particules contre le déflecteur les entraíne dans un mouvement de contournement du déflecteur. Les particules contournent le déflecteur au niveau de chacune de ses bordures et forment alors un nuage électrostatique de particules 18 entre le déflecteur 17 et la surface 2. De préférence, le nuage de particules 18 vient au contact de la zone irrégulière 5.
    De préférence, on choisit un déflecteur aux dimensions adaptées à celles de la zone irrégulière 5 à recouvrir. En particulier, on dispose le déflecteur 17 parallèlement à cette zone 5, de telle sorte qu'il soit distant d'une distance 19 qui soit supérieure ou égale à deux fois la largeur 12, et au moins deux fois supérieure à une largeur 20 du motif d'irrégularités tel que représenté Figure 3.
    En particulier, on choisit un déflecteur 17 comportant une largeur 21 et une hauteur 22. La largeur 21 est sensiblement égale à la largeur 20 du motif d'irrégularités. Par contre la hauteur 22 du déflecteur 17 est sensiblement supérieure à la hauteur 23 de la zone irrégulière 5. Si on définit un centre géométrique du déflecteur celui ci peut par exemple être centré sur le motif de la zone 5. Mais dans une variante, présentée, Figures 2 et 4, étant donnée la position de la zone 5 relativement à l'axe 7, le centre du déflecteur est légèrement décalé vers le haut de manière à ce que le jet de poudre non cassé par le déflecteur présente un angle d'ouverture 24 tel qu'aucune particule de poudre ne vient directement au contact de la zone 5, et que seules les particules du nuage formé à l'arrière du déflecteur viennent au contact de cette zone 5.
    Dans un cas particulier on choisit un déflecteur de forme carrée tel que la largeur 21 est égale à la hauteur 22, et tel que ses côtés sont supérieurs ou égaux à la largeur 20 du motif irrégulier de la zone 5.
    Dans le cas particulier, où le support 1 est tubulaire, la zone 5 forme par exemple un bandeau, en l'occurrence ici présenté sur le bas du tube, relativement à la position du point d'émission 6 des particules de poudre. Lorsqu'on entraíne en rotation le tube, le déflecteur reste fixe.
    Le résultat obtenu, Figure 4, est tel que la couche déposée en flux direct depuis le point d'émission 6 sur la surface 2 a une épaisseur 25, alors qu'au niveau de la zone 5 l'épaisseur 26 de la couche est inférieure à l'épaisseur 25. De plus, étant donné que le dépôt au niveau de la zone 5 se fait par attraction électrostatique des particules sur la surface de la zone 5, celles ci se déplacent sans atténuer les angles des décrochements tels que 4. En effet, les particules déviées se dirigent ensuite selon le chemin le plus court en direction de la surface située à l'arrière du déflecteur 17, à savoir en se déplaçant selon une trajectoire orthogonale à la surface vers laquelle elles sont attirées. Ce déplacement est donc parallèle au décrochement 4 le long duquel les particules se fixent peu.
    En effet, l'épaisseur 27 au niveau du chant 4 est quasi nulle, et de ce fait, même après dépôt de la couche 3, la visibilité du décrochement 4 reste la même, vu que les proportions des creux et des surépaisseurs restent maintenues. L'épaisseur 25 est par exemple comprise entre 28 µm et 35 µm, alors que dans la zone irrégulière 5 l'épaisseur moyenne 26 de la couche déposée est inférieure à 28 µm.

    Claims (18)

    1. Procédé de recouvrement par voie électrostatique d'un support (1) comportant une surface (2) à enduire caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes:
      un organe de projection (6) émet un jet (8) de particules de poudre chargée électriquement en direction du support,
      un générateur (16) établit un potentiel électrique au niveau de la surface à enduire de telle sorte que les particules de poudre sont attirées vers cette surface,
      un déflecteur (17), indépendant de l'organe de projection, est disposé en vis-à-vis de la surface de manière à ce qu'au moins une partie des particules de poudre soit déviée et forme un nuage (18) entre ce déflecteur et la surface, ce nuage étant attiré de manière uniforme sur la surface, sous l'effet de l'attraction électrostatique générée par ladite surface.
    2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que la surface à enduire comporte une zone (5) présentant un état de surface irrégulier, notamment avec des creux formés par exemple par estampage, matriçage ou embossage.
    3. Procédé selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisé en ce qu'on émet le jet de poudre au moyen d'un pistolet électrostatique, ou d'un générateur triboélectrique.
    4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on dispose le point d'émission du jet de poudre à une distance (11) au moins quatre fois supérieure à une largeur (12) de la surface à enduire.
    5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on règle un diamètre d'ouverture d'un obturateur (9) disposé à une sortie d'un moyen émetteur du jet de poudre pour déterminer le spectre (10) de ce jet.
    6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'on déplace axialement un moyen émetteur du jet de poudre le long de la surface à enduire.
    7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'on utilise un déflecteur de dimensions telles que ses cotés (21, 22) sont chacun respectivement supérieurs aux dimensions respectives (20, 23) de la zone de la surface à enduire située derrière le déflecteur.
    8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'on dispose le déflecteur à une distance (19) au moins deux fois supérieure à une largeur (20) de la zone de la surface à enduire située derrière le déflecteur.
    9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'on dispose le déflecteur tel que son centre se situe en vis-à-vis de la zone de la surface à enduire située derrière le déflecteur, et de préférence légèrement décalé verticalement en direction du jet central de poudre.
    10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la poudre est choisie parmi la famille des époxy polyesters, et en ce qu'elle est au préalable broyée pour obtenir une granulométrie comprise entre 28 µm et 50 µm, et de préférence entre 28 µm et 35 µm.
    11. Procédé selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'on ébavure, éventuellement polit, et dégraisse au préalable la surface à enduire du support.
    12. Procédé selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'on choisit un support conducteur de préférence métallique, notamment en aluminium.
    13. Procédé selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce qu'on chauffe la surface à une température supérieure à celles des particules de poudre émises, de manière à ce qu'une température de surface soit par exemple de l'ordre de 50 à 80°C, pour favoriser l'adhérence de la poudre sur la surface.
    14. Procédé selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu'après enduction de poudre, on place le support ainsi enduit dans une étuve de cuisson, cette étuve ayant une température comprise entre 100°C et 180°C pour permettre la polymérisation de la poudre sur le support.
    15. Procédé selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé en ce qu'on maintient le potentiel électrique du support et la charge électrostatique de la poudre au moyen d'un générateur (16) dont la puissance est comprise entre 60 et 80 kV.
    16. Procédé selon l'une des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que la surface à enduire présente une symétrie de révolution autour d'un axe (14) dressé perpendiculairement au jet de poudre, et en ce qu'on entraíne (15) en rotation cette surface de manière à enduire l'intégralité de la surface.
    17. Procédé de recouvrement d'un support (1) comportant une surface (2) à enduire, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes:
      on choisit une poudre dans la famille des époxy polyesters,
      on broie cette poudre pour obtenir une granulométrie comprise entre 28 µm et 50 µm, et de préférence entre 28 µm et 35 µm
      on émet (6) un jet avec une poudre chargée électriquement, au moyen d'un organe de projection en direction du support,
      on établit (16) un potentiel électrique au niveau de la surface à enduire de telle sorte que la poudre soit attirée vers cette surface,
      on dispose un déflecteur (17), indépendant de cet organe de projection, entre un point d'émission du jet et une zone (5) à enduire,
      on place ensuite le support recouvert de poudre dans une étuve de cuisson.
    18. Dispositif comportant un support (1) présentant une surface (2) à enduire avec une zone (5) présentant un état de surface irrégulier, la surface à enduire étant recouverte d'une couche de poudre polymérisée, caractérisé en ce que l'épaisseur (25) de cette couche est comprise entre 28 µm et 35 µm au niveau de la surface à enduire, sauf dans la zone irrégulière où la couche a une épaisseur moyenne (26) inférieure à 28 µm.
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