FR2471859A1 - Feuille metallique a revetement composite de resine et poudre metallique - Google Patents

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Abstract

L'INVENTION CONCERNE UNE FEUILLE METALLIQUE PORTANT UN REVETEMENT COMPOSITE. UNE FEUILLE METALLIQUE EST REVETUE D'UNE MATIERE COMPOSITE ESSENTIELLEMENT FORMEE D'UNE RESINE DE TYPE CHLORURE DE POLYVINYLE ET D'UNE POUDRE MICACEE D'ALUMINIUM ET, DANS CERTAINS CAS, D'UNE POUDRE METALLIQUE ET D'UNE POUDRE D'ALLIAGE DE ZINC, ETAIN ET PLOMB. LA FEUILLE METALLIQUE A REVETEMENT COMPOSITE PEUT ETRE RECOUVERTE D'UNE PELLICULE DE RESINE DU TYPE ACRYLIQUE. LA FEUILLE METALLIQUE A REVETEMENT COMPOSITE DE L'INVENTION CONVIENT COMME MATERIAU DE CONSTRUCTION POUR L'EXTERIEUR ET EST DOUE D'UNE EXCELLENTE RESISTANCE AUX FACTEURS ATMOSPHERIQUES ET A LA CORROSION ET D'UNE TRES BONNE APTITUDE AU FACONNAGE.

Description

247 1859
La présente invention concerne une feuille métallique à revêtement composite qui peut être utilisée avantageusement pour la production de matériaux extérieurs
de construction.
Des exemples classiques de feuilles métalliques à revêtement pour matériaux extérieurs de construction comprennent les suivants 1. Feuilles galvanisées pré-enduites Il s'agit de feuilles galvanisées portant une couche de peinture à, base d'une résine thermodurcissable du type acrylique, polyester, silicone ou hydrocarbure
fluoré. La couche a une épaisseur de 10 à 40 pm.
2. Feuilles stratifiées de métal et de chlorure de polyvinyle: Il s'agit de feuilles galvanisées recouvertes
d'une pellicule de résine semi-rigide ou flexible de chloru-
re de polyvinyle de 100 à 300 lim d'épaisseur.
3. Feuilles stratifiées de métal et de polyacrylate: Il s'agit de feuilles galvanisées recouvertes d'une pellicule de résine de type acrylique de 50 à 100 vm d'épaisseur. 4. Feuilles stratifiées de métal, de chlorure de polyvinyle et d'un polyacrylate Il s'agit de feuilles stratifiées de métal et de chlorure de polyvinyle recouvertes d'une pellicule de
résine de type acrylique de 50 à 100 Dam d'épaisseur.
Toutefois, les feuilles métalliques revêtues mentionnées ci-dessus ne conviennent pas toujours du point de vue économique et en ce qui concerne leur résistance
pour la production de matériaux extérieurs de construction.
On utilise par ailleurs une peinture riche en zinc ou riche en aluminium formée de poudre de zinc ou de poudre d'aluminium et d'un polymère organique, par exemple d'une résine époxy, pour la protection de matériaux
métalliques de construction. Mais ces pellicules de pein-
2471859.
ture ont tendance à se fissurer au cours de -processus industriels tels que fléchissement ou enroulement, en raison de leur faible flexibilité. Par conséquent, ces peintures ne peuvent pas être utilisées comme matière de pré-revêtement. En conséquence, l'un des objets de la présente invention est de produire une feuille métallique portant un revêtement d'une composition renfermant une résine
de chlorure de polyvinyle, un métal en poudre, un plas-
tifiant et un agent stabilisant, ce produit ayant une -excellente résistance aux facteurs atmosphériques et à la
corrosionet une très bonne aptitude au façonnage.
Un autre but de la présente invention est de fabriquer le produit en question portant une pellicule de résine du type acrylique, ce produit ayant une très bonne résistance aux facteurs atmosphériques et à la corrosion
et une très bonne aptitude au façonnage.
La présente invention concerne donc une feuille métallique enduite qui est douée d'une excellente résistance aux facteurs extérieurs et d'une excellente aptitude au
façonnage et qui est peu coûteuse.
La présente invention propose plus particulièrement une feuille métallique recouverte d'une matière composite comprenant une résine du type chlorure de polyvinyle et une poudre d'aluminium micacée et dans certains cas, une poudre d'un métal tel que zinc, étain et plomb ou des poudres d'alliages
de ces. métaux.
Cette feuille métallique à. revêtement composite est produite par le procédé ci-après- La feuille métallique est préalablement enduite d'un adhésif, soumise à la cuisson par un traitement thermique, revêtue d'une matière composite, sous-la forme d'une pâte, contenant une résine du type chlorure de polyvinyle, une poudre métallique, un plastifiant et un agent stabilisant, ou par stratification de la matière
composite sous la forme d'une pellicule, suivie d'une cuisson,-
3 47 1859
c'est-à-dire d'un traitement thermique. Ce produit a une excellente résistance aux facteurs atmosphériques et à la
corrosion,.et une excellente aptitude au façonnage.
En outre, dans certains cas, cette feuille revêtue d'un composite peut être placée par dessus une pellicule de résine de type acrylique. Ce produit est doué d'une meilleure résistance aux facteurs atmosphériques et à la corrosion. D'autres caractéristiques de la présente invention
ressortent de la description détaillée qui suit. On décrit
tout d'abord le revêtement composite.
La composition d'un revêtement composite comprend une résine du type chlorure de polyvinyle, une poudre micacée d'aluminium, un plastifiant, un agent stabilisant et, dans certains cas, une poudre d'un métal tel que zinc, étain et plomb et d'alliages de ces métaux. La composition de revêtement peut renfermer des agents tels qu'un pigment,
une charge, etc, pour la résine du type chlorure de polyvi-
nyle. Cette résine, qui est l'un des principaux composants
de la présente invention, peut être produite par polymérisa-
tïon en suspension, par polymérisation en émulsion ou par polymérisation en solution et peut renfermer des homopolymères
et des copolymères.
La poudre mica.ce d'aluminium, qui constitue le second des deux composants. principaux selon la présente invention, peut être une poudre en particules, d'épaisseur inférieure à 10 um, cette poudre étant produite par des procédés industriels ordinaires. Une épaisseur de plus de um' est indésirable parce qu'elle altère l'aspect de la surface revêtue. Le diamètre des particules de la poudre d'aluminium n'est pas limité, mais un diamètre réduit est appréciable. Des poudres autres. que l'aluminium peuvent être incluses afin d'améliorer davantage la résistance à la corrosion, par exemi.ple des poudres de métaux tels que le
zinc, l'étain et le plomb et des alliages de ces.métaux.
Dans ces poudres:, un diamètre de plus de 70,um est indésira-
ble parce qu'il altère l'aspect de la surface du revêtement.
Des plastifiants et des agents stabilisants qui sont des composants de la présente invention peuvent comprendre ceux que l'on utilise habituellement pour des
résines du type chlorure de polyvinyle.
La formule des matières composites est la suivante chlorure de polyvinyle 100 parties poudre micacée d'aluminium 5 - 70 poudre métallique autre que la poudre-d'aluminium.0 - 145 plastifiant selon les besoins agent stabilisant selon les besoins Toutefois, la quantité totale de poudre micacée d'aluminium et de poudre autre que la poudre d'aluminium ne doit pas dépasser 150 parties. Une quantité de poudre
micacée d'aluminium inférieure à 5 parties est indésira-
ble parce qu'elle a pour effet que la composition de
revêtement a une moins bonne résistance aux facteurs atmos-
phériques et à la corrosion, Une quantité de plus de 70 parties est indésirable parce que la composition de revêtement est moins apte au façonnage. En outre, une quantité totale de poudre métallique de plus de 150 parties est indésirable parce que le revêtement de matière composite
obtenu est moins apte-au façonnage. La quantité de plasti-
fiant et d'agent stabilisant est ajoutée pour conférer au
produit une bonne aptitude au façonnage et de bonnes proprié-
tés de résistance.
On décrit à présent la composition et le fonctionne-
ment de la pellicule de résine de'type acrylique, qui consti-
tue une forme appréciée de réalisation La pellicule de résine du type acrylique peut être formée de l'une des compositions suivantes portant
les numéros l à 4, en utilisant un ou plusieurs. des com-
posants A, B et C suivants ' Composant A = méthacrylate d'alkyle en ClC4s Composant B = acrylate d'alkyle en C1-C8 Composant C = monomère de type éthylénique capable d'être copolymérisé avec A et B. La composition n 1 est principalement formée du polymère A. La composition n 2 est principalement formée d'un mélange des polymère A et B. La composition n 3 est principalement formée du copolymère de A et Bo La composition n 4 est principalement formée du copolymère de A, B et C. Les compositions n 1 à 4 peuvent renfermer des
additifs tels que des agents absorbant la lumière ultra-
violette, un pigment, etc. La pellicule de résine du type
acrylique a une épaisseur de 20 à 200,uam.
On décrit ci-après le procédé de production des feuilles métalliques revêtues conformes à la présente invention. Une feuille d'acier galvanisée par immersion à chaud, une feuille d'acier électrogalvanisé ou une feuille d'acier ayant subi un traitement électrolytique au chromate, constituententre autres, les feuilles d'acier que l'on peut utiliser comme substrat. On utilise comme adhésif un adhésif bien connu pour acier stratifié avec un métal et un chlorure de polyvinyle, cet adhésif étant de type acrylique, époxy, uréthanne, caoutchouc, etc. La feuille d'acier utilisée comme substrat est préalablement enduite d'adhésif, soumise L une cuisson par traitement thermique et
recouverte des matières composites par enduction ou strati-
fication, Dans le cas de l'enduction; la composition appli-
quée est utilisée sous la forme d'une pâte de viscosité convenable. La feuille d'acier utilisée comme substrat portant l'adhésif est ensuite enduite de cette composition par application au rouleau, immersions application à. la lames application par voile, etc., puis elle est soumise à une cuisson par traitement thermique à une température de
à 2500C en vue de la gélification et de l'adhésion.
Dans le cas d'une stratification, la matière composite est tout d'abord appliquée en pellicule ou en feuille par calandrage extrusion, etc. Ensuite, la feuille d'acier servant de substrat portant l'adhésif est chauffée, stratifiée avec la pellicule au moyen d'une presse à rouleaux ou d'un dispositif similaire-puis le produit résultant est chauffé à 150250'C pour assurer l'adhésion.
La feuille métallique enduite conforme à la présen-
te invention est produite par le procédé décrit ci-dessus.
La feuille métallique enduite peut être revêtue
d'une pellicule de résine de type acrylique, ce qui consti-
tue une forme appréciée de la présente invention, comme indiqué dans ce qui suit. Après. que la feuille d'acier servant de substrat a été recouverte des matières composites comme décrit ci-dessus, elle est revêtue d'une pellicule de résine de type acrylique au moyen d'une presse à rouleaux ou d'un dispositif similaire, à une température de 100 à 250'C, puis dans quelques cas, elle est-chauffée à une
température similaire en vue d'améliorer l'adhésion.
D'autres détails de la présente invention ressortent
des exemples suivants, donnés à titre non limitatif.
EXEMPLE 1
- Une feuille-d'acier de 0,5 mm d'épaisseur ayant subi un traitement électrolytique au chromate (marque déposée "Hi-Top") est revêtue d'un adhésif de type époxy en une épaisseur de 5.um au moyen d'un applicateur à barre puis chauffée dans un four à air chaud pendant 30 secondes à 30Q'C. La température de la feuille d'acier est de 2300C. Ensuite, la- feuille d'acier est refroidie, revêtue des -matières composites en une épaisseur de 200,in au moyen d'un applicateur à.lame et soumise à la cuisson dans un four à air chaud pendant 60 secondes à 260 çC. La température de la feuille d'acier est de 200 C. La feuille
d'acier est ensuite refroidie.
La composition de la matière composite est la suivante, les quantités étant exprimées en parties en poids. Résine du type chlorure de polyvinyle (marque déposée "Geon 121 L") 100 parties Poudre micacée d'aluminium (épaisseur 0,5/um):. 20 parties Plastifiant (n-D.OoP.) 50 parties Agent stabilisant (type Cd-Ba) 3 parties Diluant (essence minérale): 10 parties L'essai de résistance au choc "Dupont" (1,27 cm x
1 kg x 50 cm) est appliqué à cette feuille d'acier revêtue.
La feuille en question ne présente aucun signe de-perte d'adhésion ni de fissuration de la couche appliquée. De même,
cette feuille d'acier revêtue est soumise à un essai d'ex-
position à l'extérieur et elle ne présente pas de perte d'adhésion ni de dégradation telle que changement de couleur ou fissuration de la couche appliquée, même au bout de 8 ans. Par contre, un échantillon témoin, qui a été revêtu d'une composition dans laquelle le blanc de titane remplace la poudre micacée d'aluminium, était remarquablement altéré au bout de 5 ans dans. l'essai d'exposition à l'extérieur et
présentait une légère perte d'adhésion et un léger change-
ment de couleur de la couche appliquée, au bout de 3 ans.
Ensuiteune peinture riche en aluminium formée d'aluminium en poudre et d'une résine de type époxy utilisée comme liant a été appliquée sur une feuille en acier ayant subi un traitement électrolytique au chromate, en une épaisseur d'environ 200um.o Cette feuille d'acier revêtue a
été soumise à des essais d'exposition aux conditions exté-
rieures, à titre d'échantillon de référence. Cet échantil-
lon n'a présenté que quelques points de rouille au bout d'environ 2 ans et était entièrement rouillé sur toute sa surface au bout de 5 ans. De même, cet échantillon a été soumis à l'essai de résistance au choc "Dupont" (1,27 cm x 1 kg x 50 cm) mais il a présenté des fissures et une perte
d'adhésion de la couche de revêtement.
EXEMPLE 2
On ajoute à la composition de revêtement de l'exemple 1, 50 parties en poids de plomb en poudre, en particules de 10/um de diamètre. La feuille d'acier revêtue ainsi formée était essentiellement la même que-celle de l'exemple 1. Cette feuille n'a présenté aucune perte d'adhésion ni aucune fissuration de la couche de revêtement après l'essai de résistance au choc "Dupont" (1,27 cm x 1 kg x 50 cm). De plus, cette feuille d'acier revêtue n'a pas présenté de perte d'adhésion ni de dégradation
telle qu'un changement de couleur et la formation de fissu-
res dans la couche de revêtement après un essai d'exposition
à l'extérieur d'une durée de 10 ans.
EXEMPLE 3
Une feuille d'acier à revêtement-composite a été produite comme dans l'exemple 1. Lorsque la température de cet échantillon a atteint une valeur d'environ 180QC, l'échantillon a été recouvert d'une pellicule de résine de type acrylique de couleur bleue, de 30,um d'épaisseur, par laminage à la presse, et il a été chauffé au four à air chaud pendant 60 secondes, à 260"C. La température de cet échantillon était d'environ 200 C. L'échantillon a ensuite été refroidi. I1 a été soumis à l'essai de résistance au choc "Dupont" (1,27 cm x 1 kg x 50 cm). IT1 n'a présenté aucun signe de perte d'adhésion ni de fissuration de la couche de revêtement. De même, après avoir pratiqué des incisions en croix sur la couche de revêtement à l'aide d'un rasoir et après avoir constaté par le test d'Erichsen
une épaisseur de revêtement de 8 mm, on a soumis l'échantil-
lon à l'essai de vieillissement accéléré (essai intitulé
"'Sunshine Weather Meter Test") norme JIS A 1415).
2 4 7 1859
A la suite-de cet essai, les échantillons n'ont montré aucun signe de fissuration, changement de couleur, formation de cloques ou perte d'adhésion de la couche de revêtement après 8000 heures. Ensuite, l'échantillon incisé en croix a été soumis à l'essai de pulvérisation de sel selon la norme JIS Z 2371 pendant 300 heures. La longueur de déstratification de la couche de revêtement
a été inférieure à 1 mm.
Par ailleurs, un échantillon de référence préparé en utilisant du blanc de titane comme dans l'exemple 1 a Eté recouvert d'une pellicule bleue de résine de type acrylique
de 30/um d'épaisseur.
Cet échantillon de référence a été soumis aux mêmes essais. Dans l'essai effectué avéc l'appareil de mesure de vieillissement "Sunshine", cet échantillon de référence a présenté une légère inégalité de la surface et la formation de cloques de 3 à 10 min de longueur au bout de 8000 heures. Dans l'essai de pulvérisation de sel, cet échantillon de référence a présenté une déstratification
de 7 à 17 mm de longueur et la formation de rouille.

Claims (7)

REVENDICATIONS
1. Feuille métallique portant un revêtement, caractérisée en ce qu'elle comprend un substrat formé d'une feuille métallique portant un revêtement d'une composition renfermant 100 parties en poids de résine du type chlorure de polyvinyle et 5 à 70 parties en poids d'une
poudre micacée d'aluminium.
2. Feuille métallique portant un revêtement suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le revêtement comprend en outre au moins une autre poudre métallique choisie entre le zinc, l'étain et le plomb et leurs alliages, la quantité totale de poudre micacée d'aluminium et de l'autre poudre métallique ayant une
valeur de 5 à 150 parties en poids.
3. Feuille métallique portant un revêtement
suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en
ce qu'elle comprend en outre une couche supérieure d'une
pellicule de résine de type acrylique de 20 à 200,um d'épais-
seur.
4. Feuille métallique portant un revêtement suivant
l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la
composition de revêtement comprend en outre un plastifiant
ou un agent stabilisantou les deux.
5. Feuille métallique portant un revêtement, suivant l'une des revendication 1 et 2, caractérisée en ce que le revêtement est appliqué par formation d'une pâte de ladite composition, application de la pâte au substrat formé de la feuille métallique et cuisson de la pâte sur la feuille métallique pour former un revêtement solide sur
cette feuille.
6. Feuille métallique portant un revêtement suivant
l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la
couche est appliquée par stratification d'une pellicule ou d'une feuille formée de la résine de type chlorure polyvinylique et d'une poudre micacée d'aluminium sur le
substrat formé de la feuille métallique.
il 2 4 471859
7. Feuille métallique portant un revêtement
suivant l'unie des revendications 1 et 20 caractérisée en
ce que l'adhésif est appliqué au substrat avant 1'appli-
cation du revêtement.
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