FR2532201A1

FR2532201A1 - Procede et appareil pour deposer une matiere, notamment une poudre fine, sur un substrat, et ce substrat

Info

Publication number: FR2532201A1
Application number: FR8313826A
Authority: FR
Inventors: Eduardo C Escallon
Original assignee: Ball Corp
Current assignee: Ball Corp
Priority date: 1982-08-30
Filing date: 1983-08-29
Publication date: 1984-03-02
Also published as: LU84978A1; BR8304615A; US4526804A; ES8407304A1; GB8322251D0; EP0102061A3; ES525128A0; AU1793683A; CA1210650A; DK380483D0; GB2126128A; IL69539A0; NL8302912A; NO833104L; DE3330638A1; DK380483A; EP0102061A2; GB2126128B

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN PROCEDE ET UN APPAREIL POUR DEPOSER UNE MATIERE EN POUDRE SUR UN SUBSTRAT. L'APPAREIL COMPORTE UNE STRUCTURE 10 FORMANT UNE CHAMBRE 12 DE DEPOSITION, UN DISPOSITIF 40 D'ALIMENTATION EN POUDRE, CONCU POUR REDUIRE LA DIMENSION DES PARTICULES DE DEPART ET POUR INTRODUIRE LA POUDRE RESULTANTE DANS LA CHAMBRE DE DEPOSITION, ET DES ELECTRODES 18 DISPOSEES A L'INTERIEUR DE LA STRUCTURE 10 ET ALIMENTEES SOUS UNE HAUTE TENSION AFIN DE PRODUIRE UN CHAMP DE DEPOSITION ELECTROSTATIQUE TRAVERSE PAR LE SUBSTRAT 11 A REVETIR. DOMAINE D'APPLICATION : TRAITEMENT DES BANDES DE METAL DESTINEES A LA FABRICATION DE BOITES POUR BOISSONS.

Description

L'invention concerne un procédé et un appareil

permettant de revêtir une matière en feuille, en particu-

lier une bande de métal, d'une poudre finement divisée, et elle a trait plus particulièrement à un procédé et un appareil perfectionnés destinés à transporter une poudre

finement divisée, dans un état lui permettant d'être mani-

pulée, et à la diriger vers une zone de déposition, en par-

ticulier vers un dispositif électrostatique, afin que cette poudre soit appliquée uniformément sur une bande métallique

en mouvement.

Des bandes utilisées pour la fabrication de réci-

pients métalliques et d'extrémités de récipients, par exem-

ple des boîtes de bière, des boites pour boissons non alco-

olisées et autres, recoivent un revêtement cohérent de ma-

tière résineuse ou polymère qui ne doit pas présenter de piqûres, qui doit être suffisamment flexible pour permettre

la déformation extrême accompagnant la'fabrication des ré-

cipients et des bouts de récipients, tout en étant peu coû-

teux afin que ces récipients et leurs bouts soient bon

marché à fabriquer.

Pour satisfaire ces critères, il est souhaitable que de tels revêtements soient cohésifs, flexibles, inertes,

très fins, et d'épaisseur uniforme Dans le passé, des revê-

tements analogues à des pellicules, constitués de matières résineusesou de polymères, ont été formés industriellement sur du métal par de nombreux moyens comprenant des dispo X

sitifs à plaques de transfert et d'enduction au rouleau.

Dans ces procédés au mouillé, des solvants ou supports or-

ganiques et minéraux ont été utilisés pour transporter et

répartir uniformément les matières résineuses Dans de tel-

les opérations, le support de la matière résineuse doit

être éliminé, généralement par l'application de chaleur.

Lorsque la matière résineuse est portée par un solvant hydro-

carboné, comme c'est généralement le cas, il est nécessaire

de limiter le rejet du solvant ou du support afin de satis-

faire les réglementations gouvernementales Ce respect des

réglementations nécessite souvent l'utilisation de dispo-

sitifs spéciaux de récupération ou d'incinérateurs pour

oxyder ou brûler les matières organiques.

L'utilisation directe de résines en poudre, sans solvants, sur un substrat donné pour réaliser des revêtements

est devenue souhaitable et a été suggérée dans le passé.

Les techniques actuellement connues sont de divers types. Un procédé qui peut sembler proche de la présente invention utilise un lit fluidisé Dans une technique à lit fluidisé,

le substrat à revêtir est habituellement chauffé juste au-

dessus du point de fusion de la résine utilisée pour revê-

tir ce substrat Ce dernier est ensuite immergé dans le lit

fluidisé, ou bien passé à travers le lit fluidisé de parti-

cules de résine, habituellement pendant seulement quelques

secondes Certaines des particules adhèrent au substrat im-

mergé et, lorsqu'il est retiré du lit, la chaleur résiduel-

le fait fondre et nivelle les particules adhérant au sub-

strat pour former un revêtement résineux lisse non-poreux.

Cependant, jusqu'à présent, aucun procédé de formation

d'un très fin revêtement de poudre, c'est-à-dire d'un revê-

tement de résine ou de polymère ayant une épaisseur d'en-

viron 0,0127 mm ou moins, n'a donné satisfaction du point de vue industriel La raison principale en est que, lorsque l'épaisseur du revêtement de poudre doit être très fine,il

est difficile de manipuler ou de distribuer une poudre fine-

ment divisée, d'une manière continue, pour satisfaire les

exigences industrielles Bien qu'il puisse sembler que l'ap-

plication d'un revêtement de poudre très fine sur un sub-

strat soit une opération simple, il est apparu que cette

opération posait un gros problème exigeant un effort impor-

tant Dans l'ouvrage classique de S T Harris, ayant trait à l'industrie d'application de poudres de revêtement, "The Technology of Powder Coatings" (Portculler Press, Londres 1976, page 290), il est indiqué que, bien qu'un broyage fin puisse être réalisé pour donner des poudres fines, il

est difficile d'appliquer ces poudres fines sur des sub-

strats, car elles sont difficiles à manipuler et à dis-

tribuer, par exemple par fluidisation et, de plus, elles ne se déposent pas aussi facilement que des particules

plus grosses lorsqu'elles sont appliquées par voie électro-

statique La difficulté de techniques de manipulation tel-

les que la fluidisation est en outre soulignée par G L. Mathenson et collaborateurs, dans un article intitulé "Characteristics of Fluid-Solid Systems", Ind Eng Chem, 41:1099 ( 1949) décrivant que de très-petites particules, ayant des diamètres inférieurs à environ 10 micromètres, donnent lieu à une attraction par cohésion des particules

elles-mêmes pendant la fluidisation, provoquant la forma-

tion de boules de particules au cours de la fluidisation et, parfois, de sphères agglomérées atteignant plusieurs

millimètres de diamètre.

Un certain nombre de brevets antérieurs décri-

vent des techniques particulières d'application électro-

statique de matière en poudre pour former des revêtements.

Cependant, aucune ne s'est avérée utilisable à l'échelle

industrielle pour produire les revêtements cohésifs, flexi-

bles, inertes, très fins et uniformes de l'invention Un

certain nombre de brevets antérieurs portent sur le dévelop-

pement de poudres de résine pour revêtements,-parmi les-

quels les brevets des Etats-Unis d'Amérique N O 3 058 '951, no 3 781 380, N O 4 009 223, N O 4 009 224, N O 4 072 795, n 4 092 295, N O 4 104 416 et no 4 312 902 Plusieurs de

ces brevets concernent en particulier des poudres à dépo-

ser par voie électrostatique, par exemple les brevets N O 4 009 223, no 4 072 795 et N O 4 104-416 précités D'autres

brevets portent sur des procédés et des appareils de revê-

tement électrostatique, par exemple les brevets des Etats-

Unis d'Amérique no 3 336 903, 3 593 678, 3 670 699, 3 690 298, 4 066 803, 4 073 966, 4 084 018, 4 10 i 687, 4 122 212,

4 209 550, 4 230 668, 4 244 985,,4 285 296 et 4 297 386.

Un grand nombre de ces brevets ont trait en particulier au dépôt électrostatique de poudres de résine, par exemple les brevets N O 3 336 903, 3 670 699, 3 690 298, 4 084 108,

4 101 687, 4 122 212 et 4 230 068 précités -

Plusieurs brevets décrivent l'application-d'un revêtement de résine en poudre sur la surface intérieure de récipients métalliques pour boissons, par exemple les brevets des Etats-Unis d'Amérique N O 4 068 039 et 4 109 027 ainsi que le développement de résines en poudre pour des

récipients pour aliments et boissons Un procédé pour re-

vêtir'un substrat non métallique de particules finement

divisées est décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amé-

rique N O 4 325 988. L'invention concerne un procédé et un appareil perfectionnés pour appliquer, sur une matière métallique, des revêtements cohérents, uniformes et fonctionnels, d'une épaisseur inférieure à environ 12,5 gm et pouvant descendre à 1,25 gm De tels revêtements sont réalisés à partir de résines ou de polymères en poudre, de préférence des poudres époxyde thermodurcissables, ayant des dimensions moyennes de particules comprises entre environ 15 et 1 micromètres,

et de préférence inférieures à 10 micromètres Dans le pro-

cédé de l'invention, de très fines particules sont produites

à proximité d'une zone de revêtement, et dirigées vers cet-

te zone, les particules étant transportées dans un état pra-

tiquement non tassé, sans agglomération, pour être introdui-

tes dans une zone d'application de charge électrostatique

et de dépôt, avec des rendements de revêtement générale-

ment d'environ 80 à 90 % Le procédé et l'appareil selon l'invention non seulement permettent d'obtenir une matière

métallique améliorée, mais, surtout, permettent la fabri-

cation à bon marché d'une telle matière De plus, l'inven-

tion concerne un procédé perfectionné de transport de ma-

tières finement divisées, leur permettant de s'écouler libre-

ment et d'être facilement manipulables, de sorte qu'il est

possible de faire écouler ces matières à des débits prévi-

sibles et déterminés, vers l'intérieur d'une zone de dépôt,

en particulier dans un champ électrostatique Dans des opé-

rations telles que celles au cours desquelles des matières

finement divisées doivent être manipulées, une mauvaise ap-

titude à la manipulation signifie une entrave au traitement et/ou à l'application efficace de revêtements uniformes Cet aspect est critique pour des raisons indiquées ci-après, car des matières finement divisées, ainsi qu'il est bien connu,

sont de plus en plus difficiles à manipuler au fur et à me-

sure que les particules sont plus petites.

En général, les matières en particules peuvent être divisées én deux classes générales, suivant leurs propriétés d'écoulement, à savoir les matières cohésives et les matières non cohésives Alors que les matières non cohésives telles que les grains de résine s'écoulent ai- sément par l'ouverture d'une enceinte, les solides cohésifs tels que l'argile mouillée sont caractérisés par l'absence de propension à s'écouler ainsi Il convient de noter que les matières non cohésives ont une tendance naturelle à

s'attacher ou se fixer les unes aux autres sbus une pres-

sion modérée et qu'elles ne glissent généralement pas les

unes sur les autres à moins que la force appliquée attei-

gne une amplitude notable A la différence de la plupart des fluides, les matières solides en grains résistent aux déformations lorsqu'elles sont soumises à au moins une certaine force de déformation, mais, lorsque les forces sont

assez importantes, il apparaît une détérioration et un grou-

pe de particules peut aisément glisser sur un autre groupe, mais un frottement notable apparaît entre les groupes situés de part et d'autre de la rupture A cet égard, il existe une analogie étroite entre l'écoulement d'une matière en

particules, et celui de liquides plastiques non Newtoniens.

Une propriété importante et particulière des ma-

tières en particules est que les densité 6 des masses varient suivant le degré de tassement des grains individuels La densité d'un fluide dépend uniquement de la température et de la pression, de même que la densité de chaque particule solide prise individuellement; mais il n'en est pas de même de la densité apparente d'une masse de particules La

densité apparente est minimale lorsque la masse de parti-

cules est dans un état lâche ou non tassé, et elle peut être aisément augmentée jusqu'à un maximum lorsque la masse

est tassée par l'application de vibrations ou par compacta-

ge Il va sans dire que la densité apparente est une carac-

téristique importante de manipulation des matières en par-.

ticules.

Il est bien connu qu'un certain nombre de fac-

teurs affectent les propriétés générales d'écoulement de particules finement divisées et que ces facteurs comprennent la dimensionndes particules, leur géométrie, les forces de cohésion, les forces d'adhésion, la présence d'humidité, la ségrégation des dimensions, l'acceptation de charge électrostatique de triboélectricité, la masse volumique,

la présence d'auxiliaires d'écoulement, la densité de tas-

sement ou la densité apparente et la propension des poudres

à être compactées ou tassées pendant le stockage.

Il est important, dans le procédé de la présente invention, que les particules finement divisées ne puissent pas s'agglomérer une fois qu'elles sont formées Toute manipulation ou étape de traitement doit être considérée

de façon à ne pas modifier matériellement la caractéristi-

que de densité ou les propriétés de densité apparente d'un courant de poudre La fragmentation des matières produit de l'électricité statique qui peut avoir un effet nuisible provoquant une agglomération des particules Comme on peut le noter, les particules dont la dimension a été réduite tendent à s'agglomérer de nouveau les unes aux autres Des

particules agglomérées sont difficiles à séparer et à pul-

vériser.

De plus, un écoulement cohésif se rencontre prin-

cipalement avec de très fines particules; en particulier,

lorsque les particules ont une dimension sensiblement infé-

rieure à dix micromètres, l'attraction entre particules

devient importante, ce qui a pour résultat leur:aggloméra-

tion Cette agglomération des particules est souvent répar-

tie d'une manière aléatoire à travers la masse, ayant pour

résultat une masse qui peut sembler présenter une réparti-

tion uniforme des particules, mais dans laquelle en fait, sont disséminées de manière aléatoire un grand nombre de particules agglomérées Il s'ensuit qu'une agglomération

de cette forme produit certains effets sur les caractéris-

tiques d'écoulement global de la masse.

Une masse de particules non compactées ou pra-

tiquement pas compactées peut être formée par redistribution de la masse pour que l'on obtienne un degré prédéterminé de tassement uniforme ou, autrement dit, un certain degré de floconnage des particules En effet, ceci tend à supprimer de la masse les agglomérations de particules Le fait que la masse de particules ne soit pas compactée améliore les caractéristiques d'écoulement de la matière en particules, de sorte que l'on peut obtenir un écoulement de particules plus uniforme La simple obtention -d'une masse de particules pratiquement non compactées, relativement exemptes de sites

agglomérés, est très avantageuse Comme décrit plus en dé-

tail ci-après, cette caractéristique d'absence de compacta-

ge peut être obtenue, par exemple, dans un lit fluidisé ou dans un broyeur utilisant l'énergie d'un fluide Le soin apporté au maintien d'un état uniforme de la matière en particules pendant son traitement n'a quelque peu pas été appréciél par d'autres fabricants et il semble contribuer notablement à l'obtention des résultats de la présente invention, résultats qu'il était impossible-d'obtenir jusqu'à présent pour la formation de revêtements ou de pellicules uniformes et très minces, constitués de poudres

finement divisées.

Dans la présente invention, des particules de résine sont placées à proximité de la zone d'application

du revêtement Les particules de résines ne sont pas com-

pactées et elles sont soumises à l'énergie intense libé-

rée par la détente d'un gaz comprimé, et elles recoivent

donc une quantité de mouvement suffisante pour se fragmen-

ter et être par ailleurs réduites en particules de très petite dimension L'énergie du gaz de détente est en outre diffusée pour produire un écoulement modéré, presque calme, qui est suffisant pour transporter les particules finement divisées Les particules elles-mêmes ont un rapport de la surface à la masse suffisant pour être déplacées par le gaz s'écoulant doucement, contre l'effet de la pesanteur, et généralement vers le haut jusqu'à l'intérieur d'une zone de déposition Ces rapports de surface à la masse peuvent être

compris, par exemple, entre 300 et plus de 1000 cm 2/g.

Dans la zone de revêtement, les particules de

la poudre forment un nuage tranquille et une bande de mé-

tal à revêtir estde préférence déplacée à travers ce nuage tranquille et exposée à de l'énergie électrique destinée à produire un champ électrique d'intensité suffisante pour charger les particules de poudre et les déposer En effet, les particules chargées se déplacent sous l'effet du champ électrique et se déposent sur la surface de la bande métal- lique. Il semble qu'en raison de la résistivité très

élevée des particules de résines ou de polymères, les par-

ticules déposées conservent une charge électrostatique sur

leurs parties éloignées de la partie de leur surface en con-

tact direct avec la tôle ou la bande La charge électrosta-

tique retenue sur la particule déposée repousse d'autres particules de charge identique et résiste à leur dépôt sur la bande à proximité des particules déjà déposées, ce qui

tend à aboutir à une répartition plus uniforme des parti-

cules discrètes sur toute la surface de la bande La char-

ge retenue sur les particules et la faible dimension des

particules déposées ont pour résultat l'adhérence importan-

te de ces particules sur la surface de la bande.

L'appareil selon l'invention comprend un premier dispositif destiné à former une chambre de déposition La bande à revêtir est déplacée par un deuxième dispositif à travers une zone de déposition Le deuxième dispositif fait de préférence passer la bande horizontalement à travers la chambre de déposition afin que ses surfaces à revêtir soient disposées dans un plan vertical, généralement adjacent à l'axe central de la chambre de déposition La source de

matière en poudre, ou troisième dispositif, s'étend à pro-

ximité immédiate de l'extrémité de la chambre de déposition

par laquelle la bande rentre Le troisième dispositif four-

nit de la poudre non compactée à la source et il broie, érode ou réduit autrement la dimension des particules de la poudre afin que l'on obtienne les particules très fines avant l'introduction dans la chambre de déposition Il est

possible d'utiliser plusieurs formes de réalisations dif-

férentes de ce troisième dispositif pour constituer une source de poudre très fine, mais il est préférable que les particules soient soumises à la libération d'énergie d'un gaz comprimé, cette énergie réduisant ainsi les particules et les dirigeant vers la zone de déposition sous l'effet d'un écoulement diffus et modéré de ce gaz Ce troisième dispositif entraîne les particules, dont le rapport de la surface à la masse est élevé, vers la zone de déposition tout en les maintenant séparées les u nes des autres et

exemptes d'agglomérations Un quatrième dispositif entrai-

ne les particules réparties uniformément dans un nuage tranquille, s'écoulant en douceur vers l'intérieur de la chambre de déposition-, sans agglomérations Un cinquième

dispositif situé dans la zone de revêtement charge élec-

triquement les particules et les dépose sur la matière.

Le cinquième dispositif'peut comprendre des électrodes isolées électriquement de la chambre de déposition, mais supportées à l'intérieur de cette dernière, de préférence de part et d'autre de la bande de métal Ces électrodes sont connectées à une source de tension suffisamment élevée

pour charger les particules et les déposer sur la matière.

Dans la présence invention, la matière sur la-

quelle les films cohérents doivent être formés est déplacée

à travers la chambre de déposition, par exemple à des vites-

ses pouvant atteindre 60 m/minute La poudre qui a été for-

mée dans la source adjacente est introduite dans la chambre

de déposition sous la forme d'un nuage sensiblement tran-

quille Une haute tension est appliquée aux électrodes à l'intérieur de la chambre de déposition, ces électrodes étant de préférence disposées de manière qu'un potentiel moyen, généralement supérieur à 20 000 volts, existe entre les électrodes et la bande pour que les densités de courant dans la zone de déposition dépassent 160 microampères par m 2 La production d'une telle énergie électrique dans la zone de revêtement charge les particules et les dépose sur

la bande.

Dans la présente invention, les particules dé-

posées sur une bande, par exemple une bande de métal, à son passage dans la chambre, peuvent atteindre 80 à 90 %

des particules introduites dans la chambre de déposition.

Toute poudre restante peut être recueillie et réutilisée.

Conformément à l'invention, on peut former des pellicules cohérentes uniformes ultra-minces sur les deux faces d'une bande de métal La bande de métal convient particulièrement à la fabrication de récipients métalliques pour boissons et la bande revêtue est capable de supporter d'importantes dé- formations associées à la production de récipients en métal,

sans rupture de la cohérence de la pellicule ou du revête-

ment et sans conférer un goût déplaisant à la boisson con-

tenue dans le récipient.

L'invention sera décrite plus en détail en re-

gard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limi-

tatif et sur lesquels:

la figure 1 est une vue en perspective extérieu-

re d'une installation typique, illustrant la mise en oeuvre de l'invention; la figure 2 est une élévation de moyens formant

la zone de revêtement-selon l'invention;-

-la figure 3 est une vue en bout de l'appareil montré sur la figure 1;

la figure 4 est une vue en perspective, avec ar-

rachement partiel, des moyens formant la zone de revêtement

et des moyens de charge de l'appareil de la figure 2; -

la figure 5 est une coupe transversale partielle d'une source de particules ultrafines selon l'invention; la figure 6 est une vue en perspective, avec

coupe partielle, d'une autre source de particules ultra-

fines selon l'invention; la figure 7 est un graphique donnant le courant produit dans la zone d'application du revêtement en fonction du gradient du champ électrostatique produit dans cette zone; la figure 8 est un graphique donnant le poids du revêtement en fonction de la vitesse de défilement de la bande à travers la zone d'application du revêtement; la figure 9 est un autre graphique donnant le poids du revêtement en fonction de la vitesse de défilement de la bande à travers la zone d'application du revêtement;

la figure 10 est un graphique représentant l'ac-

cumulation de la matière de revêtement sur une tôle de boîte

en fonction de la distance parcourue dans la zone d'applica-

tion du revêtement; la figure 11 est une photomicrographie d'une tôle de métal sur laquelle sont déposées les particules ultra-fines (résine époxy) , conformément à l'invention, le grossissement étant d'environ 500; la figure 12 est une photomicrographie d'une

tôle de métal sur laquelle est formée une pellicule cohé-

rente et durcie, constituée de la résine époxy (grossis-

sement d'environ 500); la figure 13 est une coupe longitudinale, de dessus, de moyens formant une chambre de déposition conçue pour des débits de production plus élevés; et la figure 14 est une vue en perspective, avec arrachement partiel, de cette chambre de déposition qui comporte des moyens destinés à éliminer de la bande les

agglomérations occasionnelles de particules.

La figure 1 représente une installation 10 d'application de revêtement mettant en oeuvre la présente invention La figure 1 ne représente pas le dispositif

d'alimentation en poudre selon l'invention afin de sim-

plifier cette illustration de l'utilisation de l'invention.

Comme montré sur la figure 1, une structure 10 forme une chambre 12 de déposition (montrée sur la figure 4) Des particules de matières de revêtement finement divisées sont introduites dans la chambre de déposition à l'aide

de la partie du dispositif d'alimentation en poudre mon-

trée sur les figures 1 et 4 La structure 10 et sa chambre

12 de déposition sont utilisées pour former une zone d'ap-

plication de revêtement dans-laquelle de fines particules, par exemple des particules de dimension inférieure à 10 micromètres, sont déposées sur une bande métallique 11 en mouvement. La bande métallique 11 forme généralement un rouleau lia avant d'être revêtue Pour revêtir la bande métallique 11, cette dernière est avancée à travers la chambre 12 de déposition dans laquelle elle pénètre par la fente d'entrée 14 et de laquelle elle sort par la fente de sortie 16, comme montré sur la figure 4 Dans l'appareil représenté sur la figure 1, deux chambres de déposition, analogues chacune à la chambre 12 de la figure 4, sont utilisées pour définir la zone d'application de revêtement

à l'intérieur de la structure 10 Cette dernière est con-

venablement agencée en modules qui permettent une extension

de la zone d'application de revêtement si cela est souhai-

table Il est apparu commode de prévoir une structure modu-

laire formant une chambre de déposition ayant une longueur

de 1,2 m, mesurée le long du trajet suivi par la bande.

Comme montré sur la figure 4, la zone d'applica-

tion de revêtement située à l'intérieur de la chambre 12 de déposition comprend un réseau d'électrodes 18 agencé sur les deux côtés de la bande 11 Les électrodes représentées sont constituées de fils métalliques fins maintenus entre des isolateurs 20 Les électrodes 18 sont connectées à une source 80 à haute tension qui alimente en courant et en tension élevée la zone d'application de revêtement et qui applique un champ électrique à la bande métallique 11 Un côté de la sortie de l'alimentation à haute tension, et la

bande métallique 11 sont à la masse.

A la sortie de la structure 10 formant la zone

d'application de revêtement, la bande 11 est avancée à tra-

vers un four 60 et une partie 70 de refroidissement, puis sur un dispositif 100 d'entraînement Ce dernier assure

l'avance de la bande 11 de métal à travers l'appareil.

Une commande électrique 90 de l'appareil com-

prend des boutons poussoirs, par exemple les boutons 92,

destinés à actionner des contacteurs électriques de l'a-

-limentation 80 à haute tension, le dispositif 30 de dis-

tribution de poudre, le four 60, la partie 70 de refroidis-

* sement et le dispositif 100 d'entraînement de la bande, ain-

si que d'autres parties de l'appareil Lorsque l'appareil comporte plus d'un module à zone d'application de revêtement, il peut être équipé d'une alimentation indépendante à haute tension pour chaque zone de revêtement, bien que cela ne soit pas nécessaire La commande peut également comporter un instrument 94 de mesure indiquant la tension de sortie de la source d'alimentation, et un instrument 96 de mesure

indiquant la température régnant à l'intérieur du four 60.

D'autres instruments de mesures, organes de commande et or-

ganes d'enclenchement entre les diverses commandes peuvent être prévus ainsi qu'il est bien connu du spécialiste des

commandes industrielles.

Lorsque l'appareil représenté sur la figure 1

fonctionne, la bande métallique est avancée par le dispo-

sitif 100-d'entra Inement à travers la zone d'application de revêtement Les particules de la matière de revêtement sont introduites dans la chambre 12 de déposition par les dispositifs 30 de distribution de poudreUne haute tension et un courant électrique sont appliqués aux électrodes 18 se trouvant à l'intérieur de la chambre de déposition et un champ électrique est produit entre les électrodes 18 et la bande métallique 11 En raison de la forme des électrodes, de l'amplitude de la tension et de la faible

distance comprise entre les électrodes et la bande métal-

lique, les particules de matière de revêtement se chargent et se déposent sur cette bande Lorsque la bande métallique revêtue passe à travers le four 60, les particules fondent

sur le métal en formant une pellicule cohérente très mince.

Le métal revêtu est ensuite refroidi dans la partie 70 de refroidissement et rebobiné à l'aide du dispositif 100

d'entraînement Ces différentes parties de l'invention se-

ront décrites plus en détail ci-après.

Les figures 2 à 4 représentent plus en détail l'appareil d'application de revêtement La structure 10 formant la zone d'application de revêtement, comme montré sur les figures 2 et 3, est de préférence réalisée en acier et mise à la masse La structure 10 peut être supportée par plusieurs tubes métalliques 1 Oa qui peuvent être connectés à la masse de l'alimentation à haute tension Comme montré

sur la figure 2, la structure 10 peut être équipée de pa-

neaux latéraux amovibles 22 qui peuvent être abaissés de leur position par des mécanismes 24 comprenant des vérins hydrauliques ou pneumatiques Les vérins hydrauliques ou

pneumatiques des mécanismes 24, destinés à ouvrir les pa-

neaux latéraux 22, peuvent être actionnés à partir de la commande électrique 90 (figure 1) Les panneaux 22 peuvent comporter des fenêtres en matière plastique transparente, par exemple en matière du type "LEXAN" de la firme General

Electric, pour permettre une-observation à travers la cham-

bre 12 de déposition.

Comme montré sur la figure 3, la bande métalli-

que 11 traverse la chambre 12 de déposition de façon que

ses surfaces à revêtir se déplacent dans un plan vertical.

La bande 11 est supportée et guidée à travers la chambre de déposition par plusieurs supports 26 qui sont de préférence réalisés en une matière thermoplastique rigide, résistant à l'usure et autolubrifiante, par exemple du polypropylène, du "Nylon" ou autre Les guides 26 de la bande présentent des rainures 26 a dans lesquelles la bande est enfilée et

se déplace pendant le fonctionnement de l'appareil.

Lorsque la bande métallique 11 est entraînée à

travers la chambre 12 de déposition à des vitesses relati-

vement élevées, il peut se produire un mouvement d'air tournant stationnaire sur chaque côté de la bande 11, à proximité des ouvertures de sortie et d'entrée dans la chambre de déposition Ce mouvement d'air vertical réduit la qualité de la déposition des particules Lorsqu'une bande revêtue est produite à de telles vitesses élevées, par exemple supérieures à 30 m/minute, il est préférable

que les éléments formant la chambre 12 de déposition com-

portent des parois extrêmes courbées vers l'intérieur à

proximité des ouvertures d'entrée et de sortie.

La figure 13 est une coupecd'un exemple d'élé-

ment formant une chambre de déposition, analogue à,celle de la figure 4, la coupe étant dans un plan horizontal

passant par la partie centrale de la chambre afin de mon-

trer une telle transition des parois extrêmes Ces parois extrêmes 50, 51 s'incurvent vers l'intérieur à partir de portions 50 a, 51 a, de ces parois extrêmes, perpendiculaires à la bande, pour aboutir à proximité des ouvertures d'entrée et de sortie par des parties 50 b, 51 b qui s'approchent d'une

direction parallèle à la bande Les parois peuvent de pré-

férence former des parois à courbure elliptique intérieure-

ment à la chambre de déposition, de part et d'autre des ou-

vertures d'entrée et de sortie Cette transition incurvée adjacente aux ouvertures d'lentrée et':de sortie évite les écoulements rotationnels stationnaires et nuisibles de

l'air Pour empêcher également tout écoulement d'air nui-

sible à l'intérieur de la chambre de déposition, un em- bout radial Bic est formé sur l'extrémité de la paroi incurvée vers l'intérieur, à proximité de l'ouverture de sortie Cet embout radial peut être formé par roulage de

l'extrémité de la paroi afin qu'elle prenne une forme sen-

siblement cylindrique.

Les ensembles à électrodes 18 et isolateurs 20 sont disposés dans des plans verticaux, de part et d'autre

de la bande métallique 11, comme montré sur la figure 3.

Un champ électrique est produit entre les électrodes 18 et la bande métallique 11, transversalement au trajet suivi

par cette dernière, à l'intérieur de la chambre 12 de dépo-

sition, lorsqu'une tension est appliquée aux électrodes 18

par la source 80 à haute tension, cette tension étant ap-

pliquée par l'intermédiaire d'un câble 82 à haute tension.

Comme montré sur la figure 4, la tension appliquée par le câble 82 est transmise à l'alimentation à haute tension par l'intermédiaire d'un isolateur 28 portant des connexions reliées aux électrodes 18 Comme représenté sur la figure 4, chaque électrode 18 est constituée d'un fil d'acier de faible diamètre, par exemple d'un:diamètre de l'ordre de 0,25 mm, qui est suspendu entre deux isolateurs 20 comme décrit précédemment Les électrodes constituées de fil métallique de faible diamètre, lorsqu'elles sont connectées

sur des tensions dépassant 20 000 volts, ionisent l'atmos-

phère à l'intérieur de la chambre de déposition, à proxi-

mité des fils, et produisent un flux d'ions électriques qui traversent la chambre de déposition jusqu'à la feuille métallique à la masse Le champ électrique et l'ionisation

produits par les électrodes 18 ont pour résultat la dépo-

sition de la matière en particules introduite dans la chambre de déposition La distance comprise entre le plan vertical central de la chambre de déposition suivi par la bande-métallique 11 et les plans verticaux situés de part et d'autre de cette bande et contenant les électrodes 18, peut être modifiée, mais elle est de préférence comprise

entre 7,5 et 30 cm Si cela est souhaité, on peut appli-

ques aux électrodes 18 situées de part et d'autre de la bande métallique 11, des tensions différentes en utilisant une source supplémentaire 80 a à haute tension et un câble supplémentaire 82 a d'application de la haute tension Il convient cependant de noter qu'une commande indépendante

des électrodes situées de part et d'autre dela bande métal-

lique 11 est généralement inutile.

Les figures 2 et 3 représentent plus complètement

les moyens 30 adjacents à la zoné d'application de revête-

ment et destinés à alimenter en particules la chambre de déposition Ces moyens comprennent des trémies 32 contenant une réserve de particules de résine non tassées, et un broyeur à énergie de fluide, ou moulin à jet 34 destiné à réduire les particules de résine en une poudre finement divisée ayant une dimension moyenne de particules inférieure à 10 micromètres, et à les transmettre à un dispositif 40 destiné à introduire les fines particules sous la forme d'un nuage de très fines particules, réparties uniformément,

s I'écoulant doucement.

Comme représenté sur les figures 1 à 4, les par-

ticules produites par le dispositif 30 d'alimentation en poudre sont dirigées vers le haut en passant dans les

conduits 40 dont la section est croissante et qui com-

muniquent avec la partie d'entrée de la chambre de déposi-

tion, de préférence à moins d'environ 15 cm de la fente

d'entrée 14.

Dans le passé, on a rencontré une grande dif-

ficulté lors de l'utilisation d'alimentations en poudres dans

lesquelles les matières sont avancées en passant par diver-

ses enceintes telles que des entonnoirs, des trémies et d'au-

tres dispositifs, en particulier des dispositifs à parois

convergentes, présentant une ouverture associée de distri-

bution de poudre De telles matières en poudre sont sujet-

tes à la formation d'amas au-dessus et à l'intérieur des dispositifs de distribution, en particulier à leur sortie de l'ouverture, ce qui réduit ou empêche l'écoulement de

la poudre Pour atteindre des débits d'écoulement prévisi-

bles et déterminés à travers une ouverture ou le long d'un trajet, la simple utilisation de dispositifs vibratoires, qui agissent souvent de manière à dégager les amas empê-

chant l'écoulement, ne résout pas le problème, en parti-

culier dans le cas de poudres très fines, car ces poudres sont sujettes à la formation de blocs et s'agglomèrent

aisément lorsqu'elles tentent de sortir par une ouverture.

Par conséquent, lorsque des débits d'écoulement continu

sont demandés, en particulier de faibles débits d'écoule-

ment par des orifices réduits pour la distribution de la

matière, l'effet d'agglomération augmente Un simple ac-

croissement de l'énergie vibratoire produit un effet nui-

sible, à savoir qu'un accroissement de l'énergie vibratoire n'améliore pas l'écoulement, mais provoque simplement le

tassement de la matière qui forme alors une masse solide.

L'alimentation en matières en poudre ayant des densités apparentes élevées, par exemple moins d'environ 0,56 g/cm 3, est particulièrement difficile, en raison de variations de la densité apparente et ces matières ne sont

donc pas dosées de façon précise Comme indiqué précédem-

ment, l'utilisation et le maintien d'une matière en par-

ticules pratiquement non tassées ont résolu ce problème Il

est donc nécessaire, dans la présente invention, de pro-

duire un courant de particules ou de matières en poudre

dans un état non tassé qui, à son tour, assure la dis-

tribution à un débit massique sensiblement uniforme ouï'.

constant La distributionide matières en poudre dans un

état pratiquement non tassé et à un débit massique sensi-

blement constant est obtenue par la mise en oeuvre de l'in-

vention.

La figure 5 représente plus en détail le disposi-

tif de distribution de poudre selon l'invention, montré sur les figures 1 à 4 Les moyens représentés sur la figure 5 peuvent produire un écoulement de particules de résine non tassées et peuvent diviser finement les particules de résine pour réduire leur dimension à une moyenne inférieure à 10

18 O

micromètres Le fond d'une trémie 32 a comporte une partie 32 b en forme d'entonnoir Cette-partie 32 b comprend une paroi intérieure tronconique 32 c et une paroi extérieure tronconique 32 d, formant une chambre intermédiaire 32 e qui est reliée à une source d'air comprimé au moyen de raccords 32 f La paroi tronconique intérieure 32 c est formée d'une matière perméableà l'air, ce qui permet un écoulement d'air relativement uniforme et la fluidisation et l'aération des

particules de poudres adjacentes à la sortie 32 g de la tré-

mie 32 Les particules non compactées 33 s'écoulent donc librement de l'ouverture 32 g dans une goulotte 36 qui est soumise à des vibrations par un vibrateur ou un distributeur vibrant 38 Les particules non compactées 33 se déplacent

sous l'effet des vibrations de la goulotte 36 vers un dispo-

sitif 38 d'injection comprenant un entonnoir 38 a et une buse

38 b d'injection qui est reliée à une source d'air comprimé.

La poudre est entraînée par l'écoulement de l'air comprimé dans un conduit 38 c du dispositif 38 d'injection et elle est introduite dans une chambre centrale 34 a du broyeur

à énergie de fluide ou moulin à jet 34.

Bien que cela ne soit pas nécessaire, il est parfois avantageux d'éliminer les particules ultra-fines

ou les fines de matières résineuses de qualité commerciale.

Les fines, c'est-à-dire les particules ayant une dimension moyenne très inférieure à 5 micromètres, peuvent, du fait de leur dimension, être aisément éliminées directement de l'aérateur 32 par la mise en place d'un conduit secondaire comme représenté sur les figures, un carter 32 h en forme de L communiquant directement avec l'intérieur de'la chambre 12 de déposition et permettant aux fines d'être entraînées par des éléments auxiliaires dirigeant l'air et situés dans

le conduit secondaire.

Des appareils destinés à former de fines particu-

les (c'est-à-dire des particules ayant une dimension moyen-

ne inférieure à 10 micromètres) sont connus De tels appa-

reils peuvent comprendre un broyeur à énergie de fluide ou moulin à jet, tel que celui commercialisé par la firme

Sturtevant-Mill Company, Boston, Massachusetts Le fonc-

25322 01

c 19 tionnement de tels broyeurs est bien connu dans le domaine du génie chimique, et une application d'un moulin à jet,

pour une opération d'application d'un revêtement, est dé-

crite dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n' 4 325 988 Les très fines particules utilisées dans la présente invention sont formées à partir de particules de résine dans un dispositif de pulvérisation 34 placé à proximité

immédiate de la chambre de déposition.

La source de fines particules montrée sur la figure 5 cam-

prend un tel broyeur à énergie de fluide Dans un tel système, des par-

ticules de matière de revêtenentpar exemple ayant des dimensions comprises entre 25 et 40 micromètres et provenant de la

réserve 32 de poudre, sont réduites à une dimension d'en-

viron 10 à 1 micromètre de diamètre Un gaz, tel que de

l'air comprimé, est introduit dans la chambre 34 a du pul-

vérisateur,een plusieurs points 34 b L'énergie du gaz com-

primé est libérée pour former des jets d'air à grande vites-

se qui communiquent une grande énergie aux particules de résine, de sorte qu'elles se brisent les unes contre les autres sous l'effet de forces de cisaillement dues au choc

violent, ainsi que cela est bien connu dans le fonction-

nement de broyeurs à jets de fluide La force centrifuge maintient les particules surdimensionnées dans la zone

périphérique de broyage et les très fines particules pul-

vérisées s'écoulent vers le centre de la chambre de broyage

qui présente une ouverture 34 c pour permettre leur sortie.

Ces particules sont évacuées du pulvérisateur 34 par le gaz

s'en écoulant.

Un canal 40 a est formé par une paroi intérieure

conique 40 b perméable à l'air La paroi extérieure 40 c en-

tourant la paroi intérieure 40 b forme avec elle une chambre

intermédiaire 40 d qui est reliée à une source de gaz compri-

mé à l'aide d'un raccord 40 c, et le gaz comprimé s'écoule

uniformément à travers la paroi intérieure 40 b Conformé-

ment à l'invention, un dispositif 40 formant un canal 40 a

de fusion ou quatrième dispositif est branché en communica-

tion avec le dispositif 30 assurant l'alimentation en très fines particules de matière de revêtement Le dispositif 253220 i

diffuse en outre la force vive du gaz comprimé et pro-

duit un écoulement modéré, presque tranquille, des parti-

cules et du gaz vers la chambre 12 de déposition L'écoule-

ment modéré du gaz maintient les fines particules séparées les unes des autres et distinctes les unes des autres, dans un nuage tranquille et uniforme, et ce nuage, qui s'écoule de façon tranquille et qui est formé de fines

particules,est introduit dans la chambre 12 de déposition.

La figure 6 montre un autre procédé et un autre appareil pour produire de fines particules Cet appareil comprend une structure 42 à lit fluidisé qui comporte des

parois 42 a définissant une enceinte 42 b, un fond 42 c per-

méable à l'air, et une chambre intermédiaire 42 d La struc-

ture 42 à lit fluidisé contient et constitue le dispositif destiné à aérer les particules de résine Ainsi, la poudre devant être transformée en fines particules est placée sur le fond 42 c, perméable à l'air, de l'enceinte La chambre intermédiaire-42 d, située au-dessous du fond 42 c, est mise sous pression pour produire un écoulement uniforme vers

l'extérieur, à travers la base perméable à l'air, cet écou-

lement étant suffisant pour soulever la poudre contre la force de la pesanteur Le fond perméable à l'air peut être constitué, par exemple, d'une toile à tamis à mailles de

micromètres, en fil monofilament de "Nylon 237 ", pro-.

duite par la firme Newark Wire Cloth Co, Newark, N J, E.U A Le lit fluidisé 42 comprend en outre une seconde chambre intermédiaire 42 e située centralement à l'intérieur

de la première chambre intermédiaire citée et qui est rac-

cordée à une pression plus élevée Un réservoir est formé par une paroi 44 située au-dessus de l'enceinte 42 à lit fluidisé et en continuité avec cette enceinte Le réservoir

comprend des parois intérieures 44 a et des surfaces centra-

les en matière abrasive s'étendant centralement à l'inté-

rieur du réservoir Lorsque la seconde chambre intermédiaire 42 e, située centralement dans l'enceinte 42 à lit fluidisé, est mise sous pression, il se forme un panache 46 ',comme montré sur la figure 6, qui dirige les particules de résine vers le haut et en contact avec les surfaces centrales et les parois intérieures 44 a du réservoir pour les broyer et les éroder Les particules finement divisées ainsi formées sont entraînées avec le gaz sortant par le canal 40, vers le haut, afin d'arriver dans la chambre de déposition et dans la zone d'application du revêtement. Etant donné que les parois intérieures et les surfaces 44 a du réservoir à lit fluide peuvent accumuler des particules de poudre, elles sont conçues pour former une chambre 44 b qui peut être raccordée à une source de gaz sous pression au moyen d'un raccord 44 c La mise sous pression périodique de ces chambres intermédiaires dégage les surfaces intérieures du réservoir des particules de

poudre collectées, de sorte qu'elles ne gênent pas la pour-

suite-de la production de fines particules à partir des plus grosses particules de résine Des types de matière pouvant être utilisés pour former les surfaces abrasives intérieures comprennent un tissu sur la surface extérieure

duquel sont déposés des trains de carbure Ces tissus peu-

vent être obtenus avec des dimensions de mailles diverses

et ils sont efficaces pour produire une abrasion des parti-

cules de résine, cette abrasion étant suffisante pour ré-

duire la dimension des particules à une valeur comprise

entre environ 15 et 1 micromètres.

Un supplément d'air peut être introduit dans l'appareil, au-dessus du réservoir 44, au moyenid"une série de tubes perforés 46 qui sont raccordés à une source de gaz comprimé. A l'intérieur de la chambre de déposition, les particules du nuage tranquille sont déposées par le champ

électrique produit entre les électrodes et le substrat con-

ducteur Le champ électrique est établi dans la chambre de

déposition par plusieurs électrodes constituées de préférén-

ce d'un fil métallique ayant un diamètre de l'ordre de 0,25 mm, réparti uniformément à l'intérieur de la chambre de déposition, de part et d'autre du plan central de cette chambre. A titre d'exemple, le système d'électrodes peut comprendre plusieurs fils métalliques espacés de 15 cm et ayant une longueur de l'ordre de 45 cm Les électrodes s'étendent généralement dans des plans verticaux qui sont espacés de 7,5 à 15 cm du plan central que la feuille de

métal parcourt sensiblement Ainsi, dans une chambre d'ap-

plication de revêtement de 3,6 m de longueur, 24 électro- des peuvent être utilisées sur chaque côté de la feuille de métal Une source de haute tension, capable de fournir des tensions de 20 000 à 60 000 volts et des courants de

1 à 4 milliampères, complète le cinquième dispositif.

A l'intérieur de la chambre de déposition, des gradients moyens de tension de 1 200 à 6 000 volts par cm et des densités de courant de 215 à 540 microampères/m 2 peuvent être produits Cette énergie électrique est consommée pour produire une ionisation et un vent électrique, ainsi que la charge et la déposition de particules ultra-fines sur

des feuilles se déplaçant à une vitesse de défilement pou-

vant atteindre une valeur correspondant à 18,5 m 2 /minute,

à des débits d'environ 85 g/m 2/minute.

La figure 7 est un graphique donnant le courant électrique traversant la zone d'application du revêtement en fonction de la haute tension d'alimentation pour deux écartements différents entre les électrodes et la bande métallique En cours de fonctionnement, l'appareil est

réglé pour fournir des courants supérieurs à 1 milliam-

père et de préférence supérieurs à 2 milliampères dans

la zone d'application du revêtement.

Les figures 8 et 9 sont des graphiques donnant

le poids du revêtement en fonction de la vitesse de la ban-

de Comme montré sur les figures 8 et 9, les poids du re-

vêtement sont relativement indépendants de la vitesse de dé-

roulage, dans le procédé de l'invention Ce procédé permet d'obtenir une pellicule cohérente, relativement uniforme, quand bien même-la vitesse à laquelle la bande est avancée à travers la chambre varie d'une valeur pouvant atteindre

50 %.

Etant donné que les particules de poudre peuvent être re-

chargées dans le champ électrique intense et s'accumuler sur

le système d'électrodes, il est apparu souhaitable, avec cer-

taines poudres, de produire-plusieurs jets d'air qui sont

actionnés périodiquement et dirigés sur les électrodes a-

fin de les débarrasser de la poudre accumulée Un tel sys-

tème peut comprendre un canal tubulaire dans lequel sont percées plusieurs ouvertures de production de jets, orien-

tées tangentiellement, à travers une paroi, et dirigées -

vers l'ensemble d'électrodes, à partir de chaque extrémité.

Des agglomérations de particules peuvent parfois se produire et se déposer avant de sortir de la chambre de déposition Une cause possible à de telles agglomérations peut être la présence, dans la chambre de déposition, à la

fois de particules électriques chargées négativement et po-

sitivement, par exemple de-s ions de l'air des deux charges.

En raison de la dimension et du poids de ces particules ag-

glomérées, et peut-être de la charge électrique résultante qui est réduite, le rapport de la charge à la masse tend à

être relativement faible, et l'adhérence de telles agglomé-

rations sur la bande est inférieure à celle des particules

ultra-fines, non agglomérées, par ailleurs déposées.

Si elles sont amenées à maturation, des agglomé-

rations de particules de matière de revêtement forment des

points de revêtement épaissis et localisés et sont à l'ori-

gine d'une tendance accrue à une détérioration du revête-

ment lors de la déformation de la bande pendant la fabrica-

tion Pour évitei l'incorporation d'agglomérats occasionnels de particules de matière de revêtement dans la pellicule, il est prévu des moyens destinés à balayer la bande revêtue à l'aide de jets d'air à grande vitesse, Ces moyens peuvent comprendre, comme montré sur la figure 14, une tubulure 60 à air comprimé présentant

plusieurs petits orifices 61 analogues à des ajutages, di-

rigés vers la surface de la bande Une telle tubulure peut être formée d'un tuyau tubulaire ayant, par exemple, un

-diamètre extérieur d'environ 6,5 à 12,5 mm Le tuyau tubu-

laire peut être fermé à chaque extrémité -et il peut compor-

ter un raccord 62 permettant sa mise sous pression à par-

tir d'une source d'air comprimé (non représentée) à l'ai-

de d'-un tuyau 63 Les orifices peuvent être simplement ré-

alisés par perçage de plusieurs trous de faible diamètre dans le tube, espacés régulièrement d'une distance égale à quelques millimètres (par exemple comprise entre 3,2 et 19 mm), ces trous étant disposés sensiblement suivant une ligne. Une telle tubulure, d'une longueur de 35, 6 cm

et travaillant avec une pression d'air intérieure de 35-

K Pa, peut éliminer efficacement les agglomérats relati-

vement importants de la bande De telles tubulures, placées

chacune sur un côté de la bande, sont de préférence dispo-

sées dans la partie centrale de l'avant-dernière chambre de déposition du système La bande est exposée, dans les zones des agglomérats retirés, à une autre déposition de fines particules non agglomérées Les jets d'air sont de

préférence dirigés dans le sens de progression de la bande.

Comme montré sur la figure 1, la zone d'applica-

tion du revêtement peut comprendre un ensemble modulaire de chambres 12 de déposition reliées bout-à-bout pour former

une zone allongée d'application de revêtement Il est ap-

paru préférable d'utiliser une zone d'application de 3,6 m de longueur, car la déposition est pratiquement achevée

sur une telle longueur comme montré sur la figure 10.

L'agencement modulaire des chambres d'application de revê-

* tement confère une grande souplesse à l'installation selon l'invention et la possibilité de manipuler des poudres

ayant des caractéristiques de revêtement variées.

La partie inférieure de l'appareil 10 peut for-

mer une goulotte 50 orientée vers le bas pour la récupéra-

tion de la poudre qui n'est pas déposée Dans le fonction-

nement de cet appareil, les particules de poudre qui ne sont pas déposées sur la bande finissent par arriver sur

le fond de l'appareil o elles peuvent être recueillies.

La poudre recueillie peut être recyclée et réutilisée, ce

qui améliore le rendement global de l'appareil pour revê-

tir un substrat, ce rendement étant porté à une valeur su-

périeure à 95 %.

-Une large gamme de matières peut être utilisée

pour les résines en particules à déposer sur de tels sub-

strats Ces matières englobent des substances organiques telles que des résines époxy et des polyesters, et des substances minérales telles que des résines siliconées et

des polymères de bore En particulier, les polymères orga-

niques non toxiques, synthétiques et naturels,sont préférés. Des polymères de résine peuvent généralement être groupés en deux grandes classes: (I) les matières thermoplastiques

et (II) les matières plastiques thermodurcissables ou ther-

modurcies. Les polymères du groupe I pouvant être aisément utilisés comprennent: Polyoléfines Polymères de Styrène Polymères acryliques Polymères de vinyleet de vinylidène Polymères fluorocarbonés

Polymères à chaînes hétéro-

gènes

Polymères naturels et poly-

mères naturels modifiés Les polymères Résines phénoliques Amino-Résines Résines polyester Résines Résines époxy d'uréthanne Résines naturelles

Polyéthylène, polypropylène.

Polystyrène, copolymères de styrène

et d'acrylonitrile. Polyméthacrylate de méthyle, copoly-

mère de méthacrylate de méthyle et

de styrène.

Polychlorure de vinyle, copolymère de chlorure de vinyle et d'acétate de vinyle, copolymère de chlorure

de vinyle et de chlorure de vinyli-

dène.

Polytétrafluoréthylèie, copolymère d'éthy-

lène fluoré et de propylène, polychloro-

trifluoréthylène.

"Nylons", polyesters linéaires, polycarbo-

nates, polyformaldéhyde -

Acétate, nitrate et acétobutyrate de cel-

lulose, éthylcellulose.

du groupe II comprennent

Matières plastiques du type phénol-formal-

déhyde et du type crésol-formaldéhyde.

Matières plastiques du type urée-formal-

déhyde et du type nmlamine-fonualdéhyde.

Polyester insaturé, matières du type al-

kyd.

Résines modifiées par des groupes époxy.

Compositions moussantes d'uréthanne

flexibles et rigides.

Compositions de gomme laque.

Les polymères préférés pour la matière du sub-

strat, en particulier une matière destinée à des récipients pour boissons, sont les résines époxy Les résines époxy ou polyépoxydes sont des polymères obtenus essentiellement par condensation d'un composé polyhydroxylique avec une épihalogénhydrine telle que l'épichlorhydrine, comprenant, par exemple, la condensation d'un alcool polyhydroxylique

ou d'un phénol dihydroxylique, par exemple du bis-( 4-hydro-

xyphényl)diméthylméthane ou du diphénylolpropane avec

de l'épichlorhydrine dans des conditions alcalines Ces pro-

duits de condensation peuvent être préparés conformément à des procédés bien connus dans la technique tels que ceux décrits, par exemple, dans les brevets des Etats-Unis

d'Amérique n 2 592 560, n 2 582 985 et n 2 694 694.

Ces résines époxy sont commercialisées sous divers noms, parmi lesquels les résines "Epon", "Araldite", et "Cardolite" Les données concernant les résines "Epon" sont indiquées dans le tableau ci-dessous et correspondent

généralement aux résines formées par la réaction de l'épi-

chlorhydrine avec du bis-( 4-hydroxyphényl)-2,2-propane: Numéro de Résine Equivalent Estérification Point de "Epon" d'époxyde approximative fusion ( C)

1001 450-525 130 64-76

1004 905-985 175 97-103

1007 1660-1900 190 127-133

1009 2400-4000 200 145-155

Z 5 Les résines époxy contiennent des groupes épo-

xyde ou des groupes époxyde et hydroxyle en tant que groupes fonctionnels et elles sont généralement dépourvues d'autres

groupes fonctionnels tels que des groupes basiques et acides.

Il convient de noter qu'en pratique, il est nécessaire de

faire réagir ces résines avec un durcisseur ou un cataly-

seur afin d'en provoquer une maturation les amenant dans un état solide permettant leur utilisation De tels durcisseurs

et catalyseurs sont bien connus de l'homme de l'art et com-

prennent des bases de Lewis, des bases inorganiques, des a-

mines primaires et secondaires, des amides, des anhydrides

de l'acide carboxylique, des diacides organiques, des phé-

nols et des acides de Lewis En particulier, des durcis-

seurs pour résines époxy que l'on peut utiliser comprennent l'anhydride maléique, l'acide chlorendique, l'anhydride trimellique et le dianhydride pyromellique Des catalyseurs utilisables comprennent les complexes de trifluorure de bore et d'une amine Les durcisseurs et les catalyseurs peuvent être mélangés, si cela est souhaité, ainsi qu'il est bien connu de l'homme de l'art, séparément ou en association, dans une quantité généralement comprise entre environ 0,5

et 15 % en poids de la résine époxy.

Comme indiqué précédemment, des poudres époxy thermodurcissables sont de préférence appliquées à l'aide de l'appareil selon l'invention Des exemples typiques de telles poudres sont des poudres époxy commercialisées par

la firme Glidden Company, sous la marque "PULVALURE 157-C-

103 et 157-C-104 Ces résines époxy donnent une pellicule.

lisse d'une épaisseur extrêmement faible La densité est de l'ordre de 1, 15, plus ou moins 0,05, et les poudres sont chimiquement stables, pouvant être stockées pendant une durée pouvant atteindre 6 mois, à 270 C Lorsqu'elles sont appliquées, ces poudres durcissent à une température de 135 à 2300 C et forment des films cohérents ayant des épaisseurs pouvant descendre à 1,25 Dm Le film résultant a des propriétés donnant une valeur de 340 N cm sur une face et la même valeur au revers, à l'essai de choc Gardener,

une dureté au crayon de 3 H une souplesse permettant de pas-

ser avec succès l'essai au mandrin de 3,2 mm, un fluage qui n'est que de 1,6 mm en mille heures d'exposition à une pulvérisation de sel, et des tendances limitées au farinage

en surface sous exposition aux ultra-violets Tous les es-

sais ont été effectués; toutes les propriétés indiquées ci-dessus ont été obtenues avec une pellicule de 2,5 gm

d'épaisseur appliquée sur des panneaux d'essai en alumi-

nium laminés à froid.

Dans le fonctionnement de l'appareil, une tel-

le résine en poudre est distribuée au troisième dispositif pour produire des particules ultra-fines à des débits de

-70 g/minute O Lorsque l'appareil de la eigure 5 est uti-

lisé, il est branché, par exemple, sur de l'air comprimé à une pression manométrique de 700 k Pa Le fonctionnement

qui en résulte produit un écoulement de particules ultra-

fines vers la chambre d'application du revêtement, à un

débit de 50-70 g/minute.

On fait passer à travers la chambre d'applica-

tion du revêtement, de la tôle pour boîte à revêtir à une vitesse de 60 m/minute Les électrodes sont chargées à une

tension de 65 000 volts et appellent un courant de 3-5 mil-

liampères à la source d'alimentation, ce qui établit à l'in-

térieur de la chambre un gradient moyen de potentiel de 4 kilovolts/cm et une densité moyenne de courant de champ de

-160 microampères/m 2 Les particules ultra-fines se trou-

vant à l'intérieur de la chambre sont chargées et déposées

à une densité de 0,15 à 2,5 mg/cm 2 de tôle La matière ré-

sultante est montrée, par exemple, par-la photomicrographie de la figure 11 dont le grossissement est de 504 Comme montré par la photomicrographie, les particules ultra-fines

de la résine sont réparties uniformément sur la surface.

La feuille passe ensuite dans un four o elle est chauffée à une température de l'ordre de 2300 C Les particules de poudre déposées comme montré sur la figure 12 s'écoulent en formant une pellicule uniforme et cohérente

ayant une épaisseur d'environ 2,5 Dm.

Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au procédé décrit et représenté sans

sortir du cadre de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS -

1 Procédé pour déposer une matière sur la sur-

face d'un substrat, caractérisé en ce qu'il consiste à uti-

liser des particules de la matière, à pulvériser lesdites particules de matière pour former une poudre finement divi-

sée, et à déposer par voie électrostatique cette poudre fi-

nement divisée sur le substrat immédiatement après la pul-

vérisation.

2 Procédé selon la revendication 1, caracté-

risé en ce qu'il consiste également à aérer les particules

et à les pulvériser pendant qu'elles sont aérées.

3 Procédé selon l'une des revendications 1 et

2, caractérisé en ce qu'il consiste également à introduire la poudre finement divisée, après qu'elle a été pulvérisée, dans un gaz en cooulement diffus vers le haut pour distribuer et déposer électrostatiquement cette poudre

sur le substrat.

4 Procédé selon-la revendication 3, caractérisé en ce qu'il consiste également à détendre radialement vers

l'extérieur le gaz en écoulement diffus entraînant la pou-

dre finement divisée, entre sa pulvérisation et sa déposi-

tion électrostatique.

Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les particules sont pulvérisées par la libération de l'énergie d'un gaz comprimé qui communique une force vive suffisante auxdites particules, pour réduire leur dimension moyenne à moins d'environ 10 micromètres, les particules pulvérisées étant distribuées pour être déposées par voie

électrostatique par diffusion du gaz comprimé afin de pro-

duire un courant de gaz se déplaçant lentement, sensible-

ment tranquille, pour maintenir les particules réduites dans un nuage dispersé uniformément et pour entraîner ce

nuage vers une zone de déposition.

6 Procédé selon l'une quelconque des revendi-

cations 1 à 5, caractérisé en ce qu'il consiste à déplacer le substrat à travers la poudre finement divisée dans la zone de déposition, de façon que sa surface soit disposée

dans un plan vertical, et à déposer la poudre à une den-

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sité d'environ 1,6 g/m 2.

7 Procédé selon l'une quelconque des revendica-

tions 1 à 6, caractérisé en ce qu'il consiste à diriger un écoulement de gaz modéré et diffus à travers les particules pour produire la masse aérée avant la pulvérisation. 8 Substrat caractérisé en ce qu'il est produit

par le procédé selon l'une quelconque des revendications

1 à 7.

9 Appareil pour déposer une poudre finement di-

visée sur un substrat, caractérisé en ce qu'il comporte une structure ( 10) formant une chambre ( 12) de déposition, un

système ( 30, 40) de distribution de poudre conçu pour ré-

duire la dimension des particules d'une matière et pour

distribuer la poudre résultante dans la chambre de déposi-

tion ( 12), une électrode ( 18) située à l'intérieur de la structure ( 10) , et une alimentation ( 80) à haute tension pour ladite électrode ( 18), destinée à produire n

champ de déposition électrostatique.

Appareil selon la revendication 9, caracté-

risé en ce que le système ( 30, 40) de distribution de pou-

dre comprend un pulvérisateur ( 34) destiné à réduire la dimension des particules et situé à proximité immédiate

de la chambre ( 12) de déposition.

11 Appareil selon la revendication 10, caracté-

risé en ce que le système de distribution de poudre com-

prend un conduit ( 40) s'étendant du pulvérisateur ( 34) à la structure ( 12), ce conduit s'expansant radialement

du pulvérisateur ( 34) vers la structure ( 10).

12 Appareil selon l'une quelconque des reven-

dications 9 à 11, caractérisé en ce que la structure ( 10)

est conçue pour permettre un mouvement du substrat à tra-

vers la zone ( 12) de déposition de façon que la surface de

ce substrat soit disposée dans un plan vertical.

13 Appareil selon l'une quelconque des revendi-

cations 9 à 12, caractérisé en ce que la structure ( 10) pré-

sente une ouverture d'entrée et une ouverture de sortie à parois ( 50,51) incurvées vers l'intérieur et aboutissant à proximité des ouvertures

d'entrée et de sortie par des parties ( 50 b,51 b) approchant d'une direc-

tion parallèle à celle du substrat.