FR2713518A1 - Electrostatic powder coating of plastic substrates with epoxy powder - Google Patents

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Abstract

Process for coating objects of various shaped made of insulating plastic and situated on holders on a moving conveyor that is connected electrically to earth, comprises (a) degreasing and rinsing the surface of the object to be coated; (b) rinsing the object with an aq. soln. contg. a surface active agent; (c) forming a coating of an epoxy resin powder on the object by electrostatic spraying from a nozzle; and (d) subjecting the deposited epoxy resin layer to a thermal shock treatment by heating the coated object to at least 150 deg C in less than 2 mins., and maintaining this temp. for at least 5 mins.

Description

PROCEDE POUR REALISER PAR VOIE ELECIROSTATIQUE UN
REVETEMENT EN RESINE EPOXY SUR DES OBJFIwS EN MATIèRE PLASIwIQUE
L'invention concerne un procédé pour réaliser par voie électrostatique un revêtement en résine epoxy sur des objets en matière plastique, notamment en matière plastique isolante, telle que par exemple en bakélite; l'invention se rapporte plus particulièrement à un procédé du type en question dans lequel les objets à revêtir sont déposés sur des balancelles en mouvement sur un convoyeur relié électriquement à la masse.
METHOD FOR ELECIROSTATICALLY MAKING A
EPOXY RESIN COATING ON PLASIwIC OBJECTS
The invention relates to a method for electrostatically coating an epoxy resin on plastic objects, in particular insulating plastic, such as for example bakelite; the invention relates more particularly to a process of the type in question in which the objects to be coated are deposited on moving swings on a conveyor electrically connected to ground.

La technique de revêtement électrostatique dite également de peinture électrostatique, est bien connue. De la sorte, il n'y a pas lieu de la décrire en détail. Pour l'essentiel, cette technique décrite par exemple dans les documents FR-A-2 137 357 et US-A-2 821 289, consiste à projeter à la surface de l'objet à recouvrir ou à peindre, au moyen d'un pistolet pulvérisateur actionné manuellement ou automatiquement, un nuage de particules, préalablement chargées en haute-tension négative, au moyen d'un appareil de projection électrostatique, puis à chauffer la couche de revêtement ainsi formée. The technique of electrostatic coating also called electrostatic painting, is well known. Thus, there is no need to describe it in detail. Essentially, this technique described for example in documents FR-A-2 137 357 and US-A-2 821 289, consists in projecting onto the surface of the object to be covered or painted, by means of a spray gun actuated manually or automatically, a cloud of particles, previously charged in negative high-voltage, by means of an electrostatic spraying device, then in heating the coating layer thus formed.

Si cette technique est particulièrement bien adaptée pour le revêtement des matériaux bon conducteurs, notamment des objets en métal, en revanche, dans le cas de la plupart des matières plastiques, qui la plupart du temps sont isolantes telles que notamment celles en bakélite, la mise en oeuvre de ce procédé nécessite de revêtir préalablement la surface des objets d'un matériau conducteur. Celà complique d'autant les sites de fabrication et augmente notablement les coûts de production.  If this technique is particularly well suited for coating good conductive materials, in particular metal objects, on the other hand, in the case of most plastics, which most of the time are insulating such as in particular those of bakelite, the setting implementing this method requires first coating the surface of the objects with a conductive material. This complicates manufacturing sites all the more and significantly increases production costs.

Dans le document EP-AX 543 748, le Demandeur a décrit un procédé du type en question applicable aux objets en matière plastique isolante, qui consiste à maintenir individuellement et verticalement ces objets sur les balancelles au moyen de supports bon conducteurs de l'éléctriåté.  In document EP-AX 543 748, the Applicant has described a process of the type in question applicable to objects made of insulating plastic material, which consists in holding these objects individually and vertically on the swings by means of supports which conduct good electricity.

Cette technique donne d'excellents résultats lorsque l'on dépose sur ces objets une peinture à base de polyuréthanne.This technique gives excellent results when a polyurethane-based paint is applied to these objects.

De plus en plus, le marché rédame des revêtements ou des peintures à base de résine epoxy, c'est4dire de résine formée de macro molécules porteuses de fonctions epoxyde, se présentant avantageusement sous la forme de poudre. En effet, les revêtements en résine epoxy présentent une bonne tenue mécanique, nettement supérieure à la tenue des revêtements en peinture liquide de polyuréthanne, présente également une meilleure adhérence sur le support, une plus grande dureté et enfin un meilleur aspect. C'est la raison pour laquelle ce type de revêtement est de plus en plus recherché. Increasingly, the market is redefining coatings or paints based on epoxy resin, that is to say resin formed from macro molecules carrying epoxy functions, advantageously being in the form of powder. In fact, the epoxy resin coatings have good mechanical strength, clearly superior to the resistance of coatings in liquid polyurethane paint, also has better adhesion to the support, greater hardness and finally a better appearance. This is the reason why this type of coating is more and more sought after.

Malheureusement, à ce jour, la technique de peinture électrostatique avec des poudres epoxy sur un support mauvais conducteur ou isolant n'est pas réalisable, puisqu'il n'est pas possible de mettre ce support à la masse. Unfortunately, to date, the technique of electrostatic painting with epoxy powders on a poor conductive or insulating support is not feasible, since it is not possible to ground this support.

L'invention pallie ces inconvénients. Elle vise un procédé de revêtement électrostatique sur des objets en matière plastique isolante, au moyen d'une résine epoxy en poudre et qui ne présente pas les inconvénients rappelés ci-dessus.  The invention overcomes these drawbacks. It relates to an electrostatic coating process on insulating plastic objects, using a powdered epoxy resin and which does not have the drawbacks mentioned above.

Ce procédé pour réaliser par voie électrostatique un revêtement de surface sur des objets de formes variées en matière plastique isolante, disposés sur des balancelles en mouvement sur un convoyeur relié électriquement à la masse, dans lequel:
préalablement, on dégraisse puis on rince la surface de l'objet à
traiter,
. au moyen d'une buse, on projette électrostatiquement sur cet
objet, une poudre de résine epoxy, de manière à former une
couche de revêtement,
. et enfin, on chauffe la couche de revêtement formée.
This process for electrostatically coating a surface on objects of various shapes in insulating plastic material, arranged on swings in motion on a conveyor electrically connected to ground, in which:
first, degrease and then rinse the surface of the object to
treat,
. by means of a nozzle, it is projected electrostatically onto this
object, an epoxy resin powder, so as to form a
coating layer,
. and finally, the formed coating layer is heated.

Ce procédé se caractérise:
- en ce que, après avoir dégraissé la surface de l'objet à traiter et avant la projection électrostatique, on rince l'objet au moyen d'une solution aqueuse contenant un agent tensioactif;
- et en ce que on fait subir un choc thermique à la couche de résine epoxy déposée, en portant l'objet revêtu à une température d'au moins 150oC pendant au plus deux minutes, et en maintenant cette température pendant au moins cinq minutes.
This process is characterized:
- in that, after having degreased the surface of the object to be treated and before electrostatic projection, the object is rinsed with an aqueous solution containing a surfactant;
- And in that the deposited epoxy resin layer is subjected to thermal shock, by bringing the coated object to a temperature of at least 150oC for at most two minutes, and maintaining this temperature for at least five minutes.

En d'autres termes, l'invention consiste dans un procédé de revêtement électrostatique d'objets en matière plastique isolante, notamment en bakélite, à faire préalablement subir à l'objet dégraissé un rinçage au moyen d'une solution aqueuse contenant un agent tensioactif, puis après revêtement électrostatique, à cuire ce revêtement par un choc thermique à 1500C.  In other words, the invention consists in a process for electrostatic coating of insulating plastic material, in particular bakelite, to subject the degreased object beforehand to rinsing by means of an aqueous solution containing a surfactant. , then after electrostatic coating, to bake this coating by thermal shock at 1500C.

De manière tout à fait inattendue, le lavage avec une solution aqueuse de l'agent tensioactif, améliore la coulabilité de l'eau et améliore la conductibilité de la surface des objets à revêtir.  Quite unexpectedly, washing with an aqueous solution of the surfactant improves the flowability of the water and improves the conductivity of the surface of the objects to be coated.

De même, le chauffage de la couche déposée avec un choc thermique, permet d'obtenir un tendu de la couche déposée équivalente à celle d'une peinture liquide de polyuréthanne, ce que l'on ne savait obtenir avec les revêtements epoxy obtenus à ce jour. Likewise, heating the layer deposited with a thermal shock makes it possible to obtain a stretch of the deposited layer equivalent to that of a liquid polyurethane paint, which we did not know how to obtain with the epoxy coatings obtained at this time. day.

Avantageusement, en pratique, l'agent cotensioactif est choisi dans le groupe comprenant l'alkyl polyether, l'aryl polyether et les alkylamoniums, seuls ou en mélange, de préférence en solution aqueuse. Advantageously, in practice, the cosurfactant is chosen from the group comprising alkyl polyether, aryl polyether and alkylamoniums, alone or as a mixture, preferably in aqueous solution.

La quantité d'agent tensioactif introduit dans l'eau déminéralisée de rinçage, est comprise entre 0,03 et 0,1 %. On a constaté que si cette quantité est inférieure à 0,03 (ro, la conductibilité obtenue était insuffisante. En revanche, si cette quantité excède 0,1 %, on forme trop de dépôt, on observe des difficultés lors du rinçage et on a un surcoût inutile. On a constaté qu'avec les aryls polyethers et alkyls polyethers, la quantité doit être avantageusement comprise entre 0,03 et 0,05 %, alors qu'avec les alkylamoniums, cette quantité doit être comprise entre 0,06 et 0,08 %. The amount of surfactant introduced into demineralized rinsing water is between 0.03 and 0.1%. It was found that if this amount is less than 0.03 (ro, the conductivity obtained was insufficient. On the other hand, if this amount exceeds 0.1%, too much deposit is formed, difficulties are observed during rinsing and an unnecessary additional cost. It has been found that with aryl polyethers and alkyl polyether, the amount must advantageously be between 0.03 and 0.05%, while with alkylamoniums, this amount must be between 0.06 and 0.08%.

La poudre de résine epoxy présente une granulométrie moyenne voisine de quarante (40) micromètres, présentant au maximum deux pourcent (2 %) de particules ayant une granulométrie supérieure à cent (100) micromètres et six pourcent (6 %) inférieure à dix (10) micromètres; on a observé que si la quantité de particules supérieure à quatre vingt quinze (95) micromètres excéde deux pourcent (2 %), on obtient un mauvais tendu et un mauvais état de surface ; de même, si la quantité de particules inférieure à dix (10) micromètres est supérieure à six pourcent (6 %), on encrasse et bouche rapidement le pistolet de pulvérisation.  The epoxy resin powder has an average particle size close to forty (40) micrometers, having a maximum of two percent (2%) of particles having a particle size greater than one hundred (100) micrometers and six percent (6%) less than ten (10 ) micrometers; it has been observed that if the quantity of particles greater than ninety-five (95) micrometers exceeds two percent (2%), a poor tension and a poor surface condition are obtained; similarly, if the quantity of particles less than ten (10) micrometers is more than six percent (6%), the spray gun is clogged and quickly clogged.

La manière dont l'invention peut être réalisée et les avantages qui en découlent, ressortiront mieux de l'exemple de réalisation qui suit. The manner in which the invention can be implemented and the advantages which ensue therefrom will emerge more clearly from the embodiment which follows.

On utilise une chaine continue de peinture électrostatique classique telle que par exemple celle décrite dans le dorment EP-A-0 543 748 du
Demandeur. Sur les balancelles qui avancent à la vitesse linéaire de deux mètres par minute, on place sur des supports prévus à cet effet des pièces en backélite, par exemple des poignées de casseroles.
A continuous chain of conventional electrostatic paint is used, such as that described in sleep EP-A-0 543 748 of
Applicant. On the swings which advance at a linear speed of two meters per minute, backelite parts are placed on supports provided for this purpose, for example pan handles.

On passe tout d'abord les pièces dans deux bacs successifs de prédégraissage et de dégraissage, chauffés à 60 C. On rince par de l'eau de ville, puis de l'eau déminéralisée et recydée à température ambiante. The parts are first passed through two successive pre-degreasing and degreasing tanks, heated to 60 C. They are rinsed with tap water, then demineralized water and recycled to room temperature.

On effectue ensuite un rinçage dans de l'eau déminéralisée à température ambiante, contenant un mélange d'agents tensioactifs conforme à l'invention, à savoir:
- 0,4 "/O""de la quantité d'eau déminéralisée d'un mélange d'alkyl
polyether et d'aryl polyether,
- 0,70/000 d'alkylamonium.
A rinsing is then carried out in demineralized water at room temperature, containing a mixture of surfactants according to the invention, namely:
- 0.4 "/ O""of the amount of demineralized water in an alkyl mixture
polyether and aryl polyether,
- 0.70 / 000 of alkylamonium.

Ensuite, toujours en continu, de manière connue, on étuve dans un four de séchage à 100 C pour enlever toutes les traces d'humidité. Then, still continuously, in a known manner, it is oven-dried in a drying oven at 100 ° C. to remove all traces of moisture.

On applique ensuite sur les pièces au pistolet de pulvérisation électrostatique (haute tension de 60 KV), une poudre de résine epoxy présentant une granulométrie moyenne voisine de 40 micromètres. La poudre de résine epoxy se dépose instantanément sur les pièces qui avancent.  Then applied to the parts with an electrostatic spray gun (high voltage 60 KV), an epoxy resin powder having an average particle size close to 40 micrometers. The epoxy resin powder is deposited instantly on the moving parts.

Ensuite, toujours en continu, selon la seconde caractéristique de l'invention, les pièces ainsi revêtues passent devant des thermoréacteurs à chaleur rayonnante en élevant la température du revêtement en une minute à 1500C. Une fois cette température atteinte, on la maintient pendant quatre minutes dans un four à gaz à air pulsé. Then, still continuously, according to the second characteristic of the invention, the parts thus coated pass in front of radiant heat thermoreactors by raising the temperature of the coating in one minute to 1500C. Once this temperature is reached, it is kept for four minutes in a forced air gas oven.

Enfin, on refroidit à l'air ambiant et on décharge les balancelles. Finally, cool with ambient air and unload the swings.

On obtient de la sorte un revêtement epoxy présentant une excellente brillance, un bon tendu, une très bonne adhérence et une épaisseur moyenne de 60 micromètres, ce que l'on ne savait faire jusqu'alors sur des pièces en matière plastique isolantes.'
Comme déjà dit, l'invention est particulièrement utile pour le traitement des pièces en matière plastique isolante, notamment en bakélite, tels que notamment pour la fabrication des poignées, des manches ou autres éléments d'ustensiles de cuisine, qui sont par nature en matière isolante.
In this way, an epoxy coating is obtained which exhibits excellent gloss, good tensile strength, very good adhesion and an average thickness of 60 micrometers, which was previously unknown on insulating plastic parts. '
As already said, the invention is particularly useful for the treatment of insulating plastic parts, in particular bakelite, such as in particular for the manufacture of handles, handles or other elements of kitchen utensils, which are by nature of material insulating.

Le procédé selon l'invention présente de nombreux avantages par rapport aux techniques utilisées à ce jour. On peut citer:
. l'absence de pollution, puisqu'on opère à sec et sans solvant
contrairement à l'état de la technique décrit par exemple dans le
document EP-A-0 543748 du Demandeur cité dans le préambule,
une tenue mécanique de la couche de revêtement supérieure à ce
que l'on obtient avec des peintures, notamment à base de
polyuréthanne,
. un prix de revient inférieur aux peintures liquides.
The method according to the invention has many advantages over the techniques used to date. We can cite:
. the absence of pollution, since we operate dry and without solvent
unlike the state of the art described for example in the
Document EP-A-0 543748 of the Applicant cited in the preamble,
a mechanical resistance of the coating layer greater than that
that we get with paints, especially based on
polyurethane,
. a lower cost price than liquid paints.

De la sorte, ce procédé peut être utilisé avec succès sur toutes les pièces de matière plastique isolante, notamment en bakélite, plus particulièrement pour la fabrication des poignées et des manches d'ustensiles de cuisine.  In this way, this process can be used successfully on all parts of insulating plastic, in particular bakelite, more particularly for the manufacture of handles and handles of kitchen utensils.

Claims (8)

REVENDICATIONS 1/ Procédé pour réaliser par voie électrostatique un revêtement de surface sur des objets de formes variées en matière plastique isolante, disposés sur des balancelles en mouvement sur un convoyeur relié électriquement à la masse, dans lequel: 1 / Method for electrostatically coating a surface on objects of various shapes in insulating plastic material, arranged on swings in motion on a conveyor electrically connected to ground, in which: . préalablement, on dégraisse puis on rince la surface de l'objet à . first, degrease and then rinse the surface of the object to traiter, treat, . au moyen d'une buse, on projette électrostatiquement sur cet . by means of a nozzle, it is projected electrostatically onto this objet, une poudre de résine epoxy, de manière à former une object, an epoxy resin powder, so as to form a couche de revêtement, coating layer, . et enfin, on chauffe la couche de revêtement formée. . and finally, the formed coating layer is heated. caractérisé: characterized: - en ce que, après avoir dégraissé la surface de l'objet à traiter et avant la projection électrostatique, on le rince avec une solution aqueuse contenant un agent tensioactif; - in that, after having degreased the surface of the object to be treated and before electrostatic projection, it is rinsed with an aqueous solution containing a surfactant; - et en ce que on fait subir un choc thermique à la couche de résine epoxy déposée, en portant l'objet revêtu à une température d'au moins 1500C en moins de deux minutes, et en maintenant cette température pendant au moins cinq minutes. - And in that the deposited epoxy resin layer is subjected to thermal shock, by bringing the coated object to a temperature of at least 1500C in less than two minutes, and maintaining this temperature for at least five minutes. 2/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'agent tensioactif choisi dans le groupe comprenant les aikyl polyether, les aryl polyether, les alkylamonium. 2 / A method according to claim 1, characterized in that the surfactant chosen from the group comprising aikyl polyether, aryl polyether, alkylamonium. 3/ Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la quantité d'agents tensioactifs contenus dans l'eau de rinçage déminéralisée, est comprise entre 0,03 et 0,1 %.  3 / A method according to claim 2, characterized in that the amount of surfactants contained in demineralized rinsing water is between 0.03 and 0.1%. 4/ Procédé selon l'une des revendications I à 3, caractérisé en ce que la poudre de résine epoxy a une granulométrie moyenne voisine de quarante rniaomètres.  4 / Method according to one of claims I to 3, characterized in that the epoxy resin powder has an average particle size close to forty rniaometers. 5/ Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la poudre de résine epoxy présente au plus deux pourcent (2 %) de particules supérieures à cent micromètres et au plus six pourcent (6 %) de particules inférieures à dix micromètres. 5 / A method according to claim 4, characterized in that the epoxy resin powder has at most two percent (2%) of particles greater than one hundred micrometers and at most six percent (6%) of particles less than ten micrometers. 6/ Procédé selon la revendications 1, caractérisé en ce que le choc thermique est effectué en portant l'objet revêtu à 1500C en une minute, et en maintenant cette température pendant sept minutes environ. 6 / A method according to claim 1, characterized in that the thermal shock is carried out by bringing the coated object to 1500C in one minute, and maintaining this temperature for about seven minutes. 7/ Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'objet est en bakélite. 7 / Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the object is made of bakelite. 8/ Objet en matière plastique isolante revêtu par la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 7.  8 / Object in insulating plastic material coated by the implementation of the method according to one of claims 1 to 7.
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