FR2797414A1 - Tole d'acier a fibres implantees par voie electrostatique et son procede de production - Google Patents

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Abstract

On obtient une tôle d'acier implantée de fibres en formant uniquement une couche d'implantation (2) de fibres ayant une excellente adhérence à un substrat, réalisée à partir d'une composition ayant une composition spéciale sur la surface d'une tôle d'acier traitée en surface (1) servant de substrat sans formation d'une couche d'accrochage en une résine synthétique de polyester contenant un pigment anticorrosif et analogue et en implantant par voie électrostatique des fibres courtes (3) dans la couche d'implantation. Par conséquent, on produit la tôle d'acier à fibres implantées par voie électrostatique en déposant une composition adhésive aqueuse pour implanter des fibres comprenant une résine en émulsion ayant une température de transition vitreuse de -40 à 40degreC, une dispersion aqueuse de pigment colorant, un anti-moussant et un agent modifiant le pH, sur la surface de la tôle d'acier traitée en surface pour former une couche d'implantation (2) de fibres ayant une excellente adhérence à la tôle d'acier sur la surface de la tôle d'acier et en implantant par voie électrostatique des fibres courtes (3) cependant que la surface de la couche d'implantation conserve une certaine adhérence.

Description

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La présente invention concerne une tôle d'acier implantée de fibres, comprenant une tôle d'acier traitée en surface ou analogue, servant de substrat, une couche d'implantation de fibres qui est directement formée sur le substrat sans couche d'accrochage faite d'une résine synthétique contenant un pigment anticorrosif formée sur le substrat et une couche de fibres courtes implantées par voie électrostatique, formée sur la couche d'implantation, ainsi qu'un procédé pour sa production.
A titre de technique antérieure à la présente invention, on connaît la formation d'une tôle d'acier implantée de fibres, que l'on produit en dégraissant la surface d'une tôle d'acier, en la soumettant à un traitement de conversion chimique avec de l'acide chromique pour améliorer l'adhérence entre la tôle d'acier et une résine synthétique de polyester, en formant une couche de résine synthétique de polyester contenant un pigment anticorrosif sur cette tôle d'acier traitée en surface, en formant, sur tout ou partie de la surface de la couche de résine, une couche adhésive acrylique réactive ayant une certaine flexibilité, qui n'est pas rompue, fissurée ou séparée au moment de l'étirage ou de la flexion, et en implantant des poils de résine synthétique sur cette couche adhésive par voie électrostatique (par exemple publication de brevet japonais N 27864/1987).
On connaît un matériau en acier implanté de fibres, que l'on produit en soumettant la surface d'un acier de type H, d'un tube en acier, d'une pile ou d'une tôle d'acier, servant de matériau de construction en acier, à un traitement antirouille au moyen d'un décapage mécanique, d'un meulage, d'un polissage à bande ou analogue, en la revêtant d'un adhésif à base d'uréthane acrylique et en implantant des fibres non métalliques alors que celui-ci n'est pas durci, et un procédé pour sa production (par exemple, description du brevet japonais N 138813/1993).
On sait qu'un film de revêtement par conversion chimique est formé par traitement des deux côtés de l'aluminium ou d'un alliage de celui-ci avec de l'acide chromique ou du phosphate de chrome, où le film est revêtu d'un adhésif en émulsion de caoutchouc d'un copolymère acrylonitrile/butadiène , et des fibres telles que des poils de Nylon sont implantées sur ce film (description du brevet japonais N 34778/1972).
En tant que technique antérieure concernant un adhésif d'implantation électrostatique pour un élément formant joint d'étanchéité utilisé dans les parties
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d'ouverture/fermeture supérieure et inférieure d'une vitre de voiture, on connaît un adhésif qui comprend 100 parties en poids d'un copolymère éthylène/acétate de vinyle, 1 à 30 parties en poids d'un prépolymère d'uréthanne non jaunissant (ce polymère est une résine de polyisocyanate non jaunissante utilisée comme agent réticulant pour un copolymère éthylène/acétate de vinyle), 0,1 à 5 parties en poids d'un agent de couplage de type glycidylsilane et 0,01 à 5 parties en poids d'un agent mouillant (description du brevet japonais N 145635/1994).
Le présent demandeur propose une tôle d'acier à fibres implantées par voie électrostatique, que l'on produit en formant une couche d'implantation de fibres formée d'une composition de revêtement aqueuse de collage de fibres comprenant une résine aqueuse de polyuréthane à modification époxy, un colorant noir acide aqueux, un agent anti-moussant et un agent modifiant le pH, formée sur la surface d'une tôle d'acier traitée en surface, et une couche à fibres implantées par voie électrostatique en courtes fibres organiques sur la couche d'implantation (description du brevet japonais N 258472/1998).
La proposition ci-dessus du présent demandeur présente comme problème économique qu'il faut utiliser une résine de polyuréthane coûteuse, bien que l'on puisse éliminer une étape supplémentaire de formation d'une couche d'accrochage par exemple en résine synthétique de polyester contenant un pigment anticorrosif ou analogue. Comme un solvant dispersant, autre que de l'eau, est séparé au moment du séchage de la composition de revêtement aqueuse de collage de fibres lorsqu'on utilise une résine de polyuréthane dans la composition de revêtement aqueuse de collage de fibres, il faut des moyens pour recueillir le solvant dispersant, ce qui conduit à un dispositif encombrant.
La présente invention met à disposition une tôle d'acier à fibres implantées par voie électrostatique, que l'on produit en utilisant une tôle d'acier traitée en surface telle qu'une tôle d'acier galvanisé disponible dans le commerce (y compris les produits traités avec un chromate ou revêtus d'un film composite organique ou minéral ne contenant pas de chrome), servant de substrat, en formant directement une couche d'implantation de fibres formée d'une composition aqueuse d'adhésif pour implanter des fibres, qui est principalement composée d'une résine en émulsion aqueuse spécifique, sur la surface du substrat tel qu'une tôle d'acier sans couche d'accrochage, laquelle comprend une résine synthétique de polyester contenant un pigment anticorrosif dans la technique antérieure, sur la surface du substrat, et en implantant par voie électrostatique des fibres courtes
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sur cette couche d'implantation, ainsi qu'un procédé pour sa production, à faible coût.
La couche d'implantation de fibres de la présente invention est améliorée de façon à avoir une excellente force d'adhérence à un substrat tel qu'une tôle d'acier traitée en surface et une flexibilité élevée. Par conséquent, quand le substrat implanté de fibres est traité (par exemple comprimé ou façonné), la couche d'implantation n'est pas rompue, fissurée ou séparée.
La tôle d'acier à fibres implantées par voie électrostatique de la présente invention peut être utilisée en tant que matière première pour des produits de matériaux de construction tels que des conduites pour prévenir le ruissellement de la rosée condensée et des panneaux pour prévenir le ruissellement de la rosée condensée, des ustensiles de cuisine, des appareils électriques, des équipements de bureau, des pièces d'automobile, des récipients, des enceintes et analogues, par utilisation d'une tôle d'acier traitée en surface telle qu'une tôle d'acier galvanisée disponible dans le commerce, servant de substrat, et implantation de fibres dans la tôle d'acier par voie électrostatique.
La présente invention met aussi à disposition une tôle d'acier implantée de fibres par formation directe d'une couche de plaquage de fibres en une composition adhésive aqueuse pour implanter des fibres comprenant principalement une résine en émulsion aqueuse ayant une température de transition vitreuse spécifique de-40 à 40 C sur le substrat sans utilisation d'une résine aqueuse de polyuréthane contenant un solvant polaire, par exemple un solvant de dispersion autre que l'eau tel que la N-méthylpyrrolidone, et implantation par voie électrostatique de fibres courtes dans cette couche d'implantation, ainsi qu'un procédé pour sa production à un faible coût.
La résine en émulsion qui est l'ingrédient principal de la composition adhésive aqueuse pour implanter des fibres, formant la couche d'implantation de fibres de la présente invention, est principalement une résine en émulsion acrylique ou en émulsion éthylène/acétate de vinyle. D'autre résines en émulsion telles que des émulsions de caoutchouc synthétique, par exemple le styrène/butadiène, une émulsion à base de chlorure de vinyle, une émulsion à base de chlorure de vinylidène, une émulsion à base de résine alkyde, une émulsion à base de polyester, une émulsion à base de résine phénolique, et leurs émulsions copolymères, peuvent être utilisées, et la température de transition vitreuse de la
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résine servant d'ingrédient principal est limitée à une valeur allant de-40 à 40 C.
En ce qui concerne les autres composants de la composition adhésive aqueuse pour implanter des fibres, on mélange convenablement ensemble 0 à 20 parties en poids d'une dispersion aqueuse de pigment, 0 à 3 parties en poids d'un antimoussant, 0 à 5 parties en poids d'un agent modifiant le pH, 0 à 25 parties en poids d'un agent de réticulation, 0 à 10 parties en poids d'un épaississant, 0 à 20 parties en poids d'une résine soluble dans l'eau et une résine en émulsion ayant une température de transition vitreuse située en dehors de la plage ci-dessus, pour 100 parties en poids de la résine en émulsion mentionnée ci-dessus.
On réalise l'opération d'implantation de manière telle que la tension d'implantation des fibres soit commandée entre 10 et 80 kV ou que la viscosité de la composition aqueuse adhésive pour implanter les fibres soit ajustée entre 200 et 20 000 cP/25 C (entre 0,2 et 20 Pa.s/25 C) au moment de l'implantation des fibres pour s'assurer que les racines des fibres courtes sont situées en une position intermédiaire de la couche d'implantation de fibres et que les fibres courtes ne viennent pas en contact avec la surface de la tôle d'acier traitée en surface à travers la couche d'implantation de fibres.
Comme la couche d'implantation de fibres faite à partir de la composition adhésive aqueuse pour implanter des fibres, utilisée dans la tôle d'acier à fibres implantées par voie électrostatique de la présente invention, a une excellente force d'adhérence à un substrat tel qu'une tôle d'acier et a une flexibilité élevée, elle ne subit pas de rupture, fissuration ou séparation quand le substrat implanté de fibres est traité (pressé ou façonné). Elle a aussi une excellente adhérence des fibres, en ce sens que les fibres courtes implantées ne tombent pas au moment du traitement.
Dans la présente invention, on peut former, sur un substrat tel qu'une tôle d'acier, une couche d'implantation de fibres ayant une flexibilité élevée et une excellente adhérence à un substrat, en déposant une composition adhésive aqueuse spéciale pour l'implantation de fibres sur la surface d'une tôle d'acier traitée en surface. Par conséquent, la couche de revêtement ne subit pas de rupture, fissuration ou séparation quand le produit en tôle d'acier à fibres implantées obtenu est traité, par exemple étiré ou cintré, et les fibres courtes implantées ne tombent pas au moment du traitement.
Comme le produit du type tôle d'acier à fibres implantées par voie électrostatique,
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implanté de fibres par utilisation de la composition adhésive aqueuse pour implanter des fibres de la présente invention, est excellent en ce qui concerne non seulement le traitement mais aussi la prévention du ruissellement de la rosée condensée, l'incombustibilité et la résistance à la corrosion, le produit de type tôle d'acier à fibres implantées de la présente invention peut être utilisé en tant que matière première pour des produits de matériaux de construction tels que des canalisations pour la prévention du ruissellement de la rosée condensée et des panneaux pour la prévention du ruissellement de la rosée condensée, des ustensiles de cuisine, des appareils électriques, des équipements de bureau, des pièces pour automobiles, des jouets, des conteneurs et des enceintes.
En outre, dans la production de tôles d'acier à fibres implantées par voie électrostatique une tôle d'acier est soumise à un traitement d'implantation électrostatique de fibres. Dans la production de la tôle d'acier à fibres implantées par voie électrostatique de la présente invention, une tôle d'acier traitée en surface enroulée peut être déroulée, dégondolée, soumise à un traitement d'implantation électrostatique de fibres en continu et ensuite enroulée, et il y a comme effet spécifique dans la présente invention qu'elle peut être fendue en une mince bande et vendue sous forme de matière première pour produits enroulés tels qu'un tube spiral.
Par conséquent, un premier objet de la présente invention est de rendre possible l'utilisation d'une tôle d'acier traitée en surface, telle qu'une tôle d'acier galvanisée laminée (y compris des produits traités avec un chromate ou revêtus d'un film composite organique ou minéral ne contenant pas de chrome), en tant que substrat pour une tôle d'acier à fibres implantées par voie électrostatique.
Un deuxième objet de cette invention est de mettre à disposition une tôle d'acier à fibres implantées par voie électrostatique, que l'on produit en formant directement une couche d'implantation de fibres sur une tôle d'acier traitée en surface, servant de substrat, sans couche d'accrochage en une résine synthétique de polyester contenant un pigment anticorrosif ou analogue, et en implantant par voie électrostatique des fibres courtes dans cette couche d'implantation, ainsi qu'un procédé pour sa production à un faible coût.
Un troisième objet de la présente invention est de mettre à disposition une tôle d'acier à fibres implantées par voie électrostatique, que l'on produit en formant directement une couche d'implantation de fibres à base d'une composition
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adhésive aqueuse pour implanter des fibres, qui est principalement composée d'une résine en émulsion aqueuse spécifiée, sur un substrat tel qu'une tôle d'acier traitée en surface, et en implantant par voie électrostatique des fibres courtes dans cette couche d'implantation, ainsi qu'un procédé pour sa production à un faible coût.
A cet effet, selon un premier aspect, l'invention propose une tôle d'acier à fibres implantées par voie électrostatique comprenant une tôle d'acier traitée en surface, une couche d'implantation de fibres formée à partir d'une composition adhésive aqueuse pour implanter des fibres comprenant une résine en émulsion ayant une température de transition vitreuse de -40 à 40 C formée sur la surface de la tôle d'acier traitée en surface, et une couche de fibre implantées par voie électrostatique de fibres courtes formée sur la couche d'implantation de fibres.
En variante, la couche à fibres implantées par voie électrostatique est formée par implantation des fibres courtes d'une manière telle que leurs racines soient situées au niveau d'une position intermédiaire de la couche d'implantation de fibres.
Selon un deuxième aspect, l'invention propose un procédé pour produire une tôle d'acier à fibres implantées par voie électrostatique comprenant les étapes consistant à : déposer par enduction au rouleau, pulvérisation ou simple application, une composition adhésive aqueuse pour implanter des fibres comprenant une résine en émulsion ayant une température de transition vitreuse de-40 à 40 C sur la surface d'une tôle d'acier traitée en surface pour former une couche d'implantation de fibres ayant une excellente adhérence à la tôle d'acier, sur la surface de la tôle d'acier ; et implanter par voie électrostatique des fibres courtes, la surface de la couche d'implantation de fibres conservant une certaine adhérence.
En variante, l'opération d'implantation de fibres est réalisée de telle sorte que les fibres courtes soient implantées d'une manière telle que leurs racines soient situées au niveau d'une position intermédiaire de la couche d'implantation de fibres, et que la tension d'implantation des fibres soit commandée entre 10 et 80 kV ou que la viscosité de la composition adhésive aqueuse pour implanter des fibres soit ajustée entre 200 et 20 000 cP/25 C (0,2 et 200 Pa.s/25 C) pour assurer que les fibres courtes ne viennent pas en contact avec la surface de la
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tôle d'acier traitée en surface servant de substrat en traversant la couche d'implantation de fibres.
Selon une réalisation, une tôle d'acier traitée en surface enroulée est déroulée, dégondolée, soumise à une implantation de fibres en continu et ensuite enroulée.
Selon un troisième aspect, l'invention propose une tôle d'acier à fibres implantées par voie électrostatique comprenant une tôle d'acier traitée en surface, une couche d'implantation de fibres formée d'une composition adhésive aqueuse pour implanter des fibres comprenant une résine en émulsion ayant une température de transition vitreuse de-40 à 40 C à titre d'ingrédient essentiel et 0 à 20 parties en poids d'une dispersion aqueuse de pigment colorant, 0 à 3 parties en poids d'un anti-moussant, 0 à 5 parties en poids d'un agent modifiant le pH, 0 à 25 parties en poids d'un agent de réticulation, 0 à 10 parties en poids d'un épaississant et 0 à 20 parties en poids d'une résine soluble dans l'eau, à titre de composants facultatifs, pour 100 parties en poids de la résine, formée sur la surface de la tôle d'acier traitée en surface, et une couche de fibres implantées par voie électrostatique formée par implantation de fibres courtes dans la couche d'implantation de fibres.
Selon un quatrième aspect, l'invention propose une tôle d'acier à fibres implantes par voie électrostatique comprenant une tôle d'acier traitée en surface, une couche d'implantation de fibres formée à partir d'une composition adhésive aqueuse pour implanter des fibres comprenant une résine en émulsion ayant une température de transition vitreuse de -40 à 40 C à titre d'ingrédient essentiel et 0 à 20 parties en poids d'une dispersion aqueuse de pigment colorant, 0 à 3 parties en poids d'un anti-moussant, 0 à 5 parties en poids d'un agent modifiant le pH, 0 à 25 parties en poids d'un agent de réticulation, 0 à 10 parties en poids d'un épaississant et 0 à 20 parties en poids d'une résine soluble dans l'eau, à titre de composants facultatifs, pour 100 parties en poids de la résine, formée sur la surface de la tôle d'acier traitée en surface, et une couche de fibres implantées par voie électrostatique de telle manière que leurs racines soient situées au niveau d'une position intermédiaire de la couche d'implantation de fibres.
Selon un cinquième aspect, l'invention propose un procédé pour produire une tôle d'acier à fibres implantées par voie électrostatique comprenant les étapes consistant à : déposer par enduction au rouleau, pulvérisation ou simple application, une
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composition adhésive aqueuse pour implanter des fibres comprenant une résine en émulsion ayant une température de transition vitreuse de-40 à 40 C à titre d'ingrédient essentiel et 0 à 20 parties en poids d'une dispersion aqueuse de pigment colorant, 0 à 3 % en poids d'un anti-moussant, 0 à 5 parties en poids d'un agent modifiant le pH, 0 à 25 parties en poids d'un agent de réticulation, 0 à 10 parties en poids d'un épaississant et 0 à 20 parties en poids d'une résine soluble dans l'eau à titre de composants facultatifs, pour 100 parties en poids de la résine, sur la surface d'une tôle d'acier traitée en surface pour former une couche d'implantation de fibres ayant une excellente adhérence à la tôle d'acier, sur la surface de la tôle d'acier ; et implanter par voie électrostatique des fibres courtes, la surface de la couche d'implantation de fibres conservant une certaine adhérence.
En variante, l'opération d'implantation de fibres est réalisée de telle sorte que les fibres courtes soient implantées de manière telle que leurs racines soient situées au niveau d'une position intermédiaire de la couche d'implantation de fibres et que la tension d'implantation de fibres soit commandée ou que la viscosité de la composition adhésive soit ajustée de façon à assurer que les fibres courtes ne viennent pas en contact avec la surface de la tôle d'acier traitée en surface servant de substrat en traversant la couche d'implantation de fibres.
Selon une réalisation, une tôle d'acier traitée en surface enroulée est déroulée, dégondolée, implantée de fibres en continu et enroulée.
Les objets et avantages de la présente invention apparaîtront de façon plus évidente à partir de la description qui suit, lorsqu'elle est prise en relation avec les dessins joints, dans lesquels : - la Figure 1 est une vue latérale en coupe transversale d'un mode de réalisation d'un produit de type tôle d'acier à fibres implantées, obtenu par le procédé de la présente invention ; et - la Figure 2 est une vue en coupe légèrement agrandie pour expliquer l'état implanté de fibres du produit de type tôle d'acier à fibres implantées représenté sur la Figure 1.
La tôle d'acier traitée en surface utilisée dans la présente invention est une tôle d'acier galvanisée à chaud, une tôle d'acier revêtue par immersion à chaud dans un alliage, une tôle d'acier galvanisée par électrolyse, une tôle d'acier plaquée
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d'alliage par électrolyse, une tôle d'acier pré-revêtue ou analogue. La tôle d'acier galvanisée comprend des produits traités avec un chromate ou revêtus d'un film composite organique ou minéral ne contenant pas de chrome. Les fibres courtes devant être implantées par voie électrostatique dans la couche d'implantation de fibres sont des fibres chimiques telles que des fibres régénérées, des fibres semisynthétiques ou des fibres synthétiques, ou bien des fibres naturelles telles que des fibres végétales, des fibres animales, des fibres de carbone ou des fibres de verre, et il peut s'agir soit de fibres organiques soit de fibres minérales.
On obtient une émulsion acrylique de la composition adhésive aqueuse pour implanter des fibres, utilisée dans la tôle d'acier à fibres implantées par voie électrostatique de la présente invention, en copolymérisant en émulsion un monomère tel que le méthacrylate de méthyle, le méthacrylate d'éthyle, le méthacrylate d'isopropyle, le méthacrylate de n-butyle, le méthacrylate d'isobutyle, le méthacrylate de n-hexyle, le méthacrylate de 2-éthylhexyle, le méthacrylate de lauryle, l'acide méthacrylique, le méthacrylate d'hydroxypropyle, le méthacrylate de glycidyle, l'acide acrylique, l'acrylate de méthyle, l'acrylate d'éthyle, l'acrylate d'isopropyle, l'acrylate de n-butyle, l'acrylate de 2-éthylhexyle, l'acrylate d'hydroxypropyle, l'acrylate d'hydroxybutyle, l'acrylamide, le N-méthylolacrylamide, le diacétone-acrylamide, le diacétone-méthacrylamide, le styrène, le vinyltoluène, l'acrylonitrile, le méthacrylonitrile ou l'acétate de vinyle, conformément à un procédé classique connu.
On obtient l'émulsion à base d'éthylène/acétate de vinyle par une copolymérisation en émulsion classiquement connue ou en fondant une résine d'éthylène/acétate de vinyle, qui est une résine thermoplastique, en la chauffant et en l'émulsionnant dans de l'eau par un procédé connu. On obtient d'autres émulsions par le procédé connu.
Mis à part ces ingrédients principaux, on ajoute, selon les besoins, une dispersion aqueuse de pigment colorant [exemple de marque déposée : Aqua Fine Color de Dainichi Seika Kogyosha Co.], un anti-moussant [Defoamer de Sun Nopco Co.], un agent modifiant le pH tel qu'une amine tertiaire, un agent de réticulation aqueux pour le groupe fonctionnel d'une résine en émulsion [résine à groupes oxazoline pendants, composé d'éthylène-imine, composé de carbodiimide, résine de mélamine, résine époxy, résine amino, composé d'isocyanate séquencé, composé de sel métallique, etc], un épaississant [exemple de marque déposée : Primai de Rohm and Haas Co. ], et une résine soluble dans l'eau [à base de résine
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alkyde, à base de résine acrylique, à base de résine styrénique, à base de résine époxy, à base de résine de cellulose, etc].
De façon plus spécifique, en ce qui concerne la composition adhésive aqueuse pour implanter des fibres, on mélange convenablement ensemble 0 à 20 parties en poids d'une dispersion aqueuse de pigment colorant, 0 à 3 parties en poids d'un anti-moussant, 0 à 5 parties en poids d'un agent modifiant le pH, 0 à 25 parties en poids d'un agent de réticulation, 0 à 10 parties en poids d'un épaississant, 0 à 20 parties en poids d'une résine soluble dans l'eau et une résine en émulsion ayant une température de transition vitreuse située en dehors de la plage spécifiée, pour 100 parties en poids de la résine en émulsion ayant une température de transition spécifique de-40 à 40 C. Pour les mélanger, on les agite dans un dispositif de dispersion pendant 5 à 10 minutes pour ajuster la valeur du pH entre 7,0 et 9,0 à la fin. Comme il se forme des bulles juste après production, on utilise la composition adhésive aqueuse 2 à 3 heures après production. La résine en émulsion ayant une température de transition spécifique de-40 à 40 C est principalement une résine en émulsion acrylique ou une résine en émulsion à base d'éthylène/acétate de vinyle. On peut utiliser une autre résine en émulsion telle qu'une émulsion à base de caoutchouc synthétique styrène/butadiène, une émulsion à base de chlorure de vinyle, une émulsion à base de chlorure de vinylidène, une émulsion à base de résine alkyde, une émulsion à base de polyester, une émulsion à base de résine phénolique ou une émulsion de copolymère de celles-ci.
Dans la présente invention, on utilise une résine aqueuse qui est une résine en émulsion ayant une température de transition spécifique de-40 à 40 C. Cette résine aqueuse de résine en émulsion a généralement un diamètre moyen des particules de résine de 0,1 m ou plus, permet à des particules de résine organique ayant un diamètre de 0,01 à 0,1 m de se mettre en suspension dans l'eau et on peut maintenir les particules en suspension de façon stable en ionisant les particules ou en ajoutant un émulsionnant. Comme cette résine aqueuse de résine en émulsion est une résine organique auto-émulsionnée anionique et a un groupe hydrophile qui est un groupe fonctionnel ionique à l'intérieur de sa particule de résine, la résine elle-même peut se mettre en suspension dans l'eau.
En ce qui concerne les propriétés physiques du film de revêtement, comme l'émulsion de particules de résine en suspension dans de l'eau forme un film de revêtement par l'intermédiaire d'une polymérisation par fusion, le film de revêtement a une excellente adhérence.
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En ce qui concerne les propriétés caractéristiques de la composition adhésive aqueuse pour implanter des fibres, utilisée dans la tôle d'acier à fibres implantées par voie électrostatique de la présente invention, comme la composition est soluble dans l'eau, elle a pour avantage qu'il n'est pas nécessaire d'utiliser un solvant organique ayant des propriétés de forte contamination. On peut former une couche de revêtement présentant une certaine flexibilité en appliquant une solution aqueuse de cette composition adhésive à un substrat par enduction au rouleau, pulvérisation ou par une simple application, et l'épaisseur de la couche de revêtement après séchage est d'environ 10 à 50 m. On présente des exemples pour illustrer davantage la présente invention.
Exemple 1 La Figure 1 est une vue en coupe montrant la structure d'une tôle d'acier à fibres implantées par voie électrostatique obtenue par le procédé de production de la présente invention. Sur la Figure 1, le numéro de référence 1 est une tôle d'acier traitée en surface servant de substrat, 2 est une couche d'implantation de fibres par voie électrostatique formée sur la surface de la tôle d'acier traitée en surface 1 et revêtue d'une composition adhésive, et 3 désigne des fibres courtes implantées dans la couche d'implantation de fibres par voie électrostatique 2 par une opération d'implantation électrostatique de fibres. Dans cet exemple, en tant que fibres courtes 3, on implante des fibres courtes organiques.
Pour produire cette tôle d'acier à fibres implantées par voie électrostatique, on obtient d'abord une composition adhésive aqueuse pour implanter des fibres en ajoutant 1 partie en poids d'un anti-moussant, 0,5 partie en poids de diéthanolamine (agent modifiant le pH) et 5 parties en poids d'une résine époxy aqueuse à 100 parties en poids d'une émulsion acrylique (teneur en extrait sec 55 %) ayant une température de transition vitreuse de -20 C, obtenue à partir de méthacrylate de méthyle et d'acrylate de 2-éthylhexyle à titre d'ingrédients principaux, et en les agitant dans un dispositif de dispersion pendant 10 minutes.
On dépose cette composition adhésive aqueuse pour implanter des fibres, ayant une teneur en extrait sec de 55 %, une viscosité de 2 000 cP/25 C (2 Pa.s/25 C) et un pH de 8,0, sur une tôle d'acier traitée en surface, au moyen d'une enduiseuse à rouleaux inversés, dans un état humide jusqu'à une épaisseur de 50 m, et on implante immédiatement des fibres courtes organiques de Nylon 66 dans la couche de revêtement obtenue en utilisant un dispositif d'implantation
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électrostatique de fibres (de Mesac Co. ) sous une tension de 30 kV pour former une couche à fibres implantées par voie électrostatique.
Dans l'opération d'implantation de fibres ci-dessus, la couche à fibres implantées par voie électrostatique ci-dessus est telle, comme représenté sur la vue en coupe agrandie de la Figure 2, que la tension du dispositif d'implantation électrostatique de fibres doit être commandée ou bien que la viscosité de la composition adhésive doit être ajustée pour assurer que les racines 3a des fibres courtes organiques 3 sont situées au niveau d'une partie intermédiaire de la couche d'implantation de fibres par voie électrostatique 2 et que les fibres courtes organiques 3 ne viennent pas en contact avec la surface 1 a de la tôle d'acier traitée en surface 1, servant de substrat, en traversant la couche d'implantation de fibres par voie électrostatique 2. La raison de cela est que si les racines 3a des fibres courtes organiques implantées 3 viennent en contact avec la surface 1a de la tôle d'acier traitée en surface 1 en traversant la couche d'implantation de fibres par voie électrostatique 2, la couche d'implantation de fibres par voie électrostatique va facilement se séparer de la tôle d'acier traitée en surface 1 au moment du traitement ou de l'utilisation. Après que les fibres courtes organiques 3 ont été implantées comme décrit ci-dessus, on sèche le revêtement de force dans un séchoir à une température de 150 à 200 C pendant 3 minutes pour obtenir un produit en tôle d'acier à fibres implantées par voie électrostatique. On peut utiliser une enduiseuse à rouleau ou un dispositif d'application pour étaler la composition adhésive sur la tôle d'acier traitée en surface 1. Par cette opération, on obtient la tôle d'acier à fibre implantées par voie électrostatique représentée sur la Figure 1.
Exemple 2 Comme procédé alternatif, différent de celui de l'Exemple 1, pour produire une tôle d'acier à fibres implantées par voie électrostatique, on ajoute 15 parties en poids d'une résine en émulsion acrylique (teneur en extrait sec 50 %) ayant une température de transition vitreuse de 40 C et obtenue par copolymérisation de méthacrylate de méthyle, d'acrylate de n-butyle et d'acrylate d'hydroxypropyle, 0,5 partie en poids d'un anti-moussant, 1 partie en poids d'ammoniac (agent modifiant le pH) et 3 parties en poids d'isocyanate séquencé aqueux, à 100 parties en poids d'une résine en émulsion d'éthylène/acétate d'éthyle (teneur en extrait sec de 55 %) ayant une température de transition vitreuse de -18 C, et on agite dans un dispositif de dispersion pendant 10 minutes pour obtenir une composition adhésive aqueuse pour l'implantation de fibres.
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On dépose cette composition adhésive aqueuse pour implanter des fibres, ayant une teneur en extrait sec de 52 %, une viscosité de 5 000 cP/25 C (5 Pa.s/25 C) et un pH de 8,5, sur une tôle d'acier traitée en surface, au moyen d'une enduiseuse à rouleaux inversés, à l'état humide et jusqu'à une épaisseur de 60 m, et on implante immédiatement des fibres courtes de Nylon 66 en utilisant un dispositif d'implantation électrostatique de fibres (de Mesac Co.) sous une tension de 40 kV pour former une couche à fibres implantées par voie électrostatique.
Egalement dans cet Exemple 2, il faut prendre autant de soin que dans l'Exemple 1 pour implanter les fibres.
Le Tableau 1 présente les résultats d'un test de durabilité réalisé sur des produits en tôle d'acier à fibres implantées obtenus dans les Exemples 1 et 2 ci-dessus conformément à la norme JIS-K-5400 (norme de test de revêtement général) et d'un test de rayure non spécifié dans la norme JIS et réalisé en plus sur ces produits.
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Tableau 1 : Performances d'un film de revêtement de tôle d'acier à fibres implantées
Figure img00140001
<tb> Propriété <SEP> Méthode <SEP> et <SEP> conditions <SEP> du <SEP> test <SEP> Résultats <SEP> de <SEP> Résultats <SEP> de
<tb> l'Exemple <SEP> 1 <SEP> l'Exemple <SEP> 2
<tb> Résistance <SEP> à <SEP> la <SEP> flexion <SEP> JIS-K-5400-8-1 <SEP> Test <SEP> réussi <SEP> Test <SEP> réussi
<tb> utilisant <SEP> une <SEP> barre <SEP> de <SEP> 2 <SEP> mm
<tb> Adhérence/Méthode <SEP> de <SEP> test <SEP> avec <SEP> JIS-K-5400-8-5-1 <SEP> 100/100 <SEP> (10 <SEP> 100/100 <SEP> (10 <SEP>
<tb> découpe <SEP> en <SEP> croix <SEP> nombre <SEP> de <SEP> carrés <SEP> collés/100 <SEP> (points <SEP> d'évaluation) <SEP> points) <SEP> points)
<tb> Résistance <SEP> au <SEP> choc/Méthode <SEP> JIS-K-5400-8-3-2 <SEP> Test <SEP> réussi <SEP> Test <SEP> réussi
<tb> Dupont <SEP> masse <SEP> de <SEP> 500 <SEP> g <SEP> et <SEP> hauteur <SEP> de <SEP> 50 <SEP> cm
<tb> Indice <SEP> Erichsen/Méthode <SEP> JIS-K-5400-8-2-2 <SEP> Test <SEP> réussi <SEP> Test <SEP> réussi
<tb> d'allongement <SEP> à <SEP> la <SEP> rupture <SEP> ö <SEP> = <SEP> 20 <SEP> mm, <SEP> extrusion <SEP> à <SEP> bille <SEP> d'acier
<tb> Test <SEP> de <SEP> résistance <SEP> à <SEP> JIS-K-5400-9-2-1 <SEP> Pas <SEP> d'anomalie <SEP> Pas <SEP> d'anomalie
<tb> l'humidité/Méthode <SEP> fixe <SEP> 40 C <SEP> x <SEP> HR <SEP> 95 <SEP> % <SEP> ou <SEP> plus <SEP> x <SEP> 240 <SEP> heures
<tb> Test <SEP> de <SEP> rayure/Méthode <SEP> à <SEP> la <SEP> pièce <SEP> Observation <SEP> de <SEP> surface <SEP> par <SEP> rayure <SEP> avec <SEP> une <SEP> pièce <SEP> de <SEP> Pas <SEP> d'anomalie <SEP> Pas <SEP> d'anomalie
<tb> de <SEP> monnaie <SEP> 10 <SEP> yens <SEP> sous <SEP> une <SEP> charge <SEP> de <SEP> 500 <SEP> g
<tb>
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Résistance à la flexion : test pour examiner la séparation d'une couche adhésive d'implantation de fibres par compression d'une tôle d'acier à fibres implantées par voir électrostatique contre une barre de fer ayant une diamètre de 2 mm pour son cintrage.
Adhérence/Méthode de test avec découpe en croix : test pour examiner la séparation de la couche adhésive d'implantation de fibres de la tôle d'acier à fibres implantées par voie électrostatique par découpe en croix de la couche et fixation d'une bande adhésive à la couche.
Test de résistance au choc/Méthode Dupont : Test pour examiner la séparation de la couche adhésive d'implantation de fibres par chute d'une bille d'acier ayant une masse de 500 g et un rayon de 1,27 cm (1/2 pouce) depuis une hauteur de 50 cm sur la tôle d'acier à fibres implantées par voie électrostatique.
Indice Erichsen/Méthode d'allongement à la rupture : Test pour examiner la séparation de la couche adhésive d'implantation de fibres par poussée d'une bille en acier ayant un diamètre de 20 0,005 mm depuis l'envers de la tôle d'acier à fibres implantées par voie électrostatique.
Test de résistance à l'humidité/Méthode fixe : test consistant à laisser l'éprouvette à une température de 40 C et sous une humidité de 95 % pendant 240 heures.
Test de rayure/Méthode à la pièce de monnaie : test pour examiner la séparation de la surface par rayure avec une pièce de 10 yens sous une charge de 500 g.
Dans la description qui précède, la composition adhésive aqueuse pour implanter des fibres, utilisée dans la tôle d'acier à fibres implantées par voie électrostatique de la présente invention, comprend une résine aqueuse de polyuréthane, une résine aqueuse acrylique, une pâte aqueuse de pigment colorant, un épaississant, un anti-moussant et un agent modifiant le pH.
On peut produire une tôle d'acier à fibres implantées en formant une couche de revêtement à partir d'une composition adhésive aqueuse pour implanter des fibres comprenant divers composants et en implantant des fibres courtes dans la couche.
Bien que les modes de réalisation préférés de la présente invention aient été décrits, il apparaîtra de façon évidente à l'homme du métier que divers changements et modifications préférés peuvent être réalisés sans s'écarter de
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l'esprit de l'invention et devraient être couverts de façon à rentrer dans la cadre de l'invention.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS 1. Tôle d'acier à fibres implantées par voie électrostatique comprenant une tôle d'acier traitée en surface (1), une couche d'implantation (2) de fibres formée à partir d'une composition adhésive aqueuse pour implanter des fibres comprenant une résine en émulsion ayant une température de transition vitreuse de-40 à 40 C formée sur la surface de la tôle d'acier traitée en surface (1), et une couche de fibre implantées par voie électrostatique de fibres courtes (3) formée sur la couche d'implantation de fibres.
  2. 2. Tôle d'acier à fibres implantées par voie électrostatique selon la revendication 1, caractérisée en ce que la couche à fibres implantées par voie électrostatique est formée par implantation des fibres courtes (3) d'une manière telle que leurs racines (3a) soient situées au niveau d'une position intermédiaire de la couche d'implantation (2) de fibres.
  3. 3. Procédé pour produire une tôle d'acier à fibres implantées par voie électrostatique comprenant les étapes consistant à : déposer par enduction au rouleau, pulvérisation ou simple application, une composition adhésive aqueuse pour implanter des fibres (3) comprenant une résine en émulsion ayant une température de transition vitreuse de-40 à 40 C sur la surface d'une tôle d'acier traitée en surface (1) pour former une couche d'implantation (2) de fibres ayant une excellente adhérence à la tôle d'acier, sur la surface de la tôle d'acier ; et implanter par voie électrostatique des fibres courtes (3), la surface de la couche d'implantation (2) de fibres conservant une certaine adhérence.
  4. 4. Procédé pour produire une tôle d'acier à fibres implantées par voie électrostatique selon la revendication 3, caractérisé en ce que : l'opération d'implantation de fibres est réalisée de telle sorte que les fibres courtes (3) soient implantées d'une manière telle que leurs racines (3a) soient situées au niveau d'une position intermédiaire de la couche d'implantation (2) de fibres, et que la tension d'implantation des fibres soit commandée entre 10 et 80 kV ou que la viscosité de la composition adhésive aqueuse pour implanter des fibres soit ajustée entre 200 et 20 000 cP/25 C (0,2 et 200 Pa.s/25 C) pour assurer que les fibres courtes (3) ne viennent pas en contact avec la surface de la tôle d'acier traitée en surface (1) servant de substrat en traversant la couche d'implantation de fibres.
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  5. 5. Procédé pour produire une tôle d'acier à fibres implantées par voie électrostatique selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'une tôle d'acier traitée en surface (1) enroulée est déroulée, dégondolée, soumise à une implantation de fibres en continu et ensuite enroulée.
  6. 6. Tôle d'acier à fibres implantées par voie électrostatique comprenant une tôle d'acier traitée en surface (1), une couche d'implantation (2) de fibres formée d'une composition adhésive aqueuse pour implanter des fibres comprenant une résine en émulsion ayant une température de transition vitreuse de-40 à 40 C à titre d'ingrédient essentiel et 0 à 20 parties en poids d'une dispersion aqueuse de pigment colorant, 0 à 3 parties en poids d'un anti-moussant, 0 à 5 parties en poids d'un agent modifiant le pH, 0 à 25 parties en poids d'un agent de réticulation, 0 à 10 parties en poids d'un épaississant et 0 à 20 parties en poids d'une résine soluble dans l'eau, à titre de composants facultatifs, pour 100 parties en poids de la résine, formée sur la surface de la tôle d'acier traitée en surface (1), et une couche de fibres implantées par voie électrostatique formée par implantation de fibres courtes (3) dans la couche d'implantation (2) de fibres.
  7. 7. Tôle d'acier à fibres implantes par voie électrostatique comprenant une tôle d'acier traitée en surface (1), une couche d'implantation (2) de fibres formée à partir d'une composition adhésive aqueuse pour implanter des fibres comprenant une résine en émulsion ayant une température de transition vitreuse de-40 à 40 C à titre d'ingrédient essentiel et 0 à 20 parties en poids d'une dispersion aqueuse de pigment colorant, 0 à 3 parties en poids d'un anti-moussant, 0 à 5 parties en poids d'un agent modifiant le pH, 0 à 25 parties en poids d'un agent de réticulation, 0 à 10 parties en poids d'un épaississant et 0 à 20 parties en poids d'une résine soluble dans l'eau, à titre de composants facultatifs, pour 100 parties en poids de la résine, formée sur la surface de la tôle d'acier traitée en surface (1), et une couche de fibres (3) implantées par voie électrostatique de telle manière que leurs racines (3a) soient situées au niveau d'une position intermédiaire de la couche d'implantation (2) de fibres.
  8. 8. Procédé pour produire une tôle d'acier à fibres implantées par voie électrostatique comprenant les étapes consistant à : déposer par enduction au rouleau, pulvérisation ou simple application, une composition adhésive aqueuse pour implanter des fibres comprenant une résine en émulsion ayant une température de transition vitreuse de-40 à 40 C à titre
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    d'ingrédient essentiel et 0 à 20 parties en poids d'une dispersion aqueuse de pigment colorant, 0 à 3 % en poids d'un anti-moussant, 0 à 5 parties en poids d'un agent modifiant le pH, 0 à 25 parties en poids d'un agent de réticulation, 0 à 10 parties en poids d'un épaississant et 0 à 20 parties en poids d'une résine soluble dans l'eau à titre de composants facultatifs, pour 100 parties en poids de la résine, sur la surface d'une tôle d'acier traitée en surface (1) pour former une couche d'implantation (2) de fibres ayant une excellente adhérence à la tôle d'acier, sur la surface de la tôle d'acier ; et implanter par voie électrostatique des fibres courtes (3), la surface de la couche d'implantation de fibres conservant une certaine adhérence.
  9. 9. Procédé pour produire une tôle d'acier à fibres implantées par voie électrostatique selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'opération d'implantation de fibres est réalisée de telle sorte que les fibres courtes (3) soient implantées de manière telle que leurs racines (3a) soient situées au niveau d'une position intermédiaire de la couche d'implantation (2) de fibres et que la tension d'implantation de fibres soit commandée ou que la viscosité de la composition adhésive soit ajustée de façon à assurer que les fibres courtes (3) ne viennent pas en contact avec la surface de la tôle d'acier traitée en surface (1) servant de substrat en traversant la couche d'implantation (2) de fibres.
  10. 10. Procédé pour produire une tôle d'acier à fibres implantées par voie électrostatique selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'une tôle d'acier traitée en surface (2) enroulée est déroulée, dégondolée, implantée de fibres en continu et enroulée.
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