FR2831470A1 - Procede de revetement en continu d'une bande par un film fluide en polymere reticulable - Google Patents

Procede de revetement en continu d'une bande par un film fluide en polymere reticulable Download PDF

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USINOR SA
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Abstract

Procédé de revêtement en continu d'une bande par un film fluide en polymère réticulable, exempt de solvant ou de diluant, présentant une température de début de réticulation Tr ,, et dont la température de ramollissement est supérieure à 50°C, selon lequel on dépose, sur la bande en défilement, un film fluide d'un mélange dudit polymère avec un additif temporaire, à l'état fondu, ledit film étant obtenu par fusion puis écoulement forcé dudit mélange polymèreladditif temporaire, la température de formation dudit film TF étant inférieure à la température de début de réticulation moins 20 °C, et ledit additif temporaire présentant une température d'ébullition Te comprise entre la température de formation dudit film TF moins 30 °C et la température de début de réticulation Tr .

Description

autour de l'axe (XX) d'intensité inférieure à une valeur de seuil
prédéterminée.
i
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La présente invention concerne un procédé de revêtement en continu d'au moins une face d'au moins une bande par un film fluide mono ou multicouche en polymère réticulable exempt de solvant ou de diluant et dont la
température de ramollissement est supérieure à 50 C.
Elle s'applique aux polymères réticulables devant être durcis par traitement thermique, par irradiation (rayonnement UV, faisceau d'électrons...),
après leur application sur la bande ou par tout autre procédé adapté.
Le dépôt de revêtements organiques réticulables, tels que des peintures ou des vernis par exemple, est notamment utilisé pour protéger des bandes
o métalliques contre la corrosion ou bien encore pour les recouvrir de peinture.
Pour ces deux usages, il est important que le film obtenu présente une épaisseur constante ainsi qu'un excellent état de surface exempt de cratères, que ce soit pour garantir une protection contre la corrosion ou pour obtenir un bon aspect et une teinte uniforme de la bande. On a donc cherché à développer des techniques permettant d'obtenir des bandes revêtues d'un film mince de polymère réticulable ayant à la fois une épaisseur constante et un
état de surface le meilleur possible.
Une technique particulièrement utilisée pour déposer des revêtements à base de polymères réticulables exempts de solvant ou de diluant sur une o bande en défilement est le poudrage. Cette technique consiste à appliquer sur la bande une couche de polymère sous forme de poudre, puis à fondre le polymère pour le ré-étaler, et le cuire pendant quelques minutes à une température comprise conventionnellement entre 180 et 200 C de manière à
former un film.
Cependant le poudrage ne permet pas de réaliser des revêtements organiques minces d'épaisseur uniforme, à des vitesses élevées et à des coûts rai sonnabl es. Le revêtement obtenu par poud rage n'est ja mais parfaitement lisse et présente toujours un aspect "peau d'orange". C'est pourquoi, pour réaliser des revêtements organiques minces et uniformes sur so une bande en défilement à grande vitesse et à des coûts raisonnables, en mettant en _uvre des polymères dont la formulation est proche de celles des polymères poudre standard appliqués selon le procédé du poudrage en bande évoqué précédemment, c'est à dire des polymères solides ou très visqueux à
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température ambiante et dont la température de ramollissement est supérieure à la température ambiante, soit supérieure à 50 C, on préfère utiliser le
procédé décrit ci-dessous.
Ce procédé consiste à former un film de polymère réticulable fondu par s écoulement forcé au travers d'une buse alimentée en polymère réticulable fondu soit dans une extrudeuse, soit dans un vide-fût, sur un cylindre applicateur de préférence de surface déformable en contact avec la surface de la bande à revêtir. Le transfert du film formé par écoulement forcé sur la bande en défilement est réalisé par friction du cylindre applicateur et de la bande, le o défilement des deux surfaces s'effectuant en sens contraire, on parle alors de transfert reverse (inverse en langue française). La cuisson de ces polymères est réalisée dans des conditions différentes de celles des polymères poudre standard; La température de cuisson est plus élevée, de l'ordre de 230 à 270
C, et le temps de cuisson beaucoup plus court, de l'ordre de 10 à 60 s.
s Ce procédé de revêtement par transfert reverse ne permet pas de mettre en _uvre des polymères poudre standard dont la viscosité est trop élevée pour qu'on puisse les extruder sans risque de réticulation dans de bonnes conditions, c'est à dire avec un débit suffisant et une perte de charge acceptable. Des formulations de polymères réticulables exempts de solvant ou o de diluant et dont la particularité est de présenter une température de début de réticulation plus élevée que celle des polymères poudre, ainsi qu'une viscosité plus faible, ont donc été développées pour ce type de procédé. Cependant malgré l'emploi de ce type de polymère réticulable, le procédé de transfert reverse reste difficile à mettre en _uvre, car on est quand même obligé de s chauffer le polymère pour diminuer sa viscosité avant d'en former un film par écoulement forcé au travers de la buse. Si l'on ne chauffe pas assez le polymère, sa vi scosité ne di min ue pas suffisamment et cela l'empêche de s'écouler avec un débit suffisant et une perte de charge acceptable. En revanche si l'on chauffe trop le polymère, celui-ci commence à réticuler avant so l'étape de cuisson, ce qui empêche le film de polymère de se former
correctement et ce qui risque de bloquer les outils de revêtements.
Ce procédé présente l'inconvénient d'exiger un réglage très précis des températures au niveau du vide-fût ou de l'extrudeuse, et au niveau de la
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buse. En outre, il ne permet pas d'obtenir des revêtements présentant un état
de surface toujours satisfaisant.
La présente invention a donc pour but de remédier aux inconvénients des procédés de l' art antérieur en mettant à disposition un procédé de revêtement en continu de bandes par un polymère réticulable exempt de solvant ou de diluant et dont la température de ramollissement est supérieure à 50 C, qui permette d' éviter tout risque de début de réticul ati on du polymère intempestive avant la formation du film, et d'obtenir un film mince de polymère réticulé d'épaisseur uniforme et présentant un état de surface exempt de o cratères. A cet effet, I' invention a pour objet un procédé de revêtement en continu d'au moins une face d'au moins une bande par un film fluide mono ou mu lticouche en polymère réticul able, exempt de solvant ou de di l uant, présentant une température de début de réticulation Tr, et dont la température i5 de ramollissement est supérieure à 50 C, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suiva- ' s: - on fa.'.éfiler en continu la bande sur au moins un support, - on d ose, sur la bande, un film fluide d'un mélange dudit polymère avec un additif temporaire, à l'état fondu, ledit film étant obtenu par fusion puis o écoulement forcé dudit mélange polymère/additif temporaire, la température de formation dudit film TF est inférieure à la température de début de réticulation moins 20 C, et ledit additif temporaire présente une température d'ébullition Te comprise entre la température de formation dudit film TF moins
C et la température de début de réticulation Tr.
Les inventeurs ont mis en évidence que l'ajout de cet additif temporaire diminue fortement la viscosité du polymère. Dès lors, Il devient possible d'augmenter l'écart entre la température de formation du film de polymère réticulable et la température de début de réticulation du polymère en diminuant la température de formation du film de polymère, ce qui permet de réduire le
o risque de réticulation avant formation du film.
De manière tout à fait inattendue, les inventeurs ont également constaté qu'en ajoutant au polymère réticulable un additif temporaire dont la température d'ébullition est comprise entre la température de formation du film
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de polymère moins 30 C et la température de début de réticulation du
polymère, on évite la formation de cratères dans le film de polymère réticulé.
L'additif temporaire joue non seulement le rôle de plastifiant temporaire
du polymère, mais améliore également l'aspect de surface du film.
Le procédé selon l'invention peut également présenter les caractéristiques suivantes: - I'additif temporaire présente une température d'ébullition Te comprise entre la température de formation dudit film TF plus ou moins 20 C, - I'additif temporaire présente une température d'ébullition Te comprise o entre 70 et 155 C, de préférence entre 90 et 120 C, - on ajoute l'additif temporaire sous forme liquide audit polymère, - I'additif temporaire est choisi parmi l'éthanol, I'eau, I'acétate de butyle, I'acétate d'amyle et la cyclohexanone, seuis ou en mélanges, - on ajoute l'additif temporaire au polymère dans une proportion comprise entre 1 et 5 % en poids du polymère réticulable, de préférence entre 2 et 4 %, - on incorpore préalablement l'additif tempo e au polymère, on conditionne le mélange polymère/additif temporaire s s forme de particules solides, puis on fond ledit mélange soit dans une extrudeuse, soit dans un o vide-fût, on incorpore l'additif temporaire au polymère et on conditionne directement le mélange polymèreladditif temporaire sous forme solide dans un fût, - on réalise préalablement un mélange du polymère sous forme de particules solides avec l'additif temporaire sous forme liquide, puis on introduit ce mélange dans au moins une trémie d'une extrudeuse, - on ajoute l'additif temporaire au polymère dans une extrudeuse, et on fond le mélange polymère/additif temporaire dans l'extrudeuse à une température TF d'au moins 10 C inférieure à la température de formation Tfo o du film de polymère non mélangé à un additif temporaire, - on ajoute l'additif temporaire au polymère par indection dans l'extrudeuse,
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- on ajoute l'additif temporaire au polymère au niveau d'une zone de
malexage du polymère fondu.
- on ajoute l'additif temporaire dans un vide-fût, et on fond le mélange polymère/additif temporaire dans le vide-fût à une température TF d'au moins 10 C inférieure à la température de formation Tfo du film de polymère non mélangé à un additif temporaire, - on ajoute l'additif temporaire par injection dans une zone du vide-fût o
lon fond le polymère.
- on ajoute l'additif temporaire dans la zone d'entrée d'un système o d'homogénéisation chauffant du polymère fondu, et on forme le film du mélange polymère/additif temporaire par écoulement forcé dans une buse à une température TF d'au moins 10 C inférieure à la température de formation Tfo du film de polymère non mélangé à un additif temporaire, on ajoute l'additif temporaire par injection sous pression, - on dépose le film fluide de polymère à l'état fondu sur la bande, par écoulement forcé dudit polymère à l'état fondu, sur un cylindre applicateur de surface déformable, ledit cylindre applicateur etant entrané en rotation dans le sens de défilement de la bande, puis on transfère ledit film du cylindre applicateur sur la bande en le comprimant entre le support de la bande et le o cylindre applicateur, - on dépose le film fluide de polymère à l'état fondu sur la bande, par écoulement forcé dudit polymère à l'état fondu, sur un cylindre applicateur de surface déformable, ledit cylindre applicateur étant entrané en rotation dans le sens inverse au sens de défilement de la bande, puis on transfère ledit film du cylindre applicateur sur la bande en comprimant le support de la bande et le cylindre applicateur, - on dépose le film fluide de polymère à l'état fondu sur la bande, par écoulement forcé dudit polymère à l'état fondu, sur un cylindre preneur situé en amont du cylindre applicateur, ledit cylindre preneur étant entrané en o rotation dans le sens inverse au sens de rotation du cylindre applicateur, - on dépose le film fluide de polymère à l'état fondu sur la bande, par écoulement forcé dudit polymère à l'état fondu, sur un cylindre preneur situé
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en amont du cylindre applicateur, ledit cylindre preneur étant entrané en rotation dans le même sens que le sens de rotation du cylindre applicateur, - entre la formation par écoulement forcé sur le cylindre applicateur ou preneur du film et le transfert de ce film de ce cylindre applicateur ou preneur s sur la bande, on conditionne thermiquement le polymère réticulable pour abaisser la viscosité de ce polymère, - on dépose le film fluide de polymère à l'état fondu par écoulement forcé dudit polymère, directement sur la bande, - on préchauffe la bande en défilement à une température comprise to entre la température de formation TF du film de polymère mélangé à l'additif temporaire et la température Tr de début de réticulation, - I'épaisseur du revêtement obtenu par ce procédé est comprise entre 3 et 100,um, de préférence entre 5 et 50,um,
- la bande est une bande métallique.
Les caractéristiques et avantages de la présente invention apparatront
mieux au cours de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non
limitatif, en référence aux figures annexces sur lesquelles: - La figure 1 est une vue schématique en coupe d'une installation
de revêtement en continu d'une bande selon l' invention.
o - La figure 2 est une vue schématique en coupe d'une variante de
l'installation de la figure 1.
L'invention s'applique non seulement aux bandes de métal, comme par exemple l'acier, I'aluminium ou un alliage d'aluminium, mais aussi de verre, de plastique, de contreplaqué, ou de tout autre matériau adapté, et la bande peut avoir été préalablement peinte ou couverte d'un revêtement sur une ou deux faces. Le polymère réticulable exempt de solvant ou de diluant peut être réticulable de façon thermique, ou bien encore par irradiation (UV ou faisceau d'électrons). Par exemple, on citera à titre indicatif, les compositions o thermodurcissables à base de polyesters hydroxylés et d'isocyanates bloqués,
et on se référera à la demande WO95/21706 pour une description générale de
produits de ce type, bien connus de l'homme du métier. Les polymères
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réticulables par irradiation peuvent être des systèmes radicalaires ou
cationiques, voire des systèmes hybrides.
Le polymère peut contenir de façon usuelle des charges, des pigments, des additifs comme des catalyseurs, des plastifiants, des stabilisants ou tout autre additif connu. Dans le cadre de la présente invention, on entend par additif temporaire, un additif qu'on ajoute au polymère réticulable et qu'on ne retrouve
pas, ou quasiment pas, dans la composition du film de polymère réticulé.
Les polymères utilisés dans ce procédé possèdent des températures de
o ramollissement, de début d'écoulement et de début de réticulation différentes.
D'une manière générale, la température de début de réticulation est la température à partir de laquelle on observe un accroissement de la viscosité supérieure à 10% en moins de 15 min.. Les polymères utilisés dans le cadre de la présente invention sont tels que leur température de ramollissement est i5 supérieure à 50 C, ce qui signifie qu'ils sont solides ou très visqueux à
température ambiante.
Pour revêtir en continu au moins une face d'au moins une bande par un film fluide mono ou multicouche en polymère réticulable, on fait défiler en continu la bande sur au moins un support, et on dépose, sur la bande, un film o fluide dudit polymère à l'état fondu, obtenu par fusion puis écoulement forcé du polymère, la température de formation Tfo de ce film étant inférieure à la
température de début de réticulation Tr du polymère d'au moins 10 C.
Selon l'invention, on ajoute au polymère réticulable, avant la formation du film, un additif temporaire, dont la température d'ébullition Te est comprise entre la température de formation TF du film de polymère mélangé à l'additif temporaire moins 30 C et la température de début de réticulation du polymère Tr. Cet additif temporaire joue le rôle de plastifiant temporaire du polymère en le rendant moins visqueux, ce qui permet de fondre le mélange polymère/additif temporaire dans l'extrudeuse ou dans le vide-fût, à une o température TF d'au moins 10 C inférieure à la température de formation Tfo du film de polymère non mélangé à un additif temporaire. On peut ainsi former le film fluide de polymère à l'état fondu sur le cylindre applicateur, par écoulement forcé du polymère au travers de la buse, à une température TF
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d'au moins 10 C inférieure à la température de formation Tto du film de polymère non mélangé à un additif temporaire. Par conséquent, on augmente l'écart entre la température de début de réticulation Tr du polymère et la température de formation TF dudit film de polymère mélangé à l'additif temporaire de plus de 20 C, et on évite ainsi tout risque de réticulation du
polymère avant de former le film de polymère.
En outre, au cours de la fusion du polymère réticulable, de la formation par écoulement forcé du polymère à l'état fondu et avant que le film de polymère ne se réticule, I'additif temporaire produit un moussage important du o polymère. Le dégazage du polymère est ainsi facilité avant la réticulation du
polymère, et on obtient un film de polymère réticulé exempt de cratères.
Les inventeurs ont mis en évidence que lorsque la température d'ébullition Te de l'additif temporaire est égale ou supérieure à la température de début de réticulation du polymère, I'additif n'a pas le temps d'agir et il
i5 génère de nombreux cratères par rupture du film de polymère déjà réticulé.
La température d'ébullition Te de l'additif temporaire est de préférence égale à la température de formation TF du film de polymère mélangé à l'additif temporaire plus ou moins 20 C. En effet, lorsque la température d'ébullition Te de l'additif temporaire est inférieure à la température de formation TF du film de o polymère mélangé à l'additif temporaire moins 20 C, I'additif a tendance à se vaporiser dans l'extrudeuse ou dans le vide-fût. L'additif temporaire agit toujours comme plastifiant temporaire du polymère, mais perd de son effet sur
l'aspect de surface du film de polymère.
La température d'ébullition Te de l'additif temporaire est choisie en fonction du polymère réticulable selon l'invention dont on souhaite former un film par écoulement forcé. Elle est comprise entre 70 et 155 C, de préférence
comprise entre 90 et 120 C.
Avantageusement, I'additif temporaire est choisi parmi l'éthanol (Te = 78 C), I'eau (Te = 100 C), I'acétate de butyle (Te = 126 C), I'acétate d'amyle (Te
so = 149 C) et la cyclobexanone (Te = 1 55 C), seuis ou en mélange.
Plus préférentiellement l'additif temporaire retenu est l'eau.
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On ajoute l'additif temporaire de préférence sous forme liquide dans une proportion comprise entre 1 et 5 % en poids du polymère réticulable, de
préférence entre 2 et 4 %.
Si on ajoute au polymère moins de 1 % d'additif temporaire, on n'observe pas d' effet de plastificati on du polymère, et pas d' amél ioration
notable de l'aspect de surface du film réticulé.
Si on ajoute plus de 5 % d'additif temporaire au polymère, le polymère est saturé en additif temporaire, une partie de l'additif ne se disperse pas et
reste sous forme de gouttelettes.
Sur la figure 1, on a représenté une installation de revêtement, par À transfert reverse, d'une bande B en défilement, par un film fluide de polymère réticulable, comprenant des moyens de fusion du polymère, des moyens de formation du film de polymère, et des moyens de transfert reverse du film sur la bande B. Les moyens de fu-: n du polymère sont constitués d'une extrudeuse 1 comprenant une trémie 1 Jans laquelle on introduit le polymère sous forme de particules solides, e des moyens de chauffage et de malexage du polymère constitués d'une vis sans fin 1b qui pousse le polymère fondu à o travers une filière. L'extrudeuse peut également comporter un organe de régulation du débit du polymère fondu (non représenté) comme une pompe que l'on dispose entre la sortie de l'extrudeuse et les moyens de formation du film de polymère. L'alimentation du polymère fondu jusqu'aux moyens de formation du film s'effectue, par exempie, par l'intermédiaire d'un flexible s chauffant 2. Le flexible chauffant 2 peut avantageusement être équipé d'un système d'homogénéisation chauffant 10 du polymère fondu, comme par
exemple un mélangeur statique.
Les moyens de formation du film de polymère comprennent une buse 3 munie d'une fente en appui contre la surface déformable d'un cylindre o applicateur 4. Le film de polymère fondu s'écoule de manière forcée au travers de la fente de la buse 3 sur le cylindre applicateur 4. La fente de la buse 3 est pourvue de moyens de réglage de la position des bords de la fente de la buse par rapport à la surface du cylindre applicateur 4. Du fait du parallélisme de la l 2331 470 buse 3 et du cylindre applicateur 4, il se forme sur ce dernier un film
d'épaisseur uniforme.
Les moyens de transfert reverse du film de polymère sont constitués du cylindre applicateur 4 et d'un cylindre de support 5 de la bande B. qui sont s entranés en rotation dans le sens inverse. Le cylindre applicateur 4 est en contact avec la surface de la bande B. laquelle est en appui sur le cylindre support 5 et est entrainée en défilement selon la flèche F par des moyens d'entranement (non représentés). Le cylindre applicateur 4 est généralement déformable et est formé d'une âme en acier revêtue d'une couche o d'élastomère, alors que le cylindre de support 5 est le plus souvent indéformable. L'installation de revêtement selon l'invention peut également comprendre des moyens de préchauffage 6, tels qu'un four à induction, qui permettent de porter la bande B à une température comprise entre la température de formation TF du film de polymère mélangé à l'additif temporaire et la température Tr de début de réticulati on du polymère, de: man ière à améliorer la qualité de l'adhésion entre le polymère et la bande B. Selon un premier mode de réalisation de l' invention, on réali:. dans une première étape, un mélange du polymère sous forme de particules solides o avec l'additif temporaire sous forme liquide, et dans une seconde étape, on
introduit ce mélange dans la trémie 1 a de l'extrudeuse 1.
Selon un autre mode de réalisation de l' inventi on, on ajoute l'additif temporaire par injection dans l'une des zones de l'extrudeuse 1, de préférence au niveau d'une zone de malexage de la vis d'extrusion 1b de manière à
obtenir une meilleure dispersion de l'additif dans le polymère.
On peut ainsi fondre le mélange polymère/additif temporaire dans l'extrudeuse 1 à une température TF d'au moins 10 C inférieure à la température de formation Tfo du film de polymère non mélangé à un additif temporaire. Selon un autre mode de réalisation de l' invention, on ajoute l'additif temporaire par injection dans le système d'homogénéisation chauffant 10 du polymère fondu, de préférence à l'entrée du système 10 pour favoriser la dispersion de l'additif temporaire dans le polymère. De cette façon, on forme le
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film du mélange polymère/additif temporaire par écoulement forcé dans la buse 3 à une température TF d'au moins 10 C inférieure à la température de
formation Tfo du film de polymère non mélangé à un additif temporaire.
Lorsqu'on a fondu le mélange polymère/additif temporaire dans I'extrudeuse 1 et formé le film fluide de polymère à l'état fondu par écoulement forcé au travers de la buse 3, on transfère le film de polymère du cylindre applicateur sur la bande B. en comprimant le cylindre support 5 de la bande B et le cylindre applicateur 4, le cylindre applicateur 4 étant entrané en rotation dans le sens inverse au sens de défilement de la bande B. o La bande revêtue BR passe ensuite au travers de moyens de réticulation 7 qui peuvent être constitués, par exemple, par un four à induction ou à convection lorsque le polymère est réticulable par voie thermique, ou bien encore par des lampes à UV ou par des faisceaux d'électrons lorsqu'il est photoréticulable. Dans ce dernier cas, on combine avantageusement l'effet du s rayonnement à celui de la température pour accélérer le durcissement du polymère. De façon à faciliter le transfert du film de polymère formé par écoulement forcé, du cylindre applicateur 4 sur la bande B. on peut avantageusement conditionner thermiquement le poiymère pour abaisser sa viscosité à une valeur inférieure à la viscosité mesurée dans les conditions de l'écoulement forcé. Les moyens de conditionnement du film de polymère (non représentés) sont formés par un système de chauffage interne du cylindre appl i cateur et/ou par un système de chauffage externe co m me par exempl e
des lampes à infrarouge.
Selon un autre mode de réalisation de l' invention, le cylindre applicateur 4 est entrané en rotation dans le séns de défilement de la bande B. et dans ce cas on transfère le film de polymère formé sur le cylindre applicateur 4 par écoulement forcé, du cylindre applicateur 4 sur la bande B en le comprimant entre le cylindre de support 5 de la bande B et le cylindre applicateur 4. Il s'agit
so du procédé de revêtement par transfert direct.
Selon un autre mode de réalisation de l' invention, I'installation peut comprendre un cylindre preneur (non représenté) situé en amont du cylindre applicateur 4, et dans ce cas la fente de la buse 3 est en appui contre la
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surface du cylindre preneur. On forme le film fluide de polymère à l'état fondu sur le cylindre preneur. On transfère le film sur le cylindre applicateur 4, la surface du cylindre preneur défilant au contact de la surface du cylindre applicateur 4 soit dans le sens inverse, soit dans le même sens. Puis, on transfère le film du cylindre applicateur 4 sur la bande B soit par transfert
direct, soit par transfert reverse.
Selon un autre mode de réalisation de l' invention, I'installation ne comprend pas de cylindre applicateur 4. La fente de la buse 3 est alors en appui direct contre la surface de la bande B. et le film formé par écoulement o forcé au travers de la buse se dépose directement sur la bande B. L'installation de la figure 2 diffère de la précédente par le fait que les moyens de fusion du polymère sont constitués d'un vide-fût 8 comprenant un fût 8a et un plateau 8b chauffant équipé d'une pompe 9 permettant de
contrôler le débit de polymère fondu.
Comme dans l'installation de la figure 1, I'alimentation du polymère fondu jusqu'à la buse 3 s'effectue, par exemple, par l'intermédiaire d'un flexible chauffant 2. Le flexible chauffant 2 peut avantageusement être équipé d'un système d'homogénéisation chauffant 10 du polymère fondu, comme par
exemple un mélangeur statique.
Se lon un mode de réal i sati on de l' i nventi on dans le cas de l' in stal l ati on 2, on ajoute l'additif temporaire par injection dans une zone du vide-fût o l'on fond le polymère. De cette manière, on fond le mélange polymère/additif temporaire dans le vide-fût 8 à une température TF d'au moins 10 C inférieure à la température de formation Tfo du film de polymère non mélangé à un additif temporaire. Selon un autre mode de réalisation de l' invention, on ajoute l'additif temporaire par injection dans le système d'homogénéisation chauffant 10 du polymère fondu, de préférence à l'entrée du système 10 pour favoriser la dispersion de l'additif temporaire dans le polymère. De cette façon, on forme le o film du mélange polymère/additif temporaire par écoulement forcé dans une buse 3 à une température TF d'au moins 10 C inférieure à la température de
formation Tfo du film de polymère non mélangé à un additif temporaire.
13 2831 470
Selon un mode de réalisation de l'invention commun aux installations desfigures 1 et 2, on met en _uvre le polymère réticulable sous forme de particules solides, dans lequel on a préalablement incorporé l'additif temporaire. Pour obtenir le polymère réticulable sous forme solide incorporant déjà l'additif temporaire, on prépare un mélange contenant le polymère sous forme de particules solides avec l'additif sous forme liquide, on fond ce mélange par exemple dans une extrudeuse, et on en forme une nappe qu'on laisse refroidir. Après refroidissement complet de la nappe, on la broie de mani ère à obteni r l e polymère sous forme de parti cul es sol ides et i ncorpora nt o l'additif temporaire. Ce polymère incorporant l'additif temporaire est ensuite mis en ouvre, c'est à dire qu'on le fond soit dans l'extrudeuse 1, soit dans le vide-fût 8 de manière à en former un film par écoulement forcé au travers de la
buse 3.
Dans le cas particulier de l'installation 2, on peut conditionner directement le mélange polymère/additif temporaire sous forme solide dans le fût 8a. Pour cela, on fond directement, par exemple par extrusion, le mélange polymère réti cu l able/additif tem porai re dans un fût 8a, sans passer par l' étape i nterm éd ia ire de formati on de particul es sol ides de polymère réti cu lable incorporant l'additif temporaire. Puis, on laisse refroidir le mélange de manière o à obtenir un bloc du mélange polymère/additif temporaire solide dans le fût 8a directement utilisable pour former un film par écoulement forcé selon l'invention. Selon un mode préféré de l'invention et commun aux deux installations, on injecte l'additif temporaire sous pression. A cet effet, on utilise par exemple
une aiguille d'injection alimentée par une pompe à piston haute pression.
L'effet fluidifiant de l'additf temporaire dans le polymère présente d'autres avantages: - La viscosité des polymères poudre classiques peut être suffisamment abaissée pour qu'on puisse former un film fluide de polymère à l'état fondu par écoulement forcé sur la bande B en défilement; on pourra ainsi obtenir des films organiques minces et uniformes à des coûts raisonnables, en évitant d'avoir recours à des formulations de polymère spécialement mises au point
pour ce type de procédé de revêtement et qui sont plus coûteuses.
l 2331 470 - Les inventeurs ont mis en évidence que le couple de transfert entre le cylindre applicateur 4 et la bande B diminue lorsqu'on ajoute un additif temporaire au polymère, le cylindre applicateur 4 est donc moins sollicité et la
durée son utilisation augmente sensiblemènt.
s - Les inventeurs ont également mis en évidence qu'à température con stante le débit de polymère fondu dans l' extrudeuse 1 augmente, on peut a i nsi di m i nuer la température d' extrusion du polymère tout en conservant un bon écoulement du polymère - Le nettoyage de l'extrudeuse 1 et de la buse 3 est plus facile et plus o rapide; Ainsi, lorsque l'on souhaite changer de type de polymère ou changer la couleur du polymère, la productivité de la ligne de revêtement est moins diminuée.
La description qui vient d'être donnée de différents modes de réalisation
n'est nullement limitative. Ainsi, on pourra par exemple mettre en _uvre le 1 5 procédé selon l' i nvention pour revêtir de façon si mu ltanée ou non, chacune
des faces de la bande B en défilement.
Les exemples suivants ont pour but d'illustrer l'invention.
Exemple 1:
o Cet exemple a pour but d'illustrer l'eflet plastifiant d'un additif temporaire selon l'invention lorsqu'il est ajouté à un polymère réticulable thermodurcissable. A titre d'exempie, la composition du polymère réticulable thermodurcissable est la suivante: Résine polyester hydroxylée: 55 % Durcisseur uretdione: 10 % Pigment TiO2 (pour un aspect blanc du revêtement final): 33 % Additifs (agent d'étalement, catalyseurs): 2 % Cette composition a été mise au point pour être appliquée sur une
bande en défilement selon le procédé de revêtement par transfert reverse.
s 2331 470 Les caractéristiques de ce polymère sont par exemple: Température ( C) 110 120 130 140 1 150 Viscosité (Pa.s) 450 250 130 65 1 30 Masse molaire moyenne en nombre: Mn = 4000 Masse molaire moyenne en masse: Mw = 14000 g/mol Température de début de réticulation Tr: 160 C On a revêtu d'une couche de ce polymère réticulable thermodurcissable une face d'une bande d'acier, en mettant en _uvre le procédé de revêtement par transfert reverse tel qu'illustré à la Fig. 1. A cet effet, on a extrudé le polymère, et on a formé, sur le cylindre applicateur, un film fluide du polymère o par écoulement forcé du polymère fondu au travers de la buse à une
température Tfo de 130 C (mesurée dans la buse).
On a ensuite ajouté au polymère réticulable thermodurcissable respectivement 2 % d'eau (Te = 100 C), et 2 % d'acétate de butyle (Te = 126 C) à titre d'additif temporaire. Puis mme précédemment, on a extrudé le i5 mélange polymère/additif temporaire;;t on a formé un film fluide du mélange polymère/additif temporaire par écou'_ment forcé du mélange sur le cylindre
applicateur à une température TF de 130 C (mesurée dans la buse).
Au cours de l'application du revêtement sur la bande d'acier on a mesuré les cinq variables suivantes: o - le couple de l'extrudeuse qui représente la puissance absorbée par le travail de cisaillement du polymère fondu dans l'extrudeuse, et par suite représente la viscosité du polymère. Plus le polymère est fluide (faible viscosité), moins l'extrudeuse fournit d'eflort pour faire avancer le polymère et moins le couple de l'extrudeuse est élevé, s - la pression dans l'extrudeuse qui est la pression du polymère fondu en sortie de l'extrudeuse, - la pression dans la buse qui est la pression du polymère fondu mesurée après la formation du film par écoulement forcé et juste avant l'application de ce film sur le cylindre applicateur, l 2331 470 - le couple de transfert du cylindre applicateur par rapport à la bande d'acier qui représente l'effort nécessaire pour décoller le film de polymère fondu du cylindre applicateur et ie transférer sur la bande, - le débit du polymère fondu dont on forme un film par écoulement forcé. Ces cinq variables sont corrélées à la viscosité du polymère. En effet, lorsque la viscosité du polymère diminue, les couples et les pressions
diminuent, alors que le débit de polymère augmente.
On a reporté ces cinq variables au tableau 1.
Tableau I
Couple P sortie P buse Couple de Débit POLYMERE extrudeuse extrudeuse (bar) transfert (kg/h) (%) (bar) (daN.m) Sans additif temporaire 50 130 20 20 10 Avec 2%, d'eau 30 80 10 15 15 Avec 2% d'acétate de 35 95 1 3 17 1 3,5 A la lecture de ce tableau, on constate que l'additif temporaire joue bien un rôle de plastifiant temporaire du polymère puisqu'il fait baisser la viscosité du mélange polymère/additif temporaire, ce qui se traduit par une diminution
du couple dans l'extrudeuse.
En ajoutant 2 % d'additif temporaire au polymère, il a été possible d'extruder ultérieurement le mélange polymère/additif temporaire et former un film du mélange par écoulement forcé à une température de 20 à 30 C o inférieure à la température de formation du polymère sans additif Tfo, soit à
une température TF comprise entre 100 et 1 10 C.
17 2831470
En outre lorsque l'additif temporaire choisi est l'eau, on a pu constater que la bande d'acier revêtu du film de polymère présentait un très bel aspect
de surface dépourvu de cratères.
Exemple 2:
Cet exemple a pour but de montrer que grâce à l'invention, qui permet d'extruder ou de fondre un polymère à une température moins proche de la température de début de réticulation dans des conditions assurant un écoulement correct du polymère fondu, on peut extruder des polymères o poudre standard, c'est à dire des polymères dont la viscosité est plus élevée et la température de début de réticulation est plus faible que celles du polymère
décrit précédemment.
A titre d'exemple, la composition d'un polymère poudre standard est la suivante: i5 Résine polyester carboxylée:60 % Durcisseur TGIC (Triglycidylisocyanurate):5 % Pigment TiO2 (pour un aspect blanc du revêtement final):33 % Additifs (agent d'étalement, catalyseurs...):2 % Les caractéristiques de ce polymère thermodurcissable sont par exemple: Température ( C) 1 10 120 130140 Viscosité (Pa.s) 5000 2000 750300 Masse molaire moyenne en nombre: Mn = 4000 Masse molaire moyenne en masse: Mw= 19000 g/mol Température de début de réticulation Tr: 140 C La viscosité de ce polymère est trop importante pour pouvoir être extrudé à une température inférieure à sa température de début de réticulation moins 10 C. En revanche en ajoutant à ce polymère 2 % d'eau, la viscosité baisse suffisamment pour que le mélange polymère/additif temporaire puisse être extrudé da ns de bonnes conditions d'écou lement, de man i ère à former un film par écoulement forcé au travers de la buse à une température TF de 115 C
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Claims (17)

REVENDICATIONS
1) Procédé de revêtement en continu d'au moins une face d'au moins une bande (B) par un film fluide mono ou multicouche en polymère réticulable, exempt de solvant ou de diluant, présentant une température de début de réticulation Tr, et dont la température de ramollissement est supérieure à 50 C, to caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: - on fait défiler en continu la bande (B) sur au moins un support (5), - on dépose, sur la bande (B), un film fluide d'un mélange dudit polymère avec un additif temporaire, à l'état fondu, ledit film étant obtenu par fusion puis écoulement forcé dudit mélange polymère/additif temporaire, la température de formation dudit film TF est inférieure à la température de début de réticulation moins 20 C, et ledit additif temporaire présente une température d'ébullition Te comprise entre la température de formation dudit
film TF moins 30 C et la température de début de réticulation Tr.
o 2) Procédé de revêtement selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit additif temporaire présente une température d'ébullition Te comprise
entre la température de formation dudit film TF plus ou moins 20 C.
3) Procédé de revêtement selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'additif temporaire présente une température d'ébullition Te comprise
entre 70 et 155 C, de préférence entre 90 et 120 C.
4) Procédé de revêtement selon l'une quelconque des revendications 1
à 3, caractérisé en ce que l'on ajoute l'additif temporaire sous forme liquide
o audit polymère.
) Procédé de revêtement selon l'une quelconque des revendications 1
à 4, caractérisé en ce que l'additif temporaire est choisi parmi l'éthanol, I'eau,
19 2331 470
I'acétate de butyle, I'acétate d'amyle et la cyclohexanone, seuis ou en mélanges.
6) Procédé de revêtement selon l'une quelconque des revendications 1
à 5, caractérisé en ce que l'on ajoute l'additif temporaire au polymère dans une proportion comprise entre 1 et 5 % en poids du polymère réticulable, de
préférence entre 2 et 4 %.
7) Procédé de revêtement selon l'une quelconque des revendications 1
to à 6, caractéri sé en ce que l' on i ncorpore préalablement l ' additif temporaire au polymère, on conditionne le mélange polymère/additif temporaire sous forme de particules solides, puis l'on fond ledit mélange soit dans une extrudeuse (1),
soit dans un vide-fût (8).
8) Procédé de revêtement selon l'une quelconque des revendications 1
à 6, caractérisé en ce que l'on incorpore l'additif temporaire au polymère et l'on conditionne directement le mélange polymère/additif temporaire sous forme
solide dans un fût.
9) Procédé de revêtement selon l'une quelconque des revendications 1
à 6, caractérisé en ce que l'on réalise préalablement un mélange du polymère sous forme de particules solides avec l'additif temporaire sous forme liquide, puis l'on introduit ce mélange dans au moins une trémie (1a) d'une extrudeuse (1).
) Procédé de revêtement selon l'une quelconque des revendications
1 à 6, caractérisé en ce que l'on ajoute l'additif temporaire au polymère dans une extrudeuse (1), et l'on fond le mélange polymère/additif temporaire dans l'extrudeuse (1) à une température TF d'au moins 10 C inférieure à la o température de formation Tfo du film de polymère non mélangé à un additif temporaire.
2 2331 470
11) Procédé de revêtement selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'on ajoute l'additif temporaire au polymère par injection dans l'extrudeuse (1). 12) Procédé de revêtement selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'on ajoute l'additif temporaire au polymère au niveau d'une zone de
malexage du polymère fondu.
13) Procédé de revêtement selon l'une quelconque des revendications
o 1 à 6, caractérisé en ce que l'on ajoute l'additif temporaire dans un vide-fût (8), et l' on fond le mé lange polymère/additif tem pora ire dans le vide-fût (8) à u ne température TF d'au moins 10 C inférieure à la température de formation Tfo
du film de polymère non mélangé à un additif temporaire.
14) Procédé de revêtement selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'cm joute l'additif temporaire par injection dans une zone du vide- fût (8)
o l'on d le polymère.
) Procédé de revêtement selon l'une quelconque des revendications
o 1 à 6, caractérisé en ce que l'on ajoute l'additif temporaire dans la zone d'entrée d'un système d'homogénéisation chauffant (10) du polymère fondu, et l'on forme le film du mélange polymère/additif temporaire par écoulement forcé dans une buse (3) à une température TF d'au moins 10 C inférieure à la température de formation Tfo du film de polymère non mélangé à un additif temporaire.
16) Procédé de revêtement selon l'une quelconque des revendications
à 15, caractérisé en ce que l'on ajoute l'additif temporaire par injection sous pression.
17) Procédé de revêtement selon l'une quelconque des revendications
1 à 16, caractérisé en ce que l'on dépose le film fluide de polymère à l'état fondu sur la bande (B), par écoulement forcé dudit polymère à l'état fondu, sur
21 2331 470
un cylindre applicateur (4) de surface déformable, ledit cylindre applicateur (4) étant entrané en rotation dans le sens de défilement de la bande (B), puis l'on transfère ledit film du cylindre applicateur (4) sur la bande (B) en le
comprimant entre le support (5) de la bande (B) et le cylindre applicateur (4).
18) Procédé de revêtement selon l'une quelconque des revendications
1 à 16, caractérisé en ce que l'on dépose le film fluide de polymère à l'état fondu sur la bande (B), par écoulement forcé dudit polymère à l'état fondu, sur un cylindre applicateur (4) de surface déformable, ledit cylindre applicateur (4) o étant entrané en rotation dans le sens inverse au sens de défilement de la bande (B), puis l'on transfère ledit film du cylindre applicateur (4) sur la bande
(B) en comprimant le support (5) de la bande (B) et le cyiindre applicateur (4).
19) Procédé de revêtement selon la revendication 17 ou 18, caractérisé s en ce que l'on dépose le film fluide de polymère à l'état fondu sur la bande (B), par écoulement forcé dudit polymère à l'état, du, sur un cylindre preneur situé en amont du cylindre applicateur (4), ledit.,ndre preneur étant entrainé en rotation dans le sens inverse au sens de r. :ation du cylindre applicateur (4) ) Procédé de revêtement selon la revendication 17 ou 18, caractérisé en ce que l'on dépose le film fluide de polymère à l'état fondu sur la bande (B), par écoulement forcé dudit polymère à l'état fondu, sur un cylindre preneur situé en amont du cylindre applicateur (4), ledit cylindre preneur étant entrané en rotation dans le même sens que le sens de rotation du cylindre applicateur (4).
21) Procédé de revêtement selon l'une quelconque des revendications
16 à 20, caractérisé en ce que, entre la formation par écoulement forcé sur le cylindre applicateur (4) ou preneur du film et le transfert de ce film de ce o cylindre applicateur (4) ou preneur sur la bande (B), I'on conditionne therm i quement le polymère réticulable pour abai sser la vi scosité de ce polymère
22 2331 470
22) Procédé de revêtement selon l'une quelconque des revendications
1 à 16, caractérisé en ce que l'on dépose le film fluide de polymère à l'état
fondu par écoulement forcé dudit polymère, directement sur la bande (B).
23) Procédé de revêtement selon l'une quelconque des revendications
1 à 22, caractérisé en ce que l'on préchauffe la bande (B) en défilement à une température comprise entre la température de formation TF du film de polymère mélangé à l'additif temporaire et la température Tr de début de réticulation.
o 24) Procédé de revêtement selon l'une quelconque des revendications
1 à 23, caractérisé en ce que l'épaisseur du revêtement obtenu par ledit
procédé est comprise entre 3 et 100,um, de préférence entre 5 et 50 um.
) Procédé de revêtement selon l'une quelconque des revendications
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