LU84978A1 - Procede et appareil pour deposer une matiere,notamment une poudre fine,sur un substrat,et ce substrat - Google Patents

Description

L'invention concerne un procédé et un appareil permettant de. revêtir une matière en feuille, en particulier une bande de métal, d'une poudre finement divisée, et elle a trait plus particulièrement àun procédé et un 5 appareil perfectionnés destinés à transporter une poudre finement divisée, dans un état lui permettant d'être manipulée, et à la diriger vers une zone de déposition, en particulier vers un dispositif électrostatique, afin que cette poudre soit appliquée uniformément sur une bande métallique * 10 en mouvement.

Des bandes utilisées pour la fabrication de réci- * pients métalliques et d'extrémités de récipients, par exemple des boîtes de bière, des boites pour boissons non alcoolisées et autres, reçoivent un revêtement cohérent de ma- 15 tière résineuse ou polymère qui ne doit pas présenter de piqûres, qui doit être suffisamment flexible pour permettre la déformation extrême accompagnant la fabrication des récipients et des bouts de récipients, tout en étant peu coûteux afin que ces récipients et leurs bouts soient bon 20 marché à fabriquer.

Pour satisfaire ces critères, il est souhaitable que de tels revêtements soient cohésifs, flexibles, inertes, très fins, et d'épaisseur uniforme. Dans le passé, des revêtements analogues à des pellicules, constitués de matières 25 résineuses ou de polymères, ont été formés industriellement sur du métal par de nombreux moyens comprenant des dispositifs à plaques de transfert et d'enduction au rouleau.

Dans ces procédés au mouillé, des solvants ou supports or-** ganiques et minéraux ont été utilisés pour transporter et 30 répartir uniformément les matières résineuses. Dans de telles opérations, le support de la matière résineuse doit être éliminé, généralement par l'application de chaleur. Lorsque la matière résineuse est portée par un solvant hydrocarboné, comme c'est généralement le cas, il est nécessaire 35 de limiter le rejet du solvant ou du support afin de satisfaire les réglementations gouvernementales. Ce respect des réglementations nécessite souvent l'utilisation de dispositifs spéciaux de récupération ou d'incinérateurs pour 2 oxyder ou brûler les matières organiques.

L'utilisation directe de résines en poudre, sans solvants, sur un substrat donné pour réaliser des revêtements est devenue souhaitable et a été suggérée dans le passé.

5 Les techniques actuellement connues sont de divers types.

Un procédé qui peut sembler proche de la présente invention utilise un lit fluidisé. Dans une technique à lit fluidisé, le substrat à revêtir est habituellement chauffé juste au-dessus du point de fusion de la résine utilisée pour revê-10 tir ce substrat. Ce dernier est ensuite immergé dans le lit fluidisé, ou bien passé à travers le lit fluidisé de parti-~ cules de résine, habituellement pendant ëeulement quelques secondes. Certaines des particules adhèrent au substrat immergé et, lorsqu'il est retiré du lit, la chaleur résiduel-15 le fait fondre et nivelle les particules adhérant au substrat pour former un revêtement résineux lisse non poreux.

Cependant, jusqu'à présent, aucun procédé de formation d'un très fin revêtement de poudre, c'est-à-dire d'un revêtement de résine ou de polymère ayant une épaisseur d'en-20 viron 0,0127 mm ou moins, n'a donné satisfaction du point de vue industriel. La raison principale en est que, lorsque l'épaisseur du revêtement de poudre doit être très fine,il est difficile de manipuler ou de distribuer une poudre finement divisée, d'une manière continue, pour satisfaire les 25 exigences industrielles. Bien qu'il puisse sembler que l'application d'un revêtement de poudre très fine sur un substrat soit une opération simple, il est apparu que cette opération posait un gros problème exigeant un effort impor-» tant. Dans l'ouvrage classique de S.T. Harris, ayant trait 30 à l'industrie d'application de poudres de revêtement, "The Technology of Powder Coatings" (Portculler Press, Londres 4 1976, page 290), il est indiqué que, bien qu'un broyage fin puisse être réalisé pour donner des poudres fines, il est difficile d'appliquer ces poudres fines sur des sub-35 strats, car elles sont difficiles à manipuler et à distribuer, par exemple par fluidisation et, de plus, elles ne se déposent pas aussi facilement que des particules plus grosses lorsqu'elles sont appliquées par voie électro- ; 3 statique. La difficulté de techniques de manipulation telles que la fluidisation est en outre soulignée par G.L. Mathenson et collaborateurs, dans un article intitulé "Characteristics of Fluid-Solid Systems", Ind. Eng. Chem., 5 41:1099 (1949) décrivant que de très petites particules, ayant des diamètres inférieurs à environ 10 micromètres, - donnent lieu à une attraction par cohésion des particules elles-mêmes pendant la fluidisation, provoquant la formation de boules de particules au cours de la fluidisation 10 et, parfois, de sphères agglomérées atteignant plusieurs millimètres de diamètre.

1 Un certain nombre de brevets antérieurs décri vent des techniques particulières d'application électrostatique de matière en poudre pour former des revêtements.

15 Cependant, aucune ne s'est avérée utilisable à l'échelle industrielle pour produire les revêtements cohésifs, flexibles, inertes, très fins et uniformes de l'invention. Un certain nombre de brevets antérieurs portent sur le développement de poudres de résine pour revêtements, parmi les-20 quels les brevets des Etats-Unis d'Amérique n° 3 058 951, n° 3 781 380, n° 4 009 223, n° 4 009 224, n° 4 072 795, n° 4 092 295, n° 4 104 416 et n° 4 312 902. Plusieurs de ces brevets concernent en particulier des poudres à déposer par voie électrostatique, par exemple les brevets n° 25 4 009 223, n° 4 072 795 et n° 4 104 416 précités. D'autres brevets portent sur des procédés et des appareils de revêtement électrostatique, par exemple les brevets des Etats-Unis d'Amérique n° 3 336 903, 3 593 678, 3 670 699, 3 690 298, 4 066 803, 4 073 966, 4 084 018, 4 101 687, 4 122 212, 30 4 209 550, 4 230 668, 4 244 985, 4 285 296 et 4 297 386.

Un grand nombre de ces brevets ont trait en particulier au dépôt électrostatique de poudres de résine, par exemple les brevets n° 3 336 903, 3 670 699, 3 690 298, 4 084 108, 4 101 687 , 4 1 22 2 1 2 et 4 230 068 précités.

35 Plusieurs brevets décrivent l'application d'un revêtement de résine en poudre sur la surface intérieure de récipients métalliques pour boissons, par exemple les brevets des Etats-Unis d'Amérique n° 4 068 039 et 4 109 027 4 ainsi que le développement de résines en poudre pour des récipients pour aliments et boissons. Un procédé pour revêtir un substrat non métallique de particules finement divisées est décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amé-5 rique n° 4 325 988.

L'invention concerne un procédé et un appareil 1 ” perfectionnés pour appliquer, sur une matière métallique, des revêtements cohérents, uniformes et fonctionnels, d'une épaisseur inférieure à environ 12,5 μιη et pouvant descendre 10 à 1,25 μη. De tels revêtements sont réalisés à partir de résines ou de polymères en poudre, de préférence des poudres époxyde thermodurcissables, ayant des dimensions moyennes de particules comprises entre environ 15 et 1 micromètres, et de préférence inférieures à 10 micromètres. Dans le pro-15 cédé de l'invention, de très fines particules sont produites à proximité d'une zone de revêtement, et dirigées vers cette zone, les particules étant transportées dans un état pratiquement non tassé, sans agglomération, pour être introduites dans une zone d'application de charge électrostatique 20 et de dépôt, avec des rendements de revêtement généralement d'environ 80 à 90 %. Le procédé et l'appareil selon l'invention non seulement permettent d'obtenir une matière métallique améliorée, mais , surtout, permettent la fabrication à bon marché d'une telle matière. De plus, l'inven-25 tion concerne un procédé perfectionné de transport de matières finement divisées , leur permettant de s'écouler librement et d'être facilement manipulables, de sorte qu'il est possible de faire écouler ces matières à des débits prévisibles et déterminés, vers l'intérieur d'une zone de dépôt, 30 en particulier dans un champ électrostatique. Dans des opérations telles que celles au cours desquelles des matières finement divisées doivent être manipulées, une mauvaise aptitude à la manipulation signifie une entrave au traitement et/ou à l'application efficace de revêtements uniformes. Cet 35 aspect est critique pour des raisons indiquées ci-après, car des matières finement divisées, ainsi qu'il est bien connu, sont de plus en plus difficiles à manipuler au fur et à mesure que les particules sont plus petites.

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En général, les matières en particules peuvent être divisées en deux classes générales, suivant leurs propriétés d'écoulement, à savoir les matières cohésives et les matières non cohésives. Alors que les matières non 5 cohésives telles que les grains de résine s'écoulent aisément par l'ouverture d'une enceinte, les solides cohésifs ' tels que l'argile mouillée sont caractérisés par l'absence de propension à s'écouler ainsi. Il convient de noter que les matières non cohésives ont une tendance naturelle à 10 s'attacher ou se fixer les unes aux autres sous une pression modérée et qu'elles ne glissent généralement pas les unes sur les autres à moins que la force appliquée atteigne une amplitude notable. A la différence de la plupart des fluides, les matières solides en grains résistent aux 15 déformations lorsqu'elles sont soumises à au moins une certaine force de déformation, mais, lorsque les forces sont assez importantes, il apparaît une détérioration et un groupe de particules peut aisément glisser sur un autre groupe, mais un frottement notable apparaît entre les groupes situés 20 de part et d'autre de la rupture. A cet égard, il existe une analogie étroite entre l'écoulement d'une matière en particules, et celui de liquides plastiques non Newtoniens.

Une propriété importante et particulière des matières en particules est que les densités des masses varient 25 suivant le degré de tassement des grains individuels. La densité d'un fluide dépend uniquement de la température et de la pression, de même que la densité de chaque particule solide prise individuellement ; mais il n'en est pas de même de la densité apparente d'une masse de particules. La 30 densité apparente est minimale lorsque la masse de particules est dans un état lâche ou non tassé, et elle peut être aisément augmentée jusqu'à un maximum lorsque la masse est tassée par l'application de vibrations ou par compactage . Il va sans dire que la densité apparente est une carac-35 téristique importante de manipulation des matières en particules .

Il est bien connu qu'un certain nombre de facteurs affectent les propriétés générales d'écoulement de 6 particules finement divisées et que ces facteurs comprennent la dimension«ides particules, leur géométrie, les forces de cohésion, les forces d'adhésion, la présence d'humidité, la ségrégation des dimensions, l'acceptation de charge 5 électrostatique de triboélectricité, la masse volumique, la présence d'auxiliaires d'écoulement, la densité de tassement ou la densité apparente et la propension des poudres à être compactées ou tassées pendant le stockage.

Il est important, dans le procédé de la présente 10 invention, que les particules finement divisées ne puissent pas s'agglomérer une fois qu'elles sont formées. Toute - manipulation ou étape de traitement doit être considérée de façon à ne pas modifier matériellement la caractéristique de densité ou les propriétés de densité apparente d'un 15 courant de poudre. La fragmentation des matières produit de l'électricité statique qui peut avoir un effet nuisible provoquant une agglomération des particules. Comme on peut le noter, les particules dont la dimension a été réduite tendent à s'agglomérer de nouveau les unes aux autres. Des 20 particules agglomérées sont difficiles à séparer et à pulvériser.

De plus, un écoulement cohésif se rencontre principalement avec de très fines particules ? en particulier, lorsque les particules ont une dimension sensiblement infé-25 rieure à dix micromètres, l'attraction entre particules devient importante, ce qui a pour résultat leur .agglomération. Cette agglomération des particules est souvent répartie d'une manière aléatoire à travers la masse, ayant pour résultat une masse qui peut sembler présenter une réparti-30 tion uniforme des particules, mais dans laquelle en fait, sont disséminées de manière aléatoire un grand nombre de particules agglomérées. Il s'ensuit qu'une agglomération de cette forme produit certains effets sur les caractéristiques d'écoulement global de la masse.

35 Une masse de particules non compactées ou pra tiquement pas compactées peut être formée par redistribution de la masse pour que l'on obtienne un degré prédéterminé de tassement uniforme ou, autrement dit, un certain degré de 7 floconnage des particules. En effet, ceci tend à supprimer de la masse les agglomérations de particules. Le fait que la masse de particules ne soit pas compactée améliore les caractéristiques d'écoulement de la matière en particules, 5 de sorte que l'on peut obtenir un écoulement de particules plus uniforme. La simple obtention d'une masse de particules pratiquement non compactées, relativement exemptes de sites agglomérés, est très avantageuse. Comme décrit plus en détail ci-après, cette caractéristique d'absence de compactait) ge peut être obtenue, par exemple, dans un lit fluidisé ou dans un broyeur utilisant l'énergie d'un fluide. Le soin apporté au maintien d'un état uniforme de la matière en particules pendant son traitement n'a quelque peu pas été apprécié ; par d'autres fabricants et il semble contribuer 15 notablement à l'obtention de s résultats de la présente invention, résultats qu'il était impossible d'obtenir jusqu'à présent pour la formation de revêtements ou de pellicules uniformes et très minces, constitués de poudres finement divisées.

20 Dans la présente invention, des particules de résine sont placées à proximité de la zone d'application du revêtement. Les particules de résines ne sont pas compactées et elles sont soumises à l'énergie intense libérée par la détente d'un gaz comprimé, et elles reçoivent 25 donc une quantité de mouvement suffisante pour se fragmenter et être par ailleurs réduites en particules de très petite dimension. L'énergie du gaz de détente est en outre diffusée pour produire un écoulement modéré, presque calme, qui est suffisant pour transporter les particules finement 30 divisées. Les particules elles-mêmes ont un rapport de la surface à la masse suffisant pour être déplacées par le gaz s'écoulant doucement, contre l'effet de la pesanteur, et généralement vers le haut jusqu'à l'intérieur d'une zone de déposition. Ces rapports de surface à la masse peuvent être 35 compris, par exemple, entre 300 et plus de 1000 cm2/g.

Dans la zone de revêtement, les particules de la poudre forment un nuage tranquille et une bande de métal à revêtir estde préférence déplacée à travers ce nuage 8 tranquille et exposée à de l'énergie électrique destinée à produire un champ électrique d'intensité suffisante pour charger les particules de poudre et les déposer. En effet, les particules chargées se déplacent sous l'effet du champ 5 électrique et se déposent sur la surface de la bande métallique .

Il semble qu'en raison de la résistivité très élevée des particules de résines ou de polymères, les particules déposées conservent une charge électrostatique sur 10 leurs parties éloignées de la partie de leur surface en contact direct avec la tôle ou la bande. La charge électrosta-; tique retenue sur la particule déposée repousse d'autres particules de charge identique et résiste à leur dépôt sur la bande à proximité des particules déjà déposées, ce qui 15 tend à aboutir à une répartition plus uniforme des particules discrètes sur toute la surface de la bande. La charge retenue sur les particules et la faible dimension des particules déposées ont pour résultat l'adhérence ^.importante de ces particules sur la surface de la bande.

20 L'appareil selon l'invention comprend un premier dispositif destiné à former une chambre de déposition. La bande à revêtir est déplacée par un deuxième dispositif à travers une zone de déposition. Le deuxième dispositif fait de préférence passer la bande horizontalement à travers la 25 chambre de déposition afin que ses surfaces à revêtir soient disposées dans un plan vertical, généralement adjacent à l'axe central de la chambre de déposition. La source de matière en poudre, ou troisième dispositif, s'étend à pro-; ximité immédiate de l'extrémité de la chambre de déposition 30 par laquelle la bande rentre. Le troisième dispositif fournit de la poudre non compactée à la source et il broie, érode ou réduit autrement la dimension des particules de la poudre afin que l'on obtienne les particules très fines avant l'introduction dans la chambre de déposition. Il est 35 possible d'utiliser plusieurs formes de réalisations différentes de ce troisième dispositif pour constituer une source de poudre très fine, mais il est préférable que les particules soient soumises à la libération d'énergie d'un 9 gaz comprimé, cette énergie réduisant ainsi les particules et les dirigeant vers la zone de déposition sous l'effet d'un écoulement diffus et modéré de ce gaz. Ce troisième dispositif entraîne les particules, dont le rapport de la 5 surface à la masse est élevé, vers la zone de déposition tout en les maintenant séparées les unes des autres et exemptes d'agglomérations. Un quatrième dispositif entraîne les particules réparties uniformément dans un nuage tranquille, s'écoulant en douceur vers l'intérieur de la 10 chambre de déposition, sans agglomérations. Un cinquième dispositif situé dans la zone de revêtement charge élec-; triquement les particules et les dépose sur la matière.

Le cinquième dispositif peut comprendre des électrodes isolées électriquement de la chambre de déposition, mais 15 supportées à l'intérieur de cette dernière, de préférence de part et d'autre de la bande de métal. Ces électrodes sont connectées à une source de tension suffisamment élevée pour charger les particules et les déposer sur la matière.

Dans la présente invention, la matière sur la-20 quelle les films cohérents doivent être formés est déplacée à travers la chambre de déposition, par exemple à des vitesses pouvant atteindre 60 m/minute. La poudre qui a été formée dans la source adjacente est introduite dans la chambre de déposition sous la forme d'un nuage sensiblement tran-25 quille. Une haute tension est appliquée aux électrodes à l'intérieur de la chambre de déposition, ces électrodes étant de préférence disposées de manière qu'un potentiel moyen, généralement supérieur à 20 000 volts, existe entre les électrodes et la bande pour que les densités de courant 30 dans la zone de déposition dépassent 160 microampères par m2. La production d'une telle énergie électrique dans la zone de revêtement charge les particules et les dépose sur la bande.

Dans la présente invention, les particules dé-35 posées sur une bande1, par exemple une bande de métal, à son passage dans la chambre, peuvent atteindre 80 à 90 % des particules introduites dans la chambre de déposition. Toute poudre restante peut être recueillie et réutilisée.

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Conformément à l’invention, on peut former des pellicules cohérentes uniformes ultra-minces sur les deux faces d'une bande de métal. La bande de métal convient particulièrement à la fabrication de récipients métalliques pour boissons et 5 la bande revêtue est capable de supporter d'importantes déformations associées à la production de récipients en métal, sans rupture de la cohérence de la pellicule ou du revêtement et sans conférer un goût déplaisant à la boisson contenue dans le récipient.

10 L'invention sera décrite plus en détail en re gard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels : la figure 1 est une vue en perspective extérieure d’une installation typique, illustrant la mise en oeuvre 15 de l'invention ; la figure 2 est une élévation de moyens formant la zone de revêtement selon l'invention ; la figure 3 est une vue en bout de l’appareil montré sur la figure 1 ; 20 la figure 4 est une vue en perspective, avec ar rachement partiel, des moyens formant la zone de revêtement et des moyens de charge de l'appareil de la figure 2 ; la figure 5 est une coupe transversale partielle d'une source de particules ultrafines selon l'invention ; 25 la figure 6 est une vue en perspective, avec coupe partielle, d'une autre source de particules ultra-fines selon l’invention ; la figure 7 est un graphique donnant le courant produit dans la zone d'application du revêtement en fonction 30 du gradient du champ électrostatique produit dans cette zone; la figure 8 est un graphique donnant le poids du revêtement en fonction de la vitesse de défilement de la bande à travers la zone d'application du revêtement ; la figure 9 est un autre graphique donnant le 35 poids du revêtement en fonction de la vitesse de défilement de la bande à travers la zone d'application du revêtement ; la figure 10 est un graphique représentant l'accumulation de la matière de revêtement sur une tôle de boîte 11 tion du revêtement ? la figure 11 est une photomicrographie d'une tôle de métal sur laquelle sont déposées les particules ultra-fines (résine époxy), conformément à l'invention, 5 le grossissement étant d'environ 500 ; la figure 12 est une photomicrographie d'une tôle de métal sur laquelle est formée une pellicule cohérente et durcie, constituée de la résine époxy (grossissement d'environ 500) ; 10 la figure 13 est une coupe longitudinale, de dessus, de moyens formant une chambre de déposition conçue pour des débits de production plus élevés ; et la figure 14 est une vue en perspective , avec arrachement partiel, de cette chambre de déposition qui 15 comporte des moyens destinés à éliminer de la bande les agglomérations occasionnelles de particules.

La figure 1 représente une installation 10 ; d'application de revêtement mettant en oeuvre la présente invention. La figure 1 ne représente pas le dispositif 20 d'alimentation en poudre selon l'invention afin de simplifier cette illustration de l'utilisation de l'invention. Comme montré sur la figure 1, une structure 10 forme une chambre 12 de déposition (montrée sur la figure 4). Des particules de matières de revêtement finement divisées 25 sont introduites dans la chambre de déposition à l'aide de la partie du dispositif d'alimentation en poudre montrée sur les figures 1 et 4. La structure 10 et sa chambre 12 de déposition sont utilisées pour former une zone d'application de revêtement dans laquelle de fines particules, 30 par exemple des particules de dimension inférieure à 10 micromètres, sont déposées sur une bande métallique 11 en mouvement.

La bande métallique 11 forme généralement un rouleau 11a avant d'être revêtue, pour revêtir la bande 35 métallique 11, cette dèrnière est avancée à travers la chambre 12 de déposition dans laquelle elle pénètre par la fente d'entrée 14 et de laquelle elle sort par la fente de sortie 16, comme montré sur la figure 4. Dans l'appareil 12 représenté sur la figure 1, deux chambres de déposition, analogues chacune à la chambre 12 de la figure 4, sont utilisées pour définir la zone d'application de revêtement a l'intérieur de la structure 10. Cette dernière est con-5 venablement agencée en modules qui permettent une extension de la zone d'application de revêtement si cela est souhaitable. Il est apparu commode de prévoir une structure modulaire formant une chambre de déposition ayant une longueur de 1,2 m, mesurée le long du trajet suivi par la bande.

10 Comme montré sur la figure 4, la zone d'applica tion de revêtement située à l'intérieur de la chambre 12 de déposition comprend un réseau d'électrodes 18 agencé sur les deux côtés de la bande 11. Les électrodes représentées sont constituées de fils métalliques fins maintenus entre 15 des isolateurs 20. Les électrodes 18 sont connectées à une source 80 à haute tension qui alimente en courant et en tension élevée la zone d'application de revêtement et qui applique un champ électrique à la bande métallique 11. Un côté de la sortie de l'alimentation à haute tension, et la 20 bande métallique 11 sont à la masse.

A la sortie de la structure 10 formant la zone d'application de revêtement, la bande 11 est avancée à travers un four 60 et une partie 70 de refroidissement, puis sur un dispositif 100 d'entraînement. Ce dernier assure 25 l'avance de la bande 11 de métal à travers l'appareil.

Une commande électrique 90 de l'appareil comprend des boutons poussoirs, par exemple les boutons 92, destinés à actionner des contacteurs électriques de l'alimentation 80 à haute tension, le dispositif 30 de dis-: 30 tribution de poudre, le four 60, la partie 70 de refroidis sement et le dispositif 100 d'entraînement de la bande, ainsi que d'autres parties de l'appareil. Lorsque l'appareil comporte plus d'un module à zone d'application de revêtement, il peut être équipé d'une alimentation indépendante à haute 35 tension pour chaque zone de revêtement, bien que cela ne soit pas nécessaire. La commande peut également comporter un instrument .94 de mesure indiquant la tension de sortie de la source d'alimentation, et un instrument 96 de mesure 13 indiquant la température régnant à l'intérieur du four 60. D'autres instruments de mesures, organes de commande et organes d'enclenchement entre les diverses commandes peuvent être prévus ainsi qu'il est bien connu du spécialiste des commandes industrielles.

Lorsque l'appareil représenté sur la figure 1 fonctionne, la bande métallique est avancée par le dispositif 100 d'entraînement à travers la zone d'application de revêtement. Les particules de la matière de revêtement 10 sont introduites dans la chambre 12 de déposition par les dispositifs 30 de distribution de poudre. Une haute tension et un courant électrique sont appliqués aux électrodes 18 se trouvant à l'intérieur de la chambre de déposition et un champ électrique est produit entre les électrodes 15 18 et la bande métallique 11. En raison de la forme des électrodes, de l'amplitude de la tension et de la faible distance comprise entre les électrodes et la bande métallique, les particules de matière de revêtement se chargent et se déposent sur cette bande. Lorsque la bande métallique 20 revêtue passe à travers le four 60, les particules fondent sur le métal en formant une pellicule cohérente très mince. Le métal revêtu est ensuite refroidi dans la partie 70 de refroidissement et rebobiné à l'aide du dispositif 100 d'entraînement. Ces différentes parties de l'invention se-25 % ront décrites plus en détail di-après.

Les figures 2 à 4 représentent plus en détail l'appareil d'application de revêtement. La structure 10 formant la zone d'application de revêtement, comme montré sur les figures 2 et 3, est de préférence réalisée en acier 30 et mise à la masse. La structure 10 peut être supportée par plusieurs tubes métalliques 10a qui peuvent être connectés à la masse de l'alimentation à haute tension. Comme montré sur la figure 2, la structure 10 peut être équipée de pa-neaux latéraux amovibles 22 qui peuvent être abaissés de 35 leur position par des mécanismes 24 comprenant des vérins hydrauliques ou pneumatiques. Les vérins hydrauliques ou pneumatiques des mécanismes 24, destinés à ouvrir les pa-neaux latéraux 22, peuvent être actionnés à partir de la 14 commande électrique 90 (figure 1). Les panneaux 22 peuvent comporter des fenêtres en matière plastique transparente, par exemple en matière du type "LEXAN" de la firme General Electric, pour permettre une observation à travers la cham-5 bre 12 de déposition.

Comme montré sur la figure 3, la bande métallique 11 traverse la chambre 12 de déposition de façon que ses surfaces à revêtir se déplacent dans un plan vertical.

La bande 11 est supportée et guidée à travers la chambre de 10 déposition par plusieurs supports 26 qui sont de préférence réalisés en une matière thermoplastique rigide, résistant à l'usure et autolubrifiante, par exemple du polypropylène, du "Nylon" ou autre. Les guides 26 de la bande présentent des rainures 26a dans lesquelles la bande est enfilée et 15 se déplace pendant le fonctionnement de l'appareil.

Lorsque la bande métallique 11 est entraînée à travers la chambre 12 de déposition à des vitesses relativement élevées, il peut se produire un mouvement d'air tournant stationnaire sur chaque côté de la bande 11, à 20 proximité des ouvertures de sortie et d'entrée dans la chambre de déposition. Ce mouvement d'air vertical réduit la qualité de la déposition des particules. Lorsqu'une » bande revêtue est produite à de telles vitesses élevées, par exemple supérieures à 30m/minute, il est préférable 25 que les éléments formant la chambre 12 de déposition comportent des parois extrêmes courbées vers l'intérieur à proximité des ouvertures d'entrée et de sortie.

La figure 13 est une couper.d'un exemple d'élément formant une chambre de déposition, analogue à celle 30 de la figure 4, la coupe étant dans un plan horizontal passant par la partie centrale de la chambre afin de montrer une telle transition des parois extrêmes. Ces parois extrêmes 50, 51 s'incurvent vers l'intérieur à partir de portions 50a, 51a, de ces parois extrêmes, perpendiculaires 35 à la bande, pour aboutir à proximité des ouvertures d'entrée et de sortie par des parties 50b, 51b qui s'approchent d'une direction parallèle à la bande. Les parois peuvent de préférence former des parois à courbure elliptique intérieure- mor» 4- à la /iliamKrû rio *t-*i r\rt rîra v>arf ûf rl * aiifrô rlûc on — 15 vertures d'entrée et de sortie. Cette transition incurvée adjacente aux ouvertures d'entrée et'de sortie évite les écoulements rotationnels stationnaires et nuisibles de l'air. Pour empêcher également tout écoulement d'air-nui-5 sible à l'intérieur de la chambre de déposition, un embout radial 51c est formé sur l'extrémité de la paroi incurvée vers l'intérieur, à proximité de l'ouverture de sortie. Cet embout radial peut être formé par roulage de l'extrémité de la paroi afin qu'elle prenne une forme sen-10 siblernent cylindrique.

Les ensembles à électrodes 18 et isolateurs 20 sont disposés dans des plans verticaux, de part et d'autre de la bande métallique 11, comme montré sur la figure 3.

Un champ électrique est produit entre les électrodes 18 et 15 la bande métallique 11, transversalement au trajet suivi par cette dernière, à l'intérieur de la chambre 12 de déposition, lorsqu'une tension est appliquée aux électrodes 18 par la source 80 à haute tension, cette tension étant appliquée par l'intermédiaire d'un câble 82 à haute tension. 20 Comme montré sur la figure 4, la tension appliquée par le câble 82 est transmise à l'alimentation à haute tension par l'intermédiaire d'un isolateur 28 portant des connexions reliées aux électrodes 18. Comme représenté sur la figure 4, chaque électrode 18 est constituée d'un fil d'acier de 25 faible diamètre, par exemple d'un diamètre de l'ordre de 0,25 mm, qui est suspendu entre deux isolateurs 20 comme décrit précédemment. Les électrodes constituées de fil métallique de faible diamètre, lorsqu'elles sont connectées sur des tensions dépassant 20 000 volts, ionisent l'atmos-30 phère à l'intérieur de la chambre de déposition, à proximité des fils, et produisent un flux d'ions électriques qui traversent la chambre de déposition jusqu'à la feuille métallique à la masse. Le champ électrique et l'ionisation produits par les électrodes 18 ont pour résultat la dépo-35 sition de la matière en particules introduite dans la chambre de déposition. La distance comprise entre le plan vertical central de la chambre de déposition suivi par la bande métallique 11 et les plans verticaux situés de part 16 et d'autre de cette bande et contenant les électrodes 18, peut être modifiée, mais elle est de préférence comprise entre 7,5 et 30 cm. Si cela est souhaité, on peut appliques aux électrodes 18 situées de part et d'autre de la 5 bande métallique 11, des tensions différentes en utilisant une source supplémentaire 80a à haute tension et un câble supplémentaire 82a d'application de la haute tension. Il convient cependant de noter qu'une commande indépendante des électrodes situées de part et d'autre de la bande métal-10 lique 11 est généralement inutile.

Les figures 2 et 3 représentent plus complètement les moyens 30 adjacents à la zone d'application de revêtement et destinés à alimenter en particules la chambre de déposition. Ces moyens comprennent des trémies 32 contenant 15 une réserve de particules de résine non tassées, et un broyeur à énergie de fluide, ou moulin à jet 34 destiné à réduire les particules de résine en une poudre finement divisée ayant une dimension moyenne de particules inférieure à 10 micromètres, et à les transmettre à un dispositif 40 20 destiné à introduire les fines particules sous la forme d'un nuage de très fines particules, réparties uniformément, s'écoulant doucement.

Comme représenté sur les figures 1 à 4, les particules produites par le dispositif 30 d'alimentation en 25 poudre sont dirigées vers le haut en passant dans les conduits 40 dont la section est croissante et qui communiquent avec la partie d'entrée de la chambre de déposition, de préférence à moins d'environ 15 cm de la fente d'entrée 14.

30 Dans le passé, on a rencontré une grande dif ficulté lors de l'utilisation d'alimentations en poudres dans lesquelles les matières sont avancées en passant par diverses enceintes telles que des entonnoirs, des trémies et d'autres dispositifs, en particulier des dispositifs à parois 35 convergentes, présentant une ouverture associée de distribution de poudre. De telles matières en poudre sont sujettes à la formation d'amas au-dessus et à l'intérieur des dispositifs de distribution, en particulier à leur sortie 17 de l'ouverture, ce qui réduit ou empêche l'écoulement de la poudre. Pour atteindre des débits d'écoulement prévisibles et déterminés à travers une ouverture ou le long d'un trajet, la simple utilisation de dispositifs vibratoires, 5 qui agissent souvent de manière à dégager les amas empêchant l'écoulement, ne résout pas le problème, en parti-, culier dans le cas de poudres très fines, car ces poudres sont sujettes à la formation de blocs et s'agglomèrent aisément lorsqu'elles tentent de sortir par une ouverture.

10 Par conséquent, lorsque des débits d'écoulement continu sont demandés, en particulier de faibles débits d'écoulement par des orifices réduits pour la distribution de la matière, l'effet d'agglomération augmente. Un simple accroissement de l'énergie vibratoire produit un effet nui-15 sible, à savoir qu'un accroissement de l'énergie vibratoire n'améliore pas l'écoulement, mais provoque simplement le tassement de la matière qui forme alors une masse solide.

L'alimentation en matières en poudre ayant des densités apparentes élevées, par exemple moins d'environ 20 0,56 g/cm3, est particulièrement difficile, en raison de variations de la densité apparente et ces matières ne sont donc pas dosées de façon précise. Comme indiqué précédemment, l'utilisation et le maintien d'une matière en particules pratiquement non tassées ont résolu ce problème. Il 25 est donc nécessaire, dans la présente invention, de produire un courant de particules ou de matières en poudre dans un état non tassé qui, à son tour, assure la distribution à un débit massique sensiblement uniforme ou·· ; - constant. La distribution- Ide matières en poudre dans un 30 état pratiquement non tassé et à un débit massique sensiblement constant est obtenue par la mise en oeuvre de l'invention.

La figure 5 représente plus en détail le dispositif de distribution de poudre selon 1'invention, montré sur 35 les figures 1 à 4. Les moyens représentés sur la figure 5 peuvent produire un écoulement de particules de résine non tassées et peuvent diviser finement les particules de résine pour réduire leur dimension -à une moyenne inférieure à 10 18 micromètres. Le fond d'une trémie 32a comporte une partie 32b en forme d'entonnoir. Cette partie 32b comprend une paroi intérieure tronconique 32c et une paroi extérieure tronconique 32d, formant une chambre intermédiaire 32e qui 5 est reliée à une source d'air comprimé au moyen de raccords 32f. La paroi tronconique intérieure 32c est formée d'une matière perméable à l'air, ce qui permet un écoulement d'air relativement uniforme et la fluidisation et l'aération des particules de poudres adjacentes à la sortie 32g de la tré-10 mie 32. Les particules non compactées 33 s'écoulent donc librement de l'ouverture 32g dans une goulotte 36 qui est soumise à des vibrations par un vibrateur ou un distributeur vibrant 38. Les particules non compactées 33 se déplacent sous l'effet des vibrations de la goulotte 36 vers un dispo-15 sitif 38 d'injection comprenant un entonnoir 38a et une buse 38b d'injection qui est reliée à une source d'air comprimé. La poudre est entraînée par l'écoulement de l'air comprimé dans un conduit 38c du dispositif 38 d'injection et elle est introduite dans une chambre centrale 34a du broyeur 20 à énergie de fluide ou moulin à jet 34.

Bien que cela ne soit pas nécessaire, il est parfois avantageux d'éliminer les particules ultra-fines ou les fines de matières résineuses de qualité commerciale. Les fines, c'est-à-dire les particules ayant une dimension 25 moyenne très inférieure à 5 micromètres, peuvent, du fait de leur dimension, être aisément éliminées directement de l'aérateur 32 par la mise en place d'un conduit secondaire comme représenté sur les figures, un carter 32h en forme de L communiquant directement avec l'intérieur de la chambre 30 12 de déposition et permettant aux fines d'être entraînées par des éléments auxiliaires dirigeant l'air et situés dans le conduit secondaire.

Des appareils destinés à former de fines particules (c'est-à-dire des particules ayant une dimension moyen-35 ne inférieure à 10 micromètres) sont connus. De tels appareils peuvent comprendre un broyeur à énergie de fluide ou moulin à jet, tel que celui commercialisé par la firme Sturtevant-Mill Company, Boston, Massachusetts. Le fonc- 19 tionnement de tels broyeurs est bien connu dans le domaine du génie chimique, et une application d'un moulin à jet, pour une opération d'application d'un revêtement, est décrite dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n° 4 325 5 988. Les très fines particules utilisées dans la présente invention sont formées à partir de particules de résine dans un dispositif de pulvérisation 34 placé à proximité immédiate de la chambre de déposition.

La source de fines particules montrée sur la figure 5 ccm-10 Prend un tel broyeur à énergie de fluide .Dans un tel système, des particules de matière de revêtement,par exemple ayant des dimensions comprises entre 25 et 40 micromètres et provenant de la réserve 32 de poudre, sont réduites à une dimension d'environ 10 à 1 micromètre de diamètre. Un gaz, tel que de 15 l'air comprimé, est introduit dans la chambre 34a du pulvérisateur, en plusieurs points 34b. L'énergie du gaz comprimé est libérée pour former des jets d'air à grande vitesse qui communiquent une grande énergie aux particules de résine, de sorte qu'elles se brisent les unes contre les 20 autres sous l'effet de forces de cisaillement dues au choc violent, ainsi que cela est bien connu dans le fonctionnement de broyeurs à jets de fluide. La force centrifuge maintient les particules surdimensionnées dans la zone périphérique de broyage et les très fines particules pul-25 vérisées s'écoulent vers le centre de la chambre de broyage qui présente une ouverture 34c pour permettre leur sortie. Ces particules sont évacuées du pulvérisateur 34 par le gaz s'en écoulant.

Un canal 40a est formé par une paroi intérieure 30 conique 40b perméable à l'air. La paroi extérieure 40c entourant la paroi intérieure 40b forme avec elle une chambre intermédiaire 40d qui est reliée à une source de gaz comprimé à l'aide d'un raccord 40c, et le gaz comprimé s'écoule uniformément à travers la paroi intérieure 40b. Conformé-35 ment à l'invention, un dispositif 40 formant un canal 40a de fusion ou quatrième dispositif est branché en communication avec le dispositif 30 assurant l'alimentation en très fines particules de matière de revêtement. Le dispositif 20 40 diffuse en outre la force vive du gaz comprimé et produit un écoulement modéré, presque tranquille, des particules et du gaz vers la chambre 12 de déposition. L'écoulement modéré du gaz maintient les fines particules séparées 5 les unes des autres et distinctes les unes des autres, dans un nuage tranquille et uniforme, et ce nuage, qui s'écoule de façon tranquille et qui est formé de fines particules,est introduit dans la chambre 12 de déposition.

La figure 6 montre un autre procédé et un autre ; 10 appareil pour produire de fines particules. Cet appareil comprend une structure 42 à lit fluidisé qui comporte des parois 42a définissant une enceinte 42b, un fond 42c perméable à l'air, et une chambre intermédiaire 42d. La structure 42 à lit fluidisé contient et constitue le dispositif 15 destiné à aérer les particules de résine. Ainsi, la poudre devant être transformée en fines particules est placée sur le fond 42c, perméable à l'air, de l'enceinte. La chambre intermédiaire 42d, située au-dessous du fond 42c, est mise sous pression pour produire un écoulement uniforme vers 20 l'extérieur, à travers la base perméable à l'air, cet écoulement étant suffisant pour soulever la poudre contre la force de la pesanteur. Le fond perméable à l'air peut être constitué, par exemple, d'une toile à tamis à mailles de 20 micromètres, en fil monofilament de "Nylon 237", pro-25 duite par la firme Newark Wire Cloth Co., Newark, N.J., E.ü.A. Le lit fluidisé 42 comprend en outre une seconde chambre intermédiaire 42e située centralement à l'intérieur de la première chambre intermédiaire citée et qui est raccordée à une pression plus élevée. Un réservoir est formé : 30 par une paroi 44 située au-dessus de l'enceinte 42 à lit fluidisé et en continuité avec cette enceinte. Le réservoir comprend des parois intérieures 44a et des surfaces centrales en matière abrasive s'étendant centralement à l'intérieur du réservoir. Lorsque la seconde chambre intermédiaire 35 42e, située centralement dans l'enceinte 42 à lit fluidisé, est mise sous pression, il se forme un panache 46', comme montré sur la figure 6, qui dirige les particules de résine vers le haut et en contact avec les surfaces centrales et 21 les parois intérieures 44a du réservoir pour les broyer et les éroder. Les particules finement divisées ainsi formées sont entraînées avec le gaz sortant par le canal 40, vers le haut/ afin d'arriver dans la chambre de déposition et 5 dans la zone d'application du revêtement.

Etant donné que les parois intérieures et les surfaces 44a du réservoir à lit fluide peuvent accumuler des particules de poudre, elles sont conçues pour former une chambre 44b qui peut être raccordée à une source de 10 gaz sous pression au moyen d'un raccord 44c. La mise sous pression périodique de ces chambres intermédiaires dégage les surfaces intérieures du réservoir des particules de poudre collectées, de sorte qu'elles ne gênent pas la poursuite de la production de fines particules à partir des 15 plus grosses particules de résine. Des types de matière pouvant être utilisés pour former les surfaces abrasives intérieures comprennent un tissu sur la surface extérieure duquel sont déposés des grains de carbure. Ces tissus peuvent être obtenus avec des dimensions de mailles diverses 20 et ils sont efficaces pour produire une abrasion des particules de résine, cette abrasion étant suffisante pour réduire la dimension des particules à une valeur comprise entre environ 15 et 1 micromètres.

ün supplément d'air peut être introduit dans 25 l'appareil, au-dessus du réservoir 44, au moyeniidtune série de tubes perforés 46 qui sont raccordés à une source de gaz comprimé.

A l'intérieur de la chambre de déposition, les particules du nuage tranquille sont déposées par le champ 30 électrique produit entre les électrodes et le substrat con-= ducteur. Le champ électrique est établi dans la chambre de déposition par plusieurs électrodes constituées de préférence d'un fil métallique ayant un diamètre de l'ordre de 0,25 mm, réparti uniformément à l'intérieur de la chambre 35 de déposition, de part et d'autre du plan central de cette chambre.

A titre d'exemple, le système d'électrodes peut comprendre plusieurs fils métalliques espacés de 15 cm et 22 ayant une longueur de l'ordre de 45 cm. Les électrodes s'étendent généralement dans des plans verticaux gui sont espacés de 7,5 à 15 cm du plan central que la feuille de métal parcourt sensiblement. Ainsi, dans une chambre d'ap-5 plication de revêtement de 3,6 m de longueur, 24 électrodes peuvent être utilisées sur chaque côté de la feuille de métal. Üne source de haute tension, capable de fournir des tensions de 20 000 à 60 000 volts et des courants de 1 à 4 milliampères, complète le cinquième dispositif.

10 A l'intérieur de la chambre de déposition, des gradients moyens de tension de 1 200 à 6 000 volts par cm et des densités de courant de 215 à 540 microampères/m2 peuvent être produits. Cette énergie électrique est consommée pour produire une ionisation et un vent électrique, ainsi que 15 la charge et la déposition de particules ultra-fines sur des feuilles se déplaçant à une vitesse de défilement pouvant atteindre une valeur correspondant à 18,5 m2/minute, à des débits d'environ 85g/m2/minute.

La figure 7 est un graphique donnant le courant 20 électrique traversant la zone d'application du revêtement en fonction de la haute tension d'alimentation pour deux écartements différents entre les électrodes et la bande métallique. En cours de fonctionnement, l'appareil est réglé pour fournir des courants supérieurs à 1 milliam-25 père et de préférence supérieurs à 2 milliampères dans la zone d'application du revêtement.

Les figures 8 et 9 sont des graphiques donnant le poids du revêtement en fonction de la vitesse de la bande. Comme montré sur les figures 8 et 9, les poids du re-30 vêtement sont relativement indépendants de la vitesse de dé-= roulage, dans le procédé de l'invention. Ce procédé permet d'obtenir une pellicule cohérente, relativement uniforme, quand bien même la vitesse à laquelle la bande est avancée à travers la chambre varie d'une valeur pouvant atteindre 35 50 %.

Etant donné que les particules de poudre peuvent être· rechargées dans le champ électrique intense et s'accumuler sur le système d'électrodes, il est apparu souhaitable, avec cer- 23 taines poudres, de produire plusieurs jets d'air qui sont actionnés périodiquement et dirigés sur les électrodes a-fin de les débarrasser de la poudre accumulée. Un tel système peut comprendre un canal tubulaire.dans lequel sont 5 percées plusieurs ouvertures de production de jets, orientées tangentiellernent, à travers une paroi, et dirigées vers l'ensemble d'électrodes, à partir de chaque extrémité.

Des agglomérations de particules peuvent parfois se produire et se déposer avant de sortir de la chambre de 10 déposition. Une cause possible à de telles agglomérations peut être la présence, dans la chambre de déposition, à la fois de particules électriques chargées négativement et positivement, par exemple des ions de l'air des deux charges. En raison de la dimension et du poids de ces particules ag-15 glomérées, et peut-être de la charge électrique résultante qui est réduite, le rapport de la charge à la masse tend à être relativement faible, et l'adhérence de telles agglomérations sur la bande est inférieure à celle des particules ultra-fines, non agglomérées, par ailleurs déposées.

20 Si elles sont amenées à maturation, des agglomé rations de particules de matière de revêtement forment des points de revêtement épaissis et localisés et sont à l'origine d'une tendance accrue à une détérioration du revêtement lors de la déformation de la bande pendant la fabrica-25 tion. Pour éviter l'incorporation d'agglomérats occasionnels de particules de matière de revêtement dans la pellicule, il est prévu des moyens destinés à balayer la bande revêtue à l'aide de jets d'air à grande vitesse.

Ces moyens peuvent comprendre, comme montré sur 30 la figure 14, une tubulure 60 à air comprimé présentant plusieurs petits orifices 61 analogues à des ajutages, dirigés vers la surface de la bande. Une telle tubulure peut être formée d'un tuyau tubulaire ayant, par exemple, un diamètre extérieur d'environ 6,5 à 12,5 mm. Le tuyau tubu-35 laire peut être fermé à chaque extrémité et il peut comporter un raccord 62 permettant sa mise sous pression à partir d'une source d'air comprimé (non représentée) à l'aide d'un tuyau 63. Les orifices peuvent être simplement ré- 24 alises par perçage de plusieurs trous de faible diamètre dans le tube, espacés régulièrement d'une distance égale à quelques millimètres (par exemple comprise entre 3,2 et 19 mm), ces trous étant disposés sensiblement suivant une 5 ligne.

Une telle tubulure, d'une longueur de 35, 6 cm et travaillant avec une pression d'air intérieure de 35-70 KPa, peut éliminer efficacement les agglomérats relati- . vement importants de la bande. De telles tubulures, placées 10 chacune sur un côté de la bande, sont de préférence disposées dans la partie centrale de l'avant-dernière chambre de déposition du système. La bande est exposée, dans les zones des agglomérats retirés, à une autre déposition de fines particules non agglomérées. Les jets d'air sont de 15 préférence dirigés dans le sens de progression de la bande.

Comme montré sur la figure 1, la zone d'application du revêtement peut comprendre un ensemble modulaire de chambres 12 de déposition reliées bout-à-bout pour former une zone allongée d'application de revêtement. Il est ap-20 paru préférable d'utiliser une zone d'application de 3,6 m de longueur, car la déposition est pratiquement achevée sur une telle longueur comme montré sur la figure 10. L'agencement modulaire des chambres d'application de revê-f tement confère une grande souplesse à l'installation selon 25 l'invention et la possibilité de manipuler des poudres ayant des caractéristiques de revêtement variées.

- La partie inférieure de l'appareil 10 peut for mer une goulotte 50 orientée vers le bas pour la récupération de la poudre qui n'est pas déposée. Dans le fonction-- 30 nement de cet appareil, les particules de poudre qui ne sont pas déposées sur la bande finissent par arriver sur le fond de l'appareil où elles peuvent être recueillies.

La poudre recueillie peut être recyclée et réutilisée, ce qui améliore le rendement global de l'appareil pour revê-35 tir un substrat, ce rendement étant porté à une valeur supérieure à 95 %.

Une large gamme de matières peut être utilisée pour les résines en particules à déposer sur de tels sub- 25 strats. Ces matières englobent des substances organiques telles que des résines époxy et des polyesters, et des substances minérales telles que des résines siliconées et des polymères de bore. En particulier, les polymères orga-5 niques non toxiques, synthétiques et naturels,sont préférés. Des polymères de résine peuvent généralement être groupés en deux grandes classes : (I) les matières thermoplastiques et (II) les matières plastiques thermodurcissables ou thermodur cie s .

10 Les polymères du groupe I pouvant être aisément utilisés comprennent :

Polyoléfines Polyéthylène, polypropylène.

Polymères de Styrène Polystyrène, copolymères de styrène et d'acrylonitrile.

Polymères acryliques Polyméthacrylate de méthyle, copoly-15 mère de méthacrylate de méthyle et de styrène.

Polymères de vinyle et Polychlorure de vinyle, copolymère de vinylidène de chlorure de vinyle et d'acétate de vinyle, copolymère de chlorure 20 de vinyle et de chlorure de vinyli dène.

Polymères fluorocarbonés Polytétrafluoréthylène, copolymère d'éthylène fluoré et de propylène, polychloro-trifluoréthylène.

25 Polymères à chaînes'hétéro- "Nylons",polyesters linéaires, polycarbo-gènes nates, polyformaldéhyde.

Polymères naturels et poly- Acétate, nitrate et acétdbutyrate de cel-mères naturels modifiés lulose, éthylcellulose.

. Les polymères du groupe II comprennent : 30 Résines phénoliques Matières plastiques du type phénol-formal déhyde et du type crésol-formaldéhyde.

• Mino-Résines Matières plastiques du type urée-formal déhyde et du type mélamine-formaldéhyde.

Résines polyester Polyester insaturé, matières du type al- 35 kyd.

Résines époxy Résines modifiées par des groupes époxy.

Résines d'uréthanne Ccmpositions moussantes d'uréthanne flexibles et rigides.

Résines naturelles Ccmpositions de garnie laque.

40 Les polymères préférés pour la matière du sub strat, en particulier une matière destinée à des récipients 26 pour boissons,sont les résines époxy. Les résines époxy ou polyépoxydes sont des polymères obtenus essentiellement par condensation d'un composé polyhydroxylique avec une épihalogénhydrine telle que l'épichlorhydrine, comprenant, 5 par exemple, la condensation d'un alcool polyhydroxylique ou d'un phénol dihydroxylique, par exemple du bis-(4-hydro-xyphényl)diméthylméthane ou du diphénylolpropane avec de l'épichlorhydrine dans des conditions alcalines. Ces produits de condensation peuvent être préparés conformément à 10 ôtes procédés bien connus dans la technique tels que ceux décrits, par exemple, dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique n° 2 592 560, n° 2 582 985 et n° 2 694 694.

Ces résines époxy sont commercialisées sous divers noms, parmi lesquels les résines "Epon", "Araldite", 15 et "Cardolite". Les données concernant les résines "Epon” sont indiquées dans le tableau ci-dessous et correspondent généralement aux résines formées par la réaction de l'épichlorhydrine avec du bis-(4-hydroxyphényl)-2,2-propane :

Numéro de Résine Equivalent Estérification Point de 2Q "Epon" d'époxyde approximative fusion (°C) 1001 450-525 130 64-76 1004 905-985 175 97-103 1007 1660-1900 190 127-133 1009 2400-4000 200 145-155

Les résines époxy contiennent des groupes époxyde ou des groupes époxyde et hydroxyle en tant que groupes fonctionnels et elles sont généralement dépourvues d'autres groupes fonctionnels tels que des groupes basiques et acides. Il convient de noter qu'en pratique, il est nécessaire de 30 faire réagir ces résines avec un durcisseur ou un catalyseur afin d'en provoquer une maturation les amenant dans un état solide permettant leur utilisation. De tels durcisseurs et catalyseurs sont bien connus de l'homme de l'art et comprennent des bases de Lewis, des bases inorganiques, des a-35 mines primaires et secondaires, des amides, des anhydrides de l'acide carboxylique, des diacides organiques, des phénols et des acides de Lewis. En particulier, des durcisseurs pour résines époxy que l'on peut utiliser comprennent 27 l’anhydride maléique, l'acide chlorendique, l'anhydride trimellique et le dianhydride pyromellique. Des catalyseurs utilisables comprennent les complexes de trifluorure de bore et d'une amine. Les durcisseurs et les catalyseurs peuvent 5 être mélangés, si cela est souhaité, ainsi qu'il est bien connu de l'homme de l’art, séparément ou en association, dans une quantité généralement comprise entre environ 0,5 et 15 % en poids de la résine époxy.

Comme indiqué précédemment, des poudres époxy 10 thermodurcissables sont de préférence appliquées à l'aide de l'appareil selon l'invention. Des exemples typiques de telles poudres sont des poudres époxy commercialisées par la firme Glidden Company, sous la marque "PULVALURE 157-C-103 et 157-C-1Q4. Ces résines époxy donnent une pellicule 15 lisse d'une épaisseur extrêmement faible. La densité est de l'ordre de 1,15, plus ou moins 0,05, et les poudres sont chimiquement stables, pouvant être stockées pendant une durée pouvant atteindre 6 mois, à 27°C. Lorsqu'elles sont appliquées, ces poudres durcissent à une température 20 de 135 à 230°C et forment des films cohérents ayant des épaisseurs pouvant descendre à 1,25 um. Le film résultant a des propriétés donnant une valeur de 340 N.cm sur une face et la même valeur au revers, à l'essai de choc Gardener, une dureté au crayon de 3H, une souplesse permettant de pas-25 ser avec succès l'essai au mandrin de 3,2 mm, un fluage qui n'est que de 1,6 mm en mille heures d'exposition à une pulvérisation de sel, et des tendances limitées au farinage en surface sous exposition aux ultra-violets. Tous les essais ont été effectués ; toutes les propriétés indiquées 30 ci-dessus ont été obtenues avec une pellicule de 2,5 μπι « d'épaisseur appliquée sur des panneaux d'essai en alumi nium laminés à froid.

Dans le fonctionnement de l'appareil, une telle résine en poudre est distribuée au troisième dispositif 35 pour produire des particules ultra-fines à des débits de 50-70 g/minute. Lorsque l'appareil de la figure 5 est utilisé, il est branché, par exemple, sur de l'air comprimé à une pression manométrique de 700 kPa. Le fonctionnement 28 qui en résulte produit un écoulement de particules ultra-fines vers la chambre d'application du revêtement, à un débit de 50-70g/minute.

On fait passer à travers la chambre d'applica-5 tion du revêtement, de la tôle pour boîte à revêtir à une vitesse de 60m/minute. Les électrodes sont chargées à une tension de 65 000 volts et appellent un courant de 3-5 milliampères à la source d'alimentation, ce qui établit à l'intérieur de la chambre un gradient moyen de potentiel de 10 4 kilovolts/cm et une densité moyenne de courant de champ de 105-160 microampères/m2. Les particules ultra-fines se trouvant à l'intérieur de la chambre sont chargées et déposées à une densité de 0,15 à 2,5 mg/cm2 de tôle. La matière résultante est montrée, par exemple, par la photomicrographie 15 de la figure 11 dont le grossissement est de 504. Comme montré par la photomicrographie, les particules ultra-fines de la résine sont réparties uniformément sur la surface.

La feuille passe ensuite dans un four où elle est chauffée à une température de l'ordre de 230°C. Les 20 particules de poudre déposées comme montré sur la figure 12 s'écoulent en formant une pellicule uniforme et cohérente ayant une épaisseur d'environ 2,5 μη.

Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au procédé décrit et représenté sans 25 sortir du cadre de l'invention.

Claims (13)

1. Procédé pour déposer une matière sur la surface d'un substrat, caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser des particules de la matière, à pulvériser lesdites 5 particules de matière pour former une poudre finement divisée, et à déposer par voie électrostatique cette poudre finement divisée sur le substrat immédiatement après la pulvérisation.

= 2. Procédé selon la revendication 1, caracté- 10 risé en ce qu'il consiste également à aérer les particules et à les pulvériser pendant qu'elles sont aérées.

3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il consiste également à introduire la poudre finement divisée, après qu'elle a été pulvérisée, 15 dans un gaz en écoulement diffus· vers le haut pour distribuer et déposer électrostatiquement cette poudre sur le substrat.

4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il consiste également à détendre radialement vers 20 l'extérieur le gaz en écoulement diffus entraînant la poudre finement divisée, entre sa pulvérisation et sa déposition électrostatique.

5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les particules sont pulvérisées par la libération 25 de l'énergie d'un gaz comprimé qui communique une force vive suffisante auxdites particules, pour réduire leur dimension moyenne à moins d'environ 10 micromètres, les particules pulvérisées étant distribuées pour être déposées par voie électrostatique par diffusion du gaz comprimé afin de pro-30 duire un courant de gaz se déplaçant lentement, sensible-: ment tranquille, pour maintenir les particules réduites dans un nuage dispersé uniformément et pour entraîner ce nuage vers une zone de déposition.

6. Procédé selon l'une quelconque des revendi-35 cations 1 à 5, caractérisé en ce qu'il consiste à déplacer le substrat à travers la poudre finement divisée dans la zone de déposition, de façon que sa surface soit disposée dans un plan vertical, et à déposer la poudre à une den- Jt 30 site d'environ 1,6g/m2.

7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il consiste à diriger un écoulement de gaz modéré et diffus à travers les particules 5 pour produire la masse aérée avant la pulvérisation.

8. Substrat caractérisé en ce qu'il est produit par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7.

9. Appareil pour déposer une poudre finement di-10 visée sur un substrat, caractérisé en ce qu'il comporte une , structure (10) formant une chambre (12) de déposition, un système (30, 40) de distribution de poudre conçu pour réduire la dimension des particules d'une matière et pour distribuer la poudre résultante dans la chambre de déposi-15 tion (12), une électrode (18) située à l'intérieur de la structure (10), et une alimentation (80) à haute tension pour ladite électrode (18), destinée à produire un champ de déposition électrostatique.

10. Appareil selon la revendication 9, caracté-20 risé en ce que le système (30, 40) de distribution de poudre comprend un pulvérisateur (34) destiné à réduire la dimension des particules et situé à proximité immédiate de la chambre (12) de déposition.

11. Appareil selon la revendication 10, caracté-25 risé en ce que le système de distribution de poudre comprend un conduit (40) s'étendant du pulvérisateur (34) à la structure (12) , ce conduit s'expansant radialement du pulvérisateur (34) vers la structure (10).

12. Appareil selon l'une quelconque des reven-30 dications 9 à 11, caractérisé en ce que la structure (10) est conçue pour permettre un mouvement du substrat à travers la zone (12) de déposition de façon que la surface de ce substrat soit disposée dans un plan vertical.

13. Appareil selon l'une quelconque des revendi-35 cations 9 à 12, caractérisé en ce que la structure (10) présente· une ouverture d'entrée et .une ouverture de sortie à parois (50,51) . incurvées vers l'intérieur et. aboutissant-à proximité des ouvertures d'entrée et de,sortie par des parties (50b,51b) approchant d'une direc- . · <t K . \ MM « « É