Brevet FR2352072A1 — publié le 19771216

L'invention a pour objet un procédé pour appliquer un revêtement sur un objet métallique creux, tel qu'une carrosserie de voiture. Pour la protection de ce genre d'objets on connait déjà un procédé consistant à déposer une couche, électriquement isolante, sur la surface extérieure de l'objet et, par électrophorèse, une couche sur la surface intérieure, qu'il est difficile de protéger autrement. Les avantages de ce procédé sont que la couche isolante assure un aspect convenable à la surface extérieure, la protection nécessaire contre la corrosion et limite la quantité de matériau qu'il faut déposer par électrophorèse, tandis que la couche déposée par électrophorèse assure la protection qu'il faut normalement prévoir contre la corrosion des parties internes difficilement accessibles. En revanche ce procédé comprend deux opérations distinctes : déposition de deux couches séparées suivies chacune d'une opération d'étuvage. Ceci exige un espace considérable dans un atelier. De plus, une énergie considérable est nécessaire pour les opérations d'étuvage, inconvénient encore accentué par le traitement des fumées engendrées lors de ces opérations. Pour éviter ces inconvénients, l'invention prévoit un procédé pour appliquer un revêtement sur un objet métallique creux comprenant les opérations suivantes a) application, par pulvérisation, d'une couche d'apprêt, composée de matière en suspension dans un milieu aqueux, sur des parties déterminées de la surface extérieure de l'objet, b) application, par électrophorèse, d'une couche d'apprêt sur le reste de la surface de l'objet, c) application d'une couche de finition, au moins sur les parties de la surface de l'objet qui seront par la suite visibles, d) durcissement de la couche de revêtement par étuvage, caractérisé en ce que e) l'on applique la couche d'apprêt par électrophorèse sans durcir, tout au moins complètement, la couche d'apprêt déposée par pulvérisation, f) l'on cuit l'objet après l'opération (b) afin de durcir, au moins partiellement, les couches d'apprêt déposées par électrophorèse et par pulvérisation, et, g) l'on étuve l'objet de façon non seulement à durcir la couche de finition mais aussi à durcir complètement toute autre couche précédente imparfaitement durcie. Avec ce procédé, du fait que la surface d'apprêt déposée lors de l'opération (a) n'a pas besoin d'être complètement durcie avant le dépôt par électrophorèse, le séchage peut être effectué à une température relativement basse. Cela permet une économie d'énergie (par rapport à celle qui serait nécessaire pour une cuisson complète). D'autre part, les fumées engendrées dans ces conditions n'ont normalement pas besoin d'être traitées, ce qui conduit à une économie d'énergie supplémentaire. Selon un mode d'exécution particulier du procédé selon l'invention, avant l'opération (b) ci-dessus, l'on durcit partiellement la couche d'apprêt déposée par pulvérisation. De préférence, après l'opération (b) ci-dessus, l'on passe l'objet au four afin de durcir complètement les couches d'apprêt déposées par électrophorèse et par pulvérisation. Par ailleurs, on a constaté que certaines couches d'apprêt peuvent être appliquées, avec de bons résultats, sur une surface qui n'est pas complètement sèche de sorte que, selon un mode d'exécution particulier du procédé selon l'invention, avant d'effectuer les opérations (a) et (b), l'on procède à une préparation de la surface de l'objet se terminant par un rinçage à l'eau, ensuite de quoi l'on effectue l'opération (a) à l'état quasi sec de ladite surface et, après l'opération (a) et avant l'opération (b), l'on sèche l'objet sans durcir, tout au moins complètement, la couche d'apprêt déposée par pulvérisation. L'expression "quasi sec" signifie que la surface de l'objet n'est pas recouverte par une pellicule d'eau mais n'est pas dans l'état où elle se trouverait après passage dans un four. Par exemple, la surface de l'objet est dans un état quasi sec après un rinçage à l'eau suivi d'un soufflage d'air à haute pression ou d'un soufflage d'air chaud à basse pression. De cette façon, on élimine l'opération de séchage de l'objet par passage au four, opération qui précède habituellement l'application de peinture. On économise ainsi de l'espace, du matériel, et de l'énergie. Avec les procédés connus, il est difficile d'appliquer une couche d'apprêt sur un objet de forme compliquée telle qu'une carrosserie de voiture par des moyens entièrement automatisés comportant des projecteurs-pulvérisateurs devant s'adapter à la forme de la surface de l'objet. Dans le cas des carrosseries on constate qu'il est nécessaire de retoucher manuellement certaines par ties de la surface. Le procédé selon l'invention permet d'éliminer ces retouches et d'automatiser entièrement l'appli ation d'une couche d'apprêt. Cela provent du fait qu'en utilisant une couche d'apprêt qui est compatible avec la couche déposée par électrophorèse du point de vue de l'apparence, et des caractéristiques de la peinture recouvrant l'objet fini, la couche déposée par électrophorèse renforce les parties de la surface qui ne sont pas convenablement recouvertes par la couche d'apprêt pulvérisée à l'aide de moyens automatisés. Par ailleurs, si l'installation automatique de pulvérisation dépose une couche d'apprêt présentant quelques défauts, par exemple par coulées ou fluages, il est généralement possible de les éliminer, après durcissement partiel de la couche, en frottant avec un chiffon imbibé d'un dissolvant convenable car même si certaines parties devaient être mises à nu ou presque lors du frottement, ces parties seront recouvertes ultérieurement par la couche déposée par électrophorèse. On a également constaté dans les procédés connus que dans le cas où la pulvérisaton automatique d'une couche d'apprêt est effectuée après le dépôt d'une couche par électrophorèse, une couche de finition ultérieure risque de ne pas adhérer de façon satisfaisante sur les parties marginales de la surface recouverte par la couche apprêt, car dans ces parties marginales, la couche d' apprêt tend à rester sous forme de gouttelettes discrètes et il devient par conséquent nécessaire d'éliminer ces gouttelettes pour assurer une adhésion et une apparence convenables de la couche de finition ultérieure.Dans le procédé selon l'invention, on a observé que la couche d'apprêt déposée par électrophorèse entoure, et parfois recouvre, les gouttelettes provenant de la pulvérisation et que la couche de finition adhère normalement de façon convenable sans avoir à procéder à la préparation manuelle décrite précédemment. La préparation initiale de la surface de l'objet peut comprendre llappli- cation d'une couche de nettoyage et de traitement chimique usuelle telle qu'un dépôt de phosphate de zinc ou de fer dans le cas de substrats ferreux; cette préparation, notamment dans le cas d'une carrosserie de voiture, comporte en outre de préférence une séquence de 'tpulvérisation-immersion-pulvérisation" avantageusement effectuée dans un même tunnel. Dans le cas d'une carrosserie, la profondeur du bain doit ordinairement permettre d'immerger toutes les parties à protéger contre la corrosion. Des pulvérisations secondaires sont prévues généralement pour enlever des résidus ou de l'écume restant sur la surface extérieure lorsque la carrosserie sort de la cuve d'immersion. Dans les procédés connus, la préparation des surfaces d'une C arrosse- rie composée de plusieurs métaux différents a toujours été critique des procédés spéciaux ou des phosphatations sont nécessaires pour obtenir de bons résultats de finition. Ce genre de carrosserie peut comporter une structure de base en acier et des parties non soumises à des contraintes, telles que portes et couv-rcles de coffre, en aluminium.En général, ces parties en aluminium sont préparées avant le montage sur la structure de base, en ayant r encours, pour la préparation ultérieure des surfaces, à des traitements agissant sur les parties en acier mais n'agissant pas sur les parties en aluminium, ou alors on utilise des phosphates spéciaux capables de traiter à la fois les parties en acier et les parties en aluminium. jvec le procédé selon l'invention, les parties effectivement visibles dune carrosser e comportant des métaux différents sont recouvertes d'une couche d'apprêt déposée par pulvérisation suivie du dépôt d'une couche de peinture par électrophorèse. Ainsi la nécessité d'avoir recours à des pré-traitements différents pour les différents métaux, ou à des phosphates spéciaux, peut, dans certains cas, être éliminée. Dans certains cas on peut se contenter d'un nettoyage de la surface. Lorsque la préparation de la surface de l'objet se termine par un rinçage à l'eau, on obtient l'état quasi sec de la surface en soufflant par jets d'air. Si dans le cas d'une carrosser e de tels jets risquent de souffler de l'eau emprisonnée dans des recoins sur les parties préparées de la surface, l'état quasi sec peut en variante être obtenu en soulflant un courant d'air chaud sur les surfaces. La matière formant couche d'apprêt pulvérisée, en suspension dans un milieu aqueux, peut comprendre une peinture à base de résine d'époxy, comprenant de prétér ence des pigments, ceci pour donner une bonne résistance à la corrosion. Dans le cas d'une carrosserie, toutes les parties de la surface extérieure qui seront effectivement visibles peuvent être recouvertes d'une couche d'apprêt. Une couche d'apprêt est habituellement traitée dans une étuve à 1600 C pendant environ 20 minutes. On a constaté qu'un durcissement partiel pouvez être réalisé par une cuisson à 1100C pendant 10 minutes et que dans ce cas les fumées dégagées dans ces conditions n'ont pas besoin d'être incinérées ou traitées d'autre façon. La couche d'apprêt déposée par électrophorèse peut aussi comprendre une peinture à base d'ester époxy, en suspension dans un milieu aqueux, qui est compatible avec la couche d'apprêt pulvérisée et qui est appliquée, rincée et étuvée de façon classique. Les zones de rinçage sont disposées de façon à assurer un rinçage interne optimal. Après l'étuvage, les fentes ou les jeux qui apparaissent souvent peuvent être colmatés avec une pâte (formant joint) formulée pour durcir lors de l'étu- vage de la couche de finition; en outre il y a avantage à formuler cette pâte de manière à former rapidement une peau à la température ambiante pour que, en travaillant ensuite avec un dissolvant, elle ne se répande pas à l'état visqueux sur la surface de l'objet. La couche de finition peut se présenter sous forme d'une peinture liquide usuelle ou d'une poudre appliquée par voie électrostatique de façon connue. L'étuvage final peut comprendre une opération d'étuvage classique, à une température et pour une durée convenant à la nature de la couche de finition appliquée. Dans une usine d'automobiles les installations d'étuvage comprennent normalement des moyens d'incinération pour réduire les fumées que forment les produits de dégradation que dégagent, sous l'effet de l'étuvage, les couches d'apprêt appliquées par pulvérisation et par électrophorèse; l'énergie calorifique de l'incinération peut en général être récupérée et utilisée, par exemple, pour le processus de pré-traitement, ou dans la zone de séchage de la couche d'apprêt pulvérisée ou pour l'étuvage de la couche de finition. Le procédé permet ainsi de réaliser encore une autre économie d'énergie. Les trois exemples qui vont suivre illustrent le procédé selon l'invention. Exemple 1 Une porte d'automobile en acier doux est nettoyée, puis pré-traitée avec une solution de phosphate de zinc, rincée avec une eau déminéralisée et débarrassée d'eau excédentaire par jets d'air. Une couche d'apprêt composée de peinture à base d'epoxy, en suspension dans un milieu aqueux, est appliquée sur la surface extérieure de la porte en formant une pellicule d'environ 37 à 40 j,um. Après une période dite de flash-off de 10 minutes à la température am o biante, la porte est séchée à 110 C pendant encore une fois 10 minutes et ce de façon que la couche d'apprêt ne soit pas complètement durcie. La porte est alors entièrement immergée dans une solution d'apprêt par électrophorèse. L'épaisseur de la couche ainsi déposée est, sur toute la surface recouverte par la couche d'apprêt à base d'epoxy, d'au moins 25 pm. La porte est étuvée pen o dant 20 minutes à 160 C (température effective du métal) de façon que les deux couches d'apprêt soient complètement durcies. Puis, une couche d'émail pigmenté pour carrosserie à base d'un mélange d'alkyde et de mélamine est pulvérisée sur la porte pour former une pellicule d'épaisseur totale de 55 à 70/am et la porte est alors à nouveau étuvée à 1500C (température du métal) pendant 20 minutes. La porte a un aspect convenable et présente une bonne résistance comme le montre les méthodes accélérées usuelles d'essai. Exemple 2 L'exemple 1 est répété avec une porte d'aluminium pré-traitée dans un bain d'oxychromate. Les résultats obtenus sont également bons. Exemple 3 Une porte en acier doux est traitée comme dans l'exemple 1, sauf que la couche de finition est ici une poudre acrylique pigmentée, laquelle est cuite à 1800C pendant 15 minutes. Les résultats obtenus sont bons aussi. REVENDICATIONS 1. Procédé pour appliquer un revêtement sur un objet métallique creux comprenant les opérations suivantes a) application, par pulvérisation, d'une couche d'apprêt, composée de matière en suspension dans un milieu aqueux, sur des parties déterminées de la surface extérieure de l'objet, b) application, par électrophorese, d'une couche d'apprêt sur le reste de la surface de l'objet. c) application d'une couche de finition, au moins sur les parties de la surface de l'objet qui seront par la suite visibles, d) durcissement de la couche de revêtement par étuvage, caractérisé en ce que e) l'on applique la couche d'apprêt par électrophorèse sans durcir, tout au moins complètement la couche d'apprêt déposée par pulvérisation, f) l'on cuit I'obje- après l'opération (b) afin de durcir, au moins partiellement, les couches d'apprêt déposées par électrophorèse et par pulvérisation, et, g) I'on étuve l'objet de façon non seulement à durcir la couche de finition mais aussi à durcir complètement toute autre couche précédente imparfaitement durcie. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, avant l'opéra- tion (b), l'on durcit partiellement la couche d'apprêt déposée par pulvérisation. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que, après l'opération (b), l'on passe l'objet au four afin de durcir complètement les couches d'apprêt déposées par électrophorèse et par pulvérisation. 4. Procédé selon la relrendication 1, 2 ou 3, caractérisé t n ce que l'on effectue l'opération (a) alors que la surface de l'objet nlest pas complètement sèche. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que, avant d'effectuer les opérations (a) et (b), l'on procède à une préparation de la surface de l'objet se terminant par un rinçage à l'eau, et n ce que, après l'opération (a) et avant l'opération (b), Iton sèche l'objet sans durcir, tout au moins complètement, la couche d'apprêt déposée. par pulvérisation.