Brevet FR2343820A1 — publié le 19771007

La présente invention concerne des perfectionnements a l'emaillage d'objets tels que des instruments de cuisine ou des caisses d'appareils électro-ménagers. De manière conventionnelle, l'émaillage des objets se fait par projection sur ces objets de barbotine, qui est un produit liquide. La barbotine est obtenue par broyage, dans un broyeur a boules, d'un mélange de frittes auxquelles on a ajouté de l'argile, de liteau et des sels électrolytes divers, le rôle des ajouts étant a la fois de permettre la mise en suspension dans un liquide de la fritte broyée, de maintenir la cohésion de la suspension grâce a la création d'une forte tixotropie, de permettre avant séchage l'adhérence sans coulure de la barbotine sur la tôley grâce a la forte tension inter-faciale et a la forte tixotropie créées. Apres passage a l'étuve, ce sont les forces de cohésion de ces ajouts solidifiés qui assurent l'adhérence du biscuit sec sur son support. La barbotine, ou émail liquide, est projetée sur les pièces a émailler par des dispositifs de pulvérisation d'enduits liquides spécialement adaptés. Avantageusement, on peut utiliser une projection électrostatique, ce qui assure une plus grande facilité d'application, ainsi qu'une appréciable économie de produit. Il n'empêche néanmoins que tout le produit qui ne s'est pas déposé sur les pièces au cours de la projection est perdu définitivement. La nécessité actuelle de réaliser une économie maximale de produit, tout en simplifiant le procédé, a donc conduit les réalisateurs a envisagér le dépôt d'émail par poudrage éliec-trostatique. La poudre non déposée étant récupérable et recyclable, il n'y a alors pratiquement plus de perte de produit. La poudre d'émail est obtenue simplement par broyage a sec de la fritte ou du mélange de frittes nécessaire ; chaque grain de poudre est enrobé d'une mince couche d'un produit hygrophobe et isolant électrique, ce qui permet de lui conférer une résistivité électrique assez élevée pour la projection électrostatique. Malgré quelques essais, il n'a pas été possible, en raison des propriétés spéciales des poudres d'émail, de réaliser jusqu a présent des installations industrielles satisfaisantes d'émaillage par poudrage électrostatique. La présente invention se rapporte a des moyens permettant de réaliser, de manière industriellement acceptable, de telles installations. Ces moyens seront explicités a l'aide de la description suivante d'un exemple de réalisation d'une installation d'émaillage d'objets par poudrage électrostatique, en référence a la figure annexée représentant schématiquement une telle installation. Sur la figure, la référence (I) désigne un réservoir de dosage contenant de la poudre d'émail prête a être projetée. Le réservoir de dosage (I) est muni dtun fond poreux a travers lequel passe "l'air de fluidisation". Pour un débit convenable (ni trop faible, ni trop élevé), la poudre est maintenue en suspension dans cet air et acquiert les caractéristiques physiques classiques des fluides ; on dit que la poudre est fluidisée. La poudre d'émail nécessaire a l'application est puisée dans ce bain flui disé à l'aide d'un éjecteur à air comprime associé à chacune des buses de pro jection et non représenté sur le dessin. Cet éjecteur remplit les fonctions dévolues en barbotine aux pompes ou aux ensembles réservoirs sous pression régulateurs de débit ; il comprend un éjecteur par lequel arrive l'air de dosa ge dont le débit détermine la masse de poudre puisée dans le réservoir fluidisé, et un venturi formé d'un convergent, d'un mélangeur cylindrique et d'un diver gent.De par les propriétés propres à la poudre d'émail, cet ensemble diffère de ceux utilisés en poudres plastiques pour la même fonction : les dimensions sont différentes et adaptées à la densité de la poudre d'émail, et les éjec teurs sont réalisés en une matière résistant à l'abrasion, telle que la cérami que. Par ailleurs, l'air utilisé est un air sec et déshuilé, ou, plus généralement, sec et filtré. Le ou les éjecteurs sont connectés aux buses des appareils de poudrage électrostatique (2, 3, 4, 5) par un ou plusieurs tuyaux souples (6), de dimensions transversales appropriées et réalisés en une matière résis tant à l'abrasion. Dans ce(s) tuyau(x) passe, en suspension dans l'air de dosa ge, la poudre puisée dans le réservoir fluidisé (1).La vitesse de l'air (ou plus généralement du gaz) dans le tuyau de transport (6) est pratiquement toujours supérieure à 8 m/sec et peut atteindre une vingtaine de mètres par seconde. A leur arrivée dans la buse, les particules sont dispersées (et non plus pulvérisées comme en barbotine) de façon homogène, pour former un jet de 10 à 30 cm de diamètre. Par ailleurs, les particules d'émail sont freinées de façon plus ou moins importante pour permettre aux forces électrostatiques d'infléchir la trajectoire dûe aux forces aérodynamiques tout en permettant l'application de l'émail en poudre dans les parties des pièces ou peu de lignes du champ électrique buse-pièces se referment. Avantageusement, cette dispersion et ce ralentissement sont obtenus par la conjugaison d'une plaque cylindrique généralement appelée "déflecteur", sur laquelle vient frapper perpendiculairement le jet d'air plus poudre issu du tuyau de transport, et d'un jet d'air tourbillonnaire plus communément appelé "vortex". vortex Notons encore ici que les buses utilisées en émail-poudre ne sont pas celles utilisées en poudres plastiques, mais sont spécialement adaptées aux propriétés physiques des poudres d'émail : en particulier, toutes leurs parties susceptibles d'être en contact avec le flot de poudre sont en céramique, et les électrodes de charge qui les équipent sont soit cachées, soit affleurantes par rapport aux parties de la buse susceptibles d'être en contact avec le flot de poudre. A l'inverse de la barbotine qui, en haute tension, peut être considérée comme conductrice, la poudre d'émail doit posséder, pour rester "accrochée" sur la pièce, une très forte résistivité (résistivité de la barbotine : 2051m, 14 résistivité de la poudre d'émail : 5.10 JLm). I)epu plus, les particules de poudre d'émail se séparent instantanément de la buse dès qu'elles dépassent la face avant de celle-ci, alors qu'en barbotine les particules en voie de formation restent encore un court instant reliées à la buse par un mince filament de produit. Il s'ensuit que les particules d'émail ne peuvent pas acquérir leur charge par conduction électrique du générateur haute tension à la buse : elles s'élec- trisent en fait en captant les charges élémentaires ou "ions" gazeux formés par des pointes conductrices portées à un haut potentiel continu, au milieu desquels elles sont dispersées. Des mesures expérimentales montrent qu'un certain pourcentage de particules sont peu ou pas chargées, et même qu'il existe des particules portant des charges après avoir traversé des ions négativement chargés. On comprend ainsi qu'un certain nombre de particules ne pourront pas se déposer sur l'objet, ce qui nécessitera, si nous voulons malgré tout les appliquer sur l'objet, une récupération et un retour (recyclage) de celles-ci vers le réservoir de dosage, où une autre "chance" de se déposer leur sera donnée. La récupération se fait en entraînant la poudre non déposée, v l'aide de air d'aspiration de la cabine, dans un filtre périodiquement décolmaté qui arrête la poudre et laisse passer l'air d'aspiration. Le transport de la buse vers l'objet se fait par la double influence du champ électrique formé entre la buse et l'objet et des forces aérodynamiques d'accélération et de freinage apparaissant en avant de la buse. Les particules d'émail qui arrivent sur l'objet à émailler mis a la terre possèdent la charge électrique acquise durant le trajet buse-objet ; elles s'enrichissent après leur dépôt d'ions venant de la buse et non captés par les particules. Il va alors apparaître, même en l'absence de buse, un champ électrique entre la face extérieure de la couche d'émail et l'objet ; ce champ engendre. sur chaque particule de charge q une force qE d'adhérence dirigée vers le métal à la terre. Si la résistivité de la poudre est faible (101 4 1013m),m), les char- ges électriques s 'écoulent rapidement des particules vers la terre dès la fin de l'application, annulant alors q et E, et donc les forces d'adhérence. 10 1 Si la résistivité est inférieure à 10 3lu, les charges s'écoulent au fur et à mesure de l'arrivée des particules sur l'objet à la terre, et il n'y a même pas déposition. Sur la figure, la référence (7) désigne la cabine d'application de poudre d'émail, la référence (8) le convoyeur de pièces à émailler, la référence (13) la robot portant les projecteurs de poudre, la référence (9) le dispositif d'aspiration relié à la cabine (7) par l'intermédiaire du dispositif de récupération et recyclage (10). La référence (11) désigne une petite cabine dans laquelle passent les balancelles portant les pièces avant leur entrée dans la cabine (7). Les balancelles reçoivent, dans la cabine (11), un choc pneumatique ou mécanique, qui les dégarnit de la poudre qu'elles peuvent posséder sur leur surface : cette poudre est récuperée par le système de récupération (10), également relié à la cabine (1 i). La référence (12) désigne le réservoir de poudre neuve, qui est avantageusement préparé en usine et amené sur place pour utilisation immédiate : on l'a schématiquement représenté sur roulettes. L'émailleur n'a donc ainsi jamais a voir la poudre, ce qui est très avantageux. Evidemment, le réservoir (12) peut très bien être prévu pour alimenter plusieurs installations d'émaillage simultanément ou alternativement. La présente invention est utilisable dans l'industrie d'émaillage d'objets. REVENDICATIONS 1. Installation d'émaillage d'objets par poudrage électrostatique, carac terisée en ce qu'elle comporte - un dispositif de dosage (1) équipé d'éjecteurs pneumatiques de construction spécialement adaptée aux poudres d'émail ; - des tuyaux de transport de poudre (6) de construction spécialement adaptée aux poudres d'émail ; - un ou plusieurs projecteurs électrostatiques (2, 3, 4, 5) de poudre de construction spécialement adaptée aux poudres d'émail. 2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre une cabine (11) dans laquelle on choque mécaniquement ou pneumatiquement les balancelles supportant les pièces avant leur entrée dans le dispositif de poudrage (7), et on récupère pour réutilisation la poudre qui tombe alors desdites balancelles. 3. Installation selon la-revendication 1, ou selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle est munie d'un réservoir (12) de poudre neuve, préparé en usine et amené sur place pour utilisation immédiate, de façon que l'émailleur n'ait pas a voir la poudre d'émail. 4. Installation selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle utilise pour la fluidisation et le transport de la poudre de l'air sec et déshuilé, ou de l'air sec et filtré.