Brevet FR2477791A1 — publié le 19810911

SYSTEME D' ELECTRODES DE DECHARGE CORONA. La présente invention est relative à un système d'élec- trodes de décharge corona, Suivant l'un de ces modes de réalisation spécifiques, l'invention est relative à un système d'électrodes de décharge corona capable de fournir une densité de puissance jusqu'à 31 watts/cm2, L'électrode de décharge corona convient particu- lièrement bien pour supprimer le lustre ou le brillant de re- vêtements durcissables par l'énergie de rayonnement. L'application de revêtements résistant à l'usure sur des matériaux de revêtement de plancher est bien connue. Habi- tuellement, ces revêtements procurent une résistance à l'abra- sion et confèrent un aspect hautement brillant au matériau de revêtement de plancher. La résistance à l'abrasion conférée par ces revêtements constitue toujours une propriété désirable. Cependant, l'aspect hautement brillant n'est pas toujours dési- rable en particulier pour des surfaces de plancher soumises à une usure élevée et donc à un entretien élevé. En conséquence, on recherche continuellement dans l'industrie du revêtement de plancher de nouveaux moyens pour limiter le degré de brillance de ces revêtements. Les procédés de la technique connue de réduction de brillant ou de délustrage comprennent de manière typique l'u- tilisation de divers agents de délustage sous forme de parti- cules dans les compositions de revêtement résistant à l'usure. L'utilisation d'agents de dêlustage n'est pas en général satis- faisante, étant donné qu'elle entraine l'obtention de revête- mnts délustrés qui présentent une réduction des autres pro- priétés physiques. Un autre procédé connu de la technique con- siste à délustrer au moyen de vapeur d'eau (voir brevet des Etats-Unis d'anmérique n0 4 197 344. Conformément à l'invention, on procure un système d'électrodes de décharge corona tamponné liquide-quartz refroi- di par un liquide, capable de supporter une densité de puis- sance jusqu'à 31 watts par cm2 comprenant a) une électrode cylindrique; b) un tube de quartz de diamètre supérieur à celui de l'électrode, enveloppant l'électrode et fournissant un passage cylindrique entre la surface de l'électrode et la face inté- rieure du tube en quartz, le tube en quartz comportant i l'une de ses extrémités des moyens d'entrée de liquide et: l'autre extrémité des moyens de sortie de liquide permettant le passage d'un agent de refroidissement constituant un tam- pon liquide diélectrique, l'agent de refroidissement étant introduit par les moyens d'entrée passant par le passage cy- lindrique en contact avec la surface de l'électrode et sortant par les moyens de sortie; c) une pluralité d'entretoises disposées entre l'élec- trode et la face intérieure du tube de quartz servant 'a mai.n- tenir l'électrode dans une position fixe dans le tube de quartz, l'électrode étant ainsi empêchée d'être déviée par les forces électriques exercées pendant la décharge corona; et d) une électrode de mise à la terre, disposée paral- lèlement au tube de quartz et espacée par rapport à celuici de manière à obtenir entre ces éléments, une région de dechar- ge corona o l'on fait passer le matériau à traiter. Bien que le dispositif de décharge corona de l'inven- tion convienne pour un traitement corona de matériaux de type quelconque, on a constaté qu'il est particulièrement appro- prié, en raison de sa densité de puissance élevée allant jus- qu'à 31 watts/cm2 et de sa conception, au délustrage de revê- tements durcissables par de l'énergie de rayonnement ou au moyen d'un durcissement par de l'énergie de rayonnement et l'humidité combinées, ces revêtements étant disposés sur des matériaux semi-rigides ou non rigides. Pour mieux faire comprendre l'objet de la présente invention, on va en décrire ci-après à titre d'exemple pure- ment illustratif et non limitatif, un mode de réalisatisn représenté sur le dessin annexé. Sur ce dessin: - lafig - r4p4Lnt une vue &Sfl...U-7-e- aI. r xr. trI de selon l'invention; - la figure 2 représente en coupe la partie avant du système d'électrode de l'invention. Sur la figure 2, on a représenté un matériau 1 à trai- ter, supporté par des moyens de déplacement 2 pouvant être -3 constitués par un système de convoyeurs appropriés quelcon- ques, non conducteurs, passant à travers la région de déchar- ge corona 3. Cette région est comprise entre l'électrode tamponnée liquide-quartz 4, et l'électrode 5 de mise à la terre qui sont les deux parties principales formant le système d'élec- trodes de décharge corona 6. L'électrode tamponnée liquide-quartz 4 est formée d'une électrode cylindrique 7 enveloppée dans un tube de quartz 8. Le tube de quartz 8 est d'un diamètre suffisant pour fournir un passage cylindrique 9 entre la surface de l'électrode cylindrique 7 et la face intérieure du tube de quartz, permettant le passage d'un agent de refroidisse- ment formant un tampon liquide diélectrique 10. L'électrode cylindrique 7 est maintenue en place dans le tube de quartz 8 au moyen d'une pluralité d'entre- toises 13. Les entretoises 13 doivent être construites en un matériau non métallique isolant, et doivent faciliter la libre circulation de l'agent de refroidissement liquide diélectrique à effet tampon à travers le passage cylindrique. Le tube de quartz 8 comporte à l'une de ses extrémités dE miens d'entrée n età son autre extrémité desmoyens de sortie 12.Le tam- p on liquide diélectrique ou agent de re froidssement 1D entre dans la passage cylindique-9 pa l'orifice d'entrée 11, traverse le passage cy- Unrique 9 en contact avec l'électode cylinckpque 7 et sort par la sort5e2. L'électrode 5 de mise à la terre peut être d'une forme appropriée quelconque; elle peut par exemple se présenter sous la forme d'une plaque allongée présentant environ la même longueur que l'électrode cylndrique et disposée paral- lèlement à l'électrode tamponnée 4 et espacée de celle-ci avec formation entre elles d'une région de décharge corona 3. Lorsqu'un matériau à traiter est transporté sur une courroie de convoyeur comme par exemple une courroie en caoutchouc de silicone 2 de 0,79 mm d'épaisseur, l'électrode 5 de mise à la terre se trouve, comme représentée sur le dessin, dans une position adjacente au câté de la courroie non en regard du carreau de sorte que la courroie circule sur l'électrode de mise à la terre. La distance entre le fond de l'électrode tamponnée et de la surface de dessus de l'électrode de mise à la terre esttelle que l'intervalle entre la surface du ma- tériau à traiter et le fond du tube de quartz soit de manière typique comprise entre environ 0,51 mm et environ 6,35 mm, de préférence, entre environ 0,76 mm et environ 3,2 mm. Lors de la mise en oeuvre de l'invention, on fait pas- ser comme matkiau 1 à tiers, dans ce cas, un carreau plein deplarni en vinyle comportant sur sa surface un revêtement résistant à l'usure, non durci mais durcissable par l'énergie rayonnante,------------- ------ à travers une région de décharge corona 3, cette région région étant inondée par un gaz devant être ionisé. L'élec- trode tamponnée liquide-quartz 4 est connectée à une alimen- tation de tension alternative élevée 14,de haute fréquence et le gaz dans la région de décharge corona est partiellement ionisé avec obtention d'une décharge corona qui produit le traitement du revêtement humide, non durci sur le carreau, lorsque ce carreau passe à travers la région de décharge corona. Après traitement par la décharge corona, le revête- ment sur la surface du carreau est durci en bloc par de l'é- nergie de rayonnement. Après le durcissement en bloc, le car- reau à revêtement présente une surface délustrée. L'électrode tamponnée 4 employée peut être réalisée en un métal approprié conducteur quelconque logé dans un tube de quartz. Un tube de cuivre ayant un diamètre extérieur d'envi- ron 0,63 cm et une longueur d'environ 74 cm enveloppé par un tube en quartz ayant une épaisseur de paroi d'environ 1,02 mm, un diamètre extérieur d'environ 1,52 cm et une longueur d'en- viron 76 cm s'est révélé d'un emploi satisfaisant dans le délustrage de revêtements de carreaux de plancher, résistant à l'usure non durcis. Le passage cylindrique formé entre l'Véctrode consti- tuée par le tube de cuivre et le tube de quartz sert à per- mettre une circulation généreuse d'agent de refroidissement constituant un tampon liquide diélectrique à travers le pas- sage cylindrique en contact avec l'1éctrode. De préférence, l'électrode constituée par le tube de cuivre est disposée de manière décentrée, dans le fond du 247779 1 tube de quartz, comme représenté sur la figure 1. Ceci dimi- nue l'espacement entre les électrodes et réduit ainsi la tension requise pour obtenir la décharge corona, Cependant, lorsque l'électrode constituée par le tube de cuivre est disposée à moins de 2 mra de la face intérieure du tube de quartz, cela s'est r6velé comme gênant pour un bon coulement de l'agent de refroidissement diélectrique. On peut utiliser un agent de refroidissement ou tampon liquide diélectrique quelconque. De préférence, l'agent de refroidissement diélec- trique est choisi sur la base de sa constante diélectrique pour optimaliser l'activité de décharge corona du gaz devant être ionisé. On a constaté que la constante diélectrique de l'agat de ref1idlssemermt ou r{/lecqe formant. tampon liquide permet de régler de manière significative l'activité de décharge corona résultante. L'activité d'ionisation produite pour ure tension donnée appliquée à l'électrode est d'autant plus éle- vée que la eonstante diélectrique de l'agent de refroidisse- ment est plus élevée. On a également constaté que la limita- tion et le façonnage de la décharge corona sont influencés par les propriétés diélectriques de l'agent de refroidisse- ment. On a constaté que des gaz aisément ionisables tels que l'argon et l'héliumn produisent des décharges corona ayant une forme plus avantageuse en présence d'agents de refroidisse- ment à basse constante diélectrique (2-3), tels que des hui- les minérales ou hydrocarbonées de transformateur, tandis qu'on a cons.taté que des gaz qui sont plus difficiles z ioni- ser, tels que le gaz carbonique ou les fréons produisent de meilleures décharges corona avec des agents de refroidisse- ment à constante diélectrique élevée (30-40), tels que l'éthy- lèneglycol ou la glycérine. L'utilisation d'eau comme agent de refroidissement ne s'est pas révélée appropriée en raison de sa constante diélectrióue êlevée dont on sait qu'elle est de l'ordre de 80 aux fréquences et températures employées. Cette caractéristi- que diélectrique de l'eau s'est révélée comme produisant les décharges corona à étincelles, grossières et médiocrement formées ou limitées, ce qui élimine pratiquement toute qualité que doit posséder une décharge corona particulière. Lors de la mise en oeuvre du dispositif de décharge corona de l'invention, la rigidité diélectrique de l'agent de refroidissement ou tampon liquide diélectrique est consi- dérablement augmente par son mouvement à travers le passage avec une vitesse moyenne d'écoulement d'environ 51 à environ 76 cm/seconde, cet écoulement servant à éliminer l'agent de refroidissement à l'instant même o il se développe une région défectueuse quelconque dans le système d'électrodes de décharge corona. L'électrode de mise à la terre est également réalisée en un matériau conducteur approprié quelconque. Les dimen- sions de l'électrode de mise à la terre sont uniquement cri- tiques dans le sens que sa longueur et sa largeur déterminent la longueur et la largeur de la décharge corona. Une électro- de de mise à la terre en aluminium ayant une longueur d'en- viron 12,7 cm et une largeur d'environ 35,6 cm s'est révélée satisfaisante pour une utilisation dans un système pour le traitement de carreaux de carrelage dans lequel on utilise deux électrodes tamponnées disposées dans une position adja- cente et parallèlement l'une à l'autre avec une séparation de leurs axes d'environ 5,1 cm. Les entretoises 13 peuvent être des entretoises non métalliques quelconques permettant de maintenir en place l'électrode pendant le fonctionnement et disposées de façon à permettre un débit approprié de l'agent de refroidissement formant un tampon liquide diélectrique à travers le passage cylindrique. L'utilisation d'ensembles des trois tiges en téflon dont chaque tige a un diamètre d'environ 0,15 cm pour positionner longitudinalement le fond de l'électrode cylindrique à environ 2 à 3mn de la face intérieure du tube de quartz s'est révélée appropriée. Chaque tige est fixée au tube en cuivre en insérant l'une des extrémités de la tige à travers un trou dans le tube en cuivre, du même diamètre que celui de la tige et en laissant cette extrémité prendre appui contre la face intérieure du tube. L'autre extrémité de la tige prend appui contre la face intérieure du tube en cuivre. L'orientation de chacun des ensembles de trois tiges pour positionner l'électrode, comme représenté sur la figure 1 (deux tiges plus petites forment un an-le d'environ '), s'est révélée satisfaisante de même que s'est révélée satisfaisante la disposition longitudinale des ensembles de tiges avec un intervalle de séparation de 7,6 à 10,2 cm de l'un par rapport à l'autre. Cet intervalle de séparation s'est ré- vélé satisfaisant pour prévenir une déviation de l'électrode constituée par le tube en cuivre à la suite de l'action des forces électriques produites pendant la décharge corona. Il est bien entendu que le mode de réalisation ci-dessus décrit n'est aucunement limitatif et pourra donner lieu à toutes modifications désirables sans sortir pour cela du cadre de l'invention, REVENDICATIONS 1 - Système d'électrodes de décharge corona tamponné liquide-quartz, refroidi par un liquide, capable de supporter une densité de puissance jusqu'à 31 watts par cm2, caractéri- sé par le fait qu'il comprend: a) une électrode cylindrique (7); b) un tube de quartz (8) de diamètre supérieur à celui de l'électrode, enveloppant l'électrode et fournissant un passage cylindrique (9) entre la surface de l'électrode (7) et la face intérieure du tube de quartz, le tube de quartz (8) comportant à l'une de ses extrémités des moyens d'entrée (11) de liquide et à l'autre extrémité, des moyens de sortie (12) de liquide pour le passage d'un agent de refroidissement formant un tampon liquide diélectrique, l'agent de refroidis- dement ou tampon liquide diélectrique étant introduit par les moyens d'entrée (11), passant à travers le passage cylindri- que (9) en contact avec la surface de l'électrode et sortant par les moyens de sortie (12); c) une epluralité d'entretoises (13)' disposées entre l'électrode (7) et la face intérieure du tube de quartz (8) servant à maintenir l'électrode dans une position fixe dans le tube de quartz, l'électrode (7) étant ainsi empêchée de subir une déviation par suite de l'action des forces électri- ques produites pendant la décharge corona; d) une électrode de mise à la terre (5) disposée paral- lèlement au tube de quartz (8) et espacée par rapport à celui- ci de façon à former une région de décharge corona o l'on fait passer le matériau à traiter. 2 - Système d'électrodes de décharge corona selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le gaz est aisé- ment ionisé et que l'agent de refroidissement formant un tam- pon liquide diélectrique est choisi de façon à avoir une cons- tante diélectrique comprise entre environ 2 et environ 3. 3 - Système d'électrodes de décharge corona selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'agent de re- froidissement constituant un tampon liquide diélectrique est une huile minérale ou hydrocarbonée pour transformateur. 4 - Système d'électrodes de décharge corona selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le gaz n'est pas aisément ionisé et que l'agent de refroidissement cons- tituant un tampon liquide diélectrique est choisi de façon à présenter une constante diélectrique comprise entre environ 30 et environ 40. - Système d'électrodes de décharge corona selon la revendication 4, caractérisé par le fait que l'agent de re- froidissement constituant un tampon liquide diélectrique est de l'éthylène glycol ou de la glycérine. 6 - Système d'électrodes de décharge corona selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'agent de re- froidissement constituant un tampon liquide diélectrique est amené à travers le passage cylindrique à une vitesse moyenne d'écoulement comprise entre environ 51 et 76 cm par seconde. 7 - Système de décharge corona selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le fond de l'électrode cyllndri- que (7) est disposé à au moins 2 mm de la face intérieure du fond du tube de quartz (8). 8 - Système de décharge corona selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le fond du tube en quartz (8) précité se trouve à une distance comprise entre environ 0,51mm et environ 6,35 mm de la surface du matériau à traiter, 9 - Système de décharge corona selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la pluralité d'entretoises (13) précitées sont des ensembles de trois tiges non métalliques électriquement isolantes, chaque ensemble étant espacé de l'ensemble suivant d'environ 7,6 à environ 10,2 cmo