Brevet FR2528327A1 — publié le 19831216

i 2528327 La présente invention concerne un appareil de pulvérisation électrostati- que comportant des électrodes en forme de plaque pour repousser les parti- cules chargées de peinture pulvérisée Plus particulièrement, l'invention concerne un appareil de pulvérisation électrostatique rotatif perfectionné adapté à l'application d'une peinture sur un support en mouvement. La pulvérisation électrostatique utilise le principe de l'électrophorèse suivant lequel des particules polarisées électriquement sont attirées vers une surface mise à la masse ou de charge opposée Un équipement de pulvé- risation électrostatique conventionnel comprend une hotte de pulvérisation et un applicateur en forme de disque, cloche ou canon, qui pulvérise les particules chargées de peinture sur des objets suspendus à des supports en mouvement sur un rail Une quantité mesurée de peinture est fournie au disque, cloche ou canon rotatif; la force centrifuge projette la peinture à la périphérie du disque ou de la cloche, ou de l'extrémité en aiguille du canon, qui est chargé à un potentiel négatif élevé, et, en atteignant le bord du disque ou de la cloche, ou l'aiguille, la peinture est atomisée sous l'effet du champ électrostatique concentré en ce point, et, comme l'objet à recouvrir est mis à la masse, les particules chargées finement divisées sont attirées à sa surface. La présente invention répond à une nécessité de modifier l'appareil rota- tif de pulvérisation électrostatique décrit ci-dessus, afin d'appliquer un enduit uniforme dans la direction transversale sur un ruban métallique large en mouvement. Les particules de peinture pulvérisées au moyen d'un appareil électro- statique rotatif conventionnel procurent un dessin d'enduction circulaire ou annulaire caractéristique La dimension de ce dessin pulvérisé peut être ajustée en modifiant la distance entre l'électrode rotative et l'ob- jet à enduire, mais le dépôt de peinture n'est pas uniforme dans le sens de la largeur du ruban en mouvement Cet inconvénient pourrait être éliminé en orientant l'appareil dans plusieurs directions, mais ceci nécessite un système d'enduction complexe et accroit le coût de la pulvé- risation et de son entretien. La présente invention a donc d'abord pour objet un appareil de pulvérisa- tion électrostatique capable d'appliquer de la peinture de manière conti- nue et uniforme dans la direction transversale d'un ruban en mouvement sans exiger des opérations additionnelles de contrôle telles que des orientations réciproques de l'appareil. Conformément à la présente invention, l'appareil rotatif de pulvérisation électrostatique comporte des électrodes en forme de plaque placées le long de la trajectoire des particules de peinture projetées pour procurer un champ électrique repoussant lesdites particules de peinture. Les caractéristiques de l'invention apparaîtront plus en détail dans la description suivante, en référence aux dessins annexés qui représentent: Figure 1: une vue de côté schématique montrant un appareil rotatif de pulvérisation électrostatique conventionnel. Figure 2: une vue de face montrant le dessin de l'enduit formé sur un ruban large en mouvement par l'appareil de la figure 1. Figure 3: un diagramme représentant les variations de dépôt de peinture dans la direction transversale du ruban, par utilisation de l'appareil de la figure 1. Figure 4: une vue de côté schématique montrant l'appareil rotatif de pulvérisation électrostatique suivant l'invention. Figure 5: une vue de face de l'appareil de la figure 4, dans le sens de la flèche A-A'. Figure 6: une vue de face montrant le dessin de l'enduit formé sur le ruban en mouvement par l'appareil des figures 4 et 5. Figure 7: un diagramme représentant les variations de dépôt de peinture dans la direction transversale du ruban, par utilisation de l'appareil des figures 4 et 5. Figure 8: une vue de côté schématique montrant l'appareil rotatif de pul- vérisation électrostatique suivant une variante de l'invention. Figure 9: une vue de face de l'appareil de la figure 8 dans le sens de la flèche B-B'. Figure 10 un graphique représentant les résultats de la pulvérisation effectuée avec l'appareil conventionnel de la figure 1 d'une part, et avec l'appareil perfectionné des figures 4 et 8 suivant l'invention d'autre part. Un exemple type d'un appareil rotatif conventionnel de pulvérisation électrostatique est représenté sur la firgure 1 Dans une enceinte de pulvérisation ( 1), un ruban métallique large ( 2) défile dans le sens de la flèche Un support isolé ( 3) maintient un moteur pneumatique ( 4) à une extrémité, qui fait tourner une coupelle ( 5) chargée négativement, atomisant la peinture en particules chargées ( 6) qui sont projetées sur le ruban ( 2) Les particules se déposent en formant un dessin annulaire comme le montre la figure 2, et le dépôt résultant ( 7) recouvre une petite sur- face et est irrégulier dans le sens transversal du ruban, comme le montre la figure 3. Une forme de réalisation de l'appareil suivant la présente invention est représentée sur les figure 4 et 5 L'appareil se caractérise par l'élec- trode en forme de plaque ( 8, 8 ') qui est maintenue par un support isolé ( 9, 9 ') et'placée au voisinage de la coupelle ( 5) pour former un champ électrique qui repousse les particules chargées de peinture projetées. L'électrode ( 8, 8 ') est raccordée électriquement au moteur pneumatique ( 4) par un cable ( 10, 10 ') et est chargée au même potentiel que la coupelle ( 5) Une extrémité de l'électrode en forme de plaque ( 8, 8 ') est reliée à un tube d'insufflation d'air ( 11, 11 ') qui procure un courant d'air autour du centre de l'électrode ( 8, 8 ') dans sa direction transversale Une pompe pneumatique (non représentée) fournit de l'air dans la canalisation ( 12, 12 ') et l'insuffle le long de l'électrode ( 8, 8 ') par un orifice ( 13, 13 ')sur le tube ( 11, 11 ') Etant donné que l'électrode ( 8, 8 ') est placée sur la trajectoire des particules chargées ascendantes (ou descendantes) de peinture, elle la modifie et provoque une enduction horizontale Même si cette action correctrice de l'électrode ( 8, 8 ') est incomplète, les particules de peinture ascendantes (ou descendantes) ne se déposeront pas sur la plaque ( 8, 8 ') en raison du courant d'air formé autour du centre des plaques ( 8, 8 ') dans la direction transversale. Comme le montre la figure 6, le dessin pulvérisé procuré par l'appareil suivant la présente invention a la forme d'une ellipse allongée, et, comme le montre la figure 7, le dépôt obtenu recouvre intégralement la largeur du ruban métallique large en défilement, et est uniforme en ce qui con- cerne le poids enduit. Une variante de l'appareil rotatif de pulvérisation électrostatique de l'invention est représentée sur les figures 8 et 9 Cette variante se caractérise par la mise en place d'une chambre à air ( 14, 14 ') montée sur le dos de l'électrode ( 8, 8 ') en forme de plaque perforée, et vers son centre, dans la direction transversale Par cette disposition, un courant d'air est créé à travers l'électrode en forme de plaque ( 8, 8 ') dans une direction perpendiculaire. Les avantages de l'appareil conforme à la présente invention apparaîtront plus en détail dans les exemples suivants, par rapport à un exemple compa- ratif montrant les résultats de la technique conventionnelle Tous les résultats sont regroupés figure 10, o la distance entre la cible et la coupelle rotative est reportée en abscisse et la largeur de l'enduit en ordonnée. EXEMPLE COMPARATIF On effectue une pulvérisation électrostatique au moyen d'un appareil du type représenté sur la figure 1, dans les conditions suivantes: ( 1)Substrat: ruban d'aluminium, largeur 1 500 mm. ( 2)coupelle rotative: coupelle en forme de cloche (diamètre 2.875 pouces) fab Ransburg Corp. ( 3) distance entre substrat et coupelle rotative: 300 700 mm. ( 4) vitesse de rotation de la coupelle: 21 000 trs/mn. ( 5) tension appliquée à la coupelle: -90 k V. ( 6)peinture: peinture à l'eau (teneur en solide 20 %). ( 7) débit d'atomisation: 14 cm 3/mn. Les résultats sont indiqués à la figure 10 sous forme de ligne pointillée. Lorsque la distance entre le ruban et la coupelle rotative augmente de 300 à 700 mm, la largeur de l'enduit passe de 800 à l l O Omm, mais le dépôt est irrégulier dans le sens transversal du ruban, comme le montre la figure 3. EXEMPLE 1 Une pulvérisation électrostatique est effectuée au moyen d'un appareil du type représenté sur les figures 4 et 5, dans les conditions suivantes: ( 1) substrat: ( 2) coupelle rotative: ( 3) distance entre substrat et coupelle rotative: ( 4) dimension des électrodes repoussant la peinture: ( 5) position des électrodes ( 6) dimension des orifices d'air: ( 7) vitesse de rotation de la coupelle: ( 8) tension appliquée à la coupelle: ( 9) peinture: ( 10) débit d'atomisation: ( 11) vitesse linéaire de l'air: ruban d'aluminium, largeur 1 500 mm. coupelle en forme de cloche (diamètre 2.875 pouces) fab Ransburg Corp. 450 700 mm. long. 300 mm pelle 500 mm, larg 2 00 Omm. au-dessus et au-dessous de la cou- rotative, à 400 mm du substrat. haut 5 mm, larg l 000 mm. 21.000 trs/mn. -90 k V. peinture à l'eau (teneur en solide 20 %). 14 cm 3/mn. 14 m/mn. Les résultats obtenus sont représentés par la ligne en trait continu sur la figure 10 Quand la coupelle est à 700 mm du substrat, la largeur d'enduction est de 1 500 mm et le dépôt est uniforme sur toute la largeur du ruban. EXEMPLE 2 Une pulvérisation électrostatique est effectuée au moyen d'un appareil du type représenté sur les figures 8 et 9 Les conditions de pulvérisation sont identiques à celles de l'exemple 1, à l'exception des suivantes: ( 6) dimension des trous dans les électrodes: lmm. distances entre trous: 3 mm. surface perforée: long 300 mm, larg 600 mm. ( 11) vitesse linéaire de l'air: 0,5 m/s. Les résultats obtenus sont sensiblement identiques à ceux de l'exemple 1. Comme le montrent les données ci-dessus, l'appareil de pulvérisation électrostatique de l'invention est d'une construction simple, et un seul appareil est capable de déposer un enduit continu sur un ruban métallique large en mouvement, de telle sorte que l'enduit soit uniforme dans le sens transversal du ruban Comme avantage supplémentaire, il faut mentionner que la combinaisopn des électrodes en forme de plaque et des courants d'air permet d'assurer une bonne propreté dans la hotte de pulvérisation. Bien entendu, la présente invention ne se limite pas aux exemples pré- férentiels décrits ci-dessus, et diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre Par exemple, l'objet à enduire peut avoir une forme quelconque, dans la mesure o il est électriquement conducteur La coupelle rotative n'est pas nécessairement en forme de cloche, mais peut aussi avoir la forme d'un disque ou d'un canon La pein- ture peut être à base d'eau ou de solvant organique, et d'autres enduits à particules chargées peuvent être utilisés L'appareil conforme à la pré- sente invention peut fonctionner dans diverses conditions Avec un appa- reil du type représenté sur les figures 8 et 9, les trous faits dans les électrodes en plaque peuvent être de forme elliptique, rectangulaire ou en fente Ces formes peuvent être combinées entre elles, ou avec des formes circulaires De telles modifications entrent bien entendu dans le cadre de la présente invention. R E V E N D I C A T I O N S 1 Appareil rotatif de pulvérisation électrostatique comprenant des moyens pour pulvériser des particules chargées d'un enduit sur un sub- strat, caractérisé en ce que des électrodes en forme de plaque sont placées le long de la trajectoire des particules de manière à procurer un champ électrique repoussant lesdites particules. 2 Appareil rotatif de pulvérisation électrostatique selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens pour former un courant d'air devant chaque électrode en forme de plaque, dans la direction transversale. 3 Appareil rotatif de pulvérisation électrostatique selon la revendica- tion 2, caractérisé en ce que les moyens pour former un courant d'air sont constitués par un tube d'insufflation d'air fixé à une extrémité de chaque électrode pour y souffler de l'air. 4 Appareil rotatif de pulvérisation électrostatique selon la revendica- tion 2, caractérisé en ce que les moyens pour former un courant d'air comprennent une chambre à air placée au dos des électrodes en forme de plaque, les électrodes étant perforées de manière à établir un courant d'air perpendiculaire aux plaques. Appareil rotatif de pulvérisation électrostatique selon la revendica- tion 2, caractérisé en ce que le courant d'air est formé au moins au niveau de la partie centrale de chaque électrode. 6 Appareil rotatif de pulvérisation électrostatique selon la revendica- tion 4, caractérisé en ce que les plaques des électrodes sont perforées au moins au niveau de leur partie centrale. 7 Appareil rotatif de pulvérisation électrostatique comprenant des moyens pour pulvériser des particules chargées d'un enduit sur un substrat et des moyens pour établir un champ électrique de même polarité que les particules chargées, pour détourner lesdites particules chargées et régu- lariser la distribution desdites particules arrivant sur le substrat.