Brevet FR2749195A1 — publié le 19971205

La présente invention concerne un procédé pour fabriquer une plaque hydrophobe et de façon spécifique un procédé pour fabriquer aisément une plaque hydrophobe ayant une bonne caractéristique hydrophobe, moyennant l'immersion de cette plaque dans une solution de dispersion. D'une manière générale, dans une pile à nickel- hydrogène étanche, qui est une pile alcaline, on utilise un oxyde métallique en tant qu'anode et un alliage hydrogéné en tant que cathode. Cette pile est chargée ou déchargée au moyen du stockage d'ions hydrogène de l'alliage hydrogéné, qui sont produits par dissociation de l'eau dans l'électro- lyte pendant le processus de charge, et par libération d'ions hydrogène dans l'électrolyte pendant le processus de décharge. La pile à nickel-hydrogène utilise un alliage hydrogéné en tant que matériau actif négatif, du Ni(OH)2 en tant que matériau actif positif, et une solution alcaline aqueuse en tant qu'électrolyte. La pile à nickel-hydrogène est représentée par une formule générale, c'est-à-dire une pile Ni-MH (nickel - hydrure métallique), les réactions électrochimiques des piles à nickel-hydrogène sont les sui- vantes: Anode: NI(OH)2 + OH-* NiOOH + H20 --- (1) Cathode: M + H20 d- MH + OH- --- (2) Dans les réactions ci-dessus, M est un alliage hydrogéné qui peut absorber et délivrer des ions hydrogène. Une charge et une décharge sont exécutées confor- mément à la relation ci-dessus, et du gaz oxygène est pro- duit par voie électrochimique dans l'anode pendant la charge et la décharge. Lorsque les cycles de charge et de décharge sont exécutés continûment, le gaz oxygène produit provoque une oxydation de la cathode et un accroissement de la pression interne dans la pile, ce qui réduit la capacité de la pile. Par conséquent, pour éliminer le gaz au moyen du transfert du gaz produit dans la cathode à l'anode, une caractéristique hydrophobe appliquée à la cathode a pour effet d'étendre l'interface de la cathode, dans laquelle il se produit une dissociation ou une absorption du gaz. La figure 2a, annexée à la présente demande, représente une plaque négative 7 plaquée avec une poudre de résine de type fluoré en tant que matériau hydrophobe, par pulvérisation de la plaque 7 alors qu'elle se déplace dans la direction de la flèche 11. La figure 2b, annexée & la présente demande, représente une plaque négative 7 sur laquelle est plaquée une poudre d'une résine de type fluoré en tant que matériau hydrophobe, par pulvérisation de la plaque fixe 7 alors que la buse de projection 9 se déplace dans la direction de la flèche 13. On a utilisé comme milieu de pulvérisation, de l'alcool qui peut être aisément vaporisé après pulvérisation, et on n'a pas utilisé l'eau comme milieu de pulvérisation étant donné qu'il faut beau- coup de temps pour vaporiser l'eau, ce qui entraîne une oxydation de la plaque. Comme cela a été décrit précédemment, lorsqu'on projette une poudre de résine fluorée sur la plaque, un matériau à trois phases (vapeur - liquide - solide) est formé sur la surface de la plaque de sorte que le gaz se fixe aisément sur la plaque. C'est pourquoi, le gaz est absorbé ou décomposé sur la plaque de sorte que la pression interne est réduite. Cependant, les inconvénients du pro- cédé de pulvérisation résident dans le fait qu'il est dif- ficile de recouvrir uniformément la plaque avec la résine de type fluoré, et que l'alcool utilisé comme milieu se vaporise de sorte qu'il est nocif pour l'homme et est extrêmement inflammable. En outre, avec le procédé de pul- vérisation il se pose des problèmes lorsque le trou de la buse de pulvérisation est obstrué par la résine de la solu- tion de pulvérisation, ce qui réduit le rendement de l'opération. Pour résoudre les problèmes mentionnés précédem- ment du procédé classique, le but de la présente invention est de fournir un procédé pour fabriquer des plaques hydro- phobes, qui n'est pas nocif pour l'homme, n'entraîne aucun danger de déclenchement d'un incendie et fournit un rende- ment de fonctionnement élevé. Le but secondaire de la présente invention est de fabriquer des plaques hydrophobes pour une pile ayant une faible pression interne et une longue durée de vie, moyen- nant l'utilisation de la plaque hydrophobe. Lors de l'étude d'une plaque hydrophobe pour une pile servant à résoudre les problèmes mentionnés précédem- ment, l'auteur à la base de la présente invention a décou- vert qu'une plaque possédant une bonne propriété hydrophobe peut être aisément fabriquée, dans le cas o elle est recouverte par une solution de dispersion formée d'une résine hydrophobe. Habituellement un spécialiste ordinaire de la technique imaginerait que, lorsqu'on utilise une dis- persion hydrophobe, il est difficile de fabriquer une plaque hydrophobe et qu'on réalise une plaque ayant une mauvaise caractéristique hydrophobe étant donné qu'un agent hydrophile est ajouté pour favoriser la dispersion, c'est- à-dire un agent interfacial actif. C'est pourquoi un pro- cédé de pulvérisation d'une poudre d'une résine hydrophobe sur la plaque est utilisé dans le procédé classique. Cepen- dant, comme dans le cadre de la présente invention, la plaque peut être aisément recouverte par une résine hydro- phobe lorsqu'on fabrique une plaque hydrophobe en immer- geant la plaque dans la solution de dispersion hydrophobe. En outre, une pile fabriquée en utilisant cette plaque pos- sède une bonne caractéristique hydrophobe par rapport à une pile utilisant une plaque préparée au moyen du procédé de pulvérisation. C'est pourquoi la pression intérieure d'une pile diminue, ce qui empêche le déficit d'un électrolyte dans une pile. En outre, l'électrolyte est uniformément distribué de sorte que l'on peut fabriquer une pile ayant une longue durée de vie. Pour atteindre cet objectif, la présente inven- tion fournit un procédé pour fabriquer une plaque hydro- phobe, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consis- tant à recouvrir une plaque avec une solution de dispersion contenant une résine hydrophobe, et faire sécher ladite plaque recouverte. Conformément à la présente invention, la résine hydrophobe préférée est une solution aqueuse contenant une résine de type fluoré, c'est-à-dire 3 à 10 % en poids d'un copolymère de tétrafluoroéthylène et d'hexafluoropropylène et/ou de polytétrafluoroéthylène. Lorsqu'on utilise une dispersion intervenant pour moins de 3 % en poids de la résine de type fluoré, en tant que solution de dispersion contenant une dispersion de résine hydrophobe, on ne peut pas fabriquer une plaque ayant une caractéristique hydro- phobe suffisante. En outre, lorsqu'on utilise une disper- sion intervenant pour plus de 10 % en poids de la résine de type fluoré, en tant que solution de dispersion contenant une résine hydrophobe, le caractère hydrophobe de la cathode augmente. C'est pourquoi il n'est pas préférable de fabriquer une cellule en utilisant une plaque ayant une caractéristique hydrophobe excessive étant donné que la quantité de perméation d'un électrolyte est réduite. En outre, conformément à la présente invention, l'étape de recouvrement est exécutée en immergeant la plaque dans la solution de résine hydrophobe. Il est préfé- rable que l'étape de recouvrement soit exécutée pendant 1 seconde à 5 minutes pour obtenir 0,2 à 3 mg/cm de résine hydrophobe sur la plaque. Conformément au procédé selon la présente inven- tion, il est préférable que l'étape de calandrage soit en outre exécutée après l'étape de séchage étant donné que l'on peut fabriquer la plaque possédant une épaisseur uni- forme. En outre, le procédé selon la présente invention peut être appliqué à des produits moulés de type général ainsi qu'à une plaque d'une pile de manière à lui conférer une bonne caractéristique hydrophobe. D'autres caractéristiques et avantages de la pré- sente invention ressortiront de la description donnée ci- après prise en référence aux dessins annexés, sur les- quels: - la figure l(a) est un schéma illustrant une étape d'immersion d'une plaque dans une solution aqueuse contenant une résine de type fluoré, de manière à conférer une bonne caractéristique hydrophobe à la plaque, conformé- ment à un mode de mise en oeuvre de la présente invention; - la figure l(b) est un schéma illustrant une étape d'immersion continue d'un rouleau-plaque dans une solution aqueuse contenant une résine de type fluoré pour conférer à la plaque une bonne caractéristique hydrophobe, selon un autre mode de mise en oeuvre de la présente inven- tion; - la figure 2(a), dont il a déjà été fait men- tion, est un schéma illustrant l'étape de pulvérisation d'une solution aqueuse contenant une résine de type fluoré sur une plaque se déplaçant de manière à obtenir une carac- téristique hydrophobe conformément au procédé classique; et - la figure 2(b), dont il a déjà été fait men- tion, est un schéma illustrant une étape de pulvérisation d'une solution aqueuse montrant une résine de type fluoré sur une plaque à l'aide d'une buse de pulvérisation se déplaçant conformément au procédé classique. On va expliquer ci-après la présente invention de façon plus détaillée en référence à l'exemple suivant, qui entre dans le cadre de la présente invention. [Exemple 1] On a immergé une cathode 3 d'une pile à nickel- hydrogène dans une solution à 5 % en poids d'un copolymère de tétrafluoroéthylène et d'hexafluoropropylène, connu sous la désignation ND-1 (1, Japan, Dikyn Co. Ltd.) pendant 5 secondes comme cela est illustré sur la figure l(a) et on l'a fait sécher dans un four à 60 C. L'épaisseur de la plaque sèche est réglée par calandrage à l'aide d'un rou- leau pour former une plaque hydrophobe. [Exemple 2] On a fabriqué une plaque hydrophobe au moyen du procédé décrit dans l'exemple 1, hormis que l'on a utilisé une solution de dispersion contenant du polytétrafluoro- éthylène, connu sous la désignation LDW-40 (1, Japan, Take- dayakuhing Co, Ltd.), en tant que solution de dispersion contenant une résine de type fluoré, à la place du produit ND-1, et on a immergé une plaque-rouleau 5 continûment dans la dispersion comme cela est représenté sur la figure l(b). [Exemple comparatif 1] On a pulvérisé une poudre de résine de type fluoré sur une plaque 7, tout en déplaçant (11) cette plaque comme cela est représenté sur la figure 2(a) pour fabriquer une plaque hydrophobe. [Exemple comparatif 2] On a pulvérisé une poudre de résine de type fluoré sur une plaque tout en déplaçant (13) une buse de pulvérisation 9 comme cela est représenté sur la figure 2(b) pour préparer une plaque hydrophobe. Après avoir fabriqué les piles en utilisant une plaque hydrophobe obtenue conformément à l'exemple ci- dessus et dans l'exemple comparatif, on a chargé et déchargé 100 fois les piles, on a déterminé la pression intérieure et la durée de vie (1CY, niveau à 90 % de la capacité totale) de ces piles et on a représenté les résul- tats obtenus dans le tableau 1 suivant. Tableau 1 Pression interne Durée de vie [pression (lorsque la pile a atmosphérique] été chargée et déchargée une fois) [CY] Exemple 1 5 350 Exemple 2 6 330 Exemple comparatif 1 20 250 Exemple comparatif 2 20 250 Habituellement, un spécialiste ordinaire de la technique imaginerait qu'en utilisant une dispersion hydro- phobe, il est difficile de fabriquer une plaque hydrophobe, et qu'on fabrique une plaque ayant une mauvaise caractéris- tique hydrophobe en raison de la présence de l'agent hydro- phile ajouté pour favoriser la dispersion, c'est-à-dire l'agent interfacial actif. C'est pourquoi, on utilisait, dans le procédé classique, un procédé de pulvérisation d'une poudre d'une résine hydrophobe. Cependant, comme dans le cas de la présente invention, on peut aisément immerger la plaque dans une résine hydrophobe lorsqu'on fabrique une plaque hydrophobe en immergeant cette plaque dans une solu- tion de dispersion hydrophobe. En outre, une pile fabriquée en utilisant cette plaque présente une bonne caractéris- tique hydrophobe par rapport à une pile utilisant une plaque fabriquée au moyen d'un procédé de pulvérisation. C'est pourquoi la pression interne de la pile est réduite, ce qui permet d'empêcher un déficit d'un électrolyte dans la pile. En outre l'électrolyte est uniformément distribué de sorte que l'on peut fabriquer une pile ayant une longue durée de vie. Comme cela est illustré dans le tableau 1, le procédé de dépôt d'une solution de dispersion selon la pré- sente invention peut être mis en oeuvre de façon efficace, par rapport au procédé de pulvérisation d'une poudre. En outre, de la poussière n'est pas dispersée, ce qui permet de fabriquer aisément une plaque hydrophobe, et on règle aisément la quantité de résine de type fluoré recouvrant la plaque en réglant la concentration de la solution aqueuse de dispersion. Le procédé de fabrication d'une plaque hydrophobe selon la présente invention peut être appliqué à un procédé pour fabriquer des plaques pour différents domaines, comme par exemple pour un condensateur ainsi que pour une pile en préparant une plaque afin d'accroître la surface de contact pour un gaz. Cependant, le procédé selon la présente invention est un procédé utile pour conférer une caractéristique hydrophobe à certains objets. REVENDICATIONS 1. Procédé pour fabriquer une plaque hydrophobe, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant &: recouvrir une plaque (5) par une solution d'une dispersion incluant une résine hydrophobe; et faire sécher ladite plaque recouverte. 2. Procédé pour fabriquer une plaque hydrophobe selon la revendication 1, caractérisé en ce que la résine hydrophobe est une résine de type fluoré. 3. Procédé pour fabriquer une plaque hydrophobe selon la revendication 2, caractérisé en ce que la solution de dispersion est une solution aqueuse contenant 3 & 10 % en poids d'une résine de type fluoré. 4. Procédé pour fabriquer une plaque hydrophobe selon la revendication 2, caractérisé en ce que la résine de type fluoré comprend un copolymère de tétrafluoroéthy- lène et d'hexafluoroéthylène et/ou de polytétrafluoroéthy- lène. 5. Procédé pour fabriquer une plaque hydrophobe selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape de recouvrement est effectuée par immersion de la plaque dans la solution de dispersion. 6. Procédé pour fabriquer une plaque hydrophobe selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'étape de recouvrement est maintenue jusqu'à ce que 0,2 à 3 mg/cm2 de la résine hydrophobe recouvrent la plaque (5). 7. Procédé pour fabriquer une plaque hydrophobe selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'étape d'immersion est exécutée pendant 1 seconde à 5 minutes. 8. Procédé pour fabriquer une plaque hydrophobe selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape de calandrage pour uniformiser l'épaisseur de la plaque recouverte, après l'étape de séchage. 9. Procédé pour fabriquer un produit moulé hydro- phobe, caractérisé en ce qu'il comprend l'étape consistant à: recouvrir un produit moulé (5) avec une solution de dispersion incluant une résine hydrophobe; et faire sécher ledit produit moulé recouvert. 10. Procédé pour fabriquer un produit moulé hydrophobe selon la revendication 9, caractérisé en ce que la résine hydrophobe est une résine de type fluoré. 11. Procédé pour fabriquer un produit moulé hydrophobe selon la revendication 10, caractérisé en ce que la dispersion est une solution aqueuse contenant 3 à 10 % en poids d'une résine de type fluoré. 12. Procédé pour fabriquer un produit moulé hydrophobe selon la revendication 10, caractérisé en ce que la résine de type fluoré comprend un copolymère de tétra- fluoroéthylène et d'hexafluoroéthylène et/ou de poly- tétrafluoroéthylène. 13. Procédé pour fabriquer un produit moulé hydrophobe selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'étape de recouvrement est exécutée par immersion du pro- duit moulé dans la solution de dispersion. 14. Procédé pour fabriquer un produit moulé hydrophobe selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'étape de recouvrement est maintenue jusqu'à ce que 0,2 & 3 mg/cm2 de résine hydrophobe soient déposés sur le produit moulé. 15. Procédé pour fabriquer un produit moulé hydrophobe selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'étape d'immersion est exécutée pendant 1 seconde & 5 minutes. 16. Procédé pour fabriquer un produit moulé hydrophobe selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une étape de calandrage pour uni- formiser l'épaisseur du produit moulé recouvert, après l'étape de séchage.