Brevet FR2828287A1 — publié le 20030207

"Procédé d'évaluation de la tenue à la haute tension d'une peinture" L'invention propose un procédé d'évaluation de la tenue à la haute tension d'une peinture. L'invention propose plus particulièrement un procédé d'évaluation de la tenue à la haute tension d'une peinture qui est traversée par un courant électrique fourni par un dispositif d'alimentation électrique en vue de son application, notamment par un procédé électrostatique. De façon largement répandue, la mise en peinture de pièces métalliques, plus précisément des éléments de tôlerie tels que les éléments de carrosserie des véhicules automobiles, est réalisée par des machines à peindre selon des procédés électrostatiques. De tels procédés permettent de recouvrir de façon régulière les zones à peindre, tout en minimisant les pertes de peinture. Un procédé de ce type, appelé à "mini-bol électrostatique", consiste à mettre en rotation à vitesse élevée un élément en forme de bo ! et à souffler de l'air sur les parois extérieures du bol selon une direction axiale. La peinture, provenant d'un tuyau d'alimentation, est injectée au centre de la surface concave intérieure de la paroi du bol, de façon que la force centrifuge due à la rotation provoque son écoulement vers le bord circulaire d'extrémité libre avant du bol et pulvérise la peinture. L'air soufflé sur les parois extérieures du bol permet d'orienter les particules ou gouttelettes de peinture vers la zone à peindre. De façon à optimiser la répartition de la peinture sur la zone à peindre et à limiter les pertes, la peinture pulvérisée est chargée électriquement et la zone à peindre est reliée à la masse. Ainsi 1 les particules de peinture pulvérisées par le bol sont attirées de façon homogène vers la zone à peindre. Le chargement électrique de la peinture peut être obtenu de façon différente selon le type de peinture utilisée. La peinture peut être de type solvanté , c'est-à-dire qu'elle est composée de pigments, de liants et de solvants. Ces derniers permettent notamment de déterminer la viscosité de la peinture. Dans ce cas, le chargement électrique de la peinture peut être obtenu par son contact avec le bol en matériau conducteur électriquement qui est relié à une source de tension électrique. La peinture peut aussi être du type"hydrodiluable". Dans ce cas, une électrode, qui est reliée à la source de tension électrique, est agencée à proximité de l'extrémité libre annulaire du bol. Ainsi, les particules de peinture pulvérisées sont chargées électriquement lorsqu'elles passent dans le voisinage de l'électrode. De façon à optimiser la régularité de la répartition de la peinture sur la zone à peindre et à limiter les pertes de peinture, il est avantageux que la tension de chargement soit élevée. À titre d'exemple, la tension peut être comprise entre 60 et 90 kilo volts. Pour de telles valeurs, la tension appliquée est alors dite"haute tension". Le fonctionnement d'un tel procédé n'est possible que si les particules de peinture pulvérisées ne forment pas un conducteur électrique reliant la source de tension à la masse de la machine à peindre. Cependant, les caractéristiques des peintures, notamment leur caractéristique de résistance électrique, dépendent fortement de leurs constituants. Ainsi, selon leur pigmentation, leur composition chimique, et/ou leur type (solvanté ou hydrodiluable) les peintures présentent des caractéristiques électriques différentes. Certaines peintures, telles que des peintures opaques par exemple, sont très bien adaptées à ce procédé. D'autres peintures, notamment les peintures dites métallisées peuvent présenter certains inconvénients. En effet, les peintures métallisées comportent notamment des particules d'aluminium qui peuvent s'aligner lorsqu'elles sont soumises à une haute tension, et par conséquent former un conducteur électrique. Lorsque les particules forment un conducteur électrique la résistivité électrique de la peinture chute brutalement. Cela provoque un court-circuit. Un tel phénomène est gênant puisqu'il permet de relier électriquement la source de tension à la masse électrique, ce qui provoque une augmentation très rapide et importante de l'intensité qui peut provoquer la détérioration locale du tuyau d'alimentation en peinture. Ce phénomène est appelé "claquage". De façon à l'éviter, le générateur électrique comporte généralement un dispositif, communément appelé disjoncteur, qui permet d'arrêter l'alimentation électrique lorsque l'intensité dépasse une valeur prédéterminée ou valeur de déclenchement. Lorsque le disjoncteur est déclenché, la pulvérisation est arrêtée. Ainsi, il est intéressant de connaître le comportement électrique des peintures avant leur utilisation de façon à appliquer une tension optimale qui est maximale, appelée tension de seuil, tout en évitant de mettre en court-circuit le dispositif d'alimentation électrique. Par ailleurs, une machine à peindre peut mettre en oeuvre des peintures de couleurs et/ou de compositions différentes. Pour ce faire elle est reliée à autant de fûts ou de cuves de stockage qu'il y a de couleurs et/ou de compositions. Or, certaines peintures peuvent ne pas être utilisées pendant plusieurs heures. Il se produit alors dans la tuyauterie d'alimentation une décantation qui modifie leurs caractéristiques, notamment leur résistivité électrique. En effet, la décantation provoque la concentration de certains éléments, tels que les particules d'aluminium pour des peintures métallisées, dans certaines zones du tuyau ce qui favorise leur alignement et la formation d'une conduction électrique. Si la peinture ayant décanté pendant plusieurs heures est soumise à la tension de seuil, elle risque de mettre en courtcircuit le dispositif d'alimentation électrique. Pour limiter ce problème, avant l'utilisation de peintures n'ayant pas été utilisées pendant plusieurs heures, il est connu d'en pulvériser une certaine quantité pour homogénéiser ses constituants avant d'appliquer la haute tension. Cela permet seulement de diminuer les risques. De plus, la peinture pulvérisée qui n'est pas chargée électriquement ne peut être utilisée. De façon à remédier à ces inconvénients, l'invention propose un procédé d'évaluation de la tenue à la haute tension d'une peinture qui est traversée par un courant électrique fourni par un dispositif d'alimentation électrique en vue de son application, notamment par un procédé électrostatique, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : - remplissage par la peinture d'un conduit isolant électriquement ; - application par le dispositif d'alimentation électrique d'une tension électrique initiale à une première extrémité longitudinale du conduit isolant, la seconde extrémité longitudinale étant reliée à la masse électrique du dispositif d'alimentation ; - variation de la tension électrique jusqu'à l'obtention d'une tension de seuil, ne provoquant pas la mise en court-circuit du dispositif d'alimentation électrique. Selon d'autres caractéristiques de l'invention : - la variation de la tension électrique consiste à diminuer la tension électrique appliquée à partir d'une tension initiale provoquant la mise en court-circuit du dispositif d'alimentation électrique ; - la variation de la tension électrique consiste à augmenter la tension électrique appliquée à partir d'une tension initiale ne provoquant pas de court-circuit ; - la variation de la tension électrique appliquée est réalisée par paliers ; - le procédé d'évaluation de la tenue à la haute tension comporte une étape de détermination de la durée de décantation de la peinture au-delà de laquelle la tension appliquée provoque la mise en court-circuit du dispositif d'alimentation électrique ; - la tension appliquée est la tension de seuil ; - la tension de seuil est appliquée périodiquement à la première extrémité longitudinale du conduit isolant ; - la tension de seuil est appliquée à la première extrémité longitudinale du conduit isolant durant toute la durée de la décantation de la peinture ; - l'étape de détermination de la durée de décantation de la peinture consiste à laisser décanter la peinture durant une durée prédéterminée puis à déterminer la tension de seuil par variation de la tension à partir de la tension initiale ; - la peinture située dans le conduit isolant électriquement est mise sous pression. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés parmi lesquels : - la figure 1 représente de façon schématique un dispositif de pulvérisation de peinture sur une tôle par un procédé électrostatique ; - la figure 2 représente de façon schématique une installation permettant d'évaluer la tenue à la haute tension d'une peinture selon le procédé de l'invention ; - la figure 3 représente de façon schématique une partie de l'installation pendant l'évaluation de la tenue à la haute tension d'une peinture selon le procédé de l'invention. De façon à faciliter la compréhension de la description on utilisera, à titre non limitatif, une orientation avant arrière conformément à l'orientation de gauche à droite de la figure 1 et une orientation "aval-amont" conformément au sens d'écoulement de la peinture. La figure 1 représente de façon schématique une machine de pulvérisation 10 de peinture sur la face arrière 12 d'une tôle 14 par un procédé électrostatique. La machine de pulvérisation 10 est principalement constituée d'un bol 16 de pulvérisation, de forme tronconique, qui est mis en rotation à une vitesse élevée. A titre d'exemple, le bol 16 est mis en rotation à un régime qui peut être de l'ordre de 30.000 trs/min. Un conduit d'alimentation 18 de la peinture permet, par l'intermédiaire d'un réseau de tuyaux, non représenté, de transférer un flux de peinture depuis des cuves de stockage vers un injecteur 20 situé dans le fond arrière du bol 16. De façon connue, des dispositifs de détermination et de régulation de la viscosité de la peinture, de pilotage du débit et de la pression du flux de peinture sont interposés entre les cuves de stockage et l'injecteur 20. Pour optimiser la pulvérisation, notamment assurer une répartition homogène de la peinture sur la face arrière 12 de la tôle 14, il est connu de charger électriquement les particules de peinture, représentées par des points 22 sur la figure 1, qui sont pulvérisées par le bol 16, et de relier la tôle 14 à la masse électrique 24. Ainsi, les particules de peinture 22 sont attirées par la tôle 14 selon des lignes de champ électrique qui s'étendent depuis le bol 16 vers la tôle 14. Tel que décrit précédemment, le chargement électrique des particules 22 peut être réalisé de plusieurs façons. Ici, il consiste à relier électriquement la partie arrière 34 du bol 16 à une source de tension 28 par l'intermédiaire d'un fil 30,32. Ainsi, la paroi tronconique du bol 16 est soumise à la tension fournie par la source 28 et permet le transfert d'électrons avec la peinture qui s'écoule sur sa paroi intérieure 36 concave, de façon que les particules 22 de peinture qui sont pulvérisées soient chargées électriquement. Pour favoriser le mouvement des particules 22 du bol 16 vers la tôle 14, la machine 10 de peinture produit un flux d'air, représenté par les flèches 38, qui s'écoulent le long de la paroi extérieure 40 tronconique du bol 16. Cependant, dans certains cas, la peinture peut se charger, reliant alors la source de tension 28 à une partie conductrice de l'électricité de la machine située dans le conduit d'alimentation 18 de la peinture ou dans le réseau de tuyaux, c'est-à-dire à la masse électrique de la machine. En effet, de façon à assurer une répartition homogène de la peinture sur la façade 12 de la tôle 14, la source de tension 28 délivre une haute tension qui est de l'ordre de plusieurs dizaines de kilo volts. Cette haute tension peut provoquer des modifications structurelles de la peinture traversée, notamment une orientation des particules métalliques, dans le cas de peintures métallisées, qui provoquent alors une diminution de la résistivité électrique de la peinture. Conformément à la loi d'Ohm dans laquelle la tension d'un courant qui traverse un élément conducteur est égale au produit de la résistance électrique du matériau traversé et de l'intensité du courant, une diminution de la résistance électrique entraîne une augmentation de l'intensité du courant. Une augmentation trop importante du courant peut provoquer la détérioration de certains éléments de la machine 10 à peindre. De façon à éviter une telle détérioration, la plupart des machines 10 à peindre sont équipées d'un dispositif de disjonction qui permet de couper l'alimentation de la source de tension 28 lorsque l'intensité du courant dépasse les valeurs prédéterminées. Cependant, cette coupure supprime notamment le chargement électrique des particules 22 et arrête la pulvérisation. De façon à éviter de tels problèmes, l'invention propose un procédé d'évaluation de la tenue à la haute tension d'une peinture qui est traversée par un courant électrique. Cela permet alors de classifier les différentes peintures avant leur utilisation et de déterminer la tension maximale qu'il est possible de leur appliquer sans qu'elles puissent avoir une variation critique de leur résistivité. Le procédé selon l'invention met en oeuvre une installation 50 représentée schématiquement à la figure 2. L'installation 50 qui permet d'évaluer la tenue à la haute tension d'une peinture selon le procédé de l'invention est principalement constituée d'un réservoir 52 qui contient la peinture à tester. Le réservoir 52 est relié par l'intermédiaire d'un conduit d'alimentation 54 à une première extrémité longitudinale 56 d'un conduit 58 en matériau isolant. La connexion entre les deux conduits est réalisée par un couple de flasques 57 accouplés de façon étanche. Une deuxième extrémité longitudinale 60 du conduit 58 isolant est reliée à un conduit 62 par des flasques 61 similaires aux flasques 57. Le conduit 62 permet d'évacuer la peinture vers un bac 64 de récupération. Une source d'air sous pression 66 communique avec le réservoir 52 par l'intermédiaire d'un tuyau de mise sous pression 67, ce qui permet de mettre sous pression la peinture pour la faire circuler vers les conduits 54,58 et 62. Le procédé selon l'invention comporte une première étape de remplissage du conduit isolant 58 par la peinture. Pour ce faire, des vannes d'isolement 68 et 70 sont interposées dans le conduit 58 à proximité de ses extrémités aval 56 et amont 60 respectivement. Ainsi, lorsque la source d'air sous pression 66 est activée et que la peinture circule dans le conduit 58, la première étape consiste à fermer la vanne amont 70 puis, lorsque le conduit 58 est rempli de peinture à fermer la vanne aval 68 et d'arrêter la source d'air 66. De façon à s'assurer de l'absence d'air dans le conduit 58, ce dernier peut comporter des moyens spécifiques de dégazage, non représentés, qui permettent l'évacuation des gaz tout en empêchant la sortie de la peinture. Avantageusement, le conduit 58 est légèrement incliné, les moyens spécifiques étant alors situés dans un point haut du conduit 58. De façon à reproduire les conditions d'alimentation en peinture de la machine 10, le conduit isolant 58 peut être rempli sous pression. La pression peut être de l'ordre de 4 à 5 bars, par exemple. L'étape suivante consiste en ce qu'un dispositif d'alimentation électrique 72 applique une tension électrique initiale à proximité de la première extrémité longitudinale 56 du conduit isolant 58 de façon à alimenter électriquement la peinture située à l'intérieur du conduit 58, et à relier la seconde extrémité longitudinale 60 à la masse électrique 74 du dispositif d'alimentation 72. De façon à permettre l'alimentation de la peinture à partir de l'extérieur du conduit 58, des zones conductrices électriquement 76 et 78 sont fixées sur le conduit. Selon une variante, non représentée, les zones conductrices électriquement 76 et 78 sont intégrées dans les vannes d'isolement 68 et 70 ou dans les fiasques 57 et 61 du conduit 58. Pour s'assurer de l'isolation électrique du conduit 58 par rapport aux autres conduits 54 et 62 et éviter tout risque de courtcircuit à l'extérieur du conduit 58, les deux couples de flasques 57,61 et 60 du conduit 58 sont avantageusement séparés et le conduit 58 est décalé, conformément à la figure 3. Lors de cette étape la peinture située dans le conduit 58 est traversée par la tension fournie par le dispositif d'alimentation électrique 72. Selon la valeur de la tension fournie et la nature de la peinture, conformément aux phénomènes décrits précédemment, la peinture située dans le conduit 58 peut mettre en courtcircuit le dispositif d'alimentation électrique 72. De façon à ne pas endommager le dispositif d'alimentation électrique 72 et le conduit 58, le dispositif d'alimentation électrique 72 est équipé d'un dispositif de disjonction qui permet d'arrêter son fonctionnement dès que l'intensité du courant circulant dans la peinture située dans le conduit 58 est supérieure à une intensité prédéterminée qui correspond à la mise en courtcircuit du dispositif d'alimentation électrique 72. Pour chaque type de peinture, on appelle tension de seuil la tension maximale qu'il est possible d'appliquer à la peinture située dans le conduit 58 sans provoquer la mise en court-circuit du dispositif d'alimentation électrique 72. L'étape suivante permet de déterminer la tension de seuil en faisant varier la tension électrique appliquée. Lors de cette étape, deux cas de figure peuvent se présenter. Dans le premier cas, la tension électrique initiale provoque la mise en court-circuit du dispositif d'alimentation électrique 72. L'étape de détermination de la tension de seuil consiste alors à diminuer progressivement la tension appliquée, après la remise en fonctionnement du dispositif d'alimentation électrique 72, jusqu'à obtenir la tension de seuil. Dans le second cas, la tension électrique initiale ne provoque pas la mise en court-circuit du dispositif d'alimentation électrique 72. Ainsi, la détermination de la tension de seuil consiste à augmenter la tension électrique appliquée jusqu'à ce qu'elle mette en court-circuit le dispositif d'alimentation électrique 72. La tension de seuil correspond alors à la tension électrique appliquée juste avant que le dispositif d'alimentation électrique 72 ne soit mis en court-circuit. La variation de la tension électrique appliquée dans l'un ou l'autre sens peut être réalisée de façon continue. De façon à limiter le nombre de manipulations, notamment dans le premier cas, la variation de la tension électrique appliquée est réalisée par paliers. Ainsi par exemple, la tension électrique initiale est de 100 kilo volts. Si elle provoque la mise en court-circuit du dispositif 72 d'alimentation électrique, elle est diminuée de 10 kilo volts de façon que lorsque le dispositif 72 d'alimentation électrique est remis en fonctionnement, la tension électrique appliquée est de 90 kilo volts. Ces opérations sont poursuivies jusqu'à ce que la tension électrique appliquée ne mette plus en court-circuit le dispositif d'alimentation électrique 72. Lorsque la tension de seuil est déterminée, le conduit 58 est connecté à nouveau au conduit 54 et 62 et les vannes d'isolement 68 et 70 sont ouvertes de façon à permettre l'évacuation de la peinture. Pour favoriser l'évacuation de la peinture du conduit 58, la source d'air sous pression 66 peut y souffler de l'air par l'intermédiaire d'un tuyau 80 qui est une bifurcation du tuyau de mise sous pression 67. Une vanne de sélection 82 permet de distribuer l'air sous pression entre les tuyaux 67 et 80. Certaines machines de pulvérisation 10 de peinture peuvent pulvériser alternativement des peintures de natures différentes. Le procédé selon l'invention permet de classifier chacune d'elles en fonction de sa tension de seuil de façon à assurer au procédé électrostatique un résultat optimal c'est-à-dire d'assurer une répartition régulière de la peinture sur la face de la tôle à peindre. Cependant, il peut arriver que certaines peintures de la machine 10 ne soient pas utilisées pendant une durée suffisamment longue pour provoquer la décantation de la peinture. Cette décantation provoque une variation de sa résistivité qui par conséquent diminue sa tension de seuil. De façon à prendre en compte cette variation, le procédé d'évaluation de la tenue à la haute tension de la peinture comporte une étape de détermination de la durée de décantation de la peinture au-delà de laquelle la tension appliquée provoque la mise en court-circuit du dispositif d'alimentation électrique. Cette étape peut être réalisée de deux façons différentes. La première consiste à déterminer la durée de décantation de la peinture au-delà de laquelle la tension de seuil, déterminée par les étapes précédentes du procédé, provoque la mise en court-circuit du dispositif 72 d'alimentation électrique. Cela permet ainsi de savoir quelle est la durée maximale d'attente pour laquelle l'application de la tension de seuil déterminée ne provoque pas la mise en court-circuit du dispositif 72 d'alimentation électrique. Au cours de cette étape, la tension de seuil est appliquée périodiquement ou durant toute la durée de la phase de décantation. La seconde façon de réaliser cette étape consiste à déterminer la tension de seuil de la peinture ayant décanté pendant une durée prédéterminée. Cela consiste plus particulièrement à laisser décanter la peinture durant la durée prédéterminée puis à déterminer la tension de seuil par variation de la tension à partir d'une tension électrique initiale de façon similaire aux étapes décrites précédemment. Cela permet ainsi, lorsque l'on connaît la durée qui peut s'écouler entre deux utilisations d'une peinture déterminée, de déterminer la tension de seuil de la peinture ayant décanté. Lorsqu'une peinture, ayant décanté pendant une durée déterminée, est utilisée par la machine 10, elle est dans un premier temps soumise à une première tension de seuil correspondant à ses caractéristiques électriques après décantation puis, à une seconde tension de seuil supérieure à la première tension de seuil qui correspond aux caractéristiques électriques de la peinture présentant un mélange homogène de ses composants. REVENDICATIONS 1. Procédé d'évaluation de la tenue à la haute tension d'une peinture qui est traversée par un courant électrique fourni par un dispositif (72) d'alimentation électrique en vue de son application, notamment par un procédé électrostatique, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : - remplissage par la peinture d'un conduit (58) isolant électriquement ; - application par le dispositif (72) d'alimentation électrique d'une tension électrique initiale à une première extrémité longitudinale (56) du conduit (58) isolant, la seconde extrémité longitudinale (60) étant reliée à la masse électrique (74) du dispositif (72) d'alimentation ; - variation de la tension électrique jusqu'à l'obtention d'une tension de seuil, ne provoquant pas la mise en court-circuit du dispositif (72) d'alimentation électrique. 2. Procédé d'évaluation de la tenue à la haute tension d'une peinture selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la variation de la tension électrique consiste à diminuer la tension électrique appliquée à partir d'une tension initiale provoquant la mise en court-circuit du dispositif (72) d'alimentation électrique. 3. Procédé d'évaluation de la tenue à la haute tension d'une peinture selon la revendication 1, caractérisé en ce que la variation de la tension électrique consiste à augmenter la tension électrique appliquée à partir d'une tension initiale ne provoquant pas de court-circuit. 4. Procédé d'évaluation de la tenue à la haute tension d'une peinture selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que la variation de la tension électrique appliquée est réalisée par paliers. 5. Procédé d'évaluation de la tenue à la haute tension d'une peinture selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de détermination de la durée de décantation de la peinture au-delà de laquelle la tension appliquée provoque la mise en court-circuit du dispositif (72) d'alimentation électrique. 6. Procédé d'évaluation de la tenue à la haute tension d'une peinture selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la tension appliquée est la tension de seuil. 7. Procédé d'évaluation de la tenue à la haute tension d'une peinture selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la tension de seuil est appliquée périodiquement à la première extrémité longitudinale du conduit (58) isolant. 8. Procédé d'évaluation de la tenue à la haute tension d'une peinture selon la revendication 6, caractérisé en ce que la tension de seuil est appliquée à la première extrémité longitudinale du conduit (58) isolant durant toute la durée de la décantation de la peinture. 9. Procédé d'évaluation de la tenue à la haute tension d'une peinture selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'étape de détermination de la durée de décantation de la peinture consiste à laisser décanter la peinture durant une durée prédéterminée puis à déterminer la tension de seuil par variation de la tension à partir de la tension initiale. 10. Procédé d'évaluation de la tenue à la haute tension d'une peinture selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la peinture située dans le conduit (58) isolant électriquement est mise sous pression.