Brevet FR2822729A1 — publié le 20021004

PROCEDE D'APPLICATION D'UN REVETEMENT ANTI-ADHERENT. DISPOSITIF POUR LA MISE EN OEUVRE DE CE PROCEDE ET OBJET POURVU DUDIT REVETEMENT La présente invention concerne un procédé d'application d'un revêtement anti-adhérent sur un substrat constitué d'au moins une surface d'un objet à traiter, tel que par exemple des ustensiles de cuisine, notamment des poêles, des équipements industriels utilisés couramment dans l'industrie agroalimentaire, l'industrie chimique, l'industrie textile, l'industrie pharmaceutique et biomédicale, l'industrie cosmétique, etc. Elle concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. Elle concerne enfin un objet comportant au moins une surface pourvue d'un revêtement anti-adhérent réalisé au moyen d'un matériau polymère à l'état pulvérulent projeté sur cette surface et polymérisé par chauffage. Les revêtements anti-adhérents sont bien connus et sont en particulier appliqués sur des ustensiles de cuisine, des équipements industriels pour les industries agroalimentaires, textiles, chimiques, cosmétiques, pharmaceutiques ou biomédicales, etc. L'application de ces produits s'effectue habituellement par pulvérisation au moyen d'une buse, d'une barbotine contenant un ou plusieurs dérivés du polytétrafluoroéthylène, sur un support préalablement préparé et traité de manière à permettre l'accrochage du polymère, suivie d'un passage au four pour en assurer la polymérisation. A chaque application la couche atteint une épaisseur de l'ordre de 5 micromètres, de sorte qu'une dizaine de passages de l'objet à revêtir est requise pour que le revêtement atteigne finalement une épaisseur de l'ordre de 50 micromètres couramment demandée. Une autre technique d'application d'un revêtement anti-adhérent consiste à procéder à un poudrage électrostatique suivi d'une cuisson. L'avantage de cette technique par rapport au procédé mentionné ci-dessus est qu'elle permet de réaliser une couche épaisse en une seule opération. Néanmoins, le substrat constitué de l'objet à revêtir doit subir un traitement préalable consistant à appliquer une couche primaire d'accrochage. Ce traitement préalable constitue un inconvénient à la fois technique et économique. En effet il implique l'installation d'un équipement spécial coûteux permettant l'application de la couche d'accrochage primaire. En outre le processus de fabrication est ralenti du fait de l'existence de ces deux phases opératoires que sont l'application de la couche d'accrochage d'une part et l'application du revêtement final d'autre part. Le but de la présente invention est de pallier les inconvénients mentionnés ci-dessus en offrant un procédé d'application d'un revêtement anti-adhérent ne nécessitant plus de traitement préalable autre que la préparation mécanique du substrat et permettant à la fois de raccourcir le cycle de production et d'améliorer la qualité du revêtement, un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé ainsi qu'un objet pourvu d'un tel revêtement. Ce but est atteint par le procédé spécifié en préambule et caractérisé en ce que l'on procède à un préchauffage dudit substrat jusqu'à une température prédéterminée, en ce que l'on dépose un matériau de revêtement polymère à l'état pulvérulent sur le substrat préchauffé et en ce que l'on continue à chauffer le substrat pendant au moins la durée du dépôt du matériau de revêtement polymère à l'état pulvérulent. Selon un mode de réalisation préféré, on effectue le préchauffage du substrat et son chauffage pendant au moins la durée du dépôt du matériau polymère à l'état pulvérulent à l'aide d'au moins un générateur par induction. D'une manière particulièrement avantageuse on contrôle la polarisation dudit substrat en programmant la fréquence et l'intensité du courant d'alimentation dudit générateur par induction en fonction de la forme et de la nature dudit substrat. De façon avantageuse, ladite température prédéterminée de préchauffage du substrat est comprise entre 250 et 320OC et ladite température de chauffage du substrat pendant au moins la durée du dépôt du matériau de revêtement polymère à l'état pulvérulent est comprise entre 250 et 350'C. De façon préférentielle, on dépose le matériau de revêtement polymère à l'état pulvérulent en effectuant un poudrage électrostatique. On applique au matériau de revêtement polymère à l'état de poudres une tension de plusieurs dizaines de KV et on le projette sur le substrat dont la surface est polarisée par l'application d'un champ électrique engendré par le générateur par induction. L'application des poudres est facilitée par l'attraction électrostatique et on réalise au moins partiellement une orientation des particules poudreuses du fait que le champ électrique s'écoule le long de la surface du substrat. Ce but est également atteint par le dispositif selon l'invention, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de préchauffage dudit substrat jusqu'à une température prédéterminée, des moyens de dépôt d'au moins un matériau de revêtement polymère à l'état pulvérulent sur le substrat préchauffé et des moyens de chauffage pour continuer à chauffer le substrat au moins pendant la durée du dépôt du matériau de revêtement polymère à l'état pulvérulent. D'une manière particulièrement avantageuse, lesdits moyens de préchauffage du substrat et de son chauffage pendant au moins la durée du dépôt du matériau polymère à l'état pulvérulent comportent des générateurs de chauffage par induction Le dispositif comporte de préférence des moyens pour contrôler le courant de polarisation de la surface dudit substrat comprenant au moins un organe de programmation de la fréquence et de l'intensité du courant d'alimentation dudit générateur par induction. D'une manière préférentielle, lesdits moyens pour déposer un matériau de revêtement polymère à l'état pulvérulent comportent au moins un équipement de poudrage électrostatique. Ce but est par ailleurs atteint par l'objet selon l'invention, tel que défini en préambule et caractérisé en ce que ce revêtement est obtenu par la mise en oeuvre du procédé tel que défini ci-dessus. La présente invention et ses avantages seront mieux compris à la lecture de la description détaillée d'une mise en oeuvre préférée du procédé de l'invention, en référence aux dessins annexés donnés à titre indicatif et non limitatif dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique représentant une première forme de réalisation d'un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, - la figure 2 est une vue schématique représentant une deuxième forme de réalisation d'un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, - la figure 3 est une vue schématique représentant une troisième forme de réalisation d'un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention et, - la figure 4 est une vue agrandie de l'objet à traiter de la figure 3 et des lignes de champ électrostatique. En référence à la figure 1, la première forme de réalisation d'un dispositif 10 représenté à titre d'exemple non limitatif est destiné à effectuer un revêtement anti-adhérent sur des objets 11 tels que par exemple des ustensiles de cuisine, notamment des poêles, des plaques à gâteaux ou similaires. Il comporte essentiellement des moyens d'amenée automatique 12 de ces objets 11 dans une zone de traitement. Ces moyens d'amenée automatique 12 peuvent être constitués d'une bande transporteuse ou de rails de guidage avec des chariots, ou de tout moyen équivalent d'un point de vue fonctionnel, pour déplacer les objets lia travers la zone de traitement. Cette dernière est équipée de moyens de dépôt 13 tels qu'un ensemble de pistolets de projection du matériau polymère à l'état pulvérulent orientés vers le substrat, en l'occurrence la surface intérieure des objets 11. La série de pistolets de projection peut être remplacée par un seul pistolet de projection associé à un robot qui assure ses déplacements selon un programme de traitement approprié. Sous la zone de traitement sont localisés des moyens de préchauffage 14 et de chauffage 14'constitués de préférence de générateurs de chauffage par induction. La puissance de ces générateurs de chauffage est, pour l'application prévue, de l'ordre de 5KV A Les moyens de préchauffage 14 assurent un préchauffage des objets lia traiter jusqu'à une température sensiblement comprise entre 250 et 320OC. Ce préchauffage est effectué avant le dépôt des poudres et est poursuivi par un chauffage continu des objets 11 pendant au moins cette phase de dépôt des poudres. Ce chauffage, assuré par les moyens de chauffage 14', est de préférence prolongé au-delà de la phase de dépôt des poudres pour assurer la polymérisation de ces dernières. La température de chauffage est sensiblement comprise entre 250 et 350OC. Le matériau polymère à l'état pulvérulent projeté est constitué de poudres de polymères classiques utilisées pour obtenir un revêtement anti-adhérent : il s'agit notamment de poudres de dérivés de polytétrafluoroéthylène auxquelles on a éventuellement additionné des charges minérales telles que des spinelles, des nitrures de titane ou des carbures de silicium ou similaires. Ces poudres sont appliquées par un poudrage électrostatique qui consiste à charger électriquement les poudres projetées. Les générateurs de chauffage par induction sont agencés de telle manière qu'ils génèrent un champ électrostatique constitué de lignes de champ qui s'écoulent sur le substrat constitué de la surface des objets lia traiter. Les poudres sont donc attirées vers le substrat par ce champ électrostatique. Du fait que le substrat est chaud, les poudres fondent instantanément et les bulles d'air éventuellement emprisonnées sont libérées. Le poudrage électrostatique peut se poursuivre jusqu'à ce que l'épaisseur requise soit atteinte. Cette épaisseur est typiquement de l'ordre de 20 micromètres. La qualité de la couche est parfaite car elle ne comporte plus de bulles d'air en occlusion. En régulant la fréquence et l'intensité du courant d'alimentation des générateurs de chauffage par induction en fonction de la forme des objets lia revêtir, on polarise ce substrat et on parvient à orienter les molécules de polymères. Cette orientation engendre une couche de revêtement plus organisée et plus dense, donc plus dure et plus résistante. En référence à la figure 2, la deuxième forme de réalisation d'un dispositif 20 représenté à titre d'exemple et destiné à effectuer un revêtement anti-adhérent sur des objets 21, comporte un robot 22 portant un pistolet de poudrage électrostatique 23 ainsi qu'un plateau carrousel 24 qui porte les objets 21 à traiter. Un ou plusieurs générateurs par induction 25 sont disposés sous le plateau carrousel 24 pour assurer le préchauffage et le chauffage des objets 21. Le dispositif fonctionne en continu. Les objets 21 sont déposés sur le plateau carrousel 24 dans un poste d'entrée 26 schématiquement représenté par une flèche, sont déplacés en rotation sous le pistolet de poudrage électrostatique 23 tout en étant préchauffés par induction, continuent à être chauffés pendant le poudrage et sont évacués dans un poste de sortie 27 représenté schématiquement par une flèche. Il est évident que pour certains objets 21 la dimension du plateau carrousel 24 peut être augmentée et que le dispositif peut être équipé de deux ou plusieurs postes de poudrage électrostatiques afin d'augmenter sa productivité. En référence aux figures 3 et 4, la troisième forme de réalisation d'un dispositif 30 représenté à titre d'exemple et destiné à effectuer un revêtement anti-adhérent sur des objets 31 de forme complexe et creux, comporte un robot 32 portant au bout d'un bras articulé 33 un pistolet de poudrage électrostatique 34. Le bras articulé 33 est agencé pour permettre au pistolet de poudrage électrostatique 34 d'atteindre toutes les zones intérieures de l'objet 31. Un générateur par induction 35 assure le préchauffage et le chauffage des objets 31 de telle manière qu'il génère un champ électrostatique qui s'écoule notamment le long de la surface intérieure des objets 31 en formant des lignes de champ 35a, comme illustré par la figure 4. Les poudres sont donc attirées vers la surface intérieure des objets 31 par ce champ électrostatique polarisant le substrat. Cette description démontre clairement que l'invention permet d'atteindre tous les objectifs fixés et notamment, que la polarisation du substrat à traiter par les générateurs de chauffage par induction permet d'obtenir une répartition régulière et homogène du poudrage et, après chauffage, un revêtement plus dur et nettement plus résistant. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits mais s'étend à toute modification et variante évidentes pour un homme du métier. Revendications 1. Procédé d'application d'un revêtement anti-adhérent sur un substrat constitué d'au moins une surface d'un objet (11,21, 31) à traiter, caractérisé en ce que l'on procède à un préchauffage dudit substrat jusqu'à une température prédéterminée, en ce que l'on dépose un matériau de revêtement polymère à l'état pulvérulent sur ledit substrat préchauffé et en ce que l'on continue à chauffer ledit substrat pendant au moins la durée du dépôt dudit matériau de revêtement polymère à l'état pulvérulent. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on effectue le préchauffage dudit substrat et son chauffage pendant au moins la durée du dépôt dudit matériau de revêtement polymère à l'état pulvérulent à l'aide d'au moins un générateur par induction. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'on contrôle la polarisation dudit substrat en programmant la fréquence et l'intensité du courant d'alimentation dudit générateur par induction en fonction de la forme et de la nature dudit substrat. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite température prédéterminée de préchauffage dudit substrat est comprise entre 250 et 320OC. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite température de chauffage dudit substrat pendant au moins la durée du dépôt dudit matériau de revêtement polymère à l'état pulvérulent est comprise entre 250 et 350OC. 6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on dépose ledit matériau de revêtement polymère à l'état pulvérulent en effectuant un poudrage électrostatique. 7. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé d'application d'un revêtement anti-adhérent sur un substrat constitué d'au moins une surface d'un objet à traiter (11, 21, 31) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de préchauffage (14,25, 35) dudit substrat jusqu'à une température prédéterminée, des moyens de dépôt (13, 23, 34) d'au moins un matériau de revêtement polymère à l'état pulvérulent sur le substrat préchauffé et des moyens de chauffage (14', 25, 35) pour continuer à chauffer ledit substrat au moins pendant la durée du dépôt dudit matériau de revêtement polymère à l'état pulvérulent. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdits moyens de préchauffage (14,25, 35) dudit substrat et de chauffage (14', 25,35) pendant au moins la durée du dépôt dudit matériau polymère à l'état pulvérulent comportent au moins un générateur de chauffage par induction. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour contrôler le courant de polarisation de la surface dudit substrat comprenant au moins un organe de programmation de la fréquence et de l'intensité du courant d'alimentation dudit générateur par induction. 10. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdits moyens de dépôt (13, 23,34) d'un matériau de revêtement polymère à l'état pulvérulent comportent au moins un pistolet de poudrage électrostatique. 11. Objet (11,21, 31) comportant au moins un substrat pourvu d'un revêtement antiadhérent réalisé au moyen d'un matériau polymère à l'état pulvérulent projeté sur cette surface et polymérisé par chauffage, caractérisé en ce que ce revêtement est obtenu par la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6.