Brevet FR2847913A1 — publié le 20040604

La présente invention concerne un procédé de traitement surfacique de pièces métalliques recouvertes d'une couche de zinc passive avant moulage d'un revêtement de caoutchouc sur ces pièces. Il est bien connu que, dans tous les domaines de l'industrie 5 tels qu'à titre d'exemple l'automobile, l'électroménager, la conserverie, ... il est nécessaire de protéger les pièces métalliques, en particulier les pièces en aluminium, en fer, en fonte ou en acier contre la corrosion. Parmi les procédés les plus couramment utilisés pour obtenir une telle protection, on peut mentionner la galvanisation qui est 10 connue depuis de nombreuses années. Cette opération, qui consiste à recouvrir les pièces à protéger d'une couche de protection à base de zinc, le cas échéant allié, s'effectue en règle générale par électrozingage. Pour améliorer la protection contre la corrosion, on a pris 15 l'habitude d'associer à cette couche de galvanisation une couche de passivation à base de CrVI ou CrIII qui est appliquée sur la couche de galvanisation par trempage dans un bain de passivation. La couche de passivation se forme par un mécanisme complexe mettant en jeu des réactions chimiques et électrochimiques entre 20 des composés contenus dans le bain de passivation et des éléments présents à la surface de la couche de galvanisation. Pour améliorer encore la protection anticorrosion des pièces ainsi traitées, il est connu d'appliquer sur celles-ci des couches supplémentaires étanches et hydrophobes, dites couches de finition, en les 25 trempant dans des bains de finition renfermant divers composés actifs pouvant être de nature minérale ou organique. Les couches de finition de nature minérale se forment suite à la création de liaisons chimiques entre des éléments présents à la surface de la couche de passivation et des composés minéraux contenus dans 30 le bain de finition. Grâce à ces liaisons chimiques de telles couches de finition adhèrent mieux sur les couches de passivation que les couches de finition de nature organique dont l'adhérence ne résulte que de phénomènes de tension superficielle. Il est fréquent que l'on doive mouler un revêtement de caoutchouc sur la surface de pièces métalliques notamment en acier ou aluminium recouvertes d'une couche de zinc passive. Il est cependant impossible de faire directement adhérer du caoutchouc sur la surface d'une pièce en acier ou en aluminium recouverte d'une couche de zinc passivé sans lui faire subir auparavant une préparation électrochimique, chimique ou mécanique adaptée. La présence d'une couche de finition minérale adhérant à la couche de passivation offre, en plus d'une amélioration des performances anticorrosion l'avantage de permettre un meilleur mouillage des produits adhésifs. Du caoutchouc ne peut toutefois pas adhérer directement 10 sur de telles couches de finition minérales. Par suite, pour obtenir une adhérence satisfaisante d'un revêtement de caoutchouc sur une couche de finition minérale, après vulcanisation, il est nécessaire d'appliquer successivement sur cette couche de finition deux couches d'encollage indépendantes à savoir une première 1 5 couche d'encollage ou couche adhésive, puis une seconde couche d'encollage ou couche cohésive. Cette double application s'effectue par pulvérisation, donc par un processus distinct de la ligne de traitement anticorrosion des pièces métalliques. Ce procédé classique présente l'inconvénient d'être onéreux tant en temps qu'en main-d'oeuvre, compte tenu du grand nombre d'étapes nécessaire à sa mise en oeuvre. La présente invention a pour objet de remédier à cet inconvénient en proposant un procédé de traitement surfacique de pièces 25 métalliques recouvertes d'une couche de zinc passive, avant moulage d'un revêtement de caoutchouc, pouvant être mis en oeuvre directement dans la ligne de traitement anticorrosion des pièces métalliques et permettant d'appliquer sur celles-ci une couche de finition active présentant les propriétés anticorrosion d'une couche de finition minérale et les propriétés 30 adhésives d'une première couche d'encollage, donc de nature à se substituer à ces deux couches. Selon l'invention, ce procédé est caractérisé en ce que l'on trempe la pièce à traiter pendant au moins 30 secondes dans un bain de finition chimique ayant un pH compris entre 7 et 9 et constitué par une 35 solution aqueuse renfermant en proportions massiques entre 10 et 40 % de composés organo-siliciques présentant des propriétés anticorrosion et entre 10 et 45 % de composés organiques actifs présentant des propriétés adhésives, on sort la pièce du bain de finition chimique et on la sèche pendant environ 15 minutes à l'air chaud, à une température comprise entre 60 et 80'C. Ce procédé permet d'appliquer sur des pièces métalliques recouvertes d'une couche de zinc passivé, une couche de finition active 5 dotée de propriétés anticorrosion et de propriétés adhésives par simple trempage dans un bain de finition chimique ayant une composition particulière adaptée, ce, de préférence à une température comprise entre 20 et 250C, c'est-à-dire à température ambiante. Selon l'invention, l'efficacité du bain de finition chimique 10 peut être améliorée en agitant celui-ci, notamment en y insufflant un courant d'air. L'étape de trempage dans ce bain peut avantageusement être mise en oeuvre directement sur la ligne de traitement anticorrosion des pièces métalliques, à l'extrémité de cette ligne, en remplacement de 1 5 l'étape classique de trempage dans le bain de finition minéral. Selon l'invention les pièces métalliques revêtues de la couche de finition active peuvent être directement transférées au poste d'application par pulvérisation de la seconde couche d'encollage ou couche cohésive puis au poste de moulage du revêtement de caoutchouc. Les composés organiques actifs présents au sein de la couche de finition active réagissent alors, à température élevée avec la couche cohésive pour permettre d'ancrer le caoutchouc sur les pièces. Les avantages du procédé susmentionné conforme à l'invention sont bien entendu principalement liés à la composition parti25 culière du bain de finition chimique. Selon une autre caractéristique de l'invention, ce bain peut avantageusement renfermer entre 5 et 20 % de bis- 1,2-(triéthoxysilyl) éthane. Selon une autre caractéristique de l'invention, ce bain peut 30 avantageusement renfermer entre 5 et 20 % de vinyl-triméthoxysilane. Ces deux composés coopèrent pour conférer à la couche de finition active ses propriétés anticorrosion. Selon une autre caractéristique de l'invention, le bain de finition chimique renferme entre 5 et 20 % de butoxypropane-2-ol. Selon une autre caractéristique de l'invention, le bain de finition chimique renferme entre 5 et 25 % de copolymères phénolformaldéhyde. Ces derniers composés correspondent à des isomères actifs qui coopèrent pour conférer à la couche de finition active ses propriétés adhésives permettant de rendre inutile l'étape d'application de la première couche d'encollage ou couche adhésive. Selon l'invention, le bain de finition chimique peut bien entendu renfermer des additifs autres, en particulier entre 5 et 20 % d'éthanol et entre 1 et 10 % d'acide acétique. L'éthanol agit en tant que solvant des copolymères alors que l'acide acétique fait office de tampon de façon à amener le bain dans la 10 zone requise de pH. L'invention se rapporte également à un bain de finition chimique permettant la mise en oeuvre du procédé susmentionné. Selon l'invention, ce bain est caractérisé en ce qu'il renferme en proportions massiques entre 5 et 20 % de bis15 1,2(triéthoxysilyl)éthane, entre 5 et 20 % de vinyl-triméthoxysilane, entre et 20 % de butoxypropane2-ol, entre 5 et 25 % de copolymères phénolformaldéhyde, entre 5 et 20 % d'éthanol et entre 1 et 10 % d'acide acétique, le complément à 100 % étant constitué par de l'eau. L'invention se rapporte également à une pièce métallique 20 obtenue par la mise en oeuvre du procédé susmentionné. Une telle pièce métallique est caractérisée en ce qu'elle est recouverte d'une couche de finition active de couleur sombre ayant une épaisseur de l'ordre de 8 à 15 gim. Il est à noter que la présence de cette couche de finition ac25 tive ne modifie ni les cotes ni le poids des pièces métalliques recouvertes d'une couche de zinc passivé. REVENDICATIONS 10) Procédé de traitement surfacique de pièces métalliques recouvertes d'une couche de zinc passivé avant moulage d'un revêtement de caoutchouc, caractérisé en ce que l'on trempe la pièce à traiter pendant au moins 30 secondes dans un bain de finition chimique ayant un pH compris entre 7 et 9 et constitué par une solution aqueuse renfermant en proportions massiques entre 10 et 40 % de composés organo siliciques présentant des propriétés anticorrosion et 10 entre 10 et 45 % de composés organiques actifs présentant des propriétés adhésives, on sort la pièce du bain de finition chimique et on la sèche pendant environ 15 minutes à l'air chaud, à une température comprise entre 60 et 80'C. 20) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la température du bain de finition chimique est de l'ordre de 20 à 25'C. 3 ) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, 20 caractérisé en ce que l'on agite le bain de finition chimique de préférence en y insufflant un courant d'air. 40) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, 25 caractérisé en ce que le bain de finition chimique renferme entre 5 et 20 % de bis1,2(triéthoxysilyl) éthane. 50) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, 30 caractérisé en ce que le bain de finition chimique renferme entre 5 et 20 % de vinyltriméthoxysilane. 60) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, 35 caractérisé en ce que le bain de finition chimique renferme entre 5 et 20 % de butoxypropane -2-ol. 7 ) Procédé selon l'une quelconque des revendications i à 6, caractérisé en ce que le bain de finition chimique renferme entre 5 et 25 % de copolymères phénol -formaldéhyde. 8 ) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le bain de finition chimique renferme entre 5 et 20 % d'éthanol et entre 1 et 10 % d'acide acétique. 10 9 ) Bain de finition chimique permettant la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu' il renferme en proportions massiques entre 5 et 20 % de bis1 5 1,2(triéthoxysilyl)éthane, entre 5 et 20 % de vinyl-triméthoxysilane, entre et 20 % de butoxypropane-2-ol, entre 5 et 25 % de copolymères phénolformaldéhyde, entre 5 et 20 % d'éthanol et entre 1 et 10 % d'acide acétique, le complément à 100 % étant constitué par de l'eau. 10 ) Pièce métallique obtenue par la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce qu' elle est recouverte d'une couche de finition active de couleur sombre ayant une épaisseur de l'ordre de 8 à 15 pm. 25