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(11) | EP 0 607 717 A2 |
| (12) | DEMANDE DE BREVET EUROPEEN |
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| (54) | Outillage de galvano plastic protégé, procédé de protection et dispositif de mise en oeuvre du procédé de protection |
| (57) L'invention concerne un procédé de protection d'un outillage de galvanoplastie et
un produit obtenu par ce procédé, ainsi qu'un dispositif de mise en oeuvre du procédé. La protection de l'outillage est réalisée sous forme d'un revêtement comprenant au moins deux couches de matières plastiques différentes de la famille des plastisols. L'outillage ainsi obtenu est protégé par deux ou plusieurs couches de plastisols (3, 4) dont la couche extérieure (4) est plus dure que la ou les autres couches (3). Le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé comprend une pluralité de stations de travail dont chacune correspond à une étape du procédé. |
[0001] L'invention concerne un procédé de protection d'un outillage de galvanoplastie et un produit obtenu par ce procédé. L'invention concerne également un dispositif de mise en oeuvre du procédé de l'invention.
[0002] Le procédé de l'invention consiste plus particulièrement en l'application d'un revêtement comprenant au moins deux couches de matières plastiques différentes sur un outillage de galvanoplastie. Les matières plastiques utilisées appartiennent à la famille des plastisols.
[0003] Les plastisols sont des mélanges formés d'une suspension de résine vinylique en poudre préparée suivant le procédé de polymérisation en émulsion (ou microsuspension) dans un plastifiant liquide, et d'adjuvants, tels que les stabilisants, charges, pigments, agents gonflants et autres adjuvants. Sous l'action de la chaleur, les plastisols se transforment en des solides homogènes.
[0004] Les résines vinyliques employées pour obtenir des plastisols sont principalement du polyvinylacéta- te, du polyvinyléther, du polyvinylalcool et du poly(chlorure de vinyle) (PVC). Pour la galvanoplastie, on utilise essentiellement du poly(chlorure de vinyle) (PVC).
[0005] L'outillage de galvanoplastie comprend toutes sortes de montages d'électrolyse, destinés à maintenir les pièces que l'on désire chromer, nickeler ou revêtir d'un métal quelconque, ou que l'on désire, au contraire démétalliser. Les pièces plongent dans des bains corrosifs du point de vue chimique tels que des bains sulfochromatiques, chlorhydriques, de nickelage, de cuivrage chimique, de chromage, de dorure, d'argenture, de démétallisation ou similaires.
[0006] Le brevet français FR-2.556.131 décrit un plastisol utilisé pour le revêtement de montages d'électrolyse. Auparavant, ce plastisol permettait d'obtenir des revêtements suffisamment satisfaisants dans la mesure où ceux-ci présentaient à la fois une résistance mécanique ou physique suffisante au choc et une protection suffisante contre la corrosion, pour les conditions habituelles de galvanisation.
[0007] Cependant, des modifications intervenues aussi bien sur le plan des courants de galvanisation appliqués que sur le plan de la composition des bains utilisés, ont entraîné une insuffisance de la protection de l'outillage qui se manifeste notamment par un fendillement prématuré du revêtement de l'outillage en général et des ressorts en particulier, dû à un durcissement excessif du plastisol.
[0008] Par ailleurs, il a été constaté que lors du séchage de pièces galvanisées, dans des produits contenant des dérivés chlorés et fluorés d'hydrocarbures, ces produits absorbent partiellement les plastifiants des plastisols en se chargeant en DOP (phtalate d'octyle) et en DBP (phtalate de benzyle) qui, en solution, tachent les pièces à sécher.
[0009] Suite à l'interdiction d'utilisation de produits contenant certains dérivés chlorés et fluorés d'hydrocarbures, ces produits vont être remplacés par des produits contenant du dichlorofluoroéthane. Ces produits ont un pouvoir solvant encore plus important que ceux contenant du trichlorotrifluoroéthane, car ils onttrois atomes d'hydrogène en plus, deux atomes de fluor en moins et un atome de chlore en moins.
[0010] Par conséquent, le vieillissement du plastisol va être augmenté dans des proportions considérables.
[0011] En effet, les plastisols utilisés jusqu'à maintenant contiennent comme plastifiants des phtalates de dibutyle, des phtalates mixtes benzylbutyle, des phtalates de diéthylhéxyde, des phtalates de dihéxyle et des phtalates de diisononyle, ce qui représente 60 à 70% en poids de mélange plastifiant par rapport au poly(chlorure de vinyle).
[0012] Le plastisol décrit dans le brevet FR-2.556.131 cité plus haut possède 35% de poids de mélange plastifiant (70 à 80% de phtalate d'octyle et 30 à 20%. d'adipate d'octyle) ce qui le rend plus résistant à l'absorption du solvant, mais ne suffira pas pour les nouveaux produits de séchage.
[0013] Le but de l'invention est d'améliorer le revêtement en plastisol d'un outillage de galvanoplastie afin de surmonter les inconvénients relevés.
[0014] Le but de l'invention est atteint par un procédé de protection d'un outillage de galvanoplastie par au moins deux couches de matières plastiques de la famille des plastisols. Ce procédé comprend les étapes suivantes:
a) nettoyage et dégraissage de l'outillage,
b) application d'une sous-couche d'adhérence sur l'outillage,
c) étuvage de l'outillage,
d) trempage de l'outillage dans un bain d'un premier plastisol,
e) égouttement et séchage de l'outillage,
f) étuvage de l'outillage d'une durée telle qu'il n'y ait pas gélification complète du premier plastisol,
g) trempage de l'outillage dans un bain d'un deuxième plastisol d'une dureté, après polymérisation, supérieure à celle du premier plastisol,
h) égouttement et séchage de l'outillage,
i) étuvage de l'outillage jusqu'à gélification complète du deuxième plastisol.
[0015] Les conditions particulières de l'étuvage de l'outillage après l'application de la première couche de plastisol, à savoir le fait d'éviter une gélification complète de cette couche, sont destinées à assurer une liaison optimale entre la première couche, ou couche intérieure, de plastisol et la deuxième couche, ou couche extérieure, de plastisol. Cette liaison intime ou fusion est importante, car elle permet aux plastifiants contenus dans la couche intérieure de plastisol, de migrer, lors du séchage d'une pièce d'outillage après traitement galvanique et lors de l'utilisation de l'outillage, vers la couche extérieure de plastisol.
[0016] Le ravitaillement de la couche extérieure en plastifiants provenant de la couche intérieure de plastisol permet d'éviter une porosité et une perte de l'élasticité du revêtement, dues à la perte de plastifiants intervenant lors de l'utilisation de revêtements en plastisol connus.
[0017] Le procédé de l'invention n'est pas limité à une application de deux couches de plastisol. Au contraire, il est également possible d'appliquer plus d'une couche intérieure de plastisol. L'essentiel est que les couches intérieures, qu'elles soient réalisées en un ou plusieurs plastisols différents, ont chacune une dureté, après polymérisation, inférieure à celle de la couche extérieure de plastisol.
[0018] Indépendamment du nombre total de couches de plastisol appliquées, le procédé de l'invention permet d'assurer, par la souplesse ou flexibilité des couches intérieures, une très bonne protection de l'outillage - et notamment des ressorts ou amenées de courants - contre les contraintes mécaniques d'une utilisation en galvanoplastie, et, en même temps, par la dureté de la couche extérieure, une très bonne résistance de l'outillage contre l'agressivité chimique accrue des bains de galvanisation actuellement utilisés. L'amélioration de la résistance chimique est plus particulièrement importante pour les ressorts de l'outillage, car la porosité de leurs revêtements constatée dans l'art antérieur favorisait une déposition de métal sur les revêtements.
[0019] Les plastisols choisis pour une réalisation particulière d'un revêtement selon l'invention peuvent contenir différentes sortes de résine vinylique. Mais alternativement, les plastisols des différentes couches peuvent être préparés à partir de la même résine vinylique. De préférence, on utilisera du poly(chlorure de vinyle) (PVC).
[0020] L'invention concerne également un procédé de protection d'un outillage de galvanoplastie, ayant les caractéristiques ci-après, considérées isolément ou selon toutes leurs combinaisons techniquement possibles:
- les étapes de trempage de l'outillage dans un bain d'un premier plastisol, d'égouttement et de séchage de l'outillage, et de l'etuvage de l'outillage d'une durée telle qu'il n'y ait pas gélification complète du plastisol, sont répétées au moins une fois avec au moins un troisième plastisol, avant de procéder aux étapes de trempage de l'outillage dans le bain du deuxième plastisol, d'égouttement et de séchage de l'outillage, et d'étuvage de l'outillage jusqu'à gélification complète du deuxième plastisol;
- l'étuvage de l'outillage qui est effectué après l'application d'une sous-couche d'adhérence, est effectué à une température comprise entre 170°C et 190°C;
- l'étuvage de l'outillage qui est effectué après égouttement et séchage de l'outillage ayant été revêtu d'une couche de plastisol autre que la deuxième couche (couche extérieure), est effectué à une température comprise entre 150°C et 170°C pendant 15 à 20 minutes;
- l'étuvage de l'outillage après application d'une couche du deuxième plastisol, c'est-à-dire après application de la couche extérieure du revêtement, est effectué à une température comprise entre 180°C et 200°C pendant 30 à 35 minutes;
- l'étuvage de l'outillage après application de la couche extérieure est souvent effectué en deux phases, la première étant constituée par la montée en température de l'étuve jusqu'à une température comprise entre 160°C et 200°C, ce qui dure 15 à 20 minutes, et la deuxième étant une température comprise entre 180°C et 200°C appliquée pendant 30 à 35 minutes.
- les différentes étapes du procédé de l'invention, et notamment l'application d'une première couche d'un premier plastisol, l'égouttement et séchage de l'outillage, et l'étuvage de l'outillage sans gélification complète de la couche de plastisol, une répétition éventuelle au moins une fois de ces étapes avec au moins un troisième plastisol, ainsi que les étapes d'application d'une couche d'un deuxième plastisol constituant la couche extérieure du revêtement de l'outillage, l'égouttement et le séchage de l'outillage, et l'étuvage de l'outillagejus- qu'à gélification complète du deuxième plastisol constituant la couche extérieure du revêtement, sont effectuées les unes après les autres sans pause notable entre les différentes étapes.
[0021] Il est toutefois concevable, sans sortir du cadre de l'invention, d'effectuer les différentes étapes du procédé de l'invention à des intervalles de temps notables. Ceci peut se produire, par exemple, lorsque le procédé doit être mis en oeuvre au moyen d'une installation ne comprenant qu'un seul bac pour les plastisols. Dans une telle situation, il est inévitable d'introduire des pauses après application et cuisson d'une couche à l'ensemble des outillages prévus si la réalisation de la couche suivante nécessite un changement de bain.
[0022] Cependant, il est à noter que la gél ificat ion entamée ne s'arrête pas au moment où l'outillage est sorti i de l'étuve. Ceci entraîne le risque d'une adhésion ou fusion de qualité moindre de cette couche avec la couche suivante et, par cela, une réduction de la capacité de migration de plastifiants de la ou des couches inférieure(s) vers la couche extérieure de plastisol.
[0023] L'invention concerne également un outillage de galvanoplastie protégé par une première couche d'un premier plastisol et qui est revêtu d'au moins une deuxième couche d'un deuxième plastisol, le deuxième plastisol étant d'une dureté, après polymérisation, supérieure à celle du premier plastisol.
[0024] L'outillage de galvanoplastie selon l'invention peut également avoir les caractéristiques ci-après, considérées isolément ou selon toutes leurs combinaisons techniquement possibles:
- le premier plastisol a une dureté, après polymérisation, de 55 à 70 Shore A;
- le deuxième plastisol a une dureté, après polymérisation, de 70 à 90 Shore A;
- le premier plastisol et le troisième plastisol sont identique.
[0025] L'invention concerne, par ailleurs, un dispositif de mise en oeuvre du procédé de l'invention. Ce dispositif comprend une première station de travail destinée au nettoyage et au dégraissage de l'outillage, une deuxième station de travail destinée à l'application d'une sous-couche d'adhérence sur l'outillage, une troisième station de travail comportant une première cuve destinée à contenir un premier plastisol, au moins une quatrième station de travail comportant au moins une deuxième cuve destinée à contenir un deuxième plastisol, et au moins une autre station de travail comportant une étuve.
[0026] Il est bien entendu que le nombre de stations de travail comportant une cuve aussi bien que le nombre de stations de travail comportant une étuve est variable en fonction de chaque réalisation particulière. Ainsi, une installation optimale comprendra, par exemple, un nombre de stations de travail comportant une étuve égal à la totalité de stations de travail destinées à la préparation de l'outillage et à l'application de la sous-couche d'adhérence et des couches de plastisol.
[0027] Dans ce qui suit, l'invention sera décrite à l'aide de deux exemples de réalisation du procédé selon l'invention, d'un exemple de réalisation d'un outillage selon l'invention et d'un exemple de réalisation d'un dispositif de mise en oeuvre du procédé selon l'invention. La description est faite en référence aux dessins, dans lesquels:
La Figure 1 montre, en une coupe très schématisée, un outillage de galvanoplastie, et
la Figure 2 montre une représentation très schématisée d'une disposition de stations de travail d'un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention.
EXEMPLE 1:
Revêtement en double couche de plastisol
[0028] Le procédé comporte les étapes suivantes:
a) Préparation de l'outillage: sablage, dégraissage à l'aide de vapeurs de trichlore, rinçage avec de l'eau et séchage;
b) application au pistolet d'une sous-couche d'adhérence sur l'outillage suivie d'un séchage du revêtement pendant 15 minutes à température ambiante;
c) préchauffage de l'outillage dans une étuve à une température comprise entre 180 à 200°C pendant 30 minutes;
d) trempage de l'outillage chaud dans le bain d'un premier plastisol; ce premier plastisol comprend, outre le poly(chlorure de vinyle) (PVC), un système plastifiant constitué de phtalate d'octyle et d'adipate d'octyle et représentant 60% en poids par rapport au PVC, un mélange thixotropiant constitué par des esters de l'hexy- lène glycol, de l'alcool benzylique, de l'essence de térébenthine et du pétrole, ainsi que des sels organiques d'étain;
e) l'outillage est égoutté très lentement en le sortant dudit bain à une vitesse comprise entre 1 et 5 cm/minute; l'égouttement lent est important pour obtenir un revêtement fin et homogène sans coulure;
f) l'outillage séché est chauffé dans une étuve à 160°C pendant 15 minutes;
g) l'outillage est ensuite trempé dans un bain d'un deuxième plastisol; ce deuxième plastisol comprend, outre le poly(chlorure de vinyle) (PVC), un système plastifiant constitué de phtalate d'octyle et d'adipate d'octyle et représentant 45% en poids par rapport au PVC; un mélange thixotropiant constitué par des esters, de l'hexy- lène glycol, de l'alcool benzylique, de l'essence de térébenthine et de pétrole; et des sels organiques d'étain;
h) l'outillage est égoutté très lentement en le sortant dudit bain à une vitesse comprise entre 1 et 5 cm/minute;
i) étuvage de l'outillage à une température de 160°C pendant 15 minutes et ensuite à une température de 180°C pendant 30 minutes.
EXEMPLE Il
Revêtement en triple couche de plastisol
[0029] Le procédé comporte les étapes suivantes:
a) Préparation de l'outillage: sablage, dégraissage à l'aide d'un bain à base de lessive de soude, rinçage avec de l'eau et séchage;
b) application d'une sous-couche d'adhérence sur l'outillage par trempage dans un bain d'un primaire correspondant, suivie d'un séchage du revêtement pendant 15 minutes à température ambiante;
c) préchauffage de l'outillage dans une étuve à une température comprise entre 180 à 200°C pendant 30 minutes;
d) l'outillage chaud est plongé dans le bain d'un premier plastisol; ce premier plastisol comprend, outre le poly(chlorure de vinyle) (PVC), un système plastifiant constitué de phtalate d'octyle et d'adipate d'octyle et représentant 60% en poids par rapport au PVC, un mélange thixotropiant constitué par des esters de l'hexylène glycol, de l'alcool benzylique, de l'essence de térébenthine et du pétrole, ainsi que des sels organiques d'étain;
e) l'outillage est égoutté très lentement en le sortant dudit bain à une vitesse comprise entre 1 et 5 cm/minute;
f) l'outillage séché est chauffé dans une étuve à 160°C pendant 15 minutes.
g) les étapes d), e) et f) sont répétées une fois pour obtenir une couche supplémentaire du premier plastisol;
h) l'outillage est ensuite trempé dans un bain d'un deuxième plastisol; ce deuxième plastisol comprend, outre le poly(chlorure de vinyle) (PVC), un système plastifiant constitué de phtalate d'octyle et d'adipate d'octyle et représentant 45% en poids par rapport au PVC; un mélange thixotropiant constitué par des esters, de l'hexy- lène glycol, de l'alcool benzylique, de l'essence de térébenthine et de pétrole; et des sels organiques d'étain;
i) l'outillage est égoutté très lentement en le sortant dudit bain à une vitesse comprise entre 1 et 5 cm/minute;
j) étuvage de l'outillage à une température de 160°C pendant 15 minutes et ensuite à une température de 180°C pendant 30 minutes.
[0030] La Figure 1 montre, en une coupe très schématisée, un outillage obtenu au moyen du procédé selon l'exemple I. L'outillage 1 est un panier dans lequel sont mis des objets qui doivent être revêtus d'un métal. L'outillage peut également être un montage d'électrolyse auquel sont accrochées, lors de leur galvanisation, des pièces diverses, ou tout autre support approprié.
[0031] Le panier 1 est couvert sur sa surface entière, c'est-à-dire aussi bien sur la surface interne que sur la surface externe, d'une sous-couche d'adhérence 2 qui, elle-même, est couverte d'une première couche 3 d'un premier plastisol. Sur la couche 3 du premier plastisol est déposée une deuxième couche 4 d'un deuxième plastisol.
[0032] La première couche de plastisol et la deuxième couche de plastisol diffèrent l'une de l'autre, d'une part, par leur dureté après polymérisation et, avantageusement d'autre part, par leur couleur. La couleur particulière de chaque plastisol est obtenue par un additif qui ne cause pas de réaction chimique avec les autres composantes du mélange.
[0033] La Figure 2 montre, en une représentation également très schématisée, une installation constituant un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention selon l'exemple II. Pour les besoins d'une représentation simplifiée, l'aspect d'une disposition optimale des différents éléments du dispositif a été volontairement omise.
[0034] Le dispositif de mise en oeuvre du procédé de l'invention comprend une première station de travail 5 destinée à la préparation de l'outillage 1 selon les règles du métier connues en soi. La station de travail 5 comprend des moyens 6 nécessaires pour pouvoir effectuer un sablage de l'outillage 1, et un bac de rinçage 7 dans lequel l'outillage 1 est plongé après sablage.
[0035] Il est bien entendu que la première station de travail 5 peut comprendre soit à la place, soit en plus des moyens de sablage 6, une cuve (non représentée) destinée à un dégraissage chimique au moyen des vapeurs de trichlore ou d'un solvant.
[0036] Le dispositif de mise en oeuvre du procédé selon l'invention comprend également une deuxième station de travail 8 destinée à l'application de la sous-couche d'adhérence. La deuxième station de travail 8 est représentée schématiquement par une cuve contenant un primaire approprié. L'application du primaire à l'outillage 1 peut, cependant, se faire également au pinceau, ou au pistolet.
[0037] Le dispositif de mise en oeuvre du procédé selon l'invention comprend également une troisième station de travail 9, une quatrième station de travail 10 et une cinquième station de travail 11. Les troisième, quatrième et cinquième stations de travail sont destinées à l'application de la première couche 3 de plastisol, de la deuxième couche 4 de plastisol et de la troisième couche de plastisol (non représentée dans la figure 1). Chacune des stations de travail 9, 10 et 11 est représentée par une cuve contenant le plastisol correspondant.
[0038] En variante de la configuration énoncée ci-avant, la cuve de la troisième station de travail 9 peut être remplacée par des moyens de pistoletage électrostatique pour pouvoir appliquer la première couche de plastisol au pistolet.
[0039] Le dispositif de mise en oeuvre du procédé selon l'invention comprend par ailleurs une sixième station de travail constituée par une étuve 12 dans laquelle l'outillage 1 est chauffé selon les différentes étapes du procédé.
a) nettoyage et dégraissage de l'outillage,
b) application d'une sous-couche d'adhérence sur l'outillage,
c) étuvage de l'outillage,
d) trempage de l'outillage dans un bain d'un premier plastisol,
e) égouttement et séchage de l'outillage,
f) étuvage de l'outillage d'une durée telle qu'il n'y ait pas gélification complète du premier plastisol,
g) trempage de l'outillage dans un bain d'un deuxième plastisol d'une dureté, après polymérisation, supérieure à celle du premier plastisol,
h) égouttement et séchage de l'outillage,
i) étuvage de l'outillage jusqu'à gélification complète du deuxième plastisol.
une première station de travail (5) destinée au nettoyage et dégraissage de l'outillage (1), une deuxième station de travail (8) destinée à l'application d'une sous-couche d'adhérence sur l'outillage,
une troisième station de travail (9) comportant une première cuve destinée à contenir un premier plastisol,
au moins une quatrième station de travail (11) comportant au moins une deuxième cuve destinée à contenir un deuxième plastisol, et au moins une autre station de travail (12) comportant une étuve.