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Procédé et dispositif de revêtement en continu d'au moins une face d'une bande
métallique par un film fluide monocouche ou multicouches en polymère réticula-
ble.
s La présente invention concerne un procédé de revêtement en
continu d'au moins une face d'une bande métallique par un film fluide monocou-
che ou multicouches en polymère réticulable élaboré à partir de précurseurs
soli-
des à la température ambiante efi exempts de solvant ou de diluant non
réactif.
On connaît des polymères qui sont réticulables par voie thermi-
s o que, comme par exemple les polymères thermodurcissables, ou par voie physi-
que, comme par exemple les polymères photopolymérisables.
I! existe une grande variété de revêtements organiques thermo-
durcissables qui sont appliqués en continu sur des substrats métalliques.
Dans la plupart des cas, il s'agit de formulations complexes qui
15 associent dans un mïlieu solvant ou aqueux, un système de liants organiques
fonctionnels prépolymères, un système réticulant et des additifs tels que lés
pig-
ments ou charges, adjuvants divers de formulation.
On connaît également divers procédés d'application d'un revête-
ment organique thermoplastique ou thermodurcissable sûr une bande métallique
2 o nue ou revêtue.
L'application des revêtements organiques comme par exemple
des peintures ou des vernis liquides s'effectue le plus souvent par enduction
au
rouleau de ces revëtements liquides à l'état de solution ou de dispersion en
mi-
lieu solvant ou aqueux.
25 Pour cela, on réalise le dépôt du revêtement liquide sur une
bande métallique en effectuant un prédosage de la solution ou de la dispersion
grâce à un système à deux ou trois rouleaux et en transférant une partie ou la
totalité de ce revêtement liquide ainsi prédosé--sur un rouleau applicateur en
contact avec la surface de la bande métallique à revêtir.
3 o Le transfert est réalisé soit par friction du rouleau applicateur et
de la bande métallique, le défilement des deux surfaces en contact
s'effectuant
en sens contraire, ou soit par contact dans le même sens.
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Par ailleurs, il est courant d'appliquer un film formé de plusieurs
couches successives de peinture ou de vernis qui présentent de fortes
affinités
entre elles au niveau de leur adhésion, mais des fonctionnalités différentes
pour
la décoration ou la protection anticorrosion de cette bande métallique.
s La première couche est généralement dénommée couche
primaire et la seconde couche ou couche d'aspect est appelée couche de
finition.
La couche primaire a généralement pour rôle spécifique d'obtenir
une excellente adhésion avec la bande métallique et l'inhibition de la
corrosion de
cette bande qui peut étre obtenue par incorporation d'un pigment organique ou
1o inorganique ou par l'addition de particules d'un métal plus oxydable que le
subs-
trat.
Un pigment opacifiant peut également être incorporé dans cette
couche primaire.
En ce qui concerne la couche de finition, elle permet l'addition de
15 pigments ou de colorants pour obtenir une teinte uniforme ainsi que
l'utilisation
de liants à très bonne tenue photochimie ou l'incorporation d'absorbeurs
ultravio-
lets ou d'inhibiteurs de radicaux libres. Cette ~ couche de finition permet
égale-
ment ta réalisation d'une surface structurée homogène pour obtenir l'effet
"peau
d'orange". Enfin, elle permet également l'addition par exemple de lubrifiants,
2 o d'additifs antimarquages ou le traitement antirayures.
Le film de revêtement peut également comporter une ou plu-
sieurs couches intermédiaires qui, d'une façon générale, apportent de
l'épaisseur
à ce film avec des formulations économiques et ladite couche intermédiaire
peut
aussi étre utilisêe comme barriëre à (a (umiëre pour protéger ia couche
primaire
2 s de la photodégradation sous une couche de finition partiellement
transparente
aux ultraviolets.
Pour l'application de ce genre de revétement organique mono-
couche ou multicouches, il est courant d'utiliser des formulations de peinture
ou
de vernis de basse viscosité à base de solutions ou de dispersions, de liants
et
3 o de dispersion de charge minérale dans des solvants, dans de l'eau ou dans
des
systèmes mixtes.
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Ces dispersions ou solutions présentent alors un niveau de vis-
cosité peu élevé dans les conditions de cisaillement intense du système
d'appli-
cation de peinture ou du vernis, par exemple de 0,5 Pa.s et sont facilement
appli-
Gables au rouleau qui est une technique couramment utilisée.
s Mais, dans le cas d'un revêtement multicouches, l'application au
rouleau ne permet pas de réaliser la superposition de plusieurs couches dites
"humides" c'est à dire avant polymérisation, ni leur cuisson simultanée, ce
qui
rend plus complexe le procëdé de revétement en continu des bandes métalli-
ques pour deux raisons essentielles.
1o En effet, le procédé d'application au rouleau nécessite une étape
de réglage de l'épaisseur qui s'effectue le plus souvent par écrasement du
fluide
entre un rouleau doseur et un rouleau applicateur ce qui ne permet donc pas
d'appliquer une couche "humide" sur une autre couche dite "humide".
De plus, il est difficile de sécher des couches de fortes épais-
15 seurs sans faire apparaitre des défauts de bullage qui se manifestent en
particu-
lier du fait que des départs de volatiles continuent à se produire au niveau
de la
couche primaire alors que la couche de finition est déjà fermée.
L'évolution des techniques d'application d'un film sur une bande
métallique en défilement permet d'utiliser des polymères réticulables qui ne
com-
2 o portent pas de solvant ou de diluant non réactif et il existe une grande
variété de
revêtements organiques thermodurcissables qui sont appliqués en continu sur
des substrats métalliques.
Parmi les techniques utilisées pour revêtir une bande métallique
d'un film en polymère réticulable élaboré à partir de précurseurs solides à la
tem-
2s pérature ambiante et exempts de solvant ou de diluant non réactif, on
connait par
exemple la technique de poudrage en bande, l'application par un bloc de
peinture
solide.
Mais, la mise en oeuvre de ces différentes techniques pose un
double problème, celui de la réalisation d'une dispersion homogène des
charges,
3 o des pigments dans le système liant et celui de l'application du produit
ainsi obte-
nu.
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Dans le cas d'un système à partir de poudre, il est difficile de ré-
aliser des dépôts de fine épaisseur et la superposition de plusieurs couches
réti-
culées en une seule opération de fusïon et de cuisson.
En ce qui concerne l'application de peinture sous la forme de
bloc solide, il s'agit d'une technique qui n'est pas adaptée à l'application
de plu-
sieurs couches superposées du fait de l'utilisation d'un rouleau de lissage
qui fait
office de système homogénéiseur.
On connaît également une autre technique d'application d'un re-
vêtement liquide sur une bande métallique qui utilise un réservoir chauffant
cou-
1o ramment appelé fondoir, muni à sa partie inférieure d'un orifice
d'écoulement du
polymère liquide contenu dans le réservoir.
Au-dessous de ce réservoir, sont disposés deux cylindres paral-
lèles en contact l'un avec l'autre et la bande métallique à revétir se déplace
au-
dessous de ces cylindres.
Le polymère liquide est déversé au niveau de l'entrefer des cylin-
dres, puis s'écoule entre lesdits cylindres et est déposé sur la bande
métallique.
La technique de l'extrusion est couramment utilisée dans le do-
mains de transformation des matières thermoplastiques à l'état fondu afin de
ré-
aliser des dépôts monocouche ou multicouches.
2 o Cette technique est notamment utilisée pour fabriquer des films
multicouches par couchage sur des. rouleaux métalliques ou pour enduire des
substrats, comme le papier ou le carton ou encore des films plastiques.
Des associations métal/poiymère peuvent être réalisées en for-
tuant un film ou une nappe de poiymëre fondu qui est d'abord étirée dans
l'air,
2~ puis plaque entre un cylindre refroidi et la bande métallique en
défilement.
La technique de coextrusion des revêtements organiques ther-
moplastiques multicouches est notamment décrite dans le brevet EP-A-067 060
pour l'application de polyoléfines dont l'adhésion sur le substrat métallique
épais
est réalisée par coextrusion d'un adhésif approprié.
3 o Un autre mode d'application possible d'un film de revétement
thermoplastique fondu sur une bande métallique préchauffée et en défilement
consiste à former une nappe dans une buse ou une filière positionnée à
proximité
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de la bande métallique et à l'appliquer directement sur la 'bande sans trajet
aérien
aufio-supporté, la matière fondue assurant un contact entre les lèvres de la
buse
ou de la filière et la surface de la bande métallique.
Toutefois, l'application par cette technique d'un film fluide en po-
5 lymère réticulable élaboré à partir de précurseurs solides à la température
am-
biante_et_exempts de solvant ou de diluant non réactif ne peut pas ëtre
réalisée
de manière satisfaisante par un dépôt direct sur ia bande dans le cas où le
sup-
port métallique est relativement épais.
En effet, l'irrégularité d'une surface métallique due à des dé-
s o fauts de planëité et ses variations d'épaisseur deviennent trop
importantes de
sorte que la nappe formée, calibrée par la distance entre la surface de la
buse et
celle de la bande métallique, présente des variations d'épaisseur importantes
par
rapport à son épaisseur moyenne, en particulier si l'on cherche à réâliser des
dépôts d'épaisseur inférieure à 50p,m.
25 D'une manière générale, les différentes techniques d'application
connues ne permettent pas de compenser les variations d'épaisseur du substrat
métallique, qui induisent de ce fait des fluctuations inacceptables
d'épaisseur du
revétement notamment dans le cas où le substrat est formé par une bande métal-
lique qui présente une rugosité et/ou des ondulations de surface importantes
2 o d'amplitude égale ou supérieure à l'épaisseur du revëtement à réaliser sur
ladite
bande métallique.
Par ailleurs, ces différentes techniques d'application ne permet-
tent pas de s'accommoder des variations de largeur du substrat, ni des
variations
de positionnement transversal de ce substrat, de sorte que le revêtement ne
peut
25 pas être déposé de manière uniforme sur toute la largeur du substrat.
Enfin, lors de l'application du revëtement, des micro-bulles d'air
peuvent d'intercaler entre le revêtement et le substrat ce qui nuît à
l'application
-h-omog~ène et à l'a-spect de surface de ce revêtement.
Ainsi, l'application en continu d'un revêtement monocouche ou
3 o multicouches en polymère réticulable de faible épaisseur et uniforme sur
une
bande métallique en défilement pose des problèmes du fait que cette bande mé-
tallique présente des défauts de planéité et d'épaisseur ainsi qu'une rugosité
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et/ou des ondulations importantes, mëme lorsque cette bande est plaquée sous
tension élevée sur un cylindre uniforme.
L'invention a donc pour but d'éviter ces inconvénients en
proposant un procédé et un dispositif de revêtement continu d'au moins une
face
d'une bande métallique par un film fluide monocouche ou multicouches et de fai-
ble épaisseur en polymère réticulable élaboré à partir de précurseurs solides
à la
température ambiante et exempts de solvant ou de diluant non réactif et dont
la
température de ramollissement est supérieure à 50°C, permettant
d'obtenir en
une seule étape un revëtement uniforme à surface structurée homogène de
Zo quelques microns à quelques dizaines de microns appliqué d'une manière homo-
gène sur cette bande, tout en évitant que des micro-bulles d'air s'intercalent
entre
le film et la bande métallique et en s'affranchissant des défauts de planéité
et de
rugosité de cette bande.
L'invention a pour objet un procédé de revëtement en continu
d'au moins une face d'une bande métallique par un film fluide en polymère
réticu-
lable élaboré à partir de précurseurs solides à la température ambiante et
exempts de solvant ou de diluant non réactif et dont la température de
ramollis-
sement est supérieure à 50°C, ledit film ayant une épaisseur inférieure
à celle de
la bande métallique, caractérisé en ce que
2 0 - on fait défiler en continu la bande métallique,
- on préchauffe la bande métallique à une température égale ou
supérieure à ia température de ramollissement de ce polymëre réticulable,
- on forme, sur un cylindre applicateur de sùrface déformable et
par écoulement forcé à une température supérieure à la température de ramollis
serrent du polymère réticulable, une nappe dudit polymère réticulable à l'état
fondu possédant une viscosité supérieure à 10 Pa.s dans les conditïons de for-
mation de cette nappe,
- on entraine--en rotation le cylindre applicateur dans le même
sens que le sens de défilement de la bande métallique,
3 0 - on chauffe le cylindre applicateur à une température supérieure
à la température de formation de la nappe,
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- on conditionne thermiquement, au cours du transfert de la
nappe sur le cylindre applicateur, le polymère réticulable selon des modalités
adaptées pour abaisser la viscosité de ce polymère réticulable à une valeur
infé-
rieure à ladite viscosité mesurée dans les conditions dudit écoulement forcé,
- on comprime la nappe entre les surfaces du cylindre applicateur
et de la bande métallique, et
- on divise la nappe en la partageant de façon contrôlée lors de la
séparation des surfaces du cylindre applicateur et de la bande, pour revêtir,
la
face correspondante de ladite bande et obtenir un revêtement de surface
structu-
Z o rée homogéne.
L'invention a également pour objet un dispositif de revêfiement
en continu d'au moins une face d'une bande métallique par un film fluide en po-
lymère réticulable élaboré à partir de précurseurs solides à la température am-
biante et exempts de solvant ou de diluant non réactif et dont la température
de
s5 ramollissement est supérieure à 50°C, ledit film ayant une épaisseur
inférieure à
celle de la bande métallique, caractérisé en ce qu'il comprend
- des moyens d'entraînement en continu de la bande métallique,
- des moyens de préchauffage de la bande métallique à une
température égale ou supérieure à la température de ramollissement de ce poly-
2 o mère réticulable,
- des moyens de formation, sur un cylindre applicateur de surface
déformable et par écoulement forcé à une température supérieure à la tempéra-
ture de ramollissement du polymère réticulable, d'une nappe dudit polymère
réti-
culable à l'état fondu possédant une viscosité supérieure à 10 Pa.s dans les
2 5 conditions de formation de cette nappe,
- des moyens d'entraînement en rotation du cylindre applicateur
dans le même sens que le sens de défilement de la bande métallique,
- des moyens de chauffage du cylindre applicateur à une tempé-
rature supérieure à la température de formation de la nappe,
3 0 - des moyens de conditionnement thermique, au cours du trans-
fert de la nappe sur le cylindre applicateur, du polymère réticulable selon
des
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modalités adaptées pour abaisser la viscosité de ce polymère réticulable à un
niveau inférieur à ladite viscosité dans les conditions dudit écoulement
forcé,
- des moyens de mise en compression de la bande métallique
contre le cylindre applicateur pour effectuer un transfert partiel en
épaisseur de la
nappe de ce cylindre applicateur sur une face de la bande métallique, et
-des moyens de séparation de la nappe en une partie restant sur
le cylindre applicateur et en une partie transférée sur la face correspondante
de
la bande métallique pour revétir ladite face dudit film en polymère
réticuiable et
obtenir un revêtement de surface structurée homogène.
1o Les caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au
cours de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et
faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels
- la Fig. 1 est une vue schématique en coupe d'une installation de
revétement d'une face d'une bande métallique par un film fluide en polymère
réti-
15 culable comportant un dispositif d'application de ce revétement conforme à
fin-
vention,
- la Fig. 2 est une vue schématique en perspective d'application
conforme à l'invention,
- la Fig. 3 est une vue schématique en coupe d'une première va-
2 o riante du dispositif d'application conforme à l'invention,
- la Fig. 4 est une schématique en coupe d'une seconde variante
du dispositif d'application conforme à l'invention.
- la Fig. 5 est une vue en perspective à grande échelle de la sur-
face structurée homogène du revétement obtenu par le procédé conforme à l'in-
2 5 vention.
Sur la Fig. 1, on a représenté schématiquement une installation
de revêtement en continu d'une bande métallique 1 par un film 20 monocouche
ou mulfiicouches en polymère-réticulable élaboré à partir de-précurseurs
solides à
la température ambiante et exempts de solvant ou de diluant non réactif et
3 o d'épaisseur comprise entre 5 et 50 ~,m . Sur cette figure, l'épaisseur de
la bande
1 a été exagérée dans le but de la différencier du film.
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Cette bande métallique 1 a une épaisseur comprise par exemple
entre 0,10 et 4mm et est par exemple en acier ou en aluminium ou encore en
alliage d'aluminium.
Le polymère de chaque couche peut être différent et ce polymère
utilisé pour revêtir la bande métallique 1 est élaboré à partir de précurseurs
soli-
des à la température ambiante exempts de solvant ou de diluant non réactif et
réticulables par voie thermique, comme par exemple un polymère thermodurcis-
sable, ou par voie physique, comme par exemple un polymëre photopolymérisa-
ble. Ce polymëre possède à (état non réticulé une température de ramolfisse-
1o ment supérieure à 50°C.
Ce polymère a de plus des températures de ramollissement, de
début d'écoulement, de début de réticulation et de réticulation rapide qui
sont
différentes.
D'une manière générale, la température de début de réticulation
est la température à partir de laquelle on observe un accroissement de la
viscosi-
té supérieure à 10% en moins de 15minutes.
Dans le cas d'un polymère réticulable sous rayonnement, il
n'existe pas de limite de température pour réduire sa viscosité en l'absence
de
rayonnement. II est donc plus facile de chauffer le polymère au niveau du sys-
2 o tème d'application pour réduire sa viscosité, sans risquer de provoquer un
début
de réticulation.
La bande métallique 1 est entraînée en défilement selon ia flèche
F et l'installation comporte des moyens 2 de préchauffage de ia bande
métallique
1 à une température égale ou supérieure à la température du film fluide 20 en
polymère réticulable à déposer sur ladite bande métallique 1 et à la-
température
de ramollissement de ce polymère réticulable.
Les moyens 2 de préchauffage de la bande métallique 1 sont
constitués par exemple par-au moins-un four à induction.
Ainsi que représenté à la Fig. 1, l'installation comporte, de
3 0 l'amont à l'aval,
- un dispositif désigné dans son ensemble par la référence 10 de
revêtement de la bande métallique 1 par le film 20 en polymère réticulable
élabo-
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zo
ré à partir de précurseurs solides à la température ambiante, exempts de
solvant
ou de diluant non réactif et dont la température de ramollissement est
supérieure
à 50°C,
- des moyens 3 de cuisson ou de réticulation du film en polymère
réticulable, et
- un bloc 6 de traction de la bande métallique 1.
Dans le cas où le polymère est réticulable par voie thermique les
moyens 3 de cuisson comportent par exemple au moins un four à induction et
des moyens 4 de refroidissement et dans le cas où le polymère est réticulable
1o par voie physique, les moyens 3 de cuisson peuvent être constitués par des
lam-
pes ou par des faisceaux d'électrons.
Dans le mode de réalisation représenté sur les Figs. 1 et 2, la
bande métallique est en appui sur au moins un cylindre de support 5 comportant
une âme centrale 5a métallique, comme par exemple en acier, et une enveloppe
Z~ externe 5b en matériau déformable, comme par exemple en élastomère.
D'autres
modes de réalisation du cylindre de support 5 sont envisageables, comme par
exemple l'utilisation d'un cylindre à revêtement métallique.
Le film 20 en polymère réticulable à dëposer sur la bande métal-
tique 1 doit être d'épaisseur uniforme bien que cette bande métallique 1
présente
2 o des hétérogénéités d'épaisseur ou des défauts de planéité ainsi qu'une
rugosité
et des ondulations de surface importantes d'amplitude égale ou supérieure à
l'épaisseur du film 20 déposée sur fa bande métallique 1.
Le film 20 est soit un film monocouche ou soit un film multicou-
ches.
2s Dans le cas d'un film multicouches, le film 20 comporte au
moins deux couches, une couche dite primaire et une couche dite de finition.
La couche primaire est par exemple une couche anticorrosion. et
la couche de finition permet d'obtenir une teinte uniforme par-addition de pig-
ments ou de colorants et/ou l'incorporation d'absorbeurs utlra-violets et/
d'inhibi-
3 o teurs de radicaux libres.
En plus de ces deux couches, le film 20 peut également compor-
ter une ou plusieurs couches intermédiaires utilisées par exemple comme bar-
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Z1
rière à la lumière pour protéger la couche primaire de la photodégradation
sous
une finition partiellement transparente aux ultraviolets et, d'une façon
génërale,
cette ou ces couches intermédiaires peuvent apporter de l'épaisseur au film
20.
Le dispositif de revêtement d'une face de la bande métallique 1
comporte
-des moyens 11 de formation, sur un cylindre applicateur 12 de
surface déformable efi par écoulement forcé à une température supérieure à la
température de ramollissement du polymère réticulable, d'une nappe 13 homo-
gène et d'épaisseur uniforme, en polymère réticulable et à l'état fondu
possédant
2 o une viscosité supérieure à 10 Pa.s dans les conditions de formation de
cette
nappe,
- des moyens d'entraînement en rotation du cylindre applicateur
12 dans un sens f1 identique à celui de défilement de la bande métallique 1,
- des moyens 25 de conditionnement thermique, au cours du
15 transfert de la nappe 13 sur le cylindre applicateur 12, du polymère
réticulable
selon des modalités adaptées pour abaisser la viscosité de ce polymère
réticula-
ble à une valeur inférieure à ladite viscosité mesurée dans les conditions
dudit
écoulement forcé,
- et des moyens de mise en compression de la bande métallique
2 0 1 contre le cylindre applicateur 12 pour effectuer un transfert partie! en
épaisseur
de la nappe 13 de ce cylindre applicateur 12 sur une face de la bande
métallique
1.
Selon ia nature du film 20 à obtenir sur la bande métallique 1, la
nappe 13 comporte une couche de polymère réticulable, ou plusieurs couches
25 superposées de polymère réticulable à l'état fondu et de différentes
natures.
Le cylindre applicateur 12 comporte une âme centrale 12a métal-
tique, comme par exemple en acier, et une enveloppe externe 12b en matériau
déform-able, comme par exemple en élastomère.
Les moyens de formation par écoulement forcé de la nappe 13
3 o comprennent au moins une buse d'extrusion 17 reliée à des moyens
d'alimenta-
tion en polymère réticulable fondu non représentés.
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Une particularité des buses d'extrusion est de permettre une
grande variété de modes de réglage pour appliquer la nappe 13 sur le cylindre
applicateur 12 en ajustant la position ou la pression de la buse 11 par
rapport
audit cylindre 12 ou en modifiant l'inclinaison de la face avant de ladite
buse 17
par rapport à la normale au point de contact avec le cylindre 12 ou en choisis-
sant la géométrie des lèvres de ladite buse d'extrusion 11.
Le cylindre applicateur 12 est chauffé à une température supé-
rieure à ta température de formation de la nappe 13 et entrainé en rotation
par
des moyens appropriés non représentésf dans le même sens que le sens de
Zo défilement de la bande métallique 1.
Dans le cas d'un film multicouches, la formation préalable de la
nappe 13 multicouches à l'état fondu sur le cylindre applicateur 12 est
réalisée -
selon différentes modalités.
La première consiste à procéder à des applications successives
15 des différentes couches composant la nappe 13 en plusieurs étapes avec des
buses d'extrusion séparées.
De plus, il faut éviter de créer des turbulences lors de l'applica-
tion de la seconde couche efi éventuellement des suivantes sur la première cou-
che.
2 o Une deuxième possibilité consiste à appliquer successivement
les deux couches de la nappe 13 avec une buse d'extrusion 11 unique à deux
tentes d'alimentation distinctes.
Une troisième possibilité consiste à appliquer simultanément les
deux couches, déjà superposées dans la buse d'extrusion 11.
2 s A la sortie de la buse d'extrusion 11, la nappe 13 en polymère
réticulable à l'état fondu est déposée sur le cylindre applicateur 12 de telle
ma-
nière que la couche de finition se trouve directement en contact avec la
surface
externe du cylindre applicateur 12 et que la-couche primaire se trouve au-
dessus
de ladite couche de finition.
3 o Au cours de son transfert sur le cylindre applicateur 12, le poly-
mère de la nappe 13 est conditionné thermiquement afin d'abaisser la viscosité
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de ce polymère pour faciliter son transfert et son application sur la bande
métalli-
que 1.
Les modalités du conditionnement thermique sont adaptées
pour abaisser la viscosité du polymère réticulable d'au moins un facteur 2, la
s température dudit polymère réticulable pouvant éventuellement dépasser la
tem-
pérature de début de réticulation de ce polymère.
Ainsi, malgré l'augmentation de la température du polymère réti-
culable à un niveau habituellement considéré comme susceptible de provoquer
un début de réticulation et donc une augmentation de la viscositë, cette
viscosité
Zo conserve au moins de manière firansitoire un niveau très faible facilitant
le trans-
fert et l'application de la nappe 13 en polymère réticulable sur la bande
métalli-
que 1.
Les moyens de conditionnement thermique du polymère réticula-
ble sont formés par exemple par un système de chauffage interne du cylindre
applicateur 12 et/ou par au moins une source 25 d'applicafiion d'un flux
thermique
complémentaire sur la nappe 13.
Le système de chauffage interne du cylindre applicateur 12 est
constitué par exemple par des résistances électriques noyées dans la masse de
ce cylindre ou par des canaux ménagés dans ledit cylindre pour la circulation
2 o d'un fluide caloporteur, comme par exemple de l'huile.
La température interne du cylindre applicateur 12 doit étre réglée,
par exemple au moyen d'un thermocouple non reprësenté, afin de ne pas dépas-
ser une valeur limite pour éviter d'endommager l'enveloppe externe 12b en maté-
rïau déformable par une température trop élevée et de détériorer la couche de
25 liaison entre le matériau dëformable et l'âme métallique dudit cylindre
applicateur
12.
Immédiatement avant son passage contre le cylindre applicateur
12, la bande-métallique 1 est maintenue à une température--égale ou supérieure
à
(a température de ramollissement du polymère réticulable et par exemple cette
3 o bande métallique 1 est préchauffée à une température de l'ordre de
140°C.
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Selon le premier mode de réalisation représenté à la Fig. 1, la
bande métallique 1 est mise en compression contre le cylindre applicateur 12
au
moyen du cylindre de support 5.
Du fait de cette pression, la nappe 13 est comprimée entre les
surfaces du cylindre applicateur 12 et de la bande métallique 1. Au moment de
la
sèpar_ation une_par_tie de cette nappe 13 reste sur le cylindre applicateur
12, tan-
dis que !'autre partie de cette nappe 13 est transférée sur ia face
correspondante
de la bande métallique 1 pour revêtir ladite face dudit film 20 en polymère
réticu-
table et obtenir un revêtement à surface structurée homogène.
Au moment de la séparation de la nappe 13, des filaments se
forment entre la partie restant sur le cylindre applicateur 12 et la partie
transférée
sur la face de la bande métallique 1.
Pour que cette scission se passe dans des conditions contrôlées,
il faut maitriser, d'une part, la distribution relative de la matière entre le
cylindre
applicateur 12 et la bande 1 et, d'autre part, les instabilités qui prennent
nais-
sance durant la séparation des deux parties de la nappe 13.
Le dispositif de revêfiement comporte des moyens 26 de contrôle
de la morphologie des surfaces lors de la séparation de la partie de la nappe
13
restant sur le cylindre applicateur 12 de la partie de la nappe 13 sur la face
2 o correspondante de la bande métallique 1.
Ces moyens 26 sont destinés soit à éliminer les filaments en
formation lors de la séparation de la nappe 13, soit à interrompre la
propagation
de leur étirage dans la zone de séparation de ladite nappe 13.
Ces moyens 26 sont constituës par exemple par une buse d'aspi-
2s ration des filaments formés entre (es deux parties de la nappe 13 ou par
une
buse de soufflage à air chaud pour plaquer les filaments sur le cylindre
applica-
teur ou par un fil transversal pour casser lesdits filaments.
Ces éléments-s'étendent sur toute la largeur de l'entrefer entre- le
cylindre applicateur 12 et la bande métallique 1.
¿
3 o La quantité de matière revenant sur le cylindre applicateur 12,
c'est à dire l'épaisseur de la partie de la nappe 13 restant sur ce cylindre
applica-
teur, est minimisée en jouant sur différents paramètres.
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Un premier paramètre consiste à régler le différentiel des vites-
ses entre le cylindre applicateur 12 et la bande métallique 1 et notamment à
ré-
gler la vitesse tangentielle du cylindre applicateur 12 dans un rapport
compris
entre 0,2 et deux fois la vitesse de défilement de la bande métallique 1.
5 En effet, si la vitesse du cylindre applicateur 12 est inférieure à la
vitesse de la bande 1, l'aspect structuré du film 20 est plus fin et
l'épaisseur de la
partie de la nappe 13 transférée sur la face de la bande métallique 1 est plus
im-
portante tandis que la partie de la nappe 13 restant sur le cylindre
applicateur 12
est minimisée. Par contre, si la vitesse du ~yündre applicateur 12 est
supérieure à
10 la vitesse de la bande métallique 1, l'aspect structuré du film 20 est plus
grossier.
Un autre paramètre consiste à modifier le différentiel des tempé
ratures du cylindre applicateur 12 par rapport à la température de la bande
métal
lique 1.
Si la température du cylindre applicateur 12 est supérieure à la
15 température de la bande métallique 1, la matière se décroche plus
facilement de
ce cylindre applicateur 12 pour aller sur la bande métallique 1 qui est plus
froide.
Un dernier paramètre consiste à diminuer l'énergie de surface du
cylindre applicateur 1 de façon à faciliter le décrochage de la matière dudit
cylin
dre applicateur 12.
2 o A titre d'exemple, la force d'appui du cylindre applicateur 12 sur
la bande métallique 1 au niveau de. l'entrefer est comprise entre 300 et 500
daN/m.
L'autre face de la bande métallique 1 peut être nue ou prérevêtue
par un revêtement adapté à l'utilisation de cette bande métallique 1.
Ensuite, ia bande méfiallique 1 ainsi ~ revêtue passe dans les
moyens 3 de cuisson, puis dans les moyens 4 de refroidissement du film 10 en
polymère réticulable.
Le revêtement ainsi réalisé sur la bande métallique 1 a par
exemple une épaisseur comprise entre 5 et 50~.m avec une uniformité d'épais
3 o seur de quelques microns et cela malgré les défauts notables de planéité
ou
d'hétérogénéité d'épaisseur de la bande métallique 1.
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Ainsi que représenté sur la topographie typique de la Fig. 5, le
revêtement obtenu sur la face de la bande métallique présente une surface
struc-
turée homogène constituée d'une alternance régulière de creux et de bosses.
Cette morphologie est peu influencée par le différentiel de vitesse
ou de température entre le cylindre applicateur 12 et la bande 1.
Par contre, lorsque le rapport entre la vitesse du cylindre applica-
teur (V applicateur) et celle de la bande (V bande) augmente, ia différence
d'alti-
tude entre les creux et les bosses augmente fortement, l'aspect "structuré"
étant
de plus en plus grossier.
V applicateurV bande V applicateur) Diffrence d'altitude
(mlmin) (mlmin) V bande creux~bosses(p,m)
5 12 0,4 15
10 10 1 30
12 8 1,3 50
Par ailleurs, le polymère réticulable restant sur le cylindre appli-
cateur 12 peut ëtre réinjecté au-dessous de la nappe 13 à la sortie de la buse
d'extrusion 11.
Pour faciliter cette réintroduction de l'excès de polymère dans ia
nappe 13, la buse d'extrusion 11 peut être ajustée en réglant l'angle
d'attaque par
rapport à un plan passant par l'axe du cylindre applicateur 12 et la
génératrice
d'application de ladite nappe 13 sur la surface externe dudit cylindre
applicateur
12.
2 o Selon une autre variante, on peut éliminer l'excès de polymère
réticulable par une racle 14, par exemple métallique, en contact avec le
cylindre
applicateur 12.
La nappe 13 et le film 20 en polymère réticulable peuvent avoir
une largeur inférieure à la largeur de la bande métallique 1 pour revêtir
qu'une
partie de cette bande métallique 1 ou une largeur supérieure à la largeur de
cette
bande métallique pour revêtir la totalité de ladïte bande métallique 1.
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Dans le cas où la nappe 13 et le film 20 ont une largeur supé-
rieure à la bande métallique 1, il subsiste de part et d'autre de la zone
utile d'ap-
plication de ladite bande métallique 1, une portion de polymère réticulable
qui
n'est pas appliquée sur cette bande métallique. Cet excès de polymère réticula-
ble est enlevé par la racle 14.
Par ailleurs, la posïtion transversale de la buse d'extrusion 11
peut être centrée en permanence par rapport à la bande métallique 1 en
fonction
des variations de la position transversale de cette bande métallique 1, par
exem
ple en disposant cette buse d'extrusion 11 sur un support mobile transversale
1o ment.
Sur les Figs. 3 et 4, on a représenté deux variantes qui compor
tent des moyens pour revêtir simultanément les deux faces de la bande métalli
que 1 par un film fluide en polymère réticulable élaboré à partir de
précurseurs
solides à la tempërature ambiante exempts de solvant ou de diluant non réactif
et
15 dont la température de ramollissement est supérieure à 50°C.
Dans ces deux modes de réalisation, la première face de la
bande métallique 1 est revêtue d'un film 20 monocouche ou multicouches au
moyen d'un dispositif 10 identique au précédent mode de réalisation et qui com-
porte une buse d'extrusion 11, un cylindre applicateur 12, des moyens 25 de
2 o conditionnement thermique de la nappe 13 en polymère réticulable formée
sur le
cylindre applicateur 12 efi des moyens 26 de séparation de la partie de la
nappe
13 restant sur le cylindre applicateur 12 de la partie de la nappe 13
transférée
sur la face correspondante de la bande métallique 1.
Selon le mode de réalisation représenté à la Fig. 3, les moyens
2~ de mise en compression de ia bande métallique 1 contre le cylindre
applicateur
12 sont formés par un second cylindre applicateur 30 par exemple de surface
déformable et entraîné en rotation en sens inverse au sens de défilement de la
bande métallique 1.
Le second cylindre applicafieur 30 comporte une âme métallique
3 0 30a revêtue d'une enveloppe 30b en matériau déformable, comme par exemple
un élastomère.
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Au second cylindre applicateur 30 sont associés des moyens
31 de formation par écoulement forcé à une tempérafiure supérieure à la tempé-
rature de ramollissement du polymère réticulable, d'une nappe 32 dudit
polymère
réticulable à l'état fondu et possédant une viscosité supérieure à 10 Pa.s
dans les
conditions de formation de cette nappe.
Les moyens de formation de la nappe 32 sont constitués par une
buse d'extrusion 31 reliée à des moyens d'alimentation en polymère
réticuiable,
non représentés.
La nappe 32 est formée soit par une nappe monocouche, soit par
1o une nappe multicouches comportant au moins une couche primaire et une cou-
che de finition et éventuellement une ou plusieurs couches intermédiaires
entre
ladite couche primaire et ladite couche de finition.
Au cours de son transfert sur le second cylindre applicateur 30, la
viscosité de cette nappe 32 est abaissée afin de faciliter son transfert et
son ap-
plication sur la bande métallique 1.
Pour cela, le second cylindre applicateur 30 est associé à des
moyens 33 de conditionneii-ient thermique du polymère réticulable et qui sont
formés par exemple par un systëme de chauffage interne du second cylindre ap-
plicateur 30 et/ou par un système de chauffage externe de ce second cylindre
2 o applicateur 30 par exemple par au moins une source 33 d'application d'un
flux
thermique complémentaire sur la nappe 32.
Dans ce cas, le transfert de la nappe 32 en polymère réticulable
sur l'autre face de la bande métallique 1, est total ce qui permet de revêtir
cette
face d'un film 24 monocouche ou multicouches en polymère réticulable et d'obte-
2~ nir un revêtement d'épaisseur homogène à surface fisse.
Selon le second mode de réalisation représenté à la Fig.. 4, les
moyens de mise en pression de la bande métallique 1 contre le cylindre applica-
teur 12 sont formés par un second cylindre applicateur 40 par exemple de sur-
face déformable et entraîné en rotation dans le méme sens de défilement de la
3 o bande métallique 1.
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Le second cylindre applicateur 40 comporte une âme métalli-
que 40a revêtue d'une enveloppe 40b en matériau déformable, comme par
exemple un élastomère.
Au second cylindre applicateur 40 sont associés des moyens 41
de formation par écoulement forcé à une température supérieure à la tempéra-
ture de ramollissement du polymère réticulable, d'une nappe 42 dudit polymère
réticulable à !'état fondu et possédant une viscosité supérieure à 10Pa.s dans
des conditions de formation de cette nappe.
Les moyens de formation de la nappe 42 sont constitués par une
1o buse d'extrusion 41 reliée à des moyens d'alimentation en polymère
réticulable,
non représentés.
La nappe 42 est formée soit par une nappe monocouche, soit par
une nappe multicouches comportant au moins une couche primaire et une cou-
che de finition et éventuellement une ou plusieurs couches intermédiaires
entre
15 ladite couche primaire et ladite couche de finition.
Au cours de son transfert sur le second cylindre applicateur 40, la
viscosité de la nappe 42 est abaissée afin de faciliter sont transfert et son
appli-
cation sur la face correspondante de la bande métallique 1.
Pour cela, le second cylindre applicateur 40 est associé à des
2 o moyens de conditionnement thermique du polymère réticulable et qui sont
formés
par exemple par un système de chauffage interne du second cylindre applicateur
40 par exemple par un système de chauffage externe de ce second cylindre ap-
plicateur 40 par exemple par au moins une source 43 d'application d'un flux
thermique complémentaire sur la nappe 42.
2~ Dans ce cas, la nappe 42 est transférée partiellement sur la face
correspondante de la bande métallique 1 par le second cylindre applicateur 40
de
façon à revêtir cette face d'un fïlm 44 de polymère réticulable et obtenir un
revê-
terrent de surface structurée homogène, c'est à dire présentant un aspect de
surface "peau d'orange". Ce film 44 peut être un film monocouche ou un film
mul-
3 o ticouches.
Dans ce cas également le dispositif comporte des moyens 46 de
séparafiion de la partie de la nappe 42 restant sur le cylindre applicateur 40
de la
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partie de la nappe 42 transférée sur la face correspondante de la bande
métalli-
que 1.
Ces moyens sont formés par exemple par une buse d'aspiration
des filaments ou par une buse de soufflage à air chaud pour plaquer les
filaments
5 sur le cylindre applicateur 40 ou par un fil transversal pour casser ces
filaments.
La température du cylindre applicateur 40 peut être également
réglé pour augmenter ou diminuer !'épaisseur de la partie de la nappe 42
transfé-
rée sur la face correspondante de la bande métallique 1 et la vitesse
tangentielle
du cylindre applicateur 42 peut également ëtre réglée dans un rapport compris
1o entre 0,2 et deux fois la vitesse de défilement de la bande métallique 1
pour aussi
augmenter ou diminuer l'épaisseur de la partie de la nappe 42 transférée sur
la
face correspondante de ladite bande métallique 1.
L'excès de polymère réticulable restant sur le cylindre applicateur
42 peut être réinjecté au-dessous de la nappe 42 à la sortie de la buse
d'extru-
sion 41.
De plus, les cylindres applicateurs 30 et 40 peuvent également
être équipés comme le cylindre applicateur 12 de moyens d'enlèvement de l'ex-
cès de polymère réticulable déposé sur ces cylindres et constitués par exemple
par une racle 14.
2 0 . Le dispositif de revêtement comprend aussi des moyens, non
représentés, de réglage de la pression de contact entre la bande métallique 1
et
les cylindres applicateurs 12, 30 et 40 et le cylindre de support 5. Ces
moyens
sont constitués par exemple par des vérins hydrauliques ou des systèmes
vis/écrou qui permettent d'ajuster les pressions de contact de manière à
assurer
25 un transfert de ia matière dans les meilleures conditions.
De préférence, dans le cas où le revêtement déposé sur une ou
les deux faces de bande métallique est formé par un revêtement multicouches,
la
couche de finition est plus épaisse que la couche primaire.
A titre d'exemple, la composition du revêtement organique ther-
3 o modurcissable est la suivante
- Résine polyester (hydroxylé) : 55%
- Durcisseur uretdione (isocynate bloqué) : 10%
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- Pigment Ti 02 (pour formulation blanche) : 30%
- Additifs : agent étalement, catalyse, . 5%
réticulation, ajustement teinte...
Les caractéristiques de ce revétement organique thermo-
durcissable sont par exemple:
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Temprature (C) 110 120 130 140 150 160
Viscosit (Pa.s) 200 125 70 40 20 10
au palier Newtonien
i g : ~~VL (avant rencuiation); 40°c (après réticulation)
Masse molaire moyenne : Mn : 4000 g/mol
Par exemple, la nappe en polymère réticuiabie fondu à la sortie
de la buse d'extrusion a une température de 125°C et le conditionnement
thermi-
que porte la température du polymère réticulable sur le cylindre applicateur
12
par exemple à 155°C par les moyens de conditionnement thermique et la
bande
métallique 1 est préchauffée à une température par exemple de 140°C.
Le dispositif de revêtement selon l'invention permet d'obtenir sur
Zo une bande métallique, un revétement en polymère réticulable d'épaisseur
moyenne uniforme et de morphologie contrôlée et cela sur une bande métallique
qui présente une rugosité importante et des défauts de planéité et
d'hëtérogénéi-
té d'épaisseur.
Le dispositif de revêtement selon l'invention offre la possibilité de
pouvoir réaliser en une seule opération l'application et la cuisson des
différents
revêtements organiques ce qui permet de réduire de façon considérable les
coûts
d'investissement aussi bien que les coûts de production.
Ainsi, ce dispositif accroFt considérablement la flexibilité des 1i-
fines de production qui ne se trouvent limitées ni par le nombre de couches,
ni
2 o par leur épaisseur.
Par ailleurs, le fait que ia température de formation de la nappe
soit inférieure à la température de réticulation du polymère est une
caractéristi-
que importante dans le cas des polymères thérmodurcissables sinon l'écoule-
ment forcé au travers de la buse d'extrusion peut provoquer des stagnations im-
portantes du polymère qui peuvent détériorer la-bonne répartition de ce
polymère
sur toute la largeur de cette buse.
Enfin, le dispositif selon l'invention permet de compenser des
fluctuations de largeur ou de position transversale de la bande métallique
fors de
l'application et de s'affranchir des défauts d'uniformité de la bande
métallique et
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de réaliser ainsi un revêtement d'épaisseur uniforme sur un substrat
métallique
non uniforme.
II permet également de revêtir en continu des bandes métalliques
de différentes largeurs ou de revêtir simultanément plusieurs bandes
métalliques
disposées parallèlement les unes à côté des autres et de s'affranchir par des
moyens simples et efficaces des fluctuations de largeur et de positionnement
de
la ou des bandes métalliques.
