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Procède d'amélioration, de la mouillabilité de surfaces métalliques.
L'intention. concerne un procédé d'amélioration de la mouillabilité des surfaces métalliques par l'application de solutions de dispersions ou d'émulsions de substances organi- ques formant des couches,
L'enduction de surfaces métalliques, par exemple de plaques métalliques, de bandes de tôle etc... au moyen de ma- tières organiques présente des difficultés lorsqu'il y reste au cours de la. préparation des résidus gras d'huile, de salis- sures ou d'oxydes.
Ces impuretés rendent difficile l'enduction ultérieure de ces matériaux et cela dans une mesure considérable* :
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Par conséquent,, il a été jusque présent toujours nécessaire de procéder à des traitements de surface supplémentaires.
On a déjà proposé de préparer une surface métallique propre par décapage dans des Sains acides ou alcalins par dé- graissage dans des cuves contenant des solvants organiques ou par traitement mécanique tel que le brossage ou le décapage au jet ;toutefois, toutes ces mesures sont très coûteuses, en particulier lorsqu'il s'agit de procéder au traitement en con- tinu et il faut une place importante sans compter des dépenses considérables d'investissement et d'exploitation.
L'objet de l'invention est un proaédâ particulière- ment simple à mettre en oeuvre en vue de faciliter la mouilla- bilité des surfaces métalliques lors de l'application de solu- tions, de dispersions ou d'émulsions formant des couches de substances organiques qui est caractérisé par le fait que, entre la surface métallique à revêtir et une contre-électrode, on établie une tension tandis qu'entre les électrodes se trouve un solvant ou un agent dispersant qui peut être différent de la substance organique à appliquer et ensuite, on procède à l'enduction de façon connue.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le procédé en question peut être modifié afin d'opérer en une seule phase en introduisant entre les électro- des au lieu du solvant ou de l'agent dispersant une solution ou dispersion ou émulsion de la substance organique à enduire,
Le procédé selon l'invention permet de rendre mouil- lables et d'enduire régulièrement les surfaces métalliques souillées par de la graisse, de l'huile, d'autres salissures ou des oxydes sans nettoyage supplémentaire de façon avanta- geuse par traitement à l'aide de solutions de composés organi- ques.
Dans le cas de surfaces métalliques qui sont recouvertes
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d'une couche d'oxyde particulièrement forte, comme par exemple l'aluminium revêtu d'une couche dite "Bohmit" ou protégé par une couche d'oxyde formée dans une solution au moyen d'un courant ; continu ou alternatif, l'application du présent procédé n'amé- liore pas seulement la mouillabilité mais également 1-'absorption de ces matières dans les pores de la couche d'oxyde.
Tous les solvants ou agents dispersants qui, en com- binaison avec les substances dissoutes considérées présentent un minimum de conductivité, 'conviennent en vue de leur utili- sation dans le présent procédé. Il y a lieu de citer tout d'abord; les alcools, en particulier les alcools mono et bibasiques comme ; le méthanol, l'éthanol, le propanol, l'éther monométhylique du glycol, la glycérine, et le dihydroxyhexaméthylène. Les éthers comme par exemple l'éther diéthylique, l'éther méthyléthylique, ' de même que des éthers cycliques tels que le tétrahydrofurane, le dioxane, ainsi que les solvants azotés notamment de la diméthylformamide conviennent également.
Dans le cas où la substance organique qui doit être appliquée à une race métal- lique ne se dissoudrait pas convenablement, il est également possible d'utiliser des émulsions.
Comme substances organiques qui, selon le procédé de l'invention, conviennent en vue de leur application à des surfaces métalliques qui ne sont pas particulièrement propres, il y a lieu de citer toutes les substances organioues qui, à la température voulue, sont solides et conviennent généralement en vue de la formation d'une couche et qui se dissolvent ou s'émulsionnent ; tout d'abord les hydrocarbures aliphatiques et aromatiques, les composés nitro, les amines, les cétones, les hydrocarbures à noyaux multiples; les composés hétérocycliques, les colorants, les composés diazoïques, en particulier les
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composés diazoïques photosensibles.
De même, les résines synthé- tiques thermo-plastiques et thermo-durcissables conviennent et en particulier, les polyoléfines comme le polyéthylène, le polypropylène., les polyamides, les polyesters, comme le glycol- ester de l'acide polytéréphtalique, les résines aléiques, les résines cétoniques, les résines phénoliques etc.. ; les résines naturelles comme la colophane et la gomme-laque peuvent Egale- ment être utilisées avec'succès dans le procédé selon l'inven- tion.
La concentration des substances organiques dans le solvant ou l'agent d'émulsion n'est pas décisive pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention; cependant, il y a lieu de veiller lors de l'application considérée d'une couche d'épaisseur déterminée d'établir une relation entre la concen- tration à utiliser et la viscosité de la solution. Une visco- sité élevée permet une faible concentration de la solution, tandis qu'une faible viscosité de la solution fait apparaître avantageuse une concentration élevée car après séparation de la solution et du métal qui avait été amené en contact avec elle, celle-ci reste adhérente sous forme d'une couche dont'l'épais- seur correspond à sa viscosité.
Tous les métaux peuvent, en principe, être traités' selon le présent procédé, L'on obtient des résultats particu- lièrement avantageux cependant sur le fer, le cuivre, le zinc et l'aluminium. De même, les alliages de métaux peuvent être enduits avec succès. Des surfaces métalliques conductrices elles-mêmes déposées sur des supports non métalliques et même des surfaces qui ne seraient pas purement métalliques mais contiendraient seulement du métal, pour autant qu'elles soient quand même conductrices, peuvent être traitées selon le présent procédé.
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La forme de la surface métallique ne joue aucun rôle décisif dans le procédé selon l'invention. En général;, les bandes, tôles, fils et tubes peuvent être particulièrement bien utilisas.
Le procédé selon l'invention est utilisé de façon particulièrement avantageuse, au cas où les surfaces des métaux à enduire sont souillées par des huiles et des graisses et que celles-ci, après enduction, sont incorporées dans la couche dont les propriétés ne sont pas altérées pour autant.
La mise en oeuvre du procédé selon l'invention permet de se contenter de tensions inférieures à 50 vol ts. On obtient des résultats particulièrement avantageux en utilisant des tensions comprises entre 2 et 30 volts et particulièrement ,entre 5 et 10 volts ; il est possible d'utiliser des tensions alternatives ou continues. La grandeur de la tension utilisée ne joue pas de rôle décisif, toutefois, il est avantageux de choisir une tension de telle sorte que les substances qui se trouvent dans la solution ne.soient pas décomposées. Les cou- rants utilisés peuvent être très faibles car pendant l'enduc- tion, il ne se produit pas d'échanges de charges électriques notables.
Il suffira donc normalement d'avoir des densités de courant de l'ordre de grandeur de 10-5 ampères par cm2; les frais d'installation électrique tels que redresseur et trans- formateur etc.. sont par suite en général très faibles.
L'une des deux électrodes permettant le passage du courant électrique est constituée par le métal à enduire ; la contre-électrode est une électrode quelconque de type courant dans le commerce et appropriée à l'usage considéré. Afin d'obte- nir un meilleur passage du courant, on peut également faire usa- ge de plusieurs contre-électrodes. On obtient cependant des
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résultats particulièrement bons du point de vue économique selon une autre caractéristique de l'invention, en utilisant également comme contre-électrode par exemple dans le cas de tension alternative un support à enduire. Dans ce cas, les deux plaques servant d'électrodes sont améliorées du point de vue de leur mouillabilité.
Dans ce cas, il est avantageux d'ap- pliquer la solution d'enduction sous forme d'une couche aussi mince que possible entre les deux plaques. On obtient, selon l'invention, des résultats particulièrement avantageux lorsque le solvant ou le liquide d'enduction imprègne une matière poreuse entre les électrodes.
Les figures 1 et 2 servent à illustrer le procédé.
La figure 1 représente deux plaques métalliques 1 reliées toutes deux à une source de tension électrique 3. Entre ces deux plaques 1 se trouve la solution d'enduction 2.
Le procédé selon l'invention peut également être mis en oeuvre en continu. Ceci est représenté sur la figure 2.
Une bande métallique 4 passe sur un cylindre isolant
5 qui est garni d'un revêtement métallique 6 et d'une couche isolante poreuse 7, la bande métallique se déplaçant dans le sens de circulation indiqué. Le solvant ou l'agent de dispersion ou la solution d'enduction est amené en continu à l'aide d'un . cylindre d'application 10 à la couche isolante et absorbante 7,
La tension électrique nécessaire est fournie par un élément 8 entre le cylindre isolant 5 et, le cylindre de contact mtal.- lique 9.
Il suffit en général d'une application brève du cou- rant électrique de 5 à 30 secondes pour que l'effet de l'in- vention soit obtenu ; cependant, la durée de l'application n'est pas décisive pour l'exécution, c'est-à-dire que l'on peut faire
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usage d'une application du passage du courant @@s ou moins longue en fonction des données ou de la condi@@n particulière de la solution ou du métal à enduire.
Les surfaces métalliques auxquell@ l'agent mouil- lant et les solvants adhèrent encore sont @@duites selon des pro- cèdes connus après achevèrent de l'appli@tion de la tension électrique et sans courant électrique. c@ te façon d'opérer est surtout nécessaire au cas où la substan' - organioue à. déposer se dissoudrait mal dans le solvant ou '!'!en se mettrait en émul- sion ou encore risquerait d'être décomposée par le passage du courant électrique.
Dans une variante du mode d'application du procédé .selon l'invention, on peut appliquer la solution seule au lieu du solvant exactement dans des conditions analogues à celles décrites ci-dessus..
Après achèvement de l'application du courant, le métal est extrait dans ce cas et la solution devenue parfai- tement mouillante se trouvant sur la surface est séchée de façon classique le cas échéant, après élimination d'un excédent éventuel.
EXEMPLE 1.- '
Deux plaques d'aluminium mal mouillables ayant chacune 500 cm2et une surface qui, par suite de traces d'huile, ne sont pas mouillables par le dioxanc, sont immergées dans du méthylglycol et reliées à une source de courant électrique con- tinu. Une tension de 5 volts est appliquée pendant 20 secondes, puis les plaques sont extraites de la solution et % l'état humide, revêtues de façon classique sur une essoreuse par une solution de 0,1 % de rhodamine B et de 2 % d'une résine (du type novolak modifié par l'acide chlore-acétique). Les plaques
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se révèlent alors parfaitement mouillables, ce qui a permis une . application régulière de la solution.
EXEMPLE 2. -
Entre deux plaques d'aluminium, en dispose du papier filtre d'une épaisseur d'environ 1,3 x 10-2 cm oui a été imprégné d'une solution de 0,2 % de rhodamine B et de 1 % de résine (du type novolak modifié par l'acide chlore-acétique) dans du dioxane, et les'deux plaques d'aluminium sont relises à une source de courant électrique continu. Une tension de 5 volts est appliquée pendant trente secondes puis les plaques sont extraites et l'excédent de solution est éliminé au moyen d'une centrifugeuse et la couche est séchée, Les plaques sont parfaitement revêtues en tous points de leur surface et de façon régulière.
Sans l'application du courant électrique lors du traitement des plaques d'aluminium selon la façon décrite ci- dessus l'adhérence de la couche ne se produit qu'en des empla- cements limités.
EXEMPLE 3. -
Deux plaques d'aluminium comme celles qui sont dé- crites dans l'exemple 1 sont traitées comme dans cet exemple.
Au lieu de dioxane, on utilise comme solvant de la diméthylfor- mamide qui, avant l'application du courant électrique, ne mouille les plaques d'aluminium que très peu. Le résultat obtenu ainsi correspond à celui de l'exemple 1.
EXEMPLE 4. -
Entre deux plaques d'aluminium ayant une surface de
300 cm2 chacune et dont les surfaces par suite de la présence de traces de graisse ne sont pas mouillables par le méthylglycol, on intercale du papier filtre ayant une épaisseur d'environ
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1,5 x 10-2 cm, qui est imprégné par une solution de 1-(4'-
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méthylbenzol-1'-sulfonyl)-imino -2(±"-néthoxy-phénylamino- sulfonyl)-benzoquinone-(1,4)-diazid-(4) au titre de 1 % dans le mèthylglycol et les delix plaques d'alujnnium sont relises.à une source de courant électrique continu. On applique ainsi pendant 5 secondes une tension de 8 volts entre les deux plaques, on retire les plaques et l'on sèche la couche de solution devenue entre temps remarquablement mouillante et adhérente.
EXEMPLE 5.-
Entre deux plaques de cuivre de faible épaisseur et ayant une surface de 200 cm2 chacune ainsi qu'un état de surfa- ce légèrement oxydé, on applique une solution à 2 % de 1- 2'.4'.
EMI9.2
5'-triméthylbenzol-1'-sulfonyl)-imino-2-(4"-chlorcphényl-aminosulfonyl-benzoquinone-(1..)-dia2;id-(,4) dans le méthyl;lycol et on applique aux deux plaques métallioues une tension de 8 volts pendant quarante secondes, les plaques sont ensuite extraites et l'excès de solution éliminé par essorage ' et la couche devenue régulièrement mouillante sont séchées. Le même essai a été effec- tué sur des plaques en fer et en. zinc avec un très bon succès.
EXEMPLE 6.-
On met dans une solution comme celle nui est décri- te dans lexemple 5 une bande d'aluminium comme première élec- trode et à une distance de 1/2 cm de celle-ci une toile de fils de cuivre comme seconde électrode. On applique entre les deux électrodes pendant dix seconde une tension de 20 volts après interruption de la tension, la bande d'aluminium ainsi traitée présente une mouillabilité parfaitementsatisfaisante vis-à-vis de la solution mentionnée contrairement à l'extraordi- nairement mauvaise mouillabilité résultant de traces de raisse que l'on pouvait constater avant l'application du procédé.
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EXEMPLE 7. -
On procède comme dans l'exemple 4, sauf en ce que la solution d'enduction contient 0,2 % d'éosine et 5 % de gélatine dans l'eau.