EP1485213A2 - Procede de photopolymerisation d'un revetement polymerisable, installation pour la mise en oeuvre de ce procede et produit obtenu - Google Patents

Procede de photopolymerisation d'un revetement polymerisable, installation pour la mise en oeuvre de ce procede et produit obtenu

Info

Publication number
EP1485213A2
EP1485213A2 EP03725272A EP03725272A EP1485213A2 EP 1485213 A2 EP1485213 A2 EP 1485213A2 EP 03725272 A EP03725272 A EP 03725272A EP 03725272 A EP03725272 A EP 03725272A EP 1485213 A2 EP1485213 A2 EP 1485213A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
infrared radiation
short
generators
substrate
medium
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP03725272A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Bernard Hansz
Jean-Jacques Gauthier
Francis Benhamou
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Solaronics Technologies SA
Original Assignee
Solaronics Technologies SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Solaronics Technologies SA filed Critical Solaronics Technologies SA
Publication of EP1485213A2 publication Critical patent/EP1485213A2/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D3/00—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
    • B05D3/02—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by baking
    • B05D3/0209—Multistage baking
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D3/00—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
    • B05D3/02—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by baking
    • B05D3/0254—After-treatment
    • B05D3/0263—After-treatment with IR heaters

Definitions

  • the present invention relates to a method of light-curing a coating on at least one surface of a substrate, in which the coating applied to the substrate is subjected to at least a first exposure by infrared radiation of short or medium wavelength .
  • the coatings concerned are for example paints, varnishes, plastic coatings in the form of powder and or solution.
  • It also relates to an installation for implementing the method comprising at least one frame, at least a first coating exposure zone provided with short or medium infrared radiation generators.
  • the invention also relates to a product consisting of a substrate covered on at least one of its surfaces with at least one polymerized coating.
  • infrared rays having respectively their maximum emission peak less than 1, 4 microns and between 1, 4 and 3 microns.
  • ultra violet generators are used associated with coatings comprising photo-initiators which capture the energy of the radiations, transmit it to oligomers also contained in the coating in order to initiate the polymerization chain reaction of the coating.
  • photoinitiators thus allow photopolymerization at low temperature.
  • the thickness of the coating must be limited.
  • these specific coatings have a high cost and make the process expensive to implement.
  • the method described in publication WO-01/62401 consists in powder coating automobile body parts, in which the polymerization of a lacquer is carried out, obtained from pigments suspended in water , by heat only or by heat combined with actinic radiation.
  • the method described in publication WO-01/64794 consists in obtaining the polymerization of the paint by means of near infrared radiation and of ultra violet radiation and / or of electronic radiation applied successively or simultaneously by preheating the paint by means of near infrared radiation. then by polymerizing it by means of ultra violet rays. This process therefore requires the use of specific paints and resins, sensitive to ultra violet radiation and of a high cost.
  • the purpose of the present invention is to overcome the drawbacks mentioned above by providing a method of photopolymerization of a layer of paint applied to a substrate and an installation for the implementation of this method, simple, economical, allowing considerably reducing the polymerization time, treating substrates having complex shapes, treating successive series of substrates having different shapes and considerably improving the quality of the painted substrates obtained.
  • This object is achieved by the process specified in the preamble and characterized in that the coating is subjected to at least a second exposure by infrared radiation of respectively medium or short wavelength, the short and medium infrared radiation coming from generators. short and medium infrared rays arranged on the side of the surface of the substrate.
  • the first exposure is preferably carried out by infrared radiation of short wavelength and the second exposure is made by infrared radiation of medium wavelength.
  • each exposure is modulated in power and / or in time as a function of the instantaneous temperature of the coating.
  • said sunstrokes can be carried out simultaneously or successively so that the duration of each sunstroke is less than thirty seconds and preferably less than five seconds. It is also possible to carry out at least one additional insolation by means of medium infrared radiation.
  • the substrate is displaced along a predetermined trajectory relative to the generators of short and / or medium infrared radiation and / or the generators of short or medium infrared radiation relative to the substrate.
  • a set of exposure sequences is carried out, each sequence comprising at least the first and second exposure.
  • fast infrared radiation generators having a low thermal inertia and reaction times on emission or extinction of less than one second, short infrared radiation having a wavelength of the emission peak. between 0.4 and 1.4 micrometers and preferably substantially equal to 1 micrometer and the medium infrared radiation having the wavelength of the emission peak between 1.4 and 3 micrometers and preferably substantially equal to 1, 7 micrometers.
  • ultraviolet radiation can be used in combination with said short and medium infrared radiation.
  • This object is also achieved by the installation as defined in the preamble and characterized in that it comprises at least a second exposure zone provided with respectively medium or short infrared radiation generators, the short and medium infrared radiation generators being arranged on the side of the surface of the substrate.
  • the first insolation zone is provided with short infrared radiation generators and the second insolation zone with medium infrared radiation generators.
  • the installation advantageously comprises at least one generator of complementary medium infrared radiation.
  • the generators of short or medium infrared radiation are adjustable in power and / or in time as a function of the instantaneous temperature of said coating and arranged so that the exposure zones are at least partially superimposed.
  • the installation preferably comprises means of transport arranged to move, along a predetermined path, the substrate relative to the generators of short and / or medium infrared radiation and / or the generators of short and / or medium infrared radiation relative to the substrate .
  • the short and / or medium infrared radiation generators are advantageously arranged in groups each comprising at least one short infrared radiation generator and at least one medium infrared radiation generator.
  • the short and / or medium infrared radiation generators are mounted movable in translation relative to the chassis and associated with drive means arranged to modify the exposure distance between the generators of short and / or medium infrared radiation and the surface of the substrate.
  • the short and / or medium infrared radiation generators are arranged on each side of the substrate to insulate it on its two opposite surfaces.
  • the short and / or medium infrared radiation generators are preferably mounted on at least one gantry suspended from the chassis and carried by at least one carriage movable in translation in at least one guide rail secured to the chassis, the drive means comprising at less an actuator and a transmission between the actuator and the carriage.
  • the exposure means can also be mounted mobile in rotation relative to the chassis around axes and associated with pivoting means arranged to modify the exposure angle on said surface to be treated of the substrate by rotating the radiation generators. short and / or medium infrared simultaneously or independently.
  • each generator of short and / or medium infrared radiation is housed in a cassette coupled to the pivoting means, the cassettes being mounted adjacent to the gantry.
  • Each cassette advantageously comprises a substantially cylindrical tubular body provided with at least one reflector in front of which is placed at least one emitting tube forming a generator of short and / or medium infrared radiation.
  • the cassette can be hollow so that it can be traversed by a cooling air circuit.
  • the exposure means may include generators of ultraviolet radiation used in combination with said generators of short and medium infrared radiation.
  • the installation comprises at least one auxiliary generator of short and / or medium infrared radiation disposed at a lateral end of at least one of the insolation zones defined by the preceding short and medium infrared radiation generators , the auxiliary generator can also be coupled to pivoting means.
  • This installation is advantageously supplemented by at least one computerized management unit arranged to automatically control the short and medium infrared radiation generators, drive and pivoting means according to the shape and dimensions of the substrate as well as the thickness. and the nature of the layer of paint to be polymerized.
  • FIG. 1 schematically represents an installation for implementing the method according to the prior art
  • FIG. 2 schematically represents an installation for implementing the method according to the invention
  • FIG. 3 is an overall view of an installation according to the invention.
  • FIG. 4 schematically represents one side of the insolation means of the installation of FIG. 3 according to the arrows IV-IV,
  • FIG. 5 schematically represents a section along the arrows V-V of the installation of FIG. 3,
  • FIG. 6 is an enlarged section of a cassette equipped with an infrared radiation generator forming said insolation means of FIG. 4, and
  • FIGS. 7A-B are partial views respectively from above, from the side and from the front of the insolation means of FIG. 4.
  • FIG. 1 schematically illustrates an installation 10 according to the prior art which comprises a single cassette 11 of infrared radiation generators with a predetermined wavelength either short or medium. These infrared radiation are applied for a long time to the surface to be treated of a substrate 13 previously covered with a powder or solution coating, such as for example polyester type paints, a varnish, a coating of synthetic materials or any other similar coating containing polymerizing oligomers. This process takes a long time to implement. In addition, due to adjustment difficulties, the final result is a poor quality coating that is not sufficiently polymerized or overheated with blistering and having reduced hardness and life. Illustration of the invention:
  • the installation 20 comprises a single cassette 21 provided with generators of infrared radiation of different wavelengths, for example generators of short infrared radiation 22a and generators of medium infrared radiation 22b.
  • These short and medium infrared 22a and 22b generators are preferably of the fast type and have reaction times on emission and extinction of less than one second.
  • Short infrared radiation can have a wavelength of the emission peak at least between 0.4 and 1.4 micrometers and preferably substantially equal to 1 micrometer and medium infrared radiation can have a wavelength of the peak emission at least between 1, 4 and 3 micrometers and preferably substantially equal to 1, 7 micrometers.
  • the generators of short infrared radiation 22a and medium 22b are arranged in the cassette 21 in an alternative manner, which makes it possible to obtain rapid sequential insolation of the surface of a substrate 23 which continuously scrolls past the short infrared radiation generators 22a and medium 22b.
  • the short and medium infrared rays are applied to the surface to be treated of the substrate 23, this surface having previously been coated with a layer of paint, for example powder, solution or suspension, of the polyester or similar type, which contains oligomers polymerizing respectively under the effect of short or medium infrared radiation.
  • a layer of paint for example powder, solution or suspension, of the polyester or similar type, which contains oligomers polymerizing respectively under the effect of short or medium infrared radiation.
  • the interface between the coating and the substrate 23 is heated as a priority and the temperature in the thickness of the coating is gradually raised to its surface.
  • the treatment durations go from 8-10 minutes according to the prior art to 1-3 minutes with the method of the invention, the duration of each exposure being less than thirty seconds and preferably less than five seconds.
  • the BUCHHOLZ hardnesses of the coating obtained go from 80-90 to 110 with the process of the invention.
  • the substrate 23 is usually in motion and passes under the cassette 21 of the short and medium 22a and 22b radiation generators.
  • These radiation generators have been described with reference to FIG. 2 as being generators of short infrared radiation 22a and medium 22b. They may also include generators of ultraviolet radiation and / or generators of long infrared radiation. All combinations are possible depending on the nature of the coatings and the nature of the substrates 23 and the surface to be treated. This surface can be made of metal, wood, synthetic materials, composite materials, a combination of these materials or any other similar material.
  • the substrate 23 can undergo known preparatory physical and / or chemical treatments such as, for example, pickling, degreasing, shot blasting, sandblasting, preheating, etc. which facilitate and improve the application of the paint layer and its polymerization by infrared radiation. Best way to realize the invention:
  • FIGS 3 to 7 illustrate a preferred embodiment of an installation 200 according to the invention.
  • This installation 200 is an infrared radiation oven comprising in particular a chassis 210, insolation zones A1, A2 delimited by short and medium infrared radiation generators 22a and 22b, the insolation zones being at least in superimposed parts.
  • the installation 200 also includes means 230 for transporting a substrate 23 arranged to move it along a predetermined path through said insolation zone A.
  • This installation 200 is characterized by the fact that it is suspended.
  • the chassis 210 is formed of guide rails 211 fixed for example to the ceiling so as to carry the short infrared radiation generators 22a and 22b which are in the form of two panels 220a, 220b suspended vertically from side and other from the median plane B of the installation 200 (cf. fig. 3) and corresponding to the trajectory of the substrate 23.
  • the substrate 23 is also suspended vertically from a transport rail 231 fixed for example to the ceiling in the plane B
  • the short and medium infrared 22a and 22b generators are mounted movable in translation along an axis C perpendicular to plane B (cf. FIG. 3) so as to adapt the insolation distance to the shape of the substrate. 23 to be processed.
  • Each panel 220a 220b is formed, with reference to FIG. 4, of a set of cassettes 221 arranged in an adjacent manner and extending substantially vertically, that is to say in a direction substantially perpendicular to the direction of travel of the substrate. 23, so as to irradiate the faces of the substrate 23 over their entire height.
  • these panels 220a, 220b are completed by auxiliary cassettes 222 arranged in the upper part and in the lower part on either side of the set of cassettes 221, and extending longitudinally, ie -to say in a direction substantially parallel to the direction of travel of the substrate 23, so as to irradiate the upper and lower fields of the substrate 23.
  • Each cassette 221 comprises, in the example shown, a series of generators of infrared radiation of the same wavelength, either short 22a or medium 22b, for example four aligned generators.
  • the cassettes 221 of different wavelengths alternate in the direction of travel of the substrate 23.
  • each cassette can include infrared generators of different wavelengths.
  • the first cassette 221 comprises generators of short infrared radiation 22a (short IR) and the two following cassettes 221 of the generators of medium infrared radiation 22b (medium IR).
  • This group of three cassettes 221 is reproduced three times in the same order, each panel 220a, 220b comprising a total of twelve cassettes 221.
  • each group of three cassettes 221 defines a sequence of sunstrokes: exposure by short infrared rays followed by two exposures by medium infrared rays, this sequence of exposures repeating successively and rapidly on the substrate 23 during scrolling.
  • Other arrangements can also be envisaged in order to define other repetitive sunshine sequences.
  • the auxiliary cassettes 222 comprise from left to right: a generator of short infrared radiation 22a (short IR), two generators of medium infrared radiation 22b (medium IR) and a generator of infrared radiation short 22a (short IR).
  • These panels 220a, 220b are mounted movable in translation along an axis C substantially perpendicular to the plane B (cf. FIG. 3) and associated with drive means 240 making it possible to adapt the insolation distance between the generators of short infrared radiation 22a and means 22b and the substrate 23 in the form of the substrate 23 to be treated.
  • the C axis can have any other suitable orientation.
  • the cassettes 221, 222 forming each panel 220a, 220b are mounted on a gantry 241 suspended from said chassis 210.
  • This gantry 241 is carried by carriages 242 movable in translation in the guide rails 211.
  • the drive means 240 include in the example shown an actuating member in the form of a crank 243 controlling the movement of the carriages 242 by a chain and pinion transmission 244.
  • actuating member in the form of a crank 243 controlling the movement of the carriages 242 by a chain and pinion transmission 244.
  • this is only one example among all known mechanisms such as systems pinions / racks, pulleys / belts, etc., which can be controlled manually or automatically by motors or jacks.
  • the drive means 240 of the two panels 220a, 220b can be coupled to move them simultaneously and in the opposite direction. They can also be independent.
  • the width of the exposure zone A can be adapted to the shape of the substrate 23, detected before entering the oven, for example by means of a scanner.
  • the panels 220a, 220b are brought closer together, while for a larger substrate 23, the panels 220a, 220b are spaced apart as a function of the greater width of the substrate 23.
  • the exposure distance is generally between 2 cm and 150 cm, this insolation distance being in particular linked to the flux emitted by the generators of short infrared radiation 22a and means 22b and to the relative speed of movement of the substrate 23 relative to the generators of short infrared radiation 22a and means 22b.
  • each short infrared radiation generator 22a or means 22b can be secured to a mobile carriage, independently with respect to the other carriages carrying the other short infrared radiation generators 22a or means 22b.
  • the installation may include several independent fixed or mobile gantries.
  • the exposure distance can be constant or variable and adapted during exposure.
  • the substrate is fixed and the exposure panels are movable along a predetermined path.
  • each cassette 221, 222 comprises, in the example shown, a substantially cylindrical tubular body 223 provided with a longitudinal opening closed by a parabolic reflector 224 in front of which is placed an emitting tube 225 of infrared radiation.
  • the reflector 224 is mounted in the body 223 by means of a profile 226 which fits into a peripheral groove of the reflector 224 and is fixed to the body 223 by screwing, riveting, welding, or any other equivalent means.
  • the reflector 224 and the emitter tube 225 form said generators of infrared radiation 22a, 22b.
  • This reflector 224 can be completed by fins 227 placed at the front of the emitter tube 225 and having the function of creating an air mattress in front of this emitter tube 225 to protect it from the solvents released by the layer of paint during its polymerization. .
  • each cassette 221, 222 being hollow allows air to circulate therein to evacuate the calories released by the emitter tubes 225 and avoid the risks of overheating and breakage of the tubes.
  • the installation 200 comprises air circuits 260 provided with fans 261 which blow fresh air inside the cassettes 221, 222 by conduits 262 and regulating valves 263.
  • installation 220 includes air extractors (not shown) in the upper part to evacuate the ambient hot air mixed with the solvents released by paint during polymerization and avoid the risk of explosion. This air extraction takes place symmetrically inside the oven to preserve its balance.
  • the insolation means 220 are also movable in rotation.
  • each cassette 221, 222 is mounted mobile in rotation on the gantry 241 and is associated with orientation means 250 arranged to adapt the exposure angle to the substrate 23 to be treated.
  • the cassettes 221 are movable around an axis D substantially perpendicular to the direction of travel of the substrate 23 and the cassettes 222 are mobile around an axis E substantially parallel to the direction of travel of the substrate 23.
  • the rotation of these cassettes 222 can be carried out manually by a simple handle or automatically by a motor or a jack.
  • FIGS. 7A and B illustrate an embodiment of the orientation means 250 in which all the cassettes 221 of the same panel 220a or 220b are connected together by a system of rods 251 controlled by an actuating member in the form of a lever 252.
  • a system of rods 251 controlled by an actuating member in the form of a lever 252.
  • this is only one example among all the known mechanisms such as pinion / rack and pinion systems, pinions / chains, gear train, etc., which can be controlled manually or automatically by motors or cylinders. It is also possible to envisage controlling the rotation of the cassettes 221 individually, for example by means of stepping motors which can be easily programmed.
  • the cassettes 221 being cylindrical can advantageously be arranged against one another while remaining movable with respect to each other. Being adjacent, they prevent infrared radiation from passing between them, which would have the consequence of heating the outer walls of the furnace, resulting in significant energy losses and a significant drop in efficiency.
  • This installation 200 is supplemented by a programmable computerized management unit arranged to manage and control the operating parameters of the oven (scrolling of the substrate 23, cooling and air extraction circuits, etc.) and to automatically control the means of sunshine 220 and the drive means 240 and pivoting 250 depending in particular on the shape and dimensions of the substrate 23 as well as the thickness and the nature of the layer of paint to be polymerized.
  • This installation 200 makes it possible to polymerize the paint layer on the substrate 23 whether it is independently applied to one of its faces or to its two opposite faces by selecting one of the panels or the two panels 220a, 220b of the insulating means 220.
  • the particular construction of the installation 220 as described makes it possible to obtain a very compact oven, not requiring insulation, with variable geometry according to the shape of the substrate 23 to be treated and, consequently, very flexible allowing rapid change of series.
  • the insolation means 220 as described can be individually controlled in power and / or in time, which makes it possible to obtain great flexibility and optimal quality of treatment.
  • its suspended design makes it easier to clean floors, especially when installed in clean rooms with tiled floors.
  • This installation 200 allows the implementation of the photopolymerization method according to the invention of a layer of paint applied to at least one surface of a moving substrate 23.
  • This method consists in subjecting the paint layer to at least two exposures by infrared radiation of different wavelengths coming from two independent infrared radiation generators arranged successively relative to the direction of travel of the substrate 23, the first being a generator of short infrared radiation 22a and the second a generator of medium infrared radiation 22b, these generators being both arranged on the side of the surface to be treated.
  • the short infrared radiation generator 22a is arranged to pass through the layer of paint and primarily heat the interface between the surface of the substrate and the paint layer at a temperature between 100 and 300 ° C and preferably substantially close to 190 ° C depending on the type of coating used. While the medium infrared radiation generator 22b is in spectral agreement with the paint to be polymerized, so as to penetrate inside the layer of paint and gradually raise its temperature from the interface to its outer face to reach an outside temperature between 50 and 90 ° C and preferably substantially close to 60 ° C.
  • the infrared radiation generators 22a, 22b are arranged on each side of the substrate 23.
  • this photopolymerization process can be implemented by other installations than that described.
  • the sunshine means 220 are not necessarily suspended.
  • the substrate 23 is not necessarily suspended.
  • the drive means 240 and the transport means 230 must then guide the insulating panels 220a, 220b and the substrate 23 respectively in the upper part and in the lower part.
  • the surface to be treated can be made of metal, wood, synthetic or composite materials, a combination of these materials or any other similar material.

Landscapes

  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Abstract

La présente invention concerne un procédé de photopolymérisation d'un revêtement polymérisable appliqué sur un substrat ainsi qu'une installation pour la mise en oeuvre de ce procédé, permettant d'obtenir des revêtements de très haute qualité et de réduire considérablement le temps de polymérisation. Ce procédé se distingue essentiellement par le fait que l'on procede a au moins deux insolations simultanées ou successives rapides du revêtement déposé sur le substrat par des rayonnements infrarouges de longueurs d'ondes différentes provenant d'au moins un générateur de rayonnements infrarouges courts (22a) et d'au moins un générateur de rayonnements infrarouges moyens (22b) disposés du côté de ladite surface du substrat (23). Les domaines d'utilisation concernent le revêtement d'objets industriels et/ou domestiques en bois, en métal, en matières synthétiques ou composites, en mélange de ces matières ou similaires.

Description

PROCEDE DE PHOTOPOLYMERISATION D'UN REVETEMENT POLYMERISABLE. INSTALLATION POUR LA MISE EN ŒUVRE DE CE PROCEDE ET PRODUIT OBTENU
Domaine technique :
La présente invention concerne un procédé de photopolymérisation d'un revêtement sur au moins une surface d'un substrat, dans lequel on soumet le revêtement appliqué sur le substrat à au moins une première insolation par des rayonnements infrarouges de longueur d'onde courte ou moyenne.
Les revêtements concernés sont par exemple des peintures, des vernis, des revêtements plastiques se présentant sous forme de poudre et ou de solution.
Elle concerne également une installation pour la mise en œuvre du procédé comportant au moins un châssis, au moins une première zone d'insolation du revêtement pourvue de générateurs de rayonnements infrarouges courts ou moyens.
L'invention concerne également un produit constitué d'un substrat recouvert sur au moins l'une de ses surfaces d'au moins un revêtement polymérisé.
Dans la suite du texte, on appellera respectivement rayonnements infrarouges courts et moyens les rayonnements infrarouges ayant respectivement leur maximal de pic d'émission inférieur à 1 ,4 microns et compris entre 1 ,4 et 3 microns.
Technique antérieure :
Les procédés de polymérisation connus s'effectuent généralement par le traitement dans un four à air chaud. Dans ce cas, le chauffage est lent et nécessite des temps de polymérisation très longs car on provoque généralement une pellicule sèche à la surface du revêtement à polymériser avant le séchage de la couche intérieure du revêtement. On a alors tendance à surchauffer la surface du revêtement pour obtenir le séchage de sa couche intérieure, d'où risque de cloques et/ou de sur cuisson.
Aussi, de plus en plus souvent, on utilise des procédés de photopolymérisation dans lesquels la polymérisation du revêtement est obtenu au moyen de rayonnements infrarouges courts ou moyens qui pénètrent la couche du revêtement pour la sécher sur toute son épaisseur. Néanmoins, ce procédé est très difficile à régler avec des risques de sur cuisson ou d'aspect peau d'orange inacceptables. C'est la raison pour laquelle, avec les installations actuelles, on effectue un préchauffage à l'aide d'un spectre d'ondes court et/ou moyen, la fin de la cuisson étant réalisée par air chaud.
Selon une autre approche, on utilise des générateurs ultra violet associés à des revêtements comportant des photo-amorceurs qui captent l'énergie des rayonnements, la transmettent à des oligomères également contenus dans le revêtement afin de lancer la réaction de polymérisation en chaîne du revêtement. Ces photo-amorceurs autorisent ainsi une photopolymérisation à basse température. Néanmoins, pour l'obtention d'une bonne polymérisation, l'épaisseur du revêtement doit être limitée. En outre, ces revêtements spécifiques ont un coût élevé et rendent le procédé cher à mettre en œuvre.
Pour palier ces difficultés, l'industrie a cherché d'autres solutions.
Par exemple, le procédé décrit dans la publication WO-01/62401 consiste à effectuer un thermolaquage de pièces de carrosserie d'automobile, dans lequel on effectue la polymérisation d'une laque, obtenue à partir de pigments en suspension dans de l'eau, par de la chaleur uniquement ou par de la chaleur combinée à un rayonnement actinique. Le procédé décrit dans la publication WO-01/64794 consiste à obtenir la polymérisation de la peinture au moyen de rayonnements infrarouges proches et de rayonnements ultra violets et/ou de radiations électroniques appliqués successivement ou simultanément en préchauffant la peinture au moyen des rayonnements infrarouges proches puis en la polymérisant au moyen des rayonnements ultra violets. Ce procédé nécessite donc l'utilisation de peintures et de résines spécifiques, sensibles aux rayonnements ultra violets et d'un coût élevé.
Le procédé de polymérisation décrit dans la publication WO-02/11903 est obtenu notamment par l'application de rayonnements infrarouges et en particulier de rayonnements infrarouges proches d'une même longueur d'onde. L'utilisation de rayonnements infrarouges proches implique de très hautes puissances radiatives et est particulièrement difficile à régler surtout sur des substrats thermosensibles.
Enfin, un autre procédé décrit dans la publication WO-00/35597 consiste à soumettre la surface à traiter à une source de rayonnements ultraviolets qui comporte une fraction d'infrarouges dans son spectre d'émission et à interposer de manière alternative, entre la source de rayonnements et la surface à traiter des filtres ultraviolets et des filtres infrarouges pour provoquer sélectivement une irradiation ultraviolets ou infrarouges ce qui limite le rendement énergétique.
Tous ces procédés connus appliquent l'énergie nécessaire à la photopolymérisation sous la forme de rayonnements divers de façon plus ou moins empirique. Or, une polymérisation optimale consiste à contrôler avec précision l'évolution de la température à l'intérieur même de la couche de peinture. De ce fait, la qualité de la couche de peinture obtenue par les procédés précédemment décrits est médiocre et parfois aléatoire, et en outre les temps d'exposition aux rayonnements sont longs, ce qui influence négativement la productivité d'une telle installation. Ces procédés ne permettent pas de traiter des substrats ayant des formes complexes, ni des séries successives de substrats de formes différentes. Leur application est donc limitée.
Exposé de l'invention :
Le but de la présente invention est de pallier les inconvénients mentionnés ci- dessus en offrant un procédé de photopolymérisation d'une couche de peinture appliquée sur un substrat ainsi qu'une installation pour la mise en œuvre de ce procédé, simple, économique, permettant de réduire considérablement le temps de polymérisation, de traiter des substrats ayant des formes complexes, de traiter des séries successives de substrats ayant des formes différentes et d'améliorer considérablement la qualité des substrats peints obtenus.
Ce but est atteint par le procédé spécifié en préambule et caractérisé en ce que l'on soumet le revêtement à au moins une deuxième insolation par des rayonnements infrarouges de longueur d'onde respectivement moyenne ou courte, les rayonnements infrarouges courts et moyens provenant de générateurs de rayonnements infrarouges courts et moyens disposés du coté de la surface du substrat.
On effectue de préférence la première insolation par des rayonnements infrarouges de longueur d'onde courte et la seconde insolation par des rayonnements infrarouges de longueur d'onde moyenne.
De manière préférentielle, on module chaque insolation en puissance et/ou en temps en fonction de la température instantanée du revêtement. Selon les besoins, on peut effectuer lesdites insolations simultanément ou successivement de sorte que la durée de chaque insolation soit inférieure à trente secondes et de préférence inférieure à cinq secondes. On peut également effectuer au moins une insolation complémentaire au moyen de rayonnements infrarouges moyens.
On déplace avantageusement, selon une trajectoire prédéterminée, le substrat par rapport aux générateurs de rayonnements infrarouges courts et/ou moyens et/ou les générateurs de rayonnements infrarouges courts ou moyens par rapport au substrat.
De manière avantageuse, on procède à un ensemble de séquences d'insolations, chaque séquence comprenant au moins les première et seconde insolations.
L'utilisation simultanée et/ou successive de rayonnements infrarouges courts et moyens permet d'élever la température de l'interface située entre le substrat et le revêtement suivant une courbe décalée par rapport à celle de la surface du substrat.
De préférence, on utilise des générateurs de rayonnements infrarouges rapides ayant une faible inertie thermique et des temps de réaction à l'émission ou à l'extinction inférieurs à une seconde, les rayonnements infrarouges courts ayant une longueur d'onde du pic d'émission comprise entre 0,4 et 1 ,4 micromètres et de préférence sensiblement égale à 1 micromètre et les rayonnements infrarouges moyens ayant la longueur d'onde du pic d'émission comprise entre 1 ,4 et 3 micromètres et de préférence sensiblement égale à 1 ,7 micromètres.
Selon les variantes, on peut utiliser des rayonnements ultraviolets en combinaison avec lesdits rayonnements infrarouges courts et moyens. Ce but est également atteint par l'installation telle que définie en préambule et caractérisée en ce qu'elle comporte au moins une seconde zone d'insolation pourvue de générateurs de rayonnements infrarouges respectivement moyens ou courts, les générateurs de rayonnements infrarouges courts et moyens étant disposés du coté de la surface du substrat.
De manière avantageuse, la première zone d'insolation est pourvue de générateurs de rayonnements infrarouges courts et la seconde zone d'insolation de générateurs de rayonnements infrarouges moyens.
L'installation comporte avantageusement au moins un générateur de rayonnements infrarouges moyens complémentaires.
Dans une forme de réalisation préférentielle, les générateurs de rayonnements infrarouges courts ou moyens sont réglables en puissance et/ou en temps en fonction de la température instantanée dudit revêtement et agencés pour que les zones d'insolation soient au moins en partie superposées.
L'installation comporte de préférence des moyens de transport agencés pour déplacer, selon une trajectoire prédéterminée, le substrat par rapport au générateurs de rayonnements infrarouges courts et/ou moyens et/ou les générateurs de rayonnements infrarouges courts et/ou moyens par rapport au substrat.
Les générateurs de rayonnements infrarouges courts et/ou moyens sont avantageusement disposés par groupe comprenant chacun au moins un générateur de rayonnements infrarouges courts et au moins un générateur de rayonnements infrarouges moyens.
Dans la forme de réalisation préférée de l'invention, les générateurs de rayonnements infrarouges courts et/ou moyens sont montés mobiles en translation par rapport au châssis et associés à des moyens d'entraînement agencés pour modifier la distance d'insolation entre les générateurs de rayonnements infrarouges courts et/ou moyens et la surface du substrat.
Pour polymeriser au moins un revêtement appliqué sur deux surfaces opposées d'un même substrat, les générateurs de rayonnements infrarouges courts et/ou moyens sont disposés de chaque côté du substrat pour l'insoler sur ses deux surfaces opposées.
Les générateurs de rayonnements infrarouges courts et/ou moyens sont de préférence montés sur au moins un portique suspendu au châssis et porté par au moins un chariot mobile en translation dans au moins un rail de guidage solidaire du châssis, les moyens d'entraînement comportant au moins un organe d'actionnement et une transmission entre l'organe d'actionnement et le chariot.
Les moyens d'insolation peuvent également être montés mobiles en rotation par rapport au châssis autour d'axes et associés à des moyens de pivotement agencés pour modifier l'angle d'insolation sur ladite surface à traiter du substrat en faisant pivoter les générateurs de rayonnements infrarouges courts et/ou moyens simultanément ou indépendamment.
Dans la forme de réalisation préférée, chaque générateur de rayonnements infrarouges courts et/ou moyens est logé dans une cassette couplée aux moyens de pivotement, les cassettes étant montées de manière adjacente sur le portique.
Chaque cassette comporte avantageusement un corps tubulaire sensiblement cylindrique pourvu d'au moins un réflecteur devant lequel est placé au moins un tube émetteur formant un générateur de rayonnements infrarouges courts et/ou moyens. De plus, la cassette peut être creuse de manière à pouvoir être traversée par un circuit d'air de refroidissement.
Selon les variantes de réalisation, les moyens d'insolation peuvent comporter des générateurs de rayonnements ultraviolets utilisés en combinaison avec lesdits générateurs de rayonnements infrarouges courts et moyens.
Selon le mode de réalisation préférée, l'installation comporte au moins un générateur auxiliaire de rayonnements infrarouges courts et/ou moyens disposé à une extrémité latérale d'au moins une des zones d'insolation définie par les générateurs de rayonnements infrarouges courts et moyens précédents, le générateur auxiliaire pouvant être également couplé à des moyens de pivotement.
Cette installation est avantageusement complétée par au moins une unité de gestion informatisée agencée pour commander automatiquement les générateurs de rayonnements infrarouges courts et moyens, des moyens d'entraînement et de pivotement en fonction de la forme et des dimensions du substrat ainsi que de l'épaisseur et de la nature de la couche de peinture à polymeriser.
Ce but est également atteint par le produit selon le préambule et caractérisé en ce qu'il est obtenu par le procédé précédent.
Description sommaire des dessins :
La présente invention et ses avantages seront mieux compris à la lecture de la description détaillée d'une mise en œuvre préférée du procédé de l'invention, en référence aux dessins annexés, donnés à titre indicatif et non limitatif, dans lesquels :
- la figure 1 représente schématiquement une installation pour la mise en œuvre du procédé selon l'art antérieur, la figure 2 représente schématiquement une installation pour la mise en œuvre du procédé selon l'invention,
- la figure 3 est une vue d'ensemble d'une installation selon l'invention,
la figure 4 représente schématiquement un côté des moyens d'insolation de l'installation de la figure 3 selon les flèches IV-IV,
- la figure 5 représente schématiquement une coupe selon les flèches V-V de l'installation de la figure 3,
la figure 6 est une section agrandie d'une cassette équipée d'un générateur de rayonnements infrarouges formant lesdits moyens d'insolation de la figure 4, et
les figures 7A-B sont des vues partielles respectivement de dessus, de coté et de face des moyens d'insolation de la figure 4.
Illustration de la technique antérieure :
La figure 1 illustre schématiquement une installation 10 selon l'art antérieur qui comporte une cassette unique 11 de générateurs de rayonnements infrarouges d'une longueur d'onde prédéterminée soit courte soit moyenne. Ces rayonnements infrarouges sont appliqués longtemps sur la surface à traiter d'un substrat 13 préalablement recouverte d'un revêtement en poudre ou en solution, tel que par exemple de la peintures de type polyester, un vernis, un revêtement en matériaux synthétiques ou tout autre revêtement similaire contenant des oligomères polymérisant. Ce procédé est long à mettre en œuvre. De plus, à cause des difficultés de réglage, le résultat final est un revêtement de mauvaise qualité pas assez polymérisé ou surchauffé avec création de cloque et ayant une dureté et une durée de vie réduites. Illustration de l'invention :
L'installation 20 selon l'invention et illustrée par la figure 2 comporte une cassette 21 unique pourvue de générateurs de rayonnements infrarouges de longueurs d'ondes différentes, par exemple des générateurs de rayonnements infrarouges courts 22a et des générateurs de rayonnements infrarouges moyens 22b. Ces générateurs de rayonnements infrarouges courts 22a et moyens 22b sont de préférence de type rapide et présentent des temps de réaction à l'émission et à l'extinction inférieurs à une seconde. Les rayonnements infrarouges courts peuvent avoir une longueur d'onde du pic d'émission au moins comprise entre 0,4 et 1 ,4 micromètres et de préférence sensiblement égale à 1 micromètre et les rayonnements infrarouges moyens peuvent avoir une longueur d'onde du pic d'émission au moins comprise entre 1 ,4 et 3 micromètres et de préférence sensiblement égale à 1 ,7 micromètres. Dans l'exemple illustré, les générateurs de rayonnements infrarouges courts 22a et moyens 22b sont disposés dans la cassette 21 de manière alternative, ce qui permet d'obtenir une insolation séquentielle rapide de la surface d'un substrat 23 qui défile en continu devant les générateurs de rayonnements infrarouges courts 22a et moyens 22b.
D'autres dispositions non représentées des générateurs de rayonnements infrarouges courts 22a et moyens 22b dans la cassette 21 peuvent également être envisagées.
Les rayonnements infrarouges courts et moyens sont appliqués sur la surface à traiter du substrat 23, cette surface ayant au préalable été enduite d'une couche de peinture, par exemple en poudre, en solution ou en suspension, du type polyester ou similaire, qui contient des oligomères polymérisant respectivement sous l'effet de rayonnements infrarouges courts ou moyens. Grâce à la disposition particulière des générateurs de rayonnements courts 22a et moyens 22b, on applique, simultanément ou successivement en séquences rapides, des rayonnements infrarouges courts et des rayonnements infrarouges moyens, qui provoquent une polymérisation simultanée des oligomères 24 répondant aux infrarouges courts et des oligomères 25 répondant aux infrarouges moyens ces derniers ne pouvant plus être piégés par les premiers. Ainsi, on chauffe en priorité l'interface entre le revêtement et le substrat 23 et on élève progressivement la température dans l'épaisseur du revêtement jusqu'à sa surface. On fait ainsi suivre à l'interface et au revêtement, en ses différentes épaisseurs, des courbes de températures différentes. Le résultat final est un revêtement de très bonne qualité, une dureté du revêtement considérablement augmentée et un temps de traitement réduit. Les durées de traitement passent de 8-10 minutes selon l'art antérieur à 1-3 minutes avec le procédé de l'invention, la durée de chaque insolation étant inférieure à trente secondes et de préférence inférieure à cinq secondes. Les duretés BUCHHOLZ du revêtement obtenu passent de 80-90 à 110 avec le procédé de l'invention.
Le substrat 23 est habituellement en mouvement et passe sous la cassette 21 des générateurs de rayonnements courts 22a et moyens 22b. Ces générateurs de rayonnements ont été décrits en référence à la figure 2 comme étant des générateurs de rayonnements infrarouges courts 22a et moyens 22b. Ils peuvent également englober des générateurs de rayonnements ultraviolets et/ou des générateurs de rayonnements infrarouges longs. Toutes les combinaisons sont possibles en fonction de la nature des revêtements et de la nature des substrats 23 et de la surface à traiter. Cette surface peut être en métal, en bois, en matériaux synthétiques, en matériaux composites, en une combinaison de ces matériaux ou en tout autre matériau similaire. Bien entendu, avant l'application de la couche de peinture, le substrat 23 peut subir des traitements physiques et/ou chimiques préparatoires connus comme par exemple un décapage, un dégraissage, un grenaillage, un sablage, un préchauffage, etc. qui facilitent et améliorent l'application de la couche de peinture puis sa polymérisation par rayonnements infrarouges. Meilleure manière de réaliser l'invention :
Les figures 3 à 7 illustrent une forme de réalisation préférée d'une installation 200 selon l'invention. Cette installation 200 est un four à rayonnements infrarouges comportant notamment un châssis 210, des zones d'insolation A1 , A2 délimitées par des générateurs de rayonnements infrarouges courts 22a et moyens 22b, les zones d'insolation étant au moins en parties superposées. L'installation 200 comporte également des moyens de transport 230 d'un substrat 23 agencés pour le déplacer selon une trajectoire prédéterminée au travers de ladite zone d'insolation A. Cette installation 200 se caractérise par le fait qu'elle est suspendue. En effet, le châssis 210 est formé de rails de guidage 211 fixés par exemple au plafond de manière à porter les générateurs de rayonnements infrarouges courts 22a et moyens 22b qui se présentent sous la forme de deux panneaux 220a, 220b suspendus verticalement de part et d'autre du plan médian B de l'installation 200 (cf. fig. 3) et correspondant à la trajectoire du substrat 23. Le substrat 23 est lui aussi suspendu verticalement à un rail de transport 231 fixé par exemple au plafond dans le plan B. Comme on le verra plus loin, les générateurs de rayonnements infrarouges courts 22a et moyens 22b sont montés mobiles en translation selon un axe C perpendiculaire plan B (cf. figure 3) de manière à adapter la distance d'insolation à la forme du substrat 23 à traiter.
Chaque panneau 220a 220b est formé, en référence à la figure 4, d'un ensemble de cassettes 221 disposées de manière adjacente et s'étendant sensiblement verticalement, c'est-à-dire dans une direction sensiblement perpendiculaire au sens de défilement du substrat 23, de manière à irradier les faces du substrat 23 sur toute leur hauteur. Dans l'exemple représenté, ces panneaux 220a, 220b sont complétés par des cassettes 222 auxiliaires disposées en partie haute et en partie basse de part et d'autre de l'ensemble de cassettes 221 , et s'étendant longitudinalement c'est-à-dire dans une direction sensiblement parallèle au sens de défilement du substrat 23, de manière à irradier les champs supérieur et inférieur du substrat 23.
Chaque cassette 221 comporte, dans l'exemple représenté, une série de générateurs de rayonnements infrarouges de même longueur d'ondes, soit courts 22a, soit moyens 22b, par exemple quatre générateurs alignés. Les cassettes 221 de longueurs d'ondes différentes se succèdent de manière alternée dans le sens de défilement du substrat 23.
Dans d'autres variantes de réalisation non représentées, chaque cassette peut comporter des générateurs infrarouges de longueurs d'ondes différentes.
Sur la figure 4 et en partant de la gauche, la première cassette 221 comporte des générateurs de rayonnements infrarouges courts 22a (IR courts) et les deux cassettes suivantes 221 des générateurs de rayonnements infrarouges moyens 22b (IR moyens). Ce groupe de trois cassettes 221 est reproduit trois fois dans le même ordre, chaque panneau 220a, 220b comportant au total douze cassettes 221. Ainsi chaque groupe de trois cassettes 221 définit une séquence d'insolations : une insolation par rayons infrarouges courts suivie de deux insolations par rayons infrarouges moyens, cette séquence d'insolations se répétant successivement et rapidement sur le substrat 23 en cours de défilement. D'autres dispositions peuvent également être envisagées afin de définir d'autres séquences d'insolations répétitives.
Sur la figure 4 et en partant de la gauche, les cassettes 222 auxiliaires comportent de gauche à droite : un générateur de rayonnements infrarouges courts 22a (IR courts), deux générateurs de rayonnements infrarouges moyens 22b (IR moyens) et un générateur de rayonnements infrarouges courts 22a (IR courts). Là aussi d'autres dispositions peuvent être envisagées. Ces panneaux 220a, 220b sont montés mobiles en translation selon un axe C sensiblement perpendiculaire au plan B (cf. figure 3) et associés à des moyens d'entraînement 240 permettant d'adapter la distance d'insolation entre les générateurs de rayonnements infrarouges courts 22a et moyens 22b et le substrat 23 à la forme du substrat 23 à traiter. L'axe C peut avoir toute autre orientation adaptée. Les cassettes 221, 222 formant chaque panneau 220a, 220b sont montées sur un portique 241 suspendu audit châssis 210. Ce portique 241 est porté par des chariots 242 mobiles en translation dans les rails de guidage 211. Les moyens d'entraînement 240 comportent dans l'exemple représenté un organe d'actionnement sous la forme d'une manivelle 243 commandant le déplacement des chariots 242 par une transmission à chaîne et pignons 244. Bien entendu, ceci n'est qu'un exemple parmi tous les mécanismes connus comme les systèmes pignons/crémaillères, poulies/courroies, etc., pouvant être commandés manuellement ou automatiquement par des moteurs ou des vérins. Les moyens d'entraînement 240 des deux panneaux 220a, 220b peuvent être couplés pour les déplacer simultanément et en sens inverse. Ils peuvent aussi être indépendants. En mode automatique, la largeur de la zone d'insolation A peut être adaptée à la forme du substrat 23, détectée avant son entrée dans le four, par exemple au moyen d'un scanner. Ainsi pour un substrat 23 relativement étroit, les panneaux 220a, 220b sont rapprochés, alors que pour un substrat 23 plus volumineux, les panneaux 220a, 220b sont éloignés en fonction de la plus grande largeur du substrat 23. La distance d'insolation est généralement comprise entre 2 cm et 150 cm, cette distance d'insolation étant notamment liée au flux émis par les générateurs de rayonnements infrarouges courts 22a et moyens 22b et à la vitesse de déplacement relatif du substrat 23 par rapport aux générateurs de rayonnements infrarouges courts 22a et moyens 22b.
Selon une variante de réalisation non représentée, chaque générateur de rayonnements infrarouges courts 22a ou moyens 22b peut être solidaire d'un chariot mobile, de manière indépendante par rapport aux autres chariots portant les autres générateurs de rayonnements infrarouges courts 22a ou moyens 22b. De même, l'installation peut comporter plusieurs portiques indépendants fixes ou mobiles entre eux.
La distance d'insolation peut être constante ou variable et adaptée pendant l'insolation.
Selon une variante de réalisation non représentée, le substrat est fixe et les panneaux d'insolation sont mobiles selon une trajectoire prédéterminée.
En référence à la figure 6, chaque cassette 221 , 222 comporte, dans l'exemple représenté, un corps 223 tubulaire sensiblement cylindrique pourvu d'une ouverture longitudinale fermée par un réflecteur 224 parabolique devant lequel est placé un tube émetteur 225 de rayonnements infrarouges. Le réflecteur 224 est monté dans le corps 223 par l'intermédiaire d'un profilé 226 qui s'emboîte dans une rainure périphérique du réflecteur 224 et se fixe sur le corps 223 par vissage, rivetage, soudure, ou tout autre moyen équivalent. Le réflecteur 224 et le tube émetteur 225 forment lesdits générateurs de rayonnements infrarouges 22a, 22b. Ce réflecteur 224 peut être complété par des ailettes 227 placées à l'avant du tube émetteur 225 et ayant pour fonction de créer un matelas d'air devant ce tube émetteur 225 pour le protéger des solvants dégagés par la couche de peinture lors de sa polymérisation.
Le corps 223 de chaque cassette 221 , 222 étant creux permet d'y faire circuler de l'air pour évacuer les calories dégagées par les tubes émetteurs 225 et éviter les risques de surchauffe et de casse des tubes. A cet effet, l'installation 200 comporte des circuits d'air 260 pourvus de ventilateurs 261 qui soufflent de l'air frais à l'intérieur des cassettes 221 , 222 par des conduits 262 et des vannes de régulation 263.
Par ailleurs, l'installation 220 comporte des extracteurs d'air (non représentés) en partie haute pour évacuer l'air chaud ambiant mélangé aux solvants dégagés par la peinture en cours de polymérisation et éviter les risques d'explosion. Cette extraction d'air s'effectue symétriquement à l'intérieur du four pour préserver son équilibre.
Les moyens d'insolation 220 sont également mobiles en rotation. A cet effet, chaque cassette 221, 222 est montée mobile en rotation sur le portique 241 et est associée à des moyens d'orientation 250 agencés pour adapter l'angle d'insolation au substrat 23 à traiter. Les cassettes 221 sont mobiles autour d'un axe D sensiblement perpendiculaire au sens de défilement du substrat 23 et les cassettes 222 sont mobiles autour d'un axe E sensiblement parallèle au sens de défilement du substrat 23. La rotation de ces cassettes 222 peut être réalisée manuellement par une simple poignée ou automatiquement par un moteur ou un vérin.
Les figures 7A et B illustrent une forme de réalisation des moyens d'orientation 250 dans laquelle toutes les cassettes 221 d'un même panneau 220a ou 220b sont reliées entre elles par un système de biellettes 251 commandé par un organe d'actionnement sous la forme d'une manette 252. Bien entendu, ceci n'est qu'un exemple parmi tous les mécanismes connus comme les systèmes pignons/crémaillères, pignons/chaînes, train d'engrenages, etc., pouvant être commandés manuellement ou automatiquement par des moteurs ou des vérins. Il est également possible d'envisager de commander la rotation des cassettes 221 individuellement par exemple au moyen de moteurs pas à pas qui peuvent être facilement programmés.
Les cassettes 221 étant cylindriques peuvent être disposées, avantageusement, les unes contre les autres tout en restant mobiles les unes par rapport aux autres. Etant adjacentes, elles empêchent les rayonnements infrarouges de passer entre elles, ce qui aurait pour conséquence de chauffer les parois extérieures du four d'où des pertes d'énergie importantes et une baisse significative du rendement. Cette installation 200 est complétée par une unité de gestion informatisée programmable agencée pour gérer et contrôler les paramètres de fonctionnement du four (défilement du substrat 23, circuits de refroidissement et d'extraction d'air, etc.) et pour commander automatiquement les moyens d'insolation 220 ainsi que les moyens d'entraînement 240 et de pivotement 250 en fonction notamment de la forme et des dimensions du substrat 23 ainsi que de l'épaisseur et de la nature de la couche de peinture à polymeriser. Cette installation 200 permet de polymeriser la couche de peinture sur le substrat 23 qu'elle soit indépendamment appliquée sur une de ses faces ou sur ses deux faces opposées en sélectionnant un des panneaux ou les deux panneaux 220a, 220b des moyens d'insolation 220.
La construction particulière de l'installation 220 telle que décrite permet d'obtenir un four très compact, ne nécessitant pas de calorifugeage, à géométrie variable en fonction de la forme du substrat 23 à traiter et, par conséquent, très flexible permettant de changer rapidement de séries. Les moyens d'insolation 220 tels que décrits peuvent être commandés individuellement en puissance et/ou en temps, ce qui permet d'obtenir une grande souplesse et une qualité optimale de traitement. De plus, sa conception suspendue facilite le nettoyage des sols, notamment lorsqu'elle est installée dans des salles propres avec carrelage.
Cette installation 200 permet la mise en œuvre du procédé de photopolymérisation selon l'invention d'une couche de peinture appliquée sur au moins une surface d'un substrat 23 en défilement. Ce procédé consiste à soumettre la couche de peinture à au moins deux insolations par des rayonnements infrarouges de longueurs d'ondes différentes provenant de deux générateurs de rayonnements infrarouges indépendants disposés successivement par rapport au sens de défilement du substrat 23, le premier étant un générateur de rayonnements infrarouges courts 22a et le deuxième un générateur de rayonnements infrarouges moyens 22b, ces générateurs étant tous deux disposés du côté de la surface à traiter. Le générateur de rayonnements infrarouges courts 22a est agencé pour traverser la couche de peinture et chauffer prioritairement l'interface entre la surface du substrat et la couche de peinture à une température comprise entre 100 et 300°C et de préférence sensiblement voisine de 190°C selon le type de revêtement utilisé. Tandis que le générateur de rayonnements infrarouges moyens 22b est en concordance spectrale avec la peinture à polymeriser, de manière à pénétrer à l'intérieur de la couche de peinture et élever progressivement sa température en partant de l'interface jusqu'à sa face extérieure pour atteindre une température extérieure entre 50 et 90°C et de préférence sensiblement voisine de 60°C.
Ces insolations peuvent être effectuées simultanément ou successivement dans un laps de temps très court. Lorsque la couche de peinture à polymeriser est appliquée sur deux surfaces opposées du substrat, les générateurs de rayonnements infrarouges 22a, 22b sont disposés de chaque côté du substrat 23.
II est bien entendu que ce procédé de photopolymérisation peut être mis en œuvre par d'autres installations que celle décrite. Par exemple, les moyens d'insolation 220 ne sont pas obligatoirement suspendus. De même, le substrat 23 n'est pas obligatoirement suspendu. Dans ces différentes variantes, les moyens d'entraînement 240 et les moyens de transport 230 doivent alors guider respectivement les panneaux d'insolation 220a, 220b et le substrat 23 en partie haute et en partie basse.
La surface à traiter peut être en métal, en bois, en matériaux synthétiques ou composites, en une combinaison de ces matériaux ou en tout autre matériau similaire.
Le même principe de procédé et d'utilisation s'applique à tout type de générateurs équivalent. Ainsi, il est possible d'utiliser des générateurs à gaz, moyennant une adaptation spécifique à cette technologie. La présente invention n'est pas limitée aux exemples décrits mais s'étend à toute modification et variante évidentes pour un homme de métier tout en restant dans le domaine des revendications annexées.

Claims

Revendications
1. Procédé de photopolymérisation d'un revêtement sur au moins une surface d'un substrat (23), dans lequel on soumet ledit revêtement appliqué sur ledit substrat (23) à au moins une première insolation par des rayonnements infrarouges de longueur d'onde courte ou moyenne, caractérisé en ce que l'on soumet ledit revêtement à au moins une deuxième insolation par des rayonnements infrarouges de longueur d'onde respectivement moyenne ou courte, lesdits rayonnements infrarouges courts et moyens provenant de générateurs de rayonnements infrarouges courts (22a) et moyens (22b) disposés du côté de ladite surface du substrat (23).
2. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'on effectue ladite première insolation par des rayonnements infrarouges de longueur d'onde courte et ladite seconde insolation par des rayonnements infrarouges de longueur d'onde moyenne.
3. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'on effectue au moins une insolation complémentaire au moyen de générateurs de rayonnements infrarouges moyens (22b).
4. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'on module chaque insolation en puissance et/ou en temps en fonction de la température instantanée dudit revêtement.
5. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'on effectue lesdites insolations simultanément.
6. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'on effectue lesdites insolations successivement de sorte que la durée de chaque insolation soit inférieure à trente secondes et de préférence inférieure à cinq secondes.
7. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'on déplace, selon une trajectoire prédéterminée, ledit substrat (23) par rapport aux-dits générateurs de rayonnements infrarouges courts (22a) et/ou moyens (22b) et/ou lesdits générateurs de rayonnements infrarouges courts (22a) et/ou moyens (22b par rapport audit substrat.
8. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'on procède à un ensemble de séquences d'insolations, chaque séquence comprenant au moins lesdites première et seconde insolations.
9. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'on élève la température de l'interface située entre ledit substrat (23) et ledit revêtement suivant une courbe décalée par rapport à celle de ladite surface du substrat (23).
10. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'on utilise au moins des rayonnements infrarouges courts dont la longueur d'onde du pic d'émission est comprise entre 0,4 et 1 ,4 micromètres et de préférence sensiblement égale à 1 micromètre et au moins des rayonnements infrarouges moyens dont la longueur d'onde du pic d'émission est comprise entre 1 ,4 et 3 micromètres et de préférence sensiblement égale à 1 ,7 micromètres.
11. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'on utilise des générateurs de rayonnements infrarouges (22a, 22b) rapides ayant une faible inertie thermique et des temps de réaction à l'émission ou à l'extinction inférieurs à une seconde.
12. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'on utilise également des rayonnements ultraviolets en combinaison avec lesdits rayonnements infrarouges courts et moyens.
13. Installation (20, 200) pour la mise en œuvre du procédé de photopolymérisation d'un revêtement appliqué sur au moins une surface d'un substrat (23), cette installation comportant au moins un châssis (210), au moins une première zone d'insolation (A1) dudit revêtement pourvue de générateurs de rayonnements infrarouges courts (22a) ou moyens (22b), caractérisée en ce qu'elle comporte au moins une seconde zone d'insolation (A2) pourvue de générateurs de rayonnements infrarouges respectivement moyens (22b) ou courts (22a), lesdits générateurs de rayonnements infrarouges courts (22a) et moyens (22b) étant disposés du côté de ladite surface du substrat (23).
14. Installation selon la revendication 13, caractérisée en ce que ladite première zone d'insolation (A1 ) est pourvue de générateurs de rayonnements infrarouges courts (22a) et que ladite seconde zone d'insolation (A2) est pourvue de générateurs de rayonnements infrarouges moyens (22b).
15. Installation selon la revendication 13, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un générateur de rayonnements infrarouges moyens complémentaires (22b).
16. Installation selon la revendication 13, caractérisée en ce que lesdits générateurs de rayonnements infrarouges courts (22a) et/ou moyens (22b) sont réglables en puissance et/ou en temps en fonction de la température instantanée dudit revêtement.
17. Installation selon la revendication 13, caractérisée en ce que lesdits générateurs de rayonnements infrarouges courts (22a) ou moyens (22b) sont agencés pour que lesdites zones d'insolation (A1 , A2) soient au moins en partie superposées.
18. Installation selon la revendication 13, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens de transport (230a) agencés pour déplacer, selon une trajectoire prédéterminée, ledit substrat (23) par rapport aux-dits générateurs de rayonnements infrarouges courts (22a) et/ou moyens (22b) et/ou lesdits générateurs de rayonnements infrarouges courts (22a) et/ou moyens par rapport audit substrat (23).
19. Installation selon la revendication 13, caractérisée en ce que lesdits générateurs de rayonnements infrarouges courts (22a) et/ou moyens (22b) sont disposés par groupe comprenant chacun au moins un générateur de rayonnements infrarouges courts (22a) et au moins un générateur de rayonnements infrarouges moyens (22b).
20. Installation selon la revendication 13, caractérisée en ce que lesdits générateurs de rayonnements infrarouges courts (22a) et/ou moyens (22b) sont montés mobiles en translation par rapport audit châssis (210) et associés à des moyens d'entraînement (240) agencés pour modifier la distance d'insolation entre lesdits générateurs de rayonnements infrarouges courts (22a) et/ou moyens (22b) et ladite surface du substrat (23).
21. Installation selon la revendication 13 agencée pour polymeriser au moins un revêtement appliqué sur deux surfaces opposées d'un même substrat (23), caractérisée en ce que lesdits générateurs de rayonnements infrarouges courts (22a) et/ou moyens (22b) sont disposés de chaque côté dudit substrat (23) pour l'insoler sur ses deux surfaces opposées.
22. Installation selon la revendication 20, caractérisée en ce que lesdits générateurs de rayonnements infrarouges courts (22a) et/ou moyens (22b) sont montés sur au moins un portique (241) suspendu audit châssis (210) et porté par au moins un chariot (242) mobile en translation dans au moins un rail de guidage (211) solidaire dudit châssis (210) et en ce que lesdits moyens d'entraînement (240) comportent au moins un organe d'actionnement (243) et une transmission (244) entre ledit organe d'actionnement (243) et ledit chariot (242).
23. Installation selon la revendication 13, caractérisée en ce que lesdits générateurs de rayonnements infrarouges courts (22a) et/ou moyens (22b) sont montés mobiles en rotation par rapport audit châssis (210) autour d'axes (D) et sont associés à des moyens de pivotement (250) agencés pour modifier l'angle d'insolation sur ladite surface du substrat (23) en faisant pivoter lesdits générateurs de rayonnements infrarouges courts (22a) et/ou moyens (22b) simultanément ou indépendamment.
24. Installation selon la revendication 23, caractérisée en ce que chaque générateur de rayonnements infrarouges courts (22a) et/ou moyens (22b) est logé dans une cassette (221) couplée aux-dits moyens de pivotement (250), lesdites cassettes (221 ) étant montées de manière adjacente sur ledit portique (241 ).
25. Installation selon la revendication 24, caractérisée en ce que chaque cassette (221 ) comporte un corps (223) tubulaire sensiblement cylindrique pourvu d'au moins un réflecteur (224) devant lequel est placé au moins un tube émetteur (225) formant un desdits générateurs de rayonnements infrarouges courts (22a) et/ou moyens (22b).
26. Installation selon la revendication 25, caractérisée en ce que lesdites cassettes (221 ) sont creuses et traversées par un circuit d'air de refroidissement (260).
27. Installation selon la revendication 13, caractérisée en ce qu'elle comporte des générateurs de rayonnements ultraviolets utilisés en combinaison avec lesdits générateurs de rayonnements infrarouges courts (22a) et moyens (22b).
28. Installation selon la revendication 13, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un générateur auxiliaire (222) de rayonnements infrarouges courts et/ou moyens disposé à une extrémité latérale d'au moins une desdites zones d'insolation (A1 , A2) définie par lesdits générateurs de rayonnements infrarouges courts (22a) et moyens (22b), le générateur auxiliaire (222) étant couplé à des moyens de pivotement.
29. Installation selon l'une quelconque des revendications 13 à 28, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins une unité de gestion informatisée agencée pour commander automatiquement lesdits générateurs de rayonnements infrarouges courts (22a) et moyens (22b), lesdits moyens d'entraînement (240) et de pivotement (250), en fonction de la forme et des dimensions dudit substrat (23) ainsi que de l'épaisseur et de la nature de la couche de revêtement à polymeriser.
30. Produit constitué d'un substrat (23) recouvert sur au moins l'une de ses surfaces d'au moins un revêtement polymérisé, caractérisé en ce qu'il est obtenu par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 12.
EP03725272A 2002-03-06 2003-03-06 Procede de photopolymerisation d'un revetement polymerisable, installation pour la mise en oeuvre de ce procede et produit obtenu Withdrawn EP1485213A2 (fr)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0202921 2002-03-06
FR0202921 2002-03-06
PCT/FR2003/000733 WO2003074199A2 (fr) 2002-03-06 2003-03-06 Procede de photopolymerisation d'un revetement polymerisable, installation pour la mise en oeuvre de de procede et produit portant un revetement obtenu

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP1485213A2 true EP1485213A2 (fr) 2004-12-15

Family

ID=27772039

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP03725272A Withdrawn EP1485213A2 (fr) 2002-03-06 2003-03-06 Procede de photopolymerisation d'un revetement polymerisable, installation pour la mise en oeuvre de ce procede et produit obtenu

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20050163937A1 (fr)
EP (1) EP1485213A2 (fr)
JP (1) JP2005526592A (fr)
AU (1) AU2003227819A1 (fr)
CA (1) CA2477665A1 (fr)
WO (1) WO2003074199A2 (fr)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005003802A1 (de) * 2004-12-10 2006-06-14 Nütro Maschinen- und Anlagenbau GmbH & Co. KG Strahlungsgerät sowie Pulverauftragsstation und Anordnung zur Beschichtung von temperatursensiblen Materialien und Verfahren hierzu
DE102006002946A1 (de) * 2006-01-21 2007-07-26 Tgc Technologie-Beteiligungsgesellschaft Mbh Strahleranordnung und Anlage zur Behandlung von Pulverschichten auf Objekten
US20100183820A1 (en) * 2009-01-16 2010-07-22 Ford Global Technologies, Llc Methods for curing uv-curable coatings
WO2013111511A1 (fr) * 2012-01-23 2013-08-01 日本碍子株式会社 Procédé de séchage et four de séchage de film de revêtement pour un film de revêtement formé sur une surface de film de pet
US20160074904A1 (en) * 2014-09-16 2016-03-17 Michael J. Chapman Efficient Infrared Absorption System for Edge Sealing Medium Density Fiberboard (MDF) and Other Engineered Wood Laminates Using Powder and Liquid Coatings
US9314811B1 (en) * 2015-05-11 2016-04-19 Enki Technology, Inc. Coating and curing apparatus and methods
EA034658B1 (ru) 2015-07-30 2020-03-03 Пулвер Кимя Сан. Ве Тидж. А. Ш. Нововведение, которое относится к нагревательной системе, применяемой в процессе нанесения порошкового покрытия на чувствительные к температуре пластины

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2497676A (en) * 1946-03-27 1950-02-14 Ralph W Lashells Infrared ray equipment
GB618978A (en) * 1946-10-24 1949-03-02 Gen Electric Co Ltd Improvements in or relating to infra-red electric heating apparatus
US4319125A (en) * 1979-07-20 1982-03-09 Prince Fred J Infra-red radiant heater system
FR2556547B1 (fr) * 1983-12-12 1986-09-05 Acir Generateur electrique perfectionne de rayons infrarouges constituant epurateur d'atmosphere
GB8523027D0 (en) * 1985-09-18 1985-10-23 Thorn Emi Appliances Grilling arrangement
WO1995005308A1 (fr) * 1993-08-13 1995-02-23 Madsen Robert C Degivreurs d'avion a infrarouges places sur une piste de roulement
FR2758575B1 (fr) * 1997-01-17 1999-03-26 Solaronics Process Installation de sechage d'une bande de papier
DE19857940C1 (de) * 1998-12-16 2000-07-27 Herberts Gmbh Verfahren zur Mehrschichtlackierung mit strahlenhärtbaren Beschichtungsmitteln
DE10009822C1 (de) * 2000-03-01 2001-12-06 Basf Coatings Ag Verfahren zur Herstellung von Beschichtungen, Klebschichten oder Dichtungen für grundierte oder ungrundierte Substrate und Substrate
US7409777B2 (en) * 2000-05-09 2008-08-12 James Thomas Shiveley Rapid efficient infrared curing powder/wet coatings and ultraviolet coatings curing laboratory applied production processing
DE10024963A1 (de) * 2000-05-22 2001-12-13 Heraeus Noblelight Gmbh Strahlungsanordnung sowie deren Verwendung und Verfahren zur Behandlung von Oberflächen
LU90623B1 (en) * 2000-08-04 2002-02-05 Trefilarbed Bissen Sa Method and installation for coating wire material
DE10041564C2 (de) * 2000-08-24 2002-06-27 Heraeus Noblelight Gmbh Kühlbares Infrarotstrahlerelement

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None *
See also references of WO03074199A3 *

Also Published As

Publication number Publication date
US20050163937A1 (en) 2005-07-28
JP2005526592A (ja) 2005-09-08
WO2003074199A3 (fr) 2004-03-11
AU2003227819A8 (en) 2003-09-16
WO2003074199A2 (fr) 2003-09-12
AU2003227819A1 (en) 2003-09-16
CA2477665A1 (fr) 2003-09-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2392442B2 (fr) Four pour le conditionnement thermique de préformes et procédé de commande d'un dispositif de refroidissement par air équipant un tel four
CA1224093A (fr) Procede et installation de cuisson d'un revetement organique applique sur un support
US20240116220A1 (en) Pulsed light system
EP0910772B1 (fr) Dispositif emetteur/reflecteur de rayonnements electromagnetiques, appareil et procede mettant en oeuvre un tel dispositif
FR2495964A1 (fr) Procede et dispositif pour le traitement de surface d'objets
WO2003074199A2 (fr) Procede de photopolymerisation d'un revetement polymerisable, installation pour la mise en oeuvre de de procede et produit portant un revetement obtenu
CA2630069A1 (fr) Procede pour traitement pulse aux uv de revetements sur bois
MX2013009726A (es) Tratamiento termico de un recubrimiento por laser.
EP3171899B1 (fr) Dispositif uvc de decontamination et de detoxification, et son utilisation
FR3005878A1 (fr) Procede d'obtention d'un substrat muni d'un revetement
WO2011148955A1 (fr) Four de séchage et procédé de séchage
FR2484365A1 (fr) Procede et appareil pour appliquer des manchons en matiere plastique sur des recipients
FR2502540A1 (fr) Appareil pour chauffer par rayonnement, a la temperature d'orientation moleculaire, une preforme d'article en matiere thermoplastique
WO2001031976A1 (fr) Four a ultraviolet permettant de cuire des revetements de fils de bobinage
EP1048747B1 (fr) Procédé et dispositif de traitement d'un matériau par rayonnement électromagnétique et sous atmosphère contrôlée
FR2555749A1 (fr) Procede et appareil de preevaluation pour un essai de resistance a l'action des intemperies
EP1383638A1 (fr) Procede et dispositif de depot de colle sur une surface alveolee
EP0737755B1 (fr) Procédé de traitement thermique et installation pour la mise en oeuvre de ce procédé
FR3018724A1 (fr) Unite de traitement d'ebauches equipee d'une section de confinement optique a parois convergentes
EP0410300B1 (fr) Procédé et dispositif pour traiter thermiquement au moins un fil metallique avec des plaques de transfert thermique
US5719376A (en) Method for laser heating a surface formed by a circular bore extending through a workpiece
EP3005833B1 (fr) Dispositif de traitement thermique de produits par micro-ondes et procédé de traitement thermique mettant en oeuvre un tel dispositif
KR20190042125A (ko) 이동식 건조 장치
US5679202A (en) Process for removing fluorocarbon resin-based coatings
Thajeel Sr et al. Laser annealing of gold thin films as a platform for plasmonic sensing applications

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20040827

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LI LU MC NL PT RO SE SI SK TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: AL LT LV MK

17Q First examination report despatched

Effective date: 20050401

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20070313