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Procéda et appareil permettant de revêtir des surfaces avec des pellicules et objets ainsi obtenus.
La présente intention concerne un procédé et un appareil destinés à l'obtention de pellicules et au transfe de ces pellicules sur.des surfaces diverses.
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Dans l'application de pellicules thermoplastiques ! sur des objets, on a eu jusqu'icil'habitu d e soit de façonner une pellicule capable de se soutenir elle-même et ; de l'appliquer ensuite sur l'objet au moyen de chaleur et de pression sans que cette pellicule soit supportée, soit de préparer la pellicule sur une feuille discontinue et ensuite : de transférer la pellicule sur l'objet à revêtir. Le premier procédé s'est montré en général, peu satisfaisant, car la pellicule non supportée se tord fréquemment, ce qui ; rend difficile son application sur l'objet. En outre, il est nécessaire que la pellicule soit relativement épaisse de 1 manière à lui permettre de se soutenir par elle-même.
Le deuxième proaédé a mohtré également des inconvénients du fait que la pellicule est généralement fixée à la feuille de support pendant un certain temps, ou que son lieu d'application est souvent assez éloigné de son point de fabrication. Cela rend nécessaire de créer un lien suffisam- -ment résistant entre la pellicule et son support pour que celui-ci puisse être manipulé pendant le transport et 'l'application sans troubler la relation entre la pellicule ) et sa feuille de support. Evidemment, cela ajoute à la difficulté d'enlever la pellicule de la feuille de support durant l'application de cette pellicule à un objet.
La présente invention consiste,ergénéral, à appliquer une matière pour constituer une pellicule et à transférer ensuite la pellicule de la surface de support sur une autre surface au moyen de chaleur et de pression, refroidir la pellicule pour la rendre non collante et arracher la pelli- cule de la surface formatrice, toutes opérations s'effectuant de manière continue et concurrement dans l'ordre qui vient d'être spécifié.
L'appareil qui permet la mise en oeuvre de cette in- vention consiste, d'une manière générale, en une combinaison d'éléments qui comprennent une surface d'obtention de la pellicule sous forme d'une bande continue, des moyens pour appliquer une matière thermoplastique sur la surface de la bande, des moyens pour durcir la pellicule, des moyens pour la chauffer, des moyens pour la presser au contact de la surface d'une base appropriée, des moyens pour la refroidir et la rendre non-collante, et des moyens pour arracher cette pellicule de la surface formatrice après qu'elle a adhéré à la base en question.
La pellicule.utilisée dans la présente invention peut être obtenue à partir de n'importe quelle matière thermoplastique appropriée, telle qu'une résine artificielle; on peut citer par exemple une résine poly-vinylique, un copolymère d'acétate et de chlorure de vinyle, une résine phénolaldéhydique, une résine urée-aldéhyde, une résine nylon @
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et du caoutchouc naturel ou synthéthique tel que des hydrocarbures polymérisés, par exemple, l'isobutyléne, la butadiène, le chloroprène polymérisés.
On peut également faire usage de matières qui peuvent acquérir des propriétés thermoplastiques limitées, imparties par addition de plastifiants de types bien connue telles que des dérivés de la cellulose, par exemple l'acétate, l'acétostéarate de cellulose, la nitrocellulose, ainsi que des éthers alcoyliques, carboxy- alcoyliques et hydroxy-alcoyliques de la cellulose du type soluble: dans les solvants organiques et enfin des gommes thermoplastiques naturelles ou artificielles; on peut enfin se servir de mélanges de produits appartenant à n'importe lesquelles des catégories indiquées :ci-dessus.
On peut dissoudre la matière thermoplastique destinée à former la pellicule dans un solvant approprié, qui soit volatil. de manière à pouvoir être évaporé à une température relativement basse. Par exemple, on peut dissoudre un copolymère d'acétate et de ohlorure de vinyle dans de l'acétone ou dans un mélange de toluène et d'acétate de butyle. On peut utiliser à volonté d'autres solvants bien connus de ces matières, aussi bien que des mélanges de ces solvants.
On peut plastifier la matière qui forme la pellicule avec n'importe quel plastifiant ou mélange de plastifiants connus destinés aux matières thermoplastiques. De tels plastifiants sont par exemple le phtalate de dibutyle, le phosphate tri-crésylique et l'hexohe.
La matière thermoplastique génératrice de la pellicule est appliquée sur une surface formatrice par coulée épandage, peinture ou' impression et durcie,par exemple par évaporation des solvants'au moyen d'air et/ou de chaleur. La surface en question, sur laquelle est placée la pellicule, est alors mise en contact avec la surface de base à revêtir et l'on fait agir la chaleur et la pression sur celle-ci et sur.la pellicule pour les faire adhérer l'une à l'autre, après quoi la pellicule est séparée de la surface formatrice par dépouillement.
La description qui va suivre en regard du dessin annexé donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du dessin que du texte faisant bien entendu partie de celle-ci.
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La fig. 1 est une vue schématique en coupe d'un dispositif conforme à la présente invention.
Comme le représente la fig. l, un distributeur 10 comporte un dispositif de décharge approprié à travers lequel le mélange 12, qui engendre la pellicule, est coulés sur une surface 14, destinée à former la pellicule, qui présente la forme d'une bande sans fin. La bande 14 peut être réalisée en un métal approprié, par exemple du cuivre, de l'acier, de l'acier inoxydable, de l'acier chromé ou argenté, etc., elle peut être également façonnée en un tissu convenable muni, de n'importe quelle manière appropriée, d'une surface lisse, ce qui peut être réalisé en imprégnant le tissu avec une substance qui n'est pas affectée par le solvant de la matière destinée à former la pellicule et qui, de préférence, ne possède pas d'affinité appréciable pour cette matière;
des substances appropriées sont l'hydrate de cellulose, l'amidon, la gélatine et autres colloïdes hydrophiles. La bande 14 peut également être faite en une matière cellulosique, telle que l'acétate de cellulose, la nitrocellulose, etc., et pourvue d'une surface qui ne soit pas affectée par les solvants de la matière génératrice de la pellicule; on peut par exemple traiter superficiellement la bande cellulosique pour régénérer la cellulose à sa surface
La présente invention comprend également une feuille de support constituée d'une matière colloïdale hydrophile permettant la préparation d'une pellicule, qui ne possède que peu ou pas d'affinité pour la matière thermoplastique ellemême et qui n'est pas affectée par les solvants et/ou les plastifiants utilisés conjointement avec cette matière.
Ces matières sont des feuilles et des pellicules formées, ou recouvertes superficiellement, de gélatine, de caséine, d'éthers cellulosiques solubles dans l'eau ou les alcalis, d'esters cellulosiques gonflables par l'eau, d'hydrate de cellulose, de minces feuilles de résines hydrophiles, etc.
La matière qui a été trouvée la plus appropriée dans ce but est une feuille d'hydrate de cellulose capable de se soutenir par elle-même. On.peut obtenir l'hydrate de cellulose par régénération de la. cellulose à partir de la viscose ou de solutions cupro-ammpoiques de cellulose, de solutions de cellulose dans le chlorure de zinc, de cellulose dissoute dans des solvants organiques tels que des composés d'ammonium quaternaire ; on peut également préparer l'hydrate de cellulose par désestérification d'esters cellulosiques, par désestérification d'éthers cellulosiques, par gélatinisation de cellulose sous forme de linters de coton. de pulpe de bois, etc., ou à partir de n'importe quelle autre source susceptible de former de l'hydrate de cellulose.
L'hydrate de cellulose est de préférence façonnée en forme d'une bande, sur laquelle on peut convenablement étendre la matière thermoplastique.
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D'un certain point de vue, il est préférable que la bande soit métallique, comme il est expliqué ci-dessus, car le métal est plus durable, ce qui élimine la nécessité de remplacer la bande 14 à de fréquents intervalles. La bande 14 est supportée par les tambours 16, 18,20 et 22 qui sont montés de manière à pouvoir tourner et dont un ou plusieurs sont mus de n'importe quelle manière, appropriée pour provoquer le mouvement de la bande 14. On peut prévoir une brosse 15 pour nettoyer cette dernière.
La solution 12 destinée à former la pellicule se répand sur la bande 14 à la sortie du distributeur 10 pour former une pellicule continue et elle est convenablement durcie par évaporation du solvant au moyen d'air et/ou de chaleur. La chaleur peut être fournie par un réchauffeur ordinaire 24 et un courant d'air peut être dirigé sur la pellicule par une tuyère 26. L'air qui provient de la tuyère'26 peut ¯être chauffé ou refroidi de ¯toute manière désirée pour régler convenablement la température de la pelli cule sur la bande 14. Lorsque l'on désire récupérer le solvant, l'appareil peut être enfermé dans une enceinte appropriée 28.
L'objet à revêtir ou base, sous la forme d'un tissu 32, passe sur le tambour 20, entre celui-ci et la bande 14, au contact de¯la pellicule 34 portée par celle-ci. Le tambour 20 est chauffé d'une manière quelconque.
La bande 14 qui porte la pellicule 34,et la base 32 passent entre le tambour 20 et le tambour 22 qui est sollicite vers le tambour 20 par un moyen quelconque, par exemple un ressort réglable ou un dispositif hydraulique ou pneumatique (non représenté). Chaleur et pression sont ainsi appliquées à la pellicule et à la base 32 pour provoquer l'adhérence de la pellicule à cette dernière. A mesure que la base, la pellicule et la bande quittent le tambour 22, elles sont de préférence refroidies en dirigeant sur elles de l'air froid provenant de tuyères 36. La base 32 et la pellicule 34 passent ensuite autour d'un rouleau d'arrachement 38, de manière à arracher la pellicule de la bande 14. On obtient des résultats supérieurs si l'arrachement se fait à froid.
La pellicule thermoplastique, et/ou la surface sur laquelle elle doit être appliquée, peut porter, en impression ou gaufrage, des signes appropriés, par exemple au moyen du rouleau 20. Lorsque le film est imprimé avant son transfert sur l'autre surface, l'impression doit être renversée et la pellicule doit être transparente pour que l'on puisse voir les signes à travers la pellicule . Le rouleau 20 peut être pourvu de surfaces en relief ayant la forme des signes ou dessins pour gaufrer la pellicule au moment de son application.
Si on le désire l'appareil représenté fig. 1 peut être placé au voisinage immédiat d'un dispositif d'impression pour imprimer des signes et/ou des dessins appropriés sur la
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feuille de basé 32. En choisissant des encres d'impressions possédant de caractéristiques de mouillage sélectives, de sorte que les encres mouillent la feuille de -base 32 mais ne mouillent pas de manière sensible la pellicule 34, alors cette dernière peut être appliquée sur l'encre avant séchage complet de celle-ci, ce qui dispense de la nécessité de faire passer la base 32 à travers des dispositifs de séchage avant l'application de la pellicule de revêtement. De cette manière en évite l'utilisation de feuilles intercalaires pour empêcher la décharge ou l'étalement de l'encre.
La présente invention rend possible le transfert de pellicules d'une minceur telle qu'elles sont incapables de supporter leur propre poids et qu'elles ne peuvent pas, par suite, être obtenues sous forme de pellicules séparées.
L'épaisseur d'un revêtement pelliculaire est de préférence contrôlée comme il a déjà été expliqué, compte tenu de la dureté et de la flexibilité de la matière dont est formée la pellicule, de manière que la pellicule et la feuille de base soient sensiblement en équilibre dans l'objet terminé.
Autrement dit, l'épaisseur de la pellicule est proportionnée à celle de la feuille de base, eu égard aux caractéristiques physiques de chacune, de manière que la feuille de base ne puisse pas être gauchie ou tordue par la pellicule au cours du séchage ou du gonflement de cette dernière, mais se maintienne plate ou conserve la forme à laquelle elle est amenée dans l'article terminé.
On peut revêtir des feuilles de base sur leurs deux faces, si on le désire, en transférant une pellicule thermoplastique sur chacune de ces faces au moyen de chaleur et de pression.
On peut utiliser le présent procédé pour améliorer l'aspect de photographies et d'impressions, pour constituer un enduit protecteur contre l'humidité et/ou les matières grasses, ou pour protéger des photographies ou des impressions contre les dégradations. Des revêtements peuvent être appliques a des chèques, des documents officiels ou historiques pour éviter des cnangements, des erracements ou des détériorations.
Des tissus, des métaux, des placages de bois, du cuir, des papiers peints et)d'autres matériaux peuvent être revêtus conformément à la présente invention pour modifier leurs caractéristiques superficielles et/ou pour les renforcer.
Le degré de pénétration de la matière du revêtement dans le tissu peut être convenablement réglé pour obtenir un tissu sur la surface duquel le revêtement thermoplastique est continu.
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Process and apparatus for coating surfaces with films and objects thus obtained.
The present intent relates to a method and apparatus for obtaining films and transferring such films to various surfaces.
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In the application of thermoplastic films! on objects, we have so far had the habit of shaping a film capable of supporting itself and; to then apply it to the object by means of heat and pressure without this film being supported, or to prepare the film on a discontinuous sheet and then: to transfer the film to the object to be coated. The first method has generally been found to be unsatisfactory, since the unsupported film twists frequently, which; makes it difficult to apply to the object. Further, it is necessary that the film be relatively thick so as to allow it to support itself.
The second method has also exhibited drawbacks in that the film is generally attached to the backing sheet for a period of time, or that its place of application is often quite far from its point of manufacture. This makes it necessary to create a sufficiently strong bond between the film and its backing so that the latter can be handled during transport and application without disturbing the relationship between the film and its backing sheet. Obviously, this adds to the difficulty of removing the film from the backing sheet during the application of that film to an object.
The present invention consists, in general, of applying a material to form a film and then transferring the film from the support surface to another surface by means of heat and pressure, cooling the film to make it non-sticky and peeling the film. - cule of the formative surface, all operations being carried out continuously and concurrently in the order which has just been specified.
The apparatus which allows the implementation of this invention consists, in general, of a combination of elements which comprise a surface for obtaining the film in the form of a continuous strip, means for applying a thermoplastic material on the surface of the strip, means for hardening the film, means for heating it, means for pressing it into contact with the surface of a suitable base, means for cooling it and making it non-sticky , and means for stripping this film from the forming surface after it has adhered to the base in question.
The film used in the present invention can be obtained from any suitable thermoplastic material, such as an artificial resin; mention may be made, for example, of a poly-vinyl resin, a copolymer of acetate and of vinyl chloride, a phenolaldehyde resin, a urea-aldehyde resin, a nylon resin.
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and natural or synthetic rubber such as polymerized hydrocarbons, for example, polymerized isobutylene, butadiene, chloroprene.
Use can also be made of materials which can acquire limited thermoplastic properties imparted by the addition of plasticizers of well known types such as cellulose derivatives, for example acetate, cellulose acetostearate, nitrocellulose, as well as Alkyl, carboxyalkyl and hydroxyalkyl ethers of cellulose of the soluble type: in organic solvents and finally natural or artificial thermoplastic gums; Finally, it is possible to use mixtures of products belonging to any of the categories indicated above.
The thermoplastic material intended to form the film can be dissolved in a suitable solvent which is volatile. so that it can be evaporated at a relatively low temperature. For example, a copolymer of acetate and vinyl chloride can be dissolved in acetone or in a mixture of toluene and butyl acetate. Other well known solvents for these materials can be used as desired, as well as mixtures of these solvents.
The material which forms the film can be plasticized with any known plasticizer or mixture of plasticizers for thermoplastics. Such plasticizers are, for example, dibutyl phthalate, tri-cresyl phosphate and hexohe.
The film-forming thermoplastic material is applied to a forming surface by spreading, painting or printing and curing, for example by evaporation of the solvents by means of air and / or heat. The surface in question, on which the film is placed, is then brought into contact with the base surface to be coated and heat and pressure are made to act on it and on the film to make them adhere. to each other, after which the film is separated from the formative surface by stripping.
The description which will follow with regard to the appended drawing, given by way of non-limiting example, will make it clear how the invention can be implemented, the particularities which emerge both from the drawing and from the text, of course, forming part thereof.
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Fig. 1 is a schematic sectional view of a device according to the present invention.
As shown in fig. 1, a distributor 10 has a suitable discharge device through which the mixture 12, which generates the film, is poured onto a surface 14, intended to form the film, which has the shape of an endless belt. The strip 14 can be made of a suitable metal, for example copper, steel, stainless steel, chrome or silver steel, etc., it can also be made of a suitable fabric provided with any suitable manner, of a smooth surface, which can be achieved by impregnating the fabric with a substance which is not affected by the solvent of the material intended to form the film and which preferably does not have no appreciable affinity for this material;
suitable substances are cellulose hydrate, starch, gelatin and other hydrophilic colloids. The strip 14 can also be made of a cellulosic material, such as cellulose acetate, nitrocellulose, etc., and provided with a surface which is not affected by the solvents of the film-generating material; it is for example possible to superficially treat the cellulosic strip to regenerate the cellulose on its surface
The present invention also includes a backsheet made of a hydrophilic colloidal material for the preparation of a film, which has little or no affinity for the thermoplastic itself and which is unaffected by solvents and / or plasticizers used in conjunction with this material.
These materials are sheets and films formed or superficially covered with gelatin, casein, water-soluble or alkali-soluble cellulose ethers, water-swellable cellulose esters, cellulose hydrate, thin sheets of hydrophilic resins, etc.
The material which has been found most suitable for this purpose is a sheet of cellulose hydrate capable of supporting itself. Cellulose hydrate can be obtained by regeneration of the. cellulose from viscose or cupro-ammpoic solutions of cellulose, solutions of cellulose in zinc chloride, cellulose dissolved in organic solvents such as quaternary ammonium compounds; cellulose hydrate can also be prepared by deesterification of cellulose esters, by deesterification of cellulose ethers, by gelatinization of cellulose in the form of cotton linters. from wood pulp, etc., or from any other source capable of forming cellulose hydrate.
The cellulose hydrate is preferably shaped in the form of a strip, on which the thermoplastic material can be conveniently spread.
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From a certain point of view, it is preferable that the strip is metallic, as explained above, since the metal is more durable, which eliminates the need to replace the strip 14 at frequent intervals. The strip 14 is supported by the drums 16, 18, 20 and 22 which are rotatably mounted and one or more of which are moved in any way suitable to cause the movement of the strip 14. It is possible to provide a brush 15 for cleaning the latter.
The solution 12 for forming the film is spread over the web 14 at the outlet of the dispenser 10 to form a continuous film and is suitably cured by evaporation of the solvent by means of air and / or heat. The heat can be supplied by an ordinary heater 24 and a stream of air can be directed over the film by a nozzle 26. The air which comes from nozzle 26 can be heated or cooled in any manner desired to control. suitably the temperature of the film on the strip 14. When it is desired to recover the solvent, the apparatus can be enclosed in a suitable enclosure 28.
The object to be coated or base, in the form of a fabric 32, passes over the drum 20, between the latter and the strip 14, in contact with the film 34 carried by the latter. Drum 20 is heated in some way.
The strip 14 which carries the film 34, and the base 32 pass between the drum 20 and the drum 22 which is biased towards the drum 20 by any means, for example an adjustable spring or a hydraulic or pneumatic device (not shown). Heat and pressure are thus applied to the film and to the base 32 to cause the film to adhere to the latter. As the base, film, and web leave drum 22, they are preferably cooled by directing cold air from nozzles 36 over them. Base 32 and film 34 then pass around a roll of film. 'tear-off 38, so as to tear the film from the strip 14. Superior results are obtained if the tear-off is cold.
The thermoplastic film, and / or the surface to which it is to be applied, can bear, in printing or embossing, appropriate signs, for example by means of the roller 20. When the film is printed before its transfer to the other surface, the print must be reversed and the film must be transparent so that the signs can be seen through the film. The roller 20 may be provided with raised surfaces in the form of the signs or designs to emboss the film at the time of its application.
If desired, the apparatus shown in fig. 1 can be placed in the immediate vicinity of a printing device to print appropriate signs and / or designs on the
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base sheet 32. By choosing printing inks having selective wetting characteristics, such that the inks wet base sheet 32 but not substantially wet film 34, then the latter can be applied to the base sheet 32. The ink before it dries completely, eliminating the need to pass the base 32 through dryers before applying the coating film. In this way, it avoids the use of interleaves to prevent ink discharge or spreading.
The present invention makes it possible to transfer films of such thinness that they are unable to support their own weight and therefore cannot be obtained as separate films.
The thickness of a film coating is preferably controlled as already explained, in view of the hardness and flexibility of the material from which the film is formed, so that the film and the base sheet are substantially bonded. balance in the finished object.
In other words, the thickness of the film is proportional to that of the base sheet, having regard to the physical characteristics of each, so that the base sheet cannot be warped or twisted by the film during drying or drying. swelling of the latter, but remains flat or retains the shape to which it is brought in the finished article.
Base sheets can be coated on both sides, if desired, by transferring a thermoplastic film to each side using heat and pressure.
The present method can be used to improve the appearance of photographs and prints, to provide a protective coating against moisture and / or grease, or to protect photographs or prints from degradation. Coatings can be applied to checks, official or historical documents to prevent changes, errors or deterioration.
Fabrics, metals, wood veneers, leather, wallpapers and other materials can be coated in accordance with the present invention to modify their surface characteristics and / or to strengthen them.
The degree of penetration of the coating material into the fabric can be suitably adjusted to obtain a fabric on the surface of which the thermoplastic coating is continuous.