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Procédé pour appliquer.une couche de revêtement par transfert, et feuilles de transfert pour l'emploi dans ce procédé.
La présente invention concerne un procédé pour appliquer une couche de revêtement dans lequel une pellicule thermoplasti- que ne se supportant pas d'elle-même est formée sur un support temporaire et transférée ensuite sur une autre surface par chaleur et pression.
Il est désirable que de: nombreux artioles soient pourvus de surfaces parachevées en vue d'améliorer leur aspect et leur durabilité. L'obtention de ce but par application aux articles d'une pellicule capable de produire ce résultat entraîne toute- fois de nombreux problèmes difficiles:. Ces pellicules doivent avoir des surfaces lisses et luisantes et consolider l'article . en le.protégeant en même temps des détériorations.
Les pelli- oules doivent avoir une épaisseur sensiblement uniforme en tous: points en vue d'éviter des réflexions inégales de la lumière' et. une distorsion qui en résulte dans 1'aspect de l'article En outre:, ôes pellicules de parachèvement doivent être stables aussi bien pour ce qui concerne les propriétés d'aspect que les proprié- tés d'usage et à cet effet elles doivent adhérer solidement aux articles vu que 1'emploi de matières, adhésives- séparées augmente considérablement les frais et la complication de l'opération de parachèvement et conduit fréquemment à la production d'articles inférieurs et que par conséquent il est désirable d'éviter 1'emploi de matières adhésives dans l'opération de parachèvement,
On a trouvé que toutes les conditions désirables qui pré- cèdent peuvent être réalisées d'une manière facile par le fait qu'on forme une pellicule initialement sur une feuille d'appui créée en une matière; non poreuse et lisse au pourvue d'une semblable matière et qu'on transfère ensuite la pellicule sur l'ar- ticle à parachever, moyennant leur emploi de chaleur et de pres- sion on peut de cette manière former, manipuler- et transférer sans difficulté des pellicules qui sont trop minces pour être capables de supporter leur propre, poids,
@ Le procédé suivant la présente invention comprend d'une ! manière' générale les caractéristiques consistant à appliquer
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d'une manière appropriée une couche d'une matière thermoplestique en elle-même a une feuille d'appui formée d'une matière lisse non fibreuse ou revêtue d'une semblable matière, pour former une couche de transfert et à mettre en contact la pellioule ainsi formée avec un article parachevé, à appliquer de la chaleur à la pellicule et/ou à l'article, à exercer une pression pour repousser la pellicule en contact intime avec l'article pour provoquer l'adhérence de la pellicule à l'article, et à arracher la feuille d'appui de la pellicule.
Les articles de le présente invention comprennent respectivement une feuille d'appui formée en une matière lisse ou pourvue d'une matière lisse à la surface, et munie d'une couche de matière thermoplastique en elle-même, et un article parachevé pourvu d'une couche extrêmement mince d'ornementation, de conservation et/ou de proteotion.
Pour la pellicule de transfert thermoplastique qui est temporairement appliquée à la feuille d'appui, on peut utiliser n'emporte quelle matière theroplastique hydrophobique formant pellicule. A titre d'exemple la matière thermoplastique peut comprendre des dérivés thermoplastiques de cellulose, y compris les esters organiques de cellulose solubles dans un solvant, par exemple l'acétate de cellulose, le butyrate de cellulose, la nitrocellulose et également des esters de cellulose alkyliques, carboxy-alkliques et hydroxy-alkyliques de types qui sont solubles dans les solvants organiques et des éthers-esters mixtes de cellulose, des résines synthétiques thermoplastiques comme classe, par exemple des résines polyvinyliques telles que des polymères d'acétate vinylique, de chlorure vinylique, de styrène,
des polymères vinyliques post-chlorés, le fermai, l'acétal et le butyral polyvinyliques, des oopolymères de chlorure vinylique et d'acétate vinylique, des copolymères de chlorure de vinylidène et de chlorure vinylique, des copolymères de composés vinyliques et d'aldéhydes, des polymères d'halogénures vinyliques et des dérivés d'acide acrylique, des copolymères d'acétate vinyliques et de styrène, des résines de coumarone et d'indène, des résines de polyéthylène, des résines acryliques, des polyesters d'acide acrylique et d'acide méthacrylique, des résines de polyamides telles que celles formées à partir d'acides dicarboxyliques et de diamines (type Nylon};
des résines de polyesters non saturés, des âlastomères synthétiques thermoplastiques comme classe, tels que par exemple le butadiène polymérisé, les polysulfures d'oléfines, les polymères d'isobutylène, les polymères de chloroprène et des halogénures polyvinyliques fortement palsticifiés et également un mélange des résines thermoplastiques mentionnés cidessus.
Il doit également être bien entendu que l'on peut employer des résines faisant prise à chaud, seules ou en mélange compatible avec des résines thermoplastiques. Ceci permet la production d'une pellicule de transfert qui peut être traitée par curing pour prendre un état infusible non-thermoplastique après le transfert sur une autre surface, et avant ou après l'arrachage de la feuille d'appui. Ces résines faisant prise à chaud peuvent comprendre des résines d'allyle, d'urée et d'aldéhyde, de phénol et d'aldéhyde, alkydiques, de mélanine et d'aldéhyde, alkydiques modifiées par de l'huile, de sulfonamide et d'aldéhyde, et d'uréealdéhyde-aloool-éther.
La pellicule de transfert peut également comprendre des plasticifiants appropriés, des agents mettant à l'abri de l'humidité, des agents d'imperméabilisation, des agents d'ignifugation, des pigments, des colorants et d'autres matières, suivant les désirs. Le plastioifiant dans la pellicule de transfert peut être volatil ou non volatil.
Dans une forme de réalisation préférée, la pellicule de
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transfert est formée d'une résine polyvinylique dans un état thermoplastique, capable d'être polymérisée jusqu'à un état non-thermoplastique. La pellicule de transfert peut être appliquée à 1a feuille d'appui par des moyens appropries quelconques-, par exemple par dissolution de la matière de la pellicule de transfert dans un solvant volatil qui n'est pas un solvant pour la pellicule d'appui, par application de la solution à celle-ci et par évaporation du solvant à une température inférieure au point de ramollissement de la pellicule d'appui.
Suivant une variante, la matière de la pellicule de transfert peut être fondue et appliquée à l'état fondu sur la pellicule d'appui lorsque le point de ramollissement de la pellicule d' appui est plus élevé que le point de fusion de la matière de
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la pelliaule de transfert. Finalement la matière de la pelli- cule de transfert peut être ramollie par chauffage ou. par adjonc- tion d'un solvant pour former une masse plastique qui est alors appliquée par calendrage sur la surface de la pellicule d'appui
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plastique, après quoi la pellicule calandrée est refroidie ou bien le solvant résiduel est évaporé.
La surface sur laquelle les matières thermoplastiques
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sont étendues pour former la pellicule thermopla-stique est de préférence faite ou enduite dtune matière qui a peu ou pas d' affinité pour la matière, thermoplastique elle-même ou qui n'est
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pas affectée par les solvants et/'ou les plasticif1ants employés dans ces matières.
Dans une forme de réalisation de 1*invention' 1'appui est une pellicule flexible se supportant d'elle-même, facile d'une matière- organique quelconque formant pellicule, qui est
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solide à la température ordinaire' mUs qui a un point de ramollissement de préférence au-dessus d'environ l6G"S ) mais en général entre environ 10.6 et environ 500 0', pourvu que son. point thermique de ramollissement soit au-dessus du point therlque de collage de la pellicule de trvrsfert employée,, Parmi les matières qui peuvent 4,tre employé.es.
on peut citer des rosi- nes thermoplastiques et des résines faisant prisa à chaud et des composés thermoplastiques de cellulose, dont un certain nombre ont été énumérés ci-dessus comme utilisables pour la préparation de la pellicule de transfert thermoplastique.
L'emploi d'une matière non fibreuse de ces types donne à la pellicule un fini luisant analogue à un miroir, vu que la surface relativement non-poreuse et non-fibreuse de la'feuille d'appui fait que la surface exposée de la pellicule de finissage est lisse et réfléchit fortement la lumière. ceci améliore considérablement l'aspect de l'article terminé.
La feuille d'appui peut également être faite d'une matière en feuille fibreuse ou non-fibreuse, traitée pour procurer d'un coté ou des deux cotés une couche de revêtement continue lisse. parmi les matières fibreuses on peut employer du papier, des tissus et des feutres faits de fibres naturelles ou synthé-
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tiques ou de, mélanges de celles-el, et parmi les matières en feuille non-fibreuses on peut employer des pellicules organiques plastiques hrdraphabiquee telles que par exemple des dérivés. thermoplastiques de cellulose comme une classe, des ràsmes thermoplastiques comme classe et des pellicules formées de mélanges de ces classes:, lebaoutohouc synthétique et des feuilles de mé- tal flexibles.
Le revêtement organique thermoplastique peut avoir'un point de ramollissement thermique inférieur au point thermique de collage de la pellicule thermoplastique de transfert. Dans .une forme préférée de réalisation de l'invention'la pellicule
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de transfert a un point de collage thermique d'environ 100 C
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à 1s0 G et par conséquent le point de ramollissement thermique de la couche intermédiaire doit être inférieur à 100 C et de préférence en-dessous de 90 C.
N'importe quelle matière thermoplastique formant pellicule qui est solide à la température ordinaire et qui a un point
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de ramollissement therl1que inférieur à l0U C convient 'Jour 1' emploi pour former la couche intermédiaire. La couche interraé- diaire peut être effectivement produiteà partir de matières solides thermoplastiques choisies dans le groupe consistant en des graisses à points de ramollissement de 24-42 C en des cires
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à points de ramOllissement de 39-8000 et en des acides gras à points de ramollissement de 43-'5 C et en des savons ,métalliques, en des résines naturelles à points de ramollissement de 55-100 C en'des huiles hydrogénées à points de ramollissement de 52-83 C et en des hydrocarbures chlorés.
Comme c'est bien connu dans le métier, les résines naturelles sont effectivement des mélanges dtune majeure proportion de cires végétales (esters d'acides gras supérieurs) d'acides gras supérieurs et d'huile végétales et peuvent être considérées comme tombant dans la même catégorie que les cires végétales.
Toutes les résines naturelles employées dans la présente invention sont thermoplastiques et hydrophobiques et ne doivent par conséquent par être confondues avec les gommes naturelles, comme la gomme adragante, qui sont hydrophiliques et gonflent dans 1'eau ou se dissolvent dans celle-ci. Les huiles hydrogénées et les hydrocarbures chlorés sont désignés collectivement dans le
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commeite4Dus le nom de "cires synthétiques" parce que ces produits sont analogues aux cires par l'aspect et par les propriétés.
Il faut bien oomprendre également que ces substances peuvent être employées en mélange compatible l'une avec l'autre ou avec des matières thermoplastiques qui seules auraient un point de fusion trop élevé, comme par exemple le caoutchouc naturel ou artificiel non-vulcanisé. En fait, l'emploi de mélanges permet la production d'une couche intermédiaire à n'importe quel point désiré de ramollissement entre la température ordinaire et 100 C par mélange d'une substance à point de fusion élevé et d'une substance à bas point de fusion en différentes proportions jusqu'à ce que le point de ramollissement désiré soit obtenu.
Toutes les matières thermoplastiques employées dans la
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couche intermédiaire ont certaines caractéristiques de groupe importantes au point de vue de la fonction; (a ) elles sont toutes solides à la température ordinaire.mais se ramollissent ou fon- dent en-dessous de 100 C; (b) ce sont toutes des matières cireu- ses ou oléagineuses; (c) elles forment toutes des pellicules lorsqu'elles sont solides mais sentent peu de cohésion interne lorsqu'elles sont ramollies; (d) lorsqu'elles sont fondues elles se congèlent pour donner une surface lisse luisante.
La feuille d'appui fibreuse ou non-fibreuse peut égale- ment être traitée de façon à présenter d'un coté du des deux côtés une couche lisse non transférable. Cette couche doit avoir
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un point thermique de rumollissement au-dessus du point thermique de collage de la pellicule de transfert employée, de préférence entre environ IOOOC et environ 30000. Des résines therdo'Olasti- ques ut des résines faisant prise à chaud peuvent tuutes deux être employées pour la couche non-transférable, on a trouvé de
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même appropriés des langes de résines therQo01ustiques et de résines faisant prise à chaud. Parmi les J11vti3res qui ont été employées sont comprises celles mentionnées ci-dessus à propos de la pellicule de transfert.
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Lorsque la composition contenant une. résine faisant prise à chaud est employé comme couche non-transférable, on peut y incorporer un agent de durcissement approprie; ou, un catalyseur de curing. Pour éviter la dessieation, le fendillement uu 1'endettement de la couche non transférable lorsque la résine employée est à l'état infusible, on incorpore de préfé- renoe dans la composition de la couche un plastiaifiant nonvolatil pour la résine particulière employée. On peut ajouter aussi facultativement des pigments, des colorants, des agents
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emp30han-t le collage, des cires, et d'autres' ingrédients des- tinés à donner à la couche d'autres propriétés désirables.
Lorsque la .feuille d'appui pourvue de la couche est destinée
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â être' réemployée comme matière d'appui, un agent d'imperméa- bilisation tel qu'une cire ou un savon métallique insoluble, peut avantageusement être incorporé dans la couche.
Pour l'application de la composition de revêtement à la feuille d'appuie les. différents ingrédients de la couche
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sont dissous dans un solvant volatil apropr1&'fQâ d'Une solution ayant la viscosité: désirée ou chauffés jusqu'à là fusion et appliqués à l'état fondu à la feuille d'appui.. -Le solvant est ensuite évapore, ou bien la couche est refroidie suivant le cas pour rendre la couche sèche'et non collante.
Pendant ou après le séchage de la couche-, lorsqu'il est fait usage d'une résine faisant prise àchaud la matière en feuille
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revêtue est soumise.à la chaleur pour compléter la"polymêr1a- tion de la résine jusqu'à un état insoluble, infusible, yant subi le curing, par exemple par le fait qu'on soument la feuille à revêtement à une température élevée, habituellement entre
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.10000 et 20Q-C!O pendant environ une heure ou matris. on applique une couche suffisante pour laisser sur la feuille d'appui une mince pellicule superficielle de régisseur désirée.
Une
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épaisseur d'environ 0,685- mm est appropriée, mais on peut eu- ployer jusqu'à 0,05 mm. a feuille d'appui peut être employée sous la forme de
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feUi11es\1hdiv1duelles ou peut être; sous la forme dtun rouleau ou d'une courroie, bande, etc. continue. La feuille d'appui peut tre réutilisée aussi souvent qu'il est désira, suivant le soin qui est exeroé à conserver la'feuille pendant l'opération de transfert.
On réalise l'opération de transfert en mettant l'article à parachever en contact avec la pellicule sur la feuille d'appui
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et en appliquant de la chaleur à la pellicule et/ou, a article et suffisamment de pression pour refouler la pellicule; en contact avec l'article et la faire adhérer à oelui-ot. La 11le d'appui peut alors être arrachée de la pellicule et laisse celle-ci an-
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crée solidement à l'article. Il est préférable que la pellicule et l'article soient refroidis avant l'enlèvement de la feuille d'appui, vu qu'il faut apporter alors moins de soin à 1'opêration d'arrachage.
La ohaleur et la pression exercées sur la feuille d'appui, la pellicule et l'article pendant l'opération de transfert peuvent être fournies par l'emploi de platines chauffées d'un type bien connu quelconque, de cylindres de calendre chauffés, de presses à la vapeur, etc..
A titre d'explication on trouvera ci-dessous des exemples de la présente invention :
Exemple 1 : Du papier fort rendu lisse par oalendrage a été recouvert d'un cote d'une solution comprenant 10 parties de résine d'éther butanolique d'urée et de formaldéhyde dans la phase
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thermoplastique, 3 parties d'une résine molle alkydique comme
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plasticifient et 0,05 partie de sulfate d'ammonium comme catalyseur, le tout dissous dans 87 parties d'alcool butylique, Le papier enduit a alors été chauffé à approximtive.ent 1250C pendant un temps suffisant pour compléter la polymérisation de la résine
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d'urée et de formaldéhyde qui rend la pellicule infusible et non- collante.
La feuille d'appui a ainsi été pourvue d'une couche dure non-thermoplastique, insoluble dans les solvants organiques.
La feuille d'appui avec son revêtement a été recouverte d'une composition formant pellicule comprenant 10 parties d'une composition contenant 9 parties du copolymère de chlorure vinylique et d'acétate vinylique, lpartie d'une résine de méthacrylate de mé-
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thyle, 0,15 partie de phosphate triciésylique, 0,15 parties de méthyle cellosolve ricirolâata acêbilique, le tout dissous dans 89,7 parties de dichlorure d'éthylène. La feuille enduite a été néch6.e et ensuite aàekuf8e légèrement pour rendre collante la pellicule de transfert.
On a trouvé que la feuille dtappui s'ar- rache proprement de la pellicule de transfert après l'application de la pellicule à l'article à revêtir sans qu'aucune partie de l'enduit d'urée et de formaldéhyde adhère à la pellicule de transfert et sans que sensiblement aucune partie de la pellicule de transfert adhère à la couche d'urée et de formaldéhyde.
Exemple II : Une feuille lisse de chlorure polyvinylique ayant un point de ramollissement supérieur à 130 C est recouver- te d'une composition formant pellicule, transférable, comprenant
10 parties d'éthyl-oellulose dissoutes dans 90 parties d'acétate d'éthyle. Le solvant a été enlevé par chauffage à 60*0. Après que la feuille a été séchée, la pellicule de transfert a été miss en aontact avec un tissu imprimé à une température d'environ 120 C et sous une pression de 450 livres par pouce carré. Le feuilletage a été refroidi et la feuille d'appui de chlorure polyvinylique a été arrachée du tissu pourvu d'un revêtement. La feuille d'appui s'est arrachée proprement de la feuille de transfert sans déta- .cher celle-ci du tissu.
Exemple III : La feuille d'appui polyvinylique de l'exemple II a été enduite d'une solution comprenant 15% d'acide stéa- rique dans du tétrachlorure de carbone. Lors de l'évaporation de ce solvant, une pellicule d'acide stéarique s'est déposée sur la feuille d'appui. La feuille enduite a alors été traitée par la composition de formation de pellicule de l'exemple II et appliquée sur le tissu de la manière décrite. Lorsque la feuille d' appui de résine vinylique a été arrachée du tissu pourvu de son rev$tement, la couche intermédiaire d'acide stéarique est restée partiellement sur la feuille d'appui et en partie sur la surface de la pellicule de transfert où elle a formé une couche imperméable.
Le papier enduit a été pressé contre un rouleau de métal poli qui a donné une surface lisse et luisante à la couche d'acide stéarique.
Exemple IV : Une feuille d'appui en papier a été enduite
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d'une cire dtazokérite et ensuite d'une mince pellicule de transfert d'aoétate-butyrate de cellulose plasticifiée avec l#; de phtealte de dibutyle. La pellicule d'acétate de cellulose a été transférée à une température de 135 C et sous 300 livres de pression par pouce carré, l'article composite a été refroidi à 60 c et la feuille d'appui a été arrachée. comme l'ozokérite n'est pas miscible dans l'acétate de cellulose, tout la couche de cire est restée sur la feuille d'appui est s'est arrachée proprement de la pellicule de transfert.
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Exemple V : Une composition de revêtement, renfermant 20 parties de résine d'urée et de formaldéhyde dans l'état fusible thermoplastique et 80 parties d'acétate polyvinylique, est appliquée à l'état fondu sur une feuille de papier flexible fort
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qui comporte un revêtement non transférable comprenant une ' résine faisant prise à chaud dans un état non thermoplastique, . telle qu'une résine de phénol et de formadéhyde ayant subi le curing, pour donner un enduit ayant'approximativement 0,0375 mm d'épaisseur La pellicule de transfert est placée- en contact. avec un tissu poreux et on la fait adhérer à celui-ci par application de chaleur et de pression.
La pellbule de transfert est de préférence chauffée avant le contact avec le tissu de façon à être légèrement collante. Après le feuilletage) le tissu et la pellicule composites sont refroidis; La feuille d'appui est alors arrachée de la pellicule de transfert. on trouvée que celle-ci adhère au tissu poreux sans pénétration notable dans le tissu, tout en procurant sur celui-ci une couche de revêtement mince, continue, imperméable à l'humidité et aux, gaz.
Le tissu avec ce revêtement peut être .employé tel quel.
Toutefois à des températures élevées, le revêtement deviendra' collant. Il est par conséquent préféré de chauffer le ,tissu revêtu, à une température comprise entre 100 C et200 C pendant une @ période d'environ 1 heure pour compléter la polymérisation de la résine d'urée et de formaldéhyde jusqu'à un état infusible, dur, non-thermoplastique. On peut raccourcir cette période en inoor- porant un catalyseur latent tel que de l'acide bêta-bromocinnamique ou de l'acide para-toluène-sulphamique.
On peut- incorporer à la matière thermoplastique des pigments, une matière de charge et/ou un colorant appropriés quelconques pour donner à la pellicule un degré quelconque de coloration et/ou d'opaoité et on peut également y ajouter des agents mettant à l'abri de l'humidité, tels que des cires, des huiles, etc., si on le désire.
Le présent procédé peut être employé pour parachever différents genres de tissus tels que le papier, des textiles, etc. ainsi que des matières imprimées, des peintures, des photographies, des cartes, des documents et des articles divers faits de fibres, de carton, de linoléum, de liège, etc..