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procédé et appare il pour la formation d'enduits et de pèllicu- -les.
La présente invention concerne en général la technique de l'enduisage et de la coulée de pellicules, et plus particulierement un procédé et un appareil pour enduire des matières en reuilles et pour produire des pellicules séparées se portant elles-mêmes. L'invention concerne an outre les perfectionnements corresponaants apportés aux appareils d'enduisage et de coulée de pellicules, destinés à augmenter l'efficacité et à étendre les applications de ces appareils.
On a déjà employé de nombreux dispositifs pour enduire des matieres en feuilles et pour couler des pellicules sur des supports temporaires. Dans l'un de ces appareils connus, la composition d'enduisage est appliquée sur une surface de papier ou d'une autre matière en feuille, en traversant une mèche qui est en contact avec une face de la matiere à enduire. L'enauisage à la mèche est néanmoins limité à l'emploi de liquides ayant une viscosité extrêmement faible, et plus particulieremeni aux liquides aqueux qui mouillent facilement la mèche et qui peuvent la traverser sans que leur composition soit modifiée.
Lorsqu'on tente d'utiliser une mèche avec une composition renfermant plusieurs constituants -par exemple une matière organique formant aes pellicules et un plastifiant dissous dans un liquide organique volatil- on constate que
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le solvant s'évapore à la surface de la mèche, ce qui entraine une gélirication de la composition à la surface, tandis que le solvant progresse plus rapidement que les autres constituants au centre de la mèche. En conséquence, l'utilisation d'une mèche est pratiquement impossible pour enduire une surrace et couler des pellicules avec des compositions à constituants multiples de ce genre , et plus particulièrement avec toute composition à viscosité élevée.
Une mèche est également pratiquement inutilisable pour produire des enduits ou des pellicules ayant une épaisseur appréciable, ou à partir de compositions à viscosité élevée.
On a également proposé d'enduire du papier sur une race en amenant ce papier au contact de la surface d'une masse liquiae. Mais les dispositifs correspondants nécessitent des moyens spéciaux pour empêcher le liquide ou la composition d'enduisage de contourner les bords de la feuille à traiter.
Dans l'un de ces dispositifs antérieurs connus, le point de contact entre la feuille et le liquide est situé dans un plan horizontal, et ce liquide a ensuite tendance à s'égoutter de la surrace ensuite et il en résulte des rayures et des pellicules ou enauits irréguliers.
Lorsqu'on tente de faire passer verticalement une feuille à enduire à travers une renie pratiquée dans une paroi rigide d'un réservoir, il est nécessaire de procéder à un réglage micrométrique de la fente pour empêcher les fuites, et il est impossible avec des dispositifs d'enduire des matières ayant une surface rugueuse ou inégale.
Dans un troisième procédé employé jusqu'à présent, les matières en feuilles sont enduites sur une ou sur les deux races au moyen d'une raclette ou d'une lame, le jeu existant entre le bora de la raclette ou de la lame et la surface du papier déterminant l'épaisseur de la pellicule ou de l'enduit ainsi obtenu. Dans ce cas, il est encore nécessaire de pro-
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céder à des réglages micrométriques de la raclette ou de la lame lorsqu'on veut obtenir des pellicules minces.
On a ce- pendant constaté que ces dispositifs sont pratiquement inu- tilisables lorsque le liquiae employé a une faible viscosité, ou lorsqu'on utilise une composition contenant un solvant très volatil, Avec les liquiaes à faible viscosité, ceux-ci ont tendance à contourner le bord ae la lame et, fréquemment, ils ne s'étendent pas uniformément à la surface de la feuille.
D'autre part, avec une composition contenant aes liquides vo- latils, l'évaporation du solvant à l'avant de la raclette ou de la lame entraîne un changement de la viscosité et la pel- licule ou l'enduit appliqué contient une proportion centési- male de matièressolides plus élevée à la fin de l'opération qu'au début. Les matières à surface rugueuse ne peuvent être enduites uniformément aveo une raclette.,
La présente invention a pour but, d'une manière générale, de fournir des moyens permettant d'obtenir des pellicules d'une épaisseur uniforme avec une matière liquide capable de former une pellicule.
L'invention concerne également un procédé pour enduire et les matières en feuilles/pour couler des pellicules minces sur des matières appropriées, procédé à l'aide duquel l'é- paisseur de la pellicule est indépendante des moyens mécani- ques utilisés et, par conséquent, indépendante de la confor- mation mécanique de l'organe d'application, la pellicule étant par conséquent à l'abri des erreurs de jugement de l'opéra- teur.
L'invention concerne encore un appareil pour la produc- tion de pellicules qui permet de faire varier considérable- ment l'épaisseur de la pellicule et la vitesse de travail sans qu'il en résulte une modification de la composition de l'enduit ou ae la pellicule obtenus.
Un autre but de l'invention est de fournir un procédé
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et un appareil permettant d'appliquer une pellicule sur l'une desraces d'un support temporaire et de transférer en même temps la pellicule ae ce support sur une surface de matière à revêtir.
Un autre but particulier de l'invention est de fournir un procédé et un appareil pour produire, d'une manière simple et économique, des pellicules minces et unilormes en partant ae matières plastiques organiques capables de former des pellicules.
D'autres buts de l'invention ressortiront avec évidence ou apparaitront au cours de la description donnée ci-après.
Selon l'invention, le procédé pour former des pellicules se portant elles-mêmes ou sous forme d'enduits, consiste à faire passer de bas en haut la surface sur laquelle la pellicule ou l'enduit doit être formé en contact et au-delà de la tranche supérieure d'un seuil flexible formé par une paroi flexible d'un réservoir dans lequel le niveau du liquiae utilisé pour former la pellicule, est situé au-dessus du bord supérieur ae cet-Le paroi flexible, de façon que le liquide situé au-dessus du bord supérieur de cette paroi flexible soit en contact avec la surface à enduire et y adhere grâce à la tension superficielle.
L'appareil suivant l'invention comporte, en combinaison, un réservoir de liquide ayant au moins une paroi flexible retenant le liquiae et formant seuil, des moyens pour déplacer la surface à enduire, ae bas en haut au-delà de la tranche supérieure de la paroi flexible en la maintenant au contact de cette paroi, par exemple un tambour, une bande ou un ruban sans fin, et des moyens pour maintenirle niveau du liquide dans le reservoir au-dessus de la tranche supérieure de cette paroi de tell= manière que le liquide situé au-dessus de cette tranche supérieure de la paroi flexible soit en contact avec la surrace recevant la pellicule et y
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adhère par suite de la tension superficielle.
Une des particularités principales de la présente inven- tion consiste à munir le réservoir de liquide d'une paroi flexible s'appuyant contre la surface à revêtir et épousant automatiquement les inégalités de cette surface, en principe sous l'en et de l'élasticité propre de la paroi et, dans un mode de mise en oeuvre avantageux de l'invention, sous l'ef- iet de la pression hydrostatique exercée par le liquide du réservoir sur la face intérieure de la paroi flexible, pres- sion intervenant pour repousser cette paroi vers l'extérieur et pour l'appliquer fortement contre la surface à enauire, afin qu'elle en suive toutes les inégalités la différenciant d'une surface rigoureusement plane,
et qu'elle forme ainsi contre cette surface un joint élastique déformable dont l'é- tanchéité est obtenue par la pression du fluide, joint empê- chant efficacement les fuites de liquide vers le bas au-delà du seuil formé par la paroi flexible.
Dans un de ses modes de réalisation, l'appareil comporte en outre des moyenspour appliquer une deuxième feuille de matière sur l'enduit avant ou apres séchage, et des moyens pour appliquer une pression, avec ou sans utilisation de la chaleur, de manière que la pellicule réunisse les deux reuilles de matières en produisant un prpduit composite feuilleté.
Dans un troisième mode de réalisation, l'appareil comporte des moyens pour amener une feuille de matière à revê- tir au contact de la feuille portant la pellicule, avant ou après séchage complet de cette pellicule,des moyens pour ap- pliquer une pression, avec ou sans utilisation de la chaleur, de manière à faire adhérer la pellicule à la deuxième feuille et des moyens pour séparer la première feuille de la pellicu- le ainsi transférée.
La description qui va suivre en regard du dessin annexé donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre
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comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du dessin que du texte faisant, bien entendu, partie de la dite invention.
La fig. 1 est une vue schématique en bout d'un mode de réalisation de l'appareil conforme à l'invention
La fig. est une coupe longitudinale schématique d'un autre mode de réalisation de l'appareil suivant l'invention.
La fig. 3 est une coupe longitudinale schématique d'un troisième mode de réalisation de l'appareil
La fig. 4 est une coupe à plus grande échelle de la tête d'enduisage représentée sur les fig. 1, 2 et 3.
La fig. 5 est une vue en perspective, avec coupes partielles, des élements essentiels de la tête d'enauisage montrée sur la fige 4.
Les fige 6, 7 et 8 sont des coupes similaires à celle de la fige 4, montrant des variantes de la tête d'enduisage pouvant être utilisées pour la mise en oeuvre de la présente Invention.
Les fig. 9, 10 et 11 sont des coupes schématiques, simi- laires à celles des fig. 2 et 3, et montrant d'autres modes de mise en oeuvre de l'invention
Le procédé et l'appareil suivant la présente invention peuvent être utilisés pour former aes enauits sur une face ou sur les aeux faces de matières en feuilles a'une manière génerale, ou pour couler des pellicules sur des supports temporaires constitués par aes matières en feuilles flexibles.
Etant donné qu'un enduitpeut être considéré comme une pellicule, dans la description détaillée ci-après, on utilisera ce terme "pellicule" dans son sens géneral pour désigner les enduits destinés à adhérer en permanence à la matière en feuille, ec les pellicules séparées se portant elles-mêmes ou transi érables.
Lorsque l'invention est uniquement utilisée pour l'en-
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duisage, elle s'applique au recouvrment d'une matière en feuille flexible quelconque telle que le papier, les tissus textiles, les feutres, le cuir, les feuilles métalliques minces et les pellicules en matières plastiques organiques de tous genres. Elle est en particulier applicable à la fabrication de pellicules thermoplastiques à transrérer qui comprennent un support temporaire formé par une matière flexible en feuille, et une pellicule en matière thermoplastique adhérant temporairement à ce support et pouvant en être séparée au moyeu de la chaleur et de la pression. Le procédé et l'appareil peuvent, également servir pour appliquer des enduits adhésifs sur des matières en feuilles pour la preparation d'un proauit feuilleté.
Le procédé et l'appareil suivant l'invention sont applicables à la coulée de pellicules en partant de liquides, de solutions, d'émulsions et de matières plastiques rendues en général. En conséquence, l'invention est utilisable pour la fabrication de pellicules en partant de solutions aqueuses de xanthates de-cellulose, d'éthers de cellulose solubles dans l'eau et dans les alcalis, de gélatine, de caséine, de zéine, ae colle forte, d'amidon, ae doctrine, d'alcool polyvinylique, de latex de caoutchouc et de produits similaires, ou en partant de solutions, dans des solvants organiques, de résines synthétiques en général, de dérivés de la cellulose en général, de caoutchoucs synthétiques et naturels et de leurs mélanges,
ou de masses fondues ou encore d'émulsions de ces matières plastiques organiques. Lorsqu'on utilise des résines raisant prise à chaud, elles peuvent être amenées à l'état ini'usible au cours au durcissement de la pellicule.
Dans le moae de réalisation ae la fig. 1, l'appareil comporte en combinaison un tambour horizontal rotatif 1 de grand diamètre qui, si on le désire, peut être équipé d'un
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dispositif de chauffage approprié d'un genre usuel. Le li- quide L à transformer en pellicule est contenu dans le réservoir 2. Celui-ci présente au moins une paroi flexible qui est appliquée contre la surface périphérique A. du tambour 1 et qui épouse la forme de cette surface sous l'action de la pression hydrostatique du liquide contenu dans le réservoir.
Le niveau du liquide contenu dans le réservoir est maintenu au-dessus de l'arête supérieure de la paroi flexible, de sorte que ce liquide est en contact avec la sur race périphérique A au tambour 1 au-dessus de la tranche supérieure de la paroi flexible 3, et est entraîné par la surface A sous la forme d'une couche mince.
La coucne de liquide L. qui adhère à la surface A est transformée par évaporai ion, refroidissement, oxydation, ou par d'autres moyens, en une pellicule 1 à la surface A du tambour et la pellicule ainsi obtenue peut être détachée du tambour à l'aide d'un rouleau séparateur approprié , placé en un point éloigné du point de formation de la pellicule.
Cette pellicule est ensuite directement enroulée sous la forme d'un rouleau sans support 5 ou sur un mandrin ou bobineau approprié.
Le mode de réalisation représentée sur la fig. 2 est similaire à celui de la fig. 1, sauf' que le tambour de grand diamètre .1 est remplacé par une courroie sans fin 6¯ qui passe sur deux rouleaux la et lb ayant un diamètre relativement petit, et espacés horizontalement, courroie qui s'enroule de bas en naut autour au rouleau la en étant en contact avec la paroi flexible 3 du réservoir 2. pour recueillir une mince coucne ae liquiae sur sa race extérieure A1.
La couche ue liquiae adhérant à la face porteuse A1 de la courroie 6. est transformée en une pellicule lorsque la courroie enduite traverse une chambre de solidification 8. La pellicule F1 est ensuite détachée de la courroie par
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un rouleau séparateur 4a et enroulée en une bobine 5a.
La courroie est maintenue convenablement tendue à l'aide de rouleaux réglables 9.
L'utilisation d'une courroie s'élevant autour du rouleau la de petit diamètre, après le réservolr 2, présente l'avantage de faire passer le liquide, dès qu'il est appliqué sur la courroie, d'une position sensiblement verticale à une position sensiblement horizontale, ce qui réduit la formation de raies d'écoulement.
Le mode '.le réalisation représenté sur la fig. 3 est similaire à celui ae la fig. 2, sauf que la courroie sans fin est supprimée et que la pellicule F2 est formée sur une face A2 d'une bande 10 de matière en feuille dévidée d'une bobine 11. Cette bande 10 s'enroule en montant autour d'un tambour 1c et après avoir été ensuite, elle passe sur un support horizontal 12 sur lequel la couche de liquide est transformée en pellicule F2, après quoi la bande 10 portant la pellicule F2 est enroulée sur un mandrin 5b. Le support rigide 12, que montre la fig. 3, peut être remplacé par une courroie sans fin destinée à maintenir la bande 10 dans un plan horizontal penuant la formation de la pellicule F2. L'appareil peut être monte dans une cnambre 8a.
Dans un moae de réalisation que montre la f'ig. 4, le réservoir de liquide utilisé dans chacun des appareils représentés sur les fig. 1, 2 et 3 comporte un plateau rigide ou plancher 20 qui est ae préférence orienté sous un certain angle par rapport à la surrace A, A1 ou A2, recevant la pellicule, ec séparé de celle-ci par un intervalle S, d'une largeur de 1,6à 25 mm par exemple, ménagé entre le bord au plateau 20 et la surface du tambour 1 recevant la pellicule, de la courroie 6 ou de la banne 10, suivanc le cas.
Le réservoir comporte au moins une paroi 3 retenant le liquida qui, ainsi que le montre la fig. 4, est de préfé-
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rence constituée par une feuille flexible 13, dans certains cas même élastique, raite en une matière appropriée, maintenue en partie par le plateau ou plancher 20 et ayant une largeur supérieure à la largeur totale au plateau 20 et de l'intervalle S, de sorte qu'elle est incurvée de bas en haut pour former la paroi 3 appliquée contre la surface , A1 ou A2 du tambour 1, de la courroie 6 ou ae la bande la, suivant le cas, la paroi flexible 3 étant maintenue dans cette position par le mouvement vers le haut du tambour 1, et la pression hydrosta- tique du liquiue contenu aans le réservoir ,
tandis que l'ensemble de la feuille 13 supporte la masse du liquide L.
La feuille 13 peut être maintenue en position sur le plateau porteur 20 à l'aiue d'une plaque ae serrage 20a qui peut appliquer la feuille 13 contre le plateau porteur 20 au moyen ae vis 22. Le plateau 20 et la plaque 20a ainsi que la feuille 13 s'étendent sur une partie ou sur la totalité de la largeur au tambour, de la courroie, ou de la banae.
Ainsi que le montre la fig. 5, les extrémités au réservoir ae la fig. 4 sont fermées par des flasques relativement mobiles 3, la distance latérale entre ces flasques est réglée par des moyens appropriés, par exemple à l'aiae d'une tige télescopique 21 août les extrémités sont respectivement fixées sur ces flasques, les éléments ae la tige étant immobilises par une vis d'arrêt 26. Les extrémités 13a de la feuille 13 sont prolongées au-delà des flasques 23 et elles peuvent être replies et appliquées de façon etanche sur la face extérieure des flasques, afin de constituer un récipient étanche au liquiae.
La fig. 5 montre également que le bora supérieur 37 de la paroi flexible 3 est échancré dans le sens longitudinal du réservoir, suivant une ligne horizontale située au-dessous du bord 37 ainsi qu'il est indiqué en 38. ceci pour abaisser le bord 38 formant seuil dans la paroi flexible 3. à un ni-
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veau situé au-aessous de celui aes autres parois au réservoir , et au-dessous du niveau actif du liquide L destiné à former la pellicule, lequel niveau est indiqué par la ligne en traits mixtes x-x.
Le liquide L destiné à former la pellicule peut être introduit par un conduit 39 et le niveau x-x peut être maintenu par des moyens appropriés, par exemple par un conduit de trop-plein 40 placé à une nauteur prédéterminée au-dessus du seuil reel 38 de la paroi flexible 3. La surface à en- duira est réglée par la largeur du seuil 38 ae la paroi 3, et sa largeur est indiquée en W sur la lige 5.
Le réservoir à liquide peut être considéré com..le un dispositif maintenant élastiquement le liquide L, et constitué par les parois extrêmes formées par les flasques 23, le fond et les parois latérales constitués par la feuille flexible 13 reposant sur le plateau porteur 20, et la paroi flexible constituée par la partie incurvée et repliée vers le haut de la ieuille flexible 13. Au cours du fonctionnement, cette dernière paroi est prolongée suivanz le cas par la surface A, A1 ou A2 qui doit être enduite.
Lorsque le liquide 1, contient un solvant organique volatil, il peut être avantageux d'empêcher l'évaporation du solvant à la surface du liquiae L pendant que celui-ci est dans le réservoir. En conséquence, et ainsi que le montre la fig. 4, une deuxième feuille 33, faite en une matière imperméable au liquide, peut être intercalée entre le plateau 20 et la plaque 20a. Cette feuille 33 est maintenue plus étroite que la feuille de fona 13, de manière à ce qu'elle flotte à la suri'ace du liquide.
Dans le mode de réalisation que montra la fig. 6 le réservoir comporte un récipient en forme d'auge 2a dont une paroi latérale 30 est échancrée longitudinalement. A cette paroi échancrée est rixée, à l'aide d'un adhésif approprié
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ou par d'autres moyens connus, une leuille étroite 3a en matière flexible. La hauteur de cette feuille aux extrémités de l'auge est suffisante pour compléter la paroi 30 et pour empêcher la fuite du liquide. La partie centrale de cette feuille est en grande partie aécoupee de façon que le bord supérieur 38a ae la paroi flexible formée par la feuille 3a soit normalement situé au-aessous du niveau normal x du liquide dans le réservoir.
En moncant cette auge sur un axe d'articulation 21 à la base de la paroi 30, l'enduisage peut être interrompu par un simple abaissement ae l'auge vers la position inaiquée en pointillé. Le niveau du liquide descend alors au-uessous du bora supérieur 38a de la paroi 3a.
Le mode de réalisation au réservoir que montre la fig. 7 comporte un cylinare métallique 2b monté sur un arbre excentré 42. Dans la paroi du cylinare est pratiquée une ouverture longitudinale 43. Celle-ci est partiellement fermée par une feuille 13b en matière flexible et imperméable au liquiae. Par un mouvement de rotation au cylinare 2b, la surface du liquide peut être élevée à un niveau situé audessus du bord supérieur 38b de la paroi flexible 3b qui est en même temps appliquée contre la surface à enduire, par exemple celle du tambour 1.
L'invention n'est pas limitée à un procédé et à un appareil pour enduire une seule race d'une matière en feuille, elle peut être facilement adaptée à l'enduisage des deux races, et la matière en feuille peut se présenter sous la forme d'un ruban sans fin ou d'une bande de grande longueur.
Par exemple, la fig. 9 représente un mode ae réalisation permettant de uisposer une pellicule sur les deux races d'une matière en feuille. Dans ce mode de réalisation, un réservoir , de construction similaire à celle que montrent les fig. 4, 6 et 7, est prévu de chaque côté d'une bande
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10a en matière appropriée. Cette bande loa passe de bas en haut entre les parois flexibles ;5 des réservoirs 2, elle est maintenue dans la position centrale exacte par des rouleaux de guidage 18 et 19.
La banae 10a portant les pellicules F3 et F4 passe de bas en haut dans une chambre verticale 5b sur une longueur suffisante pour que les pellicules F3 et F4 des deux faces opposées de la bande 10a soient amenées à un état non collant avant que la pellicule de l'une des deux races arrive en contact avec le rouleau de renvoi supérieur 19. Lorsque l'appareil n'est pas en service, les parois flexibles ± des deux réservoirs opposés 2 s'appliquent l'une contre l'autre et se maintiennent ainsi en position convenable.
Une caractéristique commune à tous les modes ae réalisation de l'appareil, représentés sur les fig. 1 à7 par exemple, consiste en ce que la surface à enauire porte contré la paroi flexible du réservoir et supporte cette paroi à l'encontre de la pression hydrostatique du liquide contenu dans le dit réservoir. Pour cette raison, il peut être avantageux de maintenir, aussi basse que possible, la hauteur du liquide dans le réservoir. Dans les moaes de réalisation représentés, ceci est obtenu en faisant le réservoir peu prorond.
Etant donné que le liquide est entraîné hors du bac par contact avec la surface à enduire, il n'est pas nécessaire d'avoir une granae profondeur de liquide.
En marche, comme la surrace A, A1, A2 enduire se déplace de bas en haut en étant en contact avec la paroi flexible 3 du reservoir 2, cette paroi flexible a tendance à s'incurver vers le haut sous l'action du mouvement ascendant de la surface recevant la pellicule et elle est soutenue par cette surrace, La pression Hydrostatique du liquide L dans le réservoir appuie la paroi flexible contre la surface A, A1 .... et lui fait épouser la forme de cette surface
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recevant la pellicule qui se replace de bas en Haut.
La sur'lace à enduire arrive en contact avec le liquide 1.. au-dessus du bord 38 formant seuil de la paroi 3 et comme cette .surface continue de se déplacer de bas en haut, elle se recouvre d'une couche uniforme ae liquide L. Au cours de la progression de la surface enduite, la couche liquide l' qu'elle porte est transrormée en une pellicule solide F de la manière précédemment décrite.
Pour la paroi flexible ;3 du réservoir 2, on peut utiliser toute matière convenable en feuille flexible qui soit imperméable et inerte pour le liquide formant la pellicule contenu dans le réservoir. Avec des liquides d'enduisage aqueux, on utilise une feuille repoussant l'eau telle que par exemple une feuille imperméable de cellulose régénérée, une feuille faite en un dérivé de cellulose soluble dans un solvant en général, une résine synthétique soluble dans un solvant organique en général, un caoutchouc synthétique ou naturel ou leurs mélanges, ou encore une matière fibreuse. en feuille telle que le papier, les tissus et les feutres imprégnés d'une telle manière ne mouillant pas à l'eau.
D'autre part, avec les liquides organiques non aqueux formant des pellicules, on utilise une matière en feuille inerte au regard de ces liquides, par exemple une matière en feuille hydrophile telle que la cellulose régérée non imperméabilisée, la gélatine, la caséine, les éthers de cellulose hydrophiles, etc.. ou encore une matière fibreuse en feuille telle que la papier, les tissus ou le feutre enduitde ces matières hydrophiles ou de dextrine, d'amidon, etc. Avec les liquides d'enduisage aqueux et non aqueux, on peut utiliser un papier non poreux tel que le papier cristal ou un tissu, un papier ou un feutre muni d'un enduit continu en résine insoluble faisant prise à chaud ou encore une feuille métallique flexible.
Etant donné que la feuille flexible
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ea r3hitlvèUlIô'nt peu coûteuse, elle peut êtrc 1.acil<%1ù,=nt remplacée, ce n'est donc pas un inconvénient majeur si elle se ramollit légèrement sous l'action au liquiae que contient le réservoir.
Il va de soi que l'épaisseur ae la pellicule obtenue est fonction ue la vitesse Le la surface à enduire et de la viscosité du liquiue. Les liquides à faible viscosité fournissent des pellicules plus minces que les liquides à haute viscosité lorsque la vitesse de déplacement de la surface est constante. D'autre part, un liquide de viscosité constante produit des pellicules plus épaisses lorsque le dépla- ceii.ent de la surface recevant, la pellicule est plus lent, et des pellicules plus minces lorsque le mouvement de cette surface est plus rapide. Etant donna que l'on dispose de deux facteurs agissant sur l'épaisseur de la pellicule, il est possible de faire varier cette épaisseur dans des limites étendues.
L'épaisseur de la pellicule est également partiellement déterminée par la tension superficielle du liquide d'endui- sage, et par la rugosité et la porosité de la surface à enduire.
Lorsqu'on opère avec un appareil au type représenté sur les fig. 1, 2 et 3, l'élévation au réservoir par rapport à l'axe horizontal du tambour 1, la, etc...constitue également un facteur. Sur la fig. 1, on notera que le réservoir est sensiblement place dans le même plan horizontal que l'axe du tambour 1. Il en résulte que la couche 1' ae liquide prélevé par la surface à, du tambour 1, et qui, ulté- rieurment, forme la pellicule F, se déplace à peu près verticalement sur une distance importante. Dans ces conditions, la viscosité et la tension superficielle ont une action plus importante que la vitesse périphérique du tambour.
Par contre, lorsque le réservoir est placé sensiblement au-
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dessus de l'axe horizontal du tambour 1, la ou 1b, ainsi que l'indique la fig. 3, la couche de liquide l' est rapidement a- menée dans un plan horizontal, de sorte que la vitesse de la suriace de coulée devient relativement plus importante pour l'épaisseur de la pellicule que la viscosité ou la tension superficielle. Les réservoirs que montrent les fig. 6 et 7 peuvent être placés au-aessous ae l'axe horizontal du tambour 1, la, etc..
Pour les liquides d'enduisage ayant une faible tension superficielle mais une aensité relativement élevée, il est avantageux de placer le réservoir au-aessus de l'axe horizon- tal du tambour, de la maniere indiquée sur la fig. 3 pour ré- duire la tendance du liquide à former aes raies ou des goutte- . lettes sous l'action de la pesanteur. pour les liquides très visqueux, ou les liquides ayant une tension superficielle élevée, le réservoir peut être/placé de la manière indiquée sur les fig. 1, 6 et 7.
Les solutions de certaines résines synthétiques dans un solvant organique volatil et les dérives de cellulose solubles dans un solvant organique présentent fréquemment la particula- rité de former rapidement une peau, ce qui provient de l'évaporation au solvant à la suriace extérieure de la couche li- quide l' et de la formation d'une mince pellicule de gel qui enferme le reste du solvant à l'intérieur de la couche l' et de la pellicule résultante F. Dans ce cas, l'évaporation rorcée du solvant à travers la peau de la pellicule conduit fréquemment à la formation de trous d'épingle et de ooursouflures nuisibles. pour éviter ce défaut, l'appareil représenté sur la fig. 3 est enfermé dans une chambre de séchage 8a, divisée en deuz compartiments 8a1, 8a2 par une cloison 41.
Le compartiment antérieur 8a1 peut être considéré comme la chambre de formation de la pellicule, tandis que le compartiment postérieur 8a2 peut être considéré comme la chambre de
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séchage de lpellicule. Dans le compartiment 8a1 on maintient de préférence une forte concentration du solvant utilisé dans la composition d'enduisage, et l'atmosphère ainsi que la surface à enduire sont de pré@érence cnauiiées ae raçon que le solvant ne s'évapore que lentement de la pellicule. De cette manière, on peut obtenir que la coucne liquide l' et la pellicule resultante F forment un gel soliae uniforme dans toute son épaisseur.
La pellicule gélifiée traverse ensuite le com- partinent 8a2 dans lequel le solvant résiduel est evaporé et la pellicule durcie. Le compartiment 8a2 peut être chaulfé par des moyens connus, par-exemple à l'aiae de plusieurs lampes à rayons infra-rouges 27.
Lorsque le procédé et l'appareil sont utilisés pour enduire aes tissus, aes feutres ou des papiers poreux, la matière en feuille enduite ne présente en général aucune tendance sensible à se rouler pendant le sécnage. Par contre, lorsque aes matières en feuille relativement non poreuses, telles que le papier calendré, le papier cristal, la cellulose regenrée, ou d'autres pellicules non fibreuses, sont enduites sur une race seulement, les bords ae la feuille enduite ont généralement tendance à se rouler vers la surface enduite.pour éviter cet enroulement, la surface supérieure de la table 12 (fig. 3) peut être incurvée longitudinalement et (ou) transversalement.
Lorsque la tension est appliquée à la bobine 5b, la feuille revêtue ne peut se rouler au fur et à mesure qu'elle passe sur la table 12.
Lorsque le procédé et l'appareil sont utilisés pour former des pellicules séparées se portant elles-mêmes, la surface sur laquelle la pellicule est coulée peut être constituée par une banae sans fin 6 telles que l'indiquent les fig. et 10, ou par une bande de grande longueur 10 que montre la fig. 3. on peut former la pellicule et coller cette pellicule
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qui vient d'être formée sur unutre surface, par des opéra- tions simultanées à l'aide d'un appareil du genre représenté sur 'les fig. 10 et 11.
La fig. 10 montre un dispositif permettant n'obtenir des matières feuilletées à l'aide de la pellicule formée dans l'appareil suivant l'invention, par exemple à la sortie du compartiment de séchage 8b, on monte deux rouleaux presseurs 32 et 32a de manière que la bande 10a portant la pellicule F5 sur sa face supérieure soit amenée en contact avec un.-- autre canne 10b qui est dévidée d'une bobine 34 et qu'on fait passer entre les rouleaux presseurs. La bande feuilletée (10a + F5 + lob) peut être ensuite enroulé.e sur une bobine 5a. L'adhérence entre les deux bandes peut être obtenue avant ou après le séchage complet de la pellicule. Après séchage complet, l'adhérence est obtenue en chaurrant la pellicule de façon à la rendre collante.
Toutefois le procédé et l'appareil suivant l'invention sont spécialement destinés à la formation ae pellicules thermoplastiques de report, et à leur utilisation pour le revêtement et le finissage. La fig. 11 montre un mode de réalisation d'un appareil convenant à cetusage, et aans lequel la courroie sans fin 6a est recouverte a'une pellicule F6 à l'aide du réservoir au fur et à mesure qu'elle passe sur le tambour le, la pellicule F6 déposée sur cette courroie étant séchée dans le compartiment 8c pour passer ensuite entre les rouleaux presseurs chauffés 32b et 32c.
La bande 10c à recouvrir est dévidée d'une bobine llc. cette bande 10c -est chauffée préalablement par contact avec le rouleau supérieur 32a et on la fait ensuite adhérer à la pellicule F6 en faisant passer les deux banaes entre les rouleaux presseurs 32b et 32c. Sous l'action de la chaleur et de la pression, la pellicule thermoplastique F6 adhère à la suri'ace de la bande 10c, après quoi l'ensemble est refroidi dans la chambre 31. La courroie 6a est ensuite séparee de
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la bande recouverte F6 à l'aide d'un rouleau séparateur 36, et cette bande recouverte est enroulée sur une bobine 5d.
Bien que l'on ait décrit l'invention en supposant que le réservoir s'étend sensiblement sur toute la largeur du tambour, de la bande, ou de la courroie, sur lesquels se forme la pellicule, il va de sol qu'en rapprocnant les flasques 23, de même que lorsqu'ils sont combinés avec une feuille 13 élastique, on peut limiter .le réservoir à liquide à une partie prédéterminée quelconque ce la largeur du tambour, de la bande ou de la courroie.
En utilisant plusieurs flasques combinés avec une paroi flexible commune, on peut appliquer simultanément plusieurs liquides différents, sous la forme de bandes,'sur des parties prédéterminées de la surface à revêtir. On peut produire de cette manière une pellicule ou un enauit complexe forme de plusieurs bandes longitudinales qui peuvent différer les unes aes autres par leur composition chimique, leur épaisseur, leur couleur ou leur opacité.
Dans un autre mode de mise en oeuvre, la surface collante ae la pellicule fraîchement formée peut être décorée par projection de matières décoratives, telles que par exemple des poudres métalliques fines, des pigments, ces colorants et de courtes fibres de même couleur ou de couleurs différentes. L'invention prévoit que la pellicule, lorsqu'elle sort du compartiment de séchage, présente encore une surrace collante qui facilite l'adhérence de cette pellicule à une autre bande ou à elle-même, en vue de produire des produits composites.
Les exemples suivants qui ne oivenc pas être considérés comme limitatifs feront bien voir comment l'invention peut être pratiquement mise en oeuvre.
EXEMPLE 1 :
On coule en pellicule une solution de latex de caout-
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chouc naturel, additionné d'ammoniaque, sur un tambour chauffé, à l'aide de l'appareil représenté sur la fig. 1. La paroi flexible du réservoir à latex étant constituée par une feuille flexible en acétate de ce llulose.
EXEMPLE II :
On utilise l'appareil de la rig.2, la paroi flexible du réservoir étant constituée par une reuille non fibreuse en acéto-butyrate de cellulose, et la courroie sans fin par une toile revêtue d'acéto-butyrate de cellulose. La courroie est ensuite de golatine et, après passage dans le compartiment de séchage, la pellicule est séparée de la courroie et utilisée comme matière d'emballage.
EXEMPLE III :
En utilisant l'appareil de la fig. 3, dont la paroi flexible 3 du réservoir est constituée par une feuille en cellulose régénérée non imperméabilisée, cn fait passer sur le tambour 1 une bande 10 en cellulose regénérée non imperméabilisée qui est enduite avec un mélange fondu de cire et de caoutchouc. Après passage à la chambre de refroidissement pour durcir l'enduit, la bande terminée est utilisée cornue matière d'emballage à épreuve de l'humidité.
EXEMPLE IV :
On utilise l'appareil de la fig. 10, la paroi flexible du réservoir étant constituée par une feuille de papier ca- lendré enduit a'une résine iniusible à base d'urée et de formaldéhyde. La composition liquiae d'enduisage est constituée par de l'acétate de polyvinyle dissous aans un mélange d'acétone et d'alcool. On fait passer une banae de papier non enduit sur le tambour 1 pour y appliquer la solution a'acétate de polyvinyle. On sèche la pellicule et on appli-, que sur celle-ci une deuxième bande de papier alors qu'elle est encore collante. Sous l'action de la chaleur et de la pression, les deux bandes de papier sont réunies pour former
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une bande composite feuilletée.
Le champ d'application de l'appareil, selon l'invention, pour produire des pellicules uniformes en partant de matières liquides capables de former des pellicules, n'est pas limité par la nature de ces matières qui est imposée lorsqu'on utilise, comme on le fait,dans les appareils antérieurs connus, des mèches ou des raclettes. Le procédé et l'appareil suivant l'invention offrent une grande latitude dans le choix des viscosités et ae la nature de la surface à enauire. Avec cet appareil, il est en particulier possible a'enduire des matières en feuille tellement rugueuses et irrégulieres qu'il est impossible de les enduire uniformément à l'aide de raclettes ou d'autres dispositifs connus exigeant le contact entre la surface et l'élément rigide.
Le procédé et l'appareil selon l'invention, permettent aussid'enduire aesmatières rugueuses ou gaufrées qui ne peuvent pas être enduites avec les dispo- sitifs connus. Le procédé et l'appareil suivarm l'invention permettent d'obtenir des pellicules extrêmement minces d'épaisseur uniforme, en utilisant principalement les propriétés physiques du liquide d'enduisage et non pas par des réglages micrométriques d'éléments mécaniques.
jetant donné que, sans s'écarter au cadre de l'invention, on peut imaginer des variantes de mise en oeuvre du procédé et apporcer aes moaifications à l'appareil, il va de soi que les details aonnés au cours ae la aescription, ou représentés sur les dessins ne doivent pas être considérés comme limitatifs. Par exemple, ainsi que le montre la fig. 8, le réservoir 2d peut comporter des parois rigides août l'une 30d, placée à proximité d'une surface recevant la pellicule, a sa tranche supérieure située ,Jans un plan horizontal prédéterminé situé au-dessous des bords supérieurs des autres parois du réservoir.
Cette paroi plus basse peut être munie d'un élément creux élastique 3d formant joint étanche, et
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constituant avec cette paroi le seuil élastique 38d du réservoir au-dessus auquel une partie de la masse liquide L contenue dans le réservoir peut normalement s'écouler librement dans un cnal limité par les flasques extrêmes 23d du réservoir.
Toutefois la partie du liquide'L ayant tendance à. s'écouler est arrêtée transversalement par la surface A8 devant recevoir la pellicule et qui se déplace de bas en haut, surface avec laquelle le composé liquide entre en contact et adhère par suite de la tension superficielle, au fur et à mesure de l'ascension de la surface A8,
La fuite vers le bas du liquiae situé au-dessus du seuil 38d est empêchée par l'élément élastique3d épousant la suria- ce A8 au-dessous de ce seuil 38d.
Cet elément élastique peut âtre maintenu appliqué sur la surface A8 par un fluide sous pression agissant à l'intérieur de l'élément creux 3d et provenant d'une source convenable pneumatique ou liyaraulique qui peut être soit la pression Hydrostatique du liquiae L dans le réservoir 2d, soit une autre source extérieure.
Afin d'éviter une pression exagérée contre la surface A8, la pression au fluide à l'intérieur de l'élément creux 3d formant joint peut être réglée par un dispositif approprié quelconque (non représenté), en fonction de la viscosité ou d'autres caractéristiques du liquide , et de la nature de cette surface.
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method and apparatus for the formation of coatings and films.
The present invention relates generally to the technique of coating and casting films, and more particularly to a method and apparatus for coating sheet materials and for producing separate, self-supporting films. The invention further relates to corresponding improvements in film coating and casting apparatus intended to increase the efficiency and extend the applications of such apparatus.
Numerous devices have already been employed for coating sheet materials and for casting films on temporary supports. In one of these known apparatuses, the coating composition is applied to a surface of paper or other sheet material, passing through a wick which is in contact with one side of the material to be coated. Wicking is nevertheless limited to the use of liquids having an extremely low viscosity, and more particularly to aqueous liquids which easily wet the wick and which can pass through it without their composition being modified.
When an attempt is made to use a wick with a composition containing several constituents - for example an organic material forming aes films and a plasticizer dissolved in a volatile organic liquid - it is found that
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the solvent evaporates at the surface of the wick, which causes gelation of the composition at the surface, while the solvent progresses more rapidly than the other constituents in the center of the wick. Accordingly, the use of a wick is practically impossible to coat overcoat and cast films with such multi-component compositions, and more particularly with any high viscosity composition.
A wick is also virtually unusable for producing coatings or films of appreciable thickness, or from high viscosity compositions.
It has also been proposed to coat paper on a race by bringing this paper into contact with the surface of a liquid mass. But the corresponding devices require special means to prevent the liquid or the coating composition from going around the edges of the sheet to be treated.
In one of these prior known devices, the point of contact between the sheet and the liquid is located in a horizontal plane, and this liquid then tends to drip from the surface thereafter and this results in scratches and films. or irregular enauits.
When attempting to pass a sheet to be coated vertically through a renie formed in a rigid wall of a tank, it is necessary to make a micrometric adjustment of the slot to prevent leaks, and this is impossible with devices to coat materials with a rough or uneven surface.
In a third process employed heretofore, the sheet materials are coated on one or both races by means of a squeegee or a blade, the clearance existing between the bora of the squeegee or the blade and the surface of the paper determining the thickness of the film or coating thus obtained. In this case, it is still necessary to pro-
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give in to micrometric adjustments of the squeegee or blade when it comes to obtaining thin films.
It has, however, been found that these devices are practically unusable when the liquiae employed has a low viscosity, or when a composition containing a very volatile solvent is used. With liquiaes of low viscosity, these tend to bypass. the edge has the blade and frequently they do not extend evenly across the surface of the sheet.
On the other hand, with a composition containing volatile liquids, the evaporation of the solvent at the front of the squeegee or blade results in a change in viscosity and the film or coating applied contains a proportion. percentage of solids higher at the end of the operation than at the start. Materials with a rough surface cannot be coated evenly with a squeegee.,
The object of the present invention is, in general, to provide means for obtaining films of uniform thickness with a liquid material capable of forming a film.
The invention also relates to a method for coating and sheet materials / casting thin films onto suitable materials, whereby the thickness of the film is independent of the mechanical means used and, by Consequently, independent of the mechanical configuration of the applicator member, the film being consequently immune to errors of judgment by the operator.
The invention also relates to an apparatus for the production of films which allows the film thickness and the working speed to be considerably varied without resulting in any change in the composition of the coating or ae. the film obtained.
Another object of the invention is to provide a method
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and an apparatus for applying a film to one of the traces of a temporary support and at the same time transferring the film from this support to a surface of material to be coated.
Another particular object of the invention is to provide a method and apparatus for producing, in a simple and economical manner, thin and uniform films starting from organic plastics capable of forming films.
Other objects of the invention will become evident or will appear during the description given below.
According to the invention, the process for forming films, which are themselves or in the form of coatings, consists in passing from the bottom upwards the surface on which the film or coating is to be formed in contact and beyond of the upper edge of a flexible threshold formed by a flexible wall of a tank in which the level of the liquiae used to form the film, is located above the upper edge ae this-The flexible wall, so that the liquid located above the upper edge of this flexible wall is in contact with the surface to be coated and adheres to it thanks to the surface tension.
The apparatus according to the invention comprises, in combination, a liquid reservoir having at least one flexible wall retaining the liquiae and forming a threshold, means for moving the surface to be coated, ae from bottom to top beyond the upper edge of the flexible wall by keeping it in contact with this wall, for example a drum, a band or an endless ribbon, and means for maintaining the level of the liquid in the reservoir above the upper edge of this wall in such a manner that the liquid located above this upper section of the flexible wall is in contact with the suraceous surface receiving the film and there
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adheres due to surface tension.
One of the main features of the present invention consists in providing the liquid reservoir with a flexible wall resting against the surface to be coated and automatically matching the inequalities of this surface, in principle under the elasticity. clean of the wall and, in an advantageous embodiment of the invention, under the effect of the hydrostatic pressure exerted by the liquid of the reservoir on the inner face of the flexible wall, pressure acting to push back this wall towards the outside and to apply it strongly against the surface to be washed, so that it follows all the inequalities that differentiate it from a strictly flat surface,
and that it thus forms against this surface a deformable elastic seal, the sealing of which is obtained by the pressure of the fluid, this seal effectively preventing liquid leaks downward beyond the threshold formed by the flexible wall.
In one of its embodiments, the apparatus further comprises means for applying a second sheet of material to the plaster before or after drying, and means for applying pressure, with or without the use of heat, so that the film brings the two layers of material together to produce a laminated composite product.
In a third embodiment, the apparatus comprises means for bringing a sheet of material to be coated into contact with the sheet carrying the film, before or after complete drying of this film, means for applying pressure, with or without the use of heat, so as to adhere the film to the second sheet and means for separating the first sheet from the film thus transferred.
The description which will follow with reference to the appended drawing given by way of nonlimiting example, will make it clear
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how the invention can be carried out, the particularities which emerge both from the drawing and from the text forming, of course, part of the said invention.
Fig. 1 is a schematic end view of an embodiment of the apparatus according to the invention
Fig. is a schematic longitudinal section of another embodiment of the apparatus according to the invention.
Fig. 3 is a schematic longitudinal section of a third embodiment of the apparatus
Fig. 4 is a section on a larger scale of the coating head shown in FIGS. 1, 2 and 3.
Fig. 5 is a perspective view, with partial sections, of the essential elements of the sawing head shown in fig 4.
The pins 6, 7 and 8 are sections similar to that of the pin 4, showing variants of the coating head which can be used for the implementation of the present invention.
Figs. 9, 10 and 11 are schematic sections, similar to those of FIGS. 2 and 3, and showing other embodiments of the invention
The method and apparatus according to the present invention can be used to form rolls on one or both sides of sheet materials in general, or to cast films onto temporary supports made from sheet materials. flexible.
Since a coating can be considered as a film, in the detailed description which follows, this term "film" will be used in its general sense to denote the coatings intended to adhere permanently to the sheet material, and the separate films. carrying themselves or transi érable.
When the invention is only used for the in-
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duisage, it applies to the covering of any flexible sheet material such as paper, textile fabrics, felts, leather, thin metal sheets and organic plastic films of all kinds. It is particularly applicable to the manufacture of thermoplastic films to be transferred which comprise a temporary support formed by a flexible sheet material, and a film of thermoplastic material temporarily adhering to this support and which can be separated therefrom by heat and heat. pressure. The method and apparatus can also be used to apply adhesive coatings to sheet materials for the preparation of a laminated product.
The method and apparatus according to the invention are applicable to the casting of films starting from liquids, solutions, emulsions and plastics rendered in general. Consequently, the invention can be used for the manufacture of films starting from aqueous solutions of cellulose xanthates, cellulose ethers soluble in water and in alkalis, gelatin, casein, zein, ae glue. forte, starch, ae doctrine, polyvinyl alcohol, rubber latex and similar products, or starting from solutions, in organic solvents, of synthetic resins in general, of cellulose derivatives in general, of rubbers synthetic and natural and their mixtures,
or melts or even emulsions of these organic plastics. When hot-setting resins are used, they can be made wear-resistant during curing of the film.
In the embodiment of FIG. 1, the apparatus comprises in combination a rotating horizontal drum 1 of large diameter which, if desired, can be equipped with a
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suitable heating device of a conventional type. The liquid L to be transformed into a film is contained in the reservoir 2. The latter has at least one flexible wall which is applied against the peripheral surface A. of the drum 1 and which matches the shape of this surface under the action of the hydrostatic pressure of the liquid contained in the tank.
The level of the liquid contained in the reservoir is maintained above the upper edge of the flexible wall, so that this liquid is in contact with the peripheral race A at the drum 1 above the upper edge of the wall flexible 3, and is driven by the surface A in the form of a thin layer.
The layer of liquid L. which adheres to the surface A is transformed by evaporation, cooling, oxidation, or by other means, into a film 1 on the surface A of the drum and the film thus obtained can be peeled off from the drum. using a suitable separator roller placed at a point remote from the film formation point.
This film is then directly wound in the form of a roll without support 5 or on a suitable mandrel or reel.
The embodiment shown in FIG. 2 is similar to that of FIG. 1, except 'that the large diameter drum .1 is replaced by an endless belt 6¯ which passes over two rollers la and lb having a relatively small diameter, and spaced horizontally, belt which winds from bottom to naut around the roller by being in contact with the flexible wall 3 of the reservoir 2. to collect a thin coucne ae liquiae on its outer race A1.
The liquid layer adhering to the carrier face A1 of the belt 6. is transformed into a film when the coated belt passes through a solidification chamber 8. The film F1 is then peeled from the belt by
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a separator roll 4a and wound into a coil 5a.
The belt is kept properly tensioned using adjustable rollers 9.
The use of a belt rising around the roller 1a of small diameter, after the reservolr 2, has the advantage of passing the liquid, as soon as it is applied to the belt, from a substantially vertical position to a substantially horizontal position, which reduces the formation of flow lines.
The embodiment shown in FIG. 3 is similar to that in FIG. 2, except that the endless belt is omitted and the film F2 is formed on a face A2 of a strip 10 of sheet material unwound from a spool 11. This strip 10 is wound up around a drum. 1c and after having been thereafter, it passes over a horizontal support 12 on which the liquid layer is transformed into film F2, after which the strip 10 carrying the film F2 is wound up on a mandrel 5b. The rigid support 12, shown in FIG. 3, can be replaced by an endless belt intended to keep the strip 10 in a horizontal plane penuant the formation of the film F2. The device can be mounted in a socket 8a.
In a moae of realization shown in fig. 4, the liquid reservoir used in each of the devices shown in FIGS. 1, 2 and 3 comprises a rigid plate or floor 20 which is preferably oriented at a certain angle with respect to the surface A, A1 or A2, receiving the film, ec separated from it by an interval S, of a width of 1.6 to 25 mm for example, provided between the edge of the plate 20 and the surface of the drum 1 receiving the film, of the belt 6 or of the awning 10, depending on the case.
The reservoir has at least one wall 3 retaining the liquid which, as shown in FIG. 4, is preferably
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rence constituted by a flexible sheet 13, in some cases even elastic, made of a suitable material, held in part by the plate or floor 20 and having a width greater than the total width of the plate 20 and the gap S, so that it is curved from bottom to top to form the wall 3 applied against the surface, A1 or A2 of the drum 1, of the belt 6 or of the strip 1a, as the case may be, the flexible wall 3 being held in this position by the upward movement of the drum 1, and the hydrostatic pressure of the liquid contained in the tank,
while the whole of the sheet 13 supports the mass of the liquid L.
The sheet 13 can be held in position on the carrier plate 20 by means of a clamping plate 20a which can press the sheet 13 against the carrier plate 20 by means of a screw 22. The plate 20 and the plate 20a as well as the sheet 13 extend over part or all of the width of the drum, belt, or banae.
As shown in fig. 5, the ends to the reservoir in FIG. 4 are closed by relatively mobile flanges 3, the lateral distance between these flanges is adjusted by appropriate means, for example with the aid of a telescopic rod August 21 the ends are respectively fixed on these flanges, the elements ae the rod being immobilized by a stop screw 26. The ends 13a of the sheet 13 are extended beyond the flanges 23 and they can be folded up and applied in a sealed manner to the outer face of the flanges, in order to constitute a liquid-tight container .
Fig. 5 also shows that the upper bora 37 of the flexible wall 3 is notched in the longitudinal direction of the tank, following a horizontal line located below the edge 37 as indicated at 38. this to lower the edge 38 forming a threshold in the flexible wall 3.at one level
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calf located below that of the other walls of the reservoir, and below the active level of the liquid L intended to form the film, which level is indicated by the dashed line x-x.
The liquid L intended to form the film can be introduced through a duct 39 and the level xx can be maintained by appropriate means, for example by an overflow duct 40 placed at a predetermined depth above the actual threshold 38 of the flexible wall 3. The surface to be covered is regulated by the width of the threshold 38 ae the wall 3, and its width is indicated in W on the line 5.
The liquid reservoir can be considered com..le a device elastically maintaining the liquid L, and consisting of the end walls formed by the flanges 23, the bottom and the side walls formed by the flexible sheet 13 resting on the carrier plate 20, and the flexible wall constituted by the curved part and folded upwards of the flexible ieuille 13. During operation, this latter wall is extended as appropriate by the surface A, A1 or A2 which must be coated.
When the liquid 1 contains a volatile organic solvent, it may be advantageous to prevent the evaporation of the solvent from the surface of the liquiae L while the latter is in the tank. Consequently, and as shown in FIG. 4, a second sheet 33, made of a material impermeable to liquid, can be interposed between the plate 20 and the plate 20a. This sheet 33 is kept narrower than the fona sheet 13, so that it floats on the surface of the liquid.
In the embodiment shown in FIG. 6 the reservoir comprises a container in the form of a trough 2a, a side wall 30 of which is notched longitudinally. This indented wall is fixed, using a suitable adhesive
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or by other known means, a narrow leaf 3a of flexible material. The height of this sheet at the ends of the trough is sufficient to complete the wall 30 and to prevent leakage of the liquid. The central part of this sheet is largely cut away so that the upper edge 38a of the flexible wall formed by the sheet 3a is normally located below the normal level x of the liquid in the reservoir.
By mounting this trough on an articulation axis 21 at the base of the wall 30, the coating can be interrupted by simply lowering the trough to the dotted line position. The level of the liquid then drops below the upper bora 38a of the wall 3a.
The embodiment with the reservoir shown in FIG. 7 comprises a metal cylinare 2b mounted on an eccentric shaft 42. In the wall of the cylinare is formed a longitudinal opening 43. This is partially closed by a sheet 13b of flexible material impermeable to liquiae. By a rotational movement of the cylinare 2b, the surface of the liquid can be raised to a level located above the upper edge 38b of the flexible wall 3b which is at the same time applied against the surface to be coated, for example that of the drum 1.
The invention is not limited to a method and apparatus for coating a single breed of sheet material, it can be easily adapted to coating both breeds, and the sheet material may be in the form of a sheet material. in the form of an endless ribbon or a long strip.
For example, fig. 9 shows an embodiment for uisposing a film on both breeds of sheet material. In this embodiment, a tank, similar in construction to that shown in FIGS. 4, 6 and 7, is provided on each side of a strip
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10a in appropriate subject matter. This loa strip passes from bottom to top between the flexible walls; 5 of the reservoirs 2, it is held in the exact central position by guide rollers 18 and 19.
The strip 10a carrying the films F3 and F4 passes from the bottom upwards in a vertical chamber 5b for a sufficient length so that the films F3 and F4 of the two opposite sides of the strip 10a are brought to a non-sticky state before the film of one of the two races comes into contact with the upper deflection roller 19. When the device is not in use, the flexible walls ± of the two opposing reservoirs 2 press against each other and hold each other thus in the correct position.
A characteristic common to all the embodiments of the apparatus, shown in FIGS. 1 to 7 for example, consists in that the surface to be enauire bears against the flexible wall of the reservoir and supports this wall against the hydrostatic pressure of the liquid contained in said reservoir. For this reason, it may be advantageous to keep the height of the liquid in the reservoir as low as possible. In the embodiments shown, this is obtained by making the reservoir small.
Since the liquid is drawn out of the tank by contact with the surface to be coated, it is not necessary to have a great depth of liquid.
In operation, as the surface A, A1, A2, coating moves from bottom to top while being in contact with the flexible wall 3 of the reservoir 2, this flexible wall tends to curve upwards under the action of the upward movement of the surface receiving the film and it is supported by this surace, The Hydrostatic pressure of the liquid L in the reservoir presses the flexible wall against the surface A, A1 .... and makes it conform to the shape of this surface
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receiving the film which is replaced from bottom to top.
The sur'lace to be coated comes into contact with the liquid 1 .. above the edge 38 forming the threshold of the wall 3 and as this .surface continues to move from bottom to top, it is covered with a uniform layer ae liquid L. During the progression of the coated surface, the liquid layer 1 ′ which it carries is transformed into a solid film F in the manner previously described.
For the flexible wall; 3 of the reservoir 2, any suitable flexible sheet material which is impermeable and inert to the film forming liquid contained in the reservoir can be used. With aqueous coating liquids, a water repellant sheet such as for example an impermeable sheet of regenerated cellulose, a sheet made of a cellulose derivative soluble in a solvent in general, a synthetic resin soluble in an organic solvent is used. in general, a synthetic or natural rubber or their mixtures, or else a fibrous material. in sheet such as paper, fabrics and felts impregnated in such a manner not wetting in water.
On the other hand, with the nonaqueous organic film forming liquids, a sheet material inert to these liquids is used, for example a hydrophilic sheet material such as regenerated non-waterproof cellulose, gelatin, casein, cellulose hydrophilic cellulose ethers, etc., or else a fibrous sheet material such as paper, fabrics or felt coated with these hydrophilic materials or with dextrin, starch, etc. With aqueous and non-aqueous coating liquids, it is possible to use a non-porous paper such as crystal paper or a cloth, a paper or a felt provided with a continuous coating of insoluble resin which sets hot or a metal foil. flexible.
Since the flexible sheet
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ea r3hitlvèUlIô'nt inexpensive, it can be 1.acil <% 1ù, = nt replaced, so it is not a major drawback if it softens slightly under the action of the liquiae contained in the reservoir.
It goes without saying that the thickness of the film obtained is a function of the speed of the surface to be coated and of the viscosity of the liquid. Low viscosity liquids provide thinner films than high viscosity liquids when the surface movement speed is constant. On the other hand, a liquid of constant viscosity produces thicker films when the movement of the receiving surface, the film is slower, and thinner films when the movement of this surface is faster. Since two factors are available which affect the thickness of the film, it is possible to vary this thickness within wide limits.
The thickness of the film is also partially determined by the surface tension of the coating liquid, and by the roughness and porosity of the surface to be coated.
When operating with an apparatus of the type shown in FIGS. 1, 2 and 3, the elevation at the tank relative to the horizontal axis of the drum 1, 1a, etc. is also a factor. In fig. 1, it will be noted that the reservoir is substantially placed in the same horizontal plane as the axis of the drum 1. As a result, the layer 1 has liquid taken up by the surface of the drum 1, and which, subsequently, forms the film F, moves approximately vertically over a considerable distance. Under these conditions, the viscosity and the surface tension have a greater action than the peripheral speed of the drum.
On the other hand, when the reservoir is placed substantially at the
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above the horizontal axis of the drum 1, la or 1b, as shown in fig. 3, the liquid layer is rapidly led in a horizontal plane, so that the speed of the casting surface becomes relatively greater for the thickness of the film than the viscosity or the surface tension. The reservoirs shown in fig. 6 and 7 can be placed below the horizontal axis of the drum 1, 1a, etc.
For coating liquids having low surface tension but relatively high density, it is advantageous to place the reservoir above the horizontal axis of the drum, as shown in fig. 3 to reduce the tendency of the liquid to form streaks or droplets. lettes under the action of gravity. for very viscous liquids, or liquids with high surface tension, the reservoir can be / placed as shown in figs. 1, 6 and 7.
Solutions of certain synthetic resins in a volatile organic solvent and cellulose derivatives soluble in an organic solvent frequently exhibit the characteristic of rapidly forming a skin, which results from solvent evaporation at the outer surface of the layer li - quide the and the formation of a thin gel film which traps the rest of the solvent inside the layer l 'and the resulting film F. In this case, the initial evaporation of the solvent through the Skin from the wrap frequently leads to the formation of harmful pinholes and blisters. to avoid this defect, the device shown in fig. 3 is enclosed in a drying chamber 8a, divided into two compartments 8a1, 8a2 by a partition 41.
The anterior compartment 8a1 can be regarded as the film forming chamber, while the posterior compartment 8a2 can be regarded as the film forming chamber.
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drying of the film. In compartment 8a1, a high concentration of the solvent used in the coating composition is preferably maintained, and the atmosphere as well as the surface to be coated are preferably cnauiiés so that the solvent only slowly evaporates from the coating. film. In this way, it is possible to obtain that the liquid layer 1 'and the resulting film F form a solid gel which is uniform throughout its thickness.
The gelled film then passes through the composition 8a2 where the residual solvent is evaporated and the film cured. The compartment 8a2 can be heated by known means, for example with the aid of several infrared ray lamps 27.
When the method and apparatus are used to coat fabrics, felts or porous papers, the coated sheet material generally exhibits no substantial tendency to curl during drying. In contrast, when relatively non-porous sheet materials, such as calendar paper, crystal paper, regenerated cellulose, or other non-fibrous films, are coated on one race only, the edges of the coated sheet generally tend to roll towards the coated surface. to avoid this winding, the upper surface of the table 12 (FIG. 3) can be curved longitudinally and (or) transversely.
When tension is applied to the spool 5b, the coated sheet cannot curl as it passes over the table 12.
When the method and apparatus are used to form separate, self-supporting films, the surface on which the film is cast may be an endless banae 6 as shown in Figs. and 10, or by a long strip 10 shown in FIG. 3.we can form the film and stick this film
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which has just been formed on another surface, by simultaneous operations using an apparatus of the type shown in FIGS. 10 and 11.
Fig. 10 shows a device making it possible to obtain laminated materials with the aid of the film formed in the apparatus according to the invention, for example at the outlet of the drying compartment 8b, two pressure rollers 32 and 32a are mounted so that the strip 10a carrying the film F5 on its upper face is brought into contact with another rod 10b which is unwound from a reel 34 and which is passed between the pressure rollers. The laminated strip (10a + F5 + lob) can then be wound on a reel 5a. The adhesion between the two tapes can be obtained before or after the film has completely dried. After complete drying, adhesion is obtained by chaurrant the film so as to make it sticky.
However, the method and apparatus according to the invention are especially intended for the formation of thermoplastic transfer films, and for their use for coating and finishing. Fig. 11 shows an embodiment of an apparatus suitable for this use, and in which the endless belt 6a is covered with a film F6 using the reservoir as it passes over the drum on, the film F6 deposited on this belt being dried in the compartment 8c to then pass between the heated pressure rollers 32b and 32c.
The strip 10c to be covered is unwound from a reel 11c. this strip 10c -est heated beforehand by contact with the upper roller 32a and it is then made to adhere to the film F6 by passing the two banaes between the pressure rollers 32b and 32c. Under the action of heat and pressure, the thermoplastic film F6 adheres to the surface of the strip 10c, after which the assembly is cooled in the chamber 31. The belt 6a is then separated from it.
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the covered strip F6 using a separator roll 36, and this covered strip is wound up on a reel 5d.
Although the invention has been described on the assumption that the reservoir extends substantially over the entire width of the drum, of the band, or of the belt, on which the film is formed, it goes from the ground only by bringing the flanges 23, as well as when combined with a resilient sheet 13, the liquid reservoir can be limited to any predetermined part this the width of the drum, band or belt.
By using several flanges combined with a common flexible wall, several different liquids can be applied simultaneously, in the form of strips, to predetermined parts of the surface to be coated. In this way, a complex film or enauit can be produced in the form of several longitudinal strips which may differ from each other in their chemical composition, thickness, color or opacity.
In another embodiment, the sticky surface of the freshly formed film can be decorated by spraying decorative materials, such as for example fine metallic powders, pigments, these dyes and short fibers of the same color or colors. different. The invention provides that the film, when it leaves the drying compartment, still has a tacky surface which facilitates the adhesion of this film to another web or to itself, in order to produce composite products.
The following examples, which are not to be considered as limiting, will clearly show how the invention can be practically implemented.
EXAMPLE 1:
A solution of rubber latex is cast in a film.
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natural cabbage, with the addition of ammonia, on a heated drum, using the apparatus shown in fig. 1. The flexible wall of the latex reservoir being formed by a flexible sheet of acetate of this llulose.
EXAMPLE II:
The apparatus of rig.2 is used, the flexible wall of the reservoir being constituted by a non-fibrous reuille of cellulose aceto-butyrate, and the endless belt by a web coated with cellulose aceto-butyrate. The belt is then made of gelatin and, after passing through the drying compartment, the film is separated from the belt and used as packaging material.
EXAMPLE III:
Using the apparatus of fig. 3, of which the flexible wall 3 of the tank is constituted by a sheet of regenerated non-waterproof cellulose, cn passes over the drum 1 a strip 10 of non-waterproof regenerated cellulose which is coated with a molten mixture of wax and rubber. After passing through the cooling chamber to harden the plaster, the finished strip is used as a moisture proof packaging material.
EXAMPLE IV:
The apparatus of FIG. 10, the flexible wall of the tank being constituted by a sheet of calendered paper coated with an iniusible resin based on urea and formaldehyde. The liquid coating composition consists of polyvinyl acetate dissolved in a mixture of acetone and alcohol. A strip of uncoated paper is passed over the drum 1 to apply the polyvinyl acetate solution thereon. The film is dried and a second strip of paper is applied to it while it is still tacky. Under the action of heat and pressure, the two strips of paper are united to form
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a laminated composite strip.
The field of application of the apparatus, according to the invention, for producing uniform films starting from liquid materials capable of forming films, is not limited by the nature of these materials which is imposed when using, as is done in the known prior devices, wicks or squeegees. The method and apparatus according to the invention offer great latitude in the choice of viscosities and the nature of the surface to be washed. With this apparatus it is in particular possible to coat sheet materials so rough and irregular that it is impossible to coat them uniformly with the aid of scrapers or other known devices requiring contact between the surface and the surface. rigid element.
The method and apparatus according to the invention also allow coating with rough or embossed materials which cannot be coated with known devices. The method and apparatus according to the invention make it possible to obtain extremely thin films of uniform thickness, mainly using the physical properties of the coating liquid and not by micrometric adjustments of mechanical elements.
given that, without departing from the scope of the invention, it is possible to imagine alternative embodiments of the method and to initiate modifications to the apparatus, it goes without saying that the details given during the aescription, or shown in the drawings should not be considered as limiting. For example, as shown in fig. 8, the tank 2d may comprise rigid walls August one 30d, placed near a surface receiving the film, has its upper edge located, Jans a predetermined horizontal plane located below the upper edges of the other walls of the tank .
This lower wall can be provided with a 3d elastic hollow element forming a tight seal, and
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constituting with this wall the elastic threshold 38d of the reservoir above which a part of the liquid mass L contained in the reservoir can normally flow freely in a cnal limited by the end flanges 23d of the reservoir.
However the part of the liquid'L tending to. flow is stopped transversely by the surface A8 to receive the film and which moves from bottom to top, surface with which the liquid compound comes into contact and adheres as a result of the surface tension, as it ascends of surface A8,
The downward leakage of the liquiae situated above the threshold 38d is prevented by the elastic element 3d conforming to the suria- ce A8 below this threshold 38d.
This elastic element can be maintained applied to the surface A8 by a pressurized fluid acting inside the hollow element 3d and coming from a suitable pneumatic or liyaraulic source which can be either the Hydrostatic pressure of the liquiae L in the reservoir. 2d, or another external source.
In order to avoid undue pressure against the surface A8, the fluid pressure inside the hollow seal member 3d can be adjusted by any suitable device (not shown), depending on the viscosity or others. characteristics of the liquid, and the nature of this surface.