Procédé pour la formation d'un enduit et d'une pellicule et appareil
pour la mise en oeuvre de ce procédé.
La présente invention a pour objet un procédé pour la formation d'enduits et de pellicules et un appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé.
On a déjà employé de nombreux dispositifs pour enduire des matières en feuilles et pour couler des pellieules sur des supports s temporaires. Dans un appareil connu, la composition d'enduit est appliquée sur la surface d'une matière en feuille, au moyen d'une mè- che qui est maintenue en contact avee cette surface. Cet appareil ne peut être utilisé qu'avec des liquides ayant une viscosité extrêmement faible, 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 destinée à former une pellicule et un plastifiant dissous dans un liquide organique volatil, le solvant s'évapore à la surface de la mèche, ce qui entraîne une gélifieation de la composition à la surface, tandis que le solvant progresse plus rapidement que les autres constituants au centre de la mèche. En conséquence, une mèche est pratiquement inutilisable avee des compositions à constituants multiples de ce genre, de même qu'avec toute composition à viscosité élevée.
On a également proposé d'enduire du papier sur une face en amenant ce papier au contact de la surface d'une masse liquide. Cependant, la mise en oeuvre de ce procédé né eessite des moyens spéciaux pour empêcher le liquide d'enduit de contourner les bords de la feuille à enduire. Dans un dispositif connu, la feuille entre en contact avec le liquide dans un plan horizontal, et ce liquide a ensuite tendance à s'égoutter de la surface enduite.
Il en résulte des rayures et des pellicules ou enduits irréguliers.
Selon un troisième procédé connu, on fait passer verticalement une feuille à enduire à travers une fente pratiquée dans une paroi rigide d'un réservoir. Il est alors nécessaire de procéder à un réglage micrométrique de la largeur de la fente pour empêcher les fuites, et il est impossible d'enduire des matières ayant une surface rugueuse ou inégale.
Selon un quatrième procédé connu, des matières en feuilles sont enduites sur une ou sur les deux faces au moyen d'une raclette ou d'une lame, le jeu existant entre le bord de la raclette ou de la lame et la surface de la matière déterminant l'épaisseur de la pellicule ou de l'enduit ainsi obtenu. Dans ce cas, il est également nécessaire de procéder à des réglages micrométriques de la raclette ou de la lame lorsqu'on veut obtenir des pellicules minces. De plus, ces dispositifs sont pratiquement inutilisables lorsque le liquide employé a une faible viscosité, ou lorsqu'on utilise une composition contenant un solvant très vola til. Avec les liquides à faible viscosité, ceuxci ont tendance à contourner le bord de la lame et, fréquemment, ils ne s'étendent pas uniformément à la surface de la feuille.
D'autre part, avee une composition contenant des liquides volatils, l'évaporation du solvant à l'avant de la raclette ou de la lame entraîne une modification de la viscosité et la. pellieule ou l'enduit appliqué contient une proportion de matières solides plus élevée à la fin de l'opération qu'au début. Les matières à surface rugueuse ne peuvent être enduites uniformément avec 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 à partir d'une matière liquide capable de former une pellicule.
L'invention a également pour objet un appareil pour la production de pellicules, qui permet de faire varier considérablement l'épaisseur de celles-ci et la vitesse de travail sans qu'il en résulte une modification de la composition de l'enduit ou de la pellicule obtenus.
Selon le procédé objet de l'invention, on amène un enduit liquide susceptible de former une pellicule vers un déversoir flexible, on maintient le niveau de cet enduit liquide au- dessus du bord de ce déversoir, on déplace une surface destinée à recevoir une pellicule dudit enduit liquide vers le haut en la maintenant en contact avec ledit enduit liquide se trouvant au-dessus du bord du déversoir et au-delàduniveaudecetenduitliquide, et on forme un joint eontre ladite surface pour empêcher ledit enduit liquide de suinter vers le bas en exerçant une pression sur le déver- soir flexible, de manière à l'appliquer contre ladite surface pour lui faire épouser la forme de celle-ci.
L'appareil pour la mise en oeuvre du procédé est caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour amener ledit enduit liquide vers ledit déversoir flexible, de manière à maintenir le niveau de cet enduit liquide au-dessus du bord du déversoir, des moyens pour déplacer ladite surface vers le haut et au-delà du bord dudit déversoir, et des moyens per- mettant d'exercer une pression pour appliquer le déversoir flexible contre ladite surface et lui faire épouser la forme de celle-ci.
Selon une forme d'exécution préférée, 1'en- duit liquide est contenu dans un réservoir présentant une paroi flexible qui s'appuie contre la surface à revêtir et qui épouse auto matiquement les inégalités de cette surface, du fait de son élasticité et sous l'effet de la pression hydrostatique exercée par 1'enduit liquide contenu dans le réservoir sur la face intérieure de la paroi flexible. Cette pression repousse cette paroi vers l'extérieur et l'applique fortement contre la, surface à enduire, afin qu'elle en suive toutes les inégalités et qu'elle forme ainsi, contre cette surface, un joint élastique déformable et anche, empê- chant efficacement les fuites d'enduit liquide vers le bas, au-delà du bord du déversoir formé par la paroi flexible.
Une forme d'exécution de l'appareil comporte, en outre, des moyens pour appliquer une deuxième feuille de matière sur l'enduit, avant ou après séchage, et des moyens pour exercer une pression, avec ou sans applica tion de chaleur, de manière que la pellicule réunisse les deux feuilles de matière et forme un produit en feuilles compose.
Une autre forme d'exécution de l'appareil comporte des moyens pour amener une feuille de matière à revêtir au contact d'une feuille portant une pellicule, avant ou après séchage complet de celle-ci, des moyens pour exercer une pression, avec ou sans application de chaleur, de manière à faire adhérer la pellicule à la deuxième feuille, et des moyens pour séparer la première feuille de la pellicule ainsi transférée.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemples, plusieurs formes d'exécution de l'appareil faisant l'objet de la présente invention.
La fig. 1 est une vue schématique en bout d'une tonne d'exécution de cet appareil.
La fig. 2 est une vue en coupe longitudinale schématique d'une autre forme d'execu- tion de l'appareil.
La a fig. 3 est une vue en coupe longitudi- nale schématique d'une troisième forme d'exé- cution de l'appareil.
La fig. 4 est une vue en eoupe, à plus grande échelle, d'un détail des formes d'exé- cution représentées dans les fig. 1, 2 et 3.
La fig. 5 est une vue en perspective, avec coupes partielles, des éléments essentiels du détail représenté à la fig. 4.
Les fig. 6, 7 et 8 sont des vues en coupe similaires à celle de la fig. 4, montrant des variantes du détail représenté dans cette figure.
Les ii. 9, 10 et 11 sont des vues en coupe schématiques, similaires à celles des fig. 2 et 3, et montrant des variantes.
Le procédé et l'appareil suivant la présente invention peuvent être utilisés pour former des enduits sur une ou sur les deux faces de matières en feuilles, ou pour couler des pellicules sur des supports temporaires constitués par des matières en feuilles flexibles. Etant donné qu'un enduit peut être considéré comme une pellicule, dans la description détaillée ci-après, on utilisera ce terme apelli : cule dans son sens général pour désigner les enduits destinés à adhérer en permanence à la matière en feuille, et les pellicules séparées se portant d'elles-mêmes ou transfé- rables.
Lorsqu'on veut mettre en oeuvre l'inven- tion pour enduire une matière, on l'applique au recouvrement 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.
Mais elle est aussi applicable à la fabrication de pellicules thermoplastiques à transférer, 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 moyen 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 préparation d'un produit feuilleté.
Le procédé et l'appareil suivant l'invention sont applicables à la coulée de pellicules à partir de liquides, de solutions, d'émulsions et de matières plastiques fondues en général.
En conséquence, ces procédé et appareil sont utilisables pour la fabrication de pellicules à partir de solutions aqueuses de xanthates de cellulose, d'éthers de cellulose solubles dans l'eau et dans les alcalis, de gélatine, de ca- séine, de zéine, de colle forte, d'amidon, de dextrine, d'alecol polyvinylique, de latex de caoutchouc et de produits similaires, ou à partir de solutions dans des solvants organiques, de résines synthétiques en général, de dérivés de la cellulose en général, de caoutchoucs syn- thétiques et naturels et de leurs mélanges, ou de masses fondues ou encore d'émulsions de ces matières plastiques organiques. Lorsqu'on utilise des résines durcissant à chaud, elles peuvent être rendues non fusibles au cours du durcissement de la pellicule obtenue.
Dans la forme d'exécution représentée à la fig. 1, l'appareil comporte un tambour horizontal rotatif 1 de grand diamètre qui. si on le désire, peut être équipé d'un dispositif de chauffage approprié d'un genre connu.
L'enduit liquide L à transformer en pellicule est contenu dans un réservoir 2. Celui-cri présente au moins une paroi flexible 3 qui est appliquée contre la surface périphérique t1 du tambour 1 et qui épouse la forme de cette surface sous l'action de la pression hydrosta- tique de 1'enduit liquide contenu dans le réservir. Le niveau de 1'enduit liquide contenu dans le réservoir est maintenu au-dessus de l'arête supérieure de la paroi flexible, constituant un déversoir, de sorte que cet enduit liquide est en contact avec la surface périphé- rique A du tambour 1 au-dessus de la tranche supérieure de la paroi flexible 3, et il est entraîné par la surface A S0l1S la forme d'une couche mince.
La couche d'enduit liquide-L qui adhère à la surface A est transformée par évapora- tion, refroidissement, oxydation, ou par d'autres moyens, en une pellicule F à la surface A du tambour, et la pellicule ainsi obtenue peut être détachée du tambour à l'aide d'un rouleau séparateur approprie 4, plaeé en un point éloigné du point de formation de la pellicule. Cette pellicule est ensuite directement enroulée sur elle-même pour former un rouleau sans support 5, ou bien elle est enroulée autour d'un mandrin, d'un rouleau ou d'une bobine approprié.
La forme d'exécution représentée à la fig. 2 est similaire à celle 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 1b ayant un diamètre relativement petit, et espacés horizontalement.
Cette courroie s'enroule de bas en haut autour du rouleau la tout en étant en contact avec la paroi flexible 3 du réservoir 2 pour recueillir une mince couche d'enduit liquide sur sa face extérieure A1.
La couche d'enduit liquide adhérant à la face porteuse Al de la courroie 6 est transformée en nne pellicule Fl lorsque la courroie enduite traverse une chambre de solidifica- tion 8. La pellieule F1 est ensuite détachée de la. courroie par un rouleau séparateur 4a et elle est enroulée sur une bobine 5a. La La cour- roie est maintenue convenablement tendue à l'aide de rouleaux réglables 9.
L'utilisation d'une courroie 6 s'enroulant autour du rouleau la de petit diamètre, après le réservoir 2, présente l'avantage de faire passer l'enduit liquide, dès qu'il est appliqué sur la courroie, d'une position sensiblement verticale à une position sensiblement horizontale, ce qui réduit le risque de formation de raies d'écoulement.
La forme d'exécution représentée à la fig. 3 est similaire à celle de 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 le et, après avoir été enduite, 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 9 est enroulée sur un mandrin 5b.
Le support rigide 12, que montre la fig. 3, pourrait être remplacé par une courroie sans fin destinée à maintenir la bande 10 dans un plan horizon tal pendant la formation de la pellicule F2.
L'appareil est monté dans une chambre 8a.
Dans la forme d'exécution que montre la fig. 4 le réservoir d'enduit liquide utilisé dans chacun des appareils représentés dans les fig. 1, 2 et 3 eomporte un plateau rigide ou plancher 20 qui est, de préférence, orienté sous un certain angle par rapport à la surface A,-11 ou. 1-2 recevant la pellicule, et séparé de celle-ei par un intervalle S, d'une largeur de 1, 6 à 25 mm par exemple, ménagé entre le bord du plateau 20 et la surface rece- vant la. pellicule du tambour 1, de la courroie 6 ou de la bande 10, suivant le cas.
Le réservoir 2 eomporte au moins une paroi 3 retenant l'enduit liquide, qui, ainsi que le montre la fig'. 4 est de préférence constituée par une feuille flexible 13, dans certains cas même élastique, faite en une ma tière appropriée, maintenue en partie par le plateau ou plancher 20 et ayant une largeur supérieure à la somme des largeurs du pla teau 20 et de l'intervalle S, de sorte qu'elle est incurvée de bas en haut pour former la paroi 3 susindiquée, cette paroi flexible 3 étant maintenue dans cette position par le mouvement vers le haut du tambour 1 et la pression hydrostatique de l'enduit liquide contenu dans le réservoir 2,
tandis que l'en- semble de la feuille 13 supporte la masse de l'enduit liquide L.
La feuille 13 est maintenue en position sur le plateau porteur 20 à l'aide d'une plaque de serrage 20o ! qui applique la feuille 13 contre le plateau porteur 20 au moyen de 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 du tambour, de la courroie ou de la bande.
Ainsi que le montre la fig. 5, les extrémités du réservoir de la fig. 4 sont fermées par des flasques 23 mobiles l'un par rapport à l'autre, la distance latérale entre ces flasques pouvant être réglée à l'aide d'une tige télescopique 21 dont les extrémités sont res pectivement fixées sur ces flasques, les élé ments de la tige étant fixés l'un par rapport à l'autre par une vis d'arrêt 26. Les extrémités 13a d'une feuille 13 élastique sont prolongées au-delà des flasques 23, repliées et appliquées de façon étanche sur la face extérieure des flasques, afin de constituer un récipient étanche à 1'enduit liquide de longueur réglable.
La fig. 5 montre également que le bord supérieur 37 de la paroi flexible 3 est éehan cré 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 déversoir dans la paroi flexible 3 à un niveau situé au- dessous de celui des autres parois du réservoir 2 et au-dessous du niveau de 1'enduit liquide L, niveau indiqué par la ligne en traits mixtes x-x.
L'enduit liquide L destiné à former la pellicule est introduit par un conduit 39 et le niveau x-x est maintenu par un conduit cle trop-plein 40 placé à une hauteur prédéterminée au-dessus du bord du déversoir 38 de la paroi flexible 3.
La grandeur de la surface à enduire est réglée par la largeur du bord du déversoir 38 de la paroi 3, et sa largeur est indiquée en
W à la fig. 5.
L'enduit liquide L est contenu dans le réservoir comprenant des parois extrêmes formées par les flasques 23, un fond et des parois latérales constitués par la partie de la feuille flexible 13 reposant sur le plateau porteur 20, et par la paroi flexible 3 que forme la partie incurvée et repliée vers le haut de la feuille flexible 13. Au cours du fonetionnement de l'appareil, la surface A,
A1 ou A2 des fig. 1 à 4, qui vient d'être enduite, se trouve dans le prolongement de cette paroi flexible 3.
Lorsque 1'enduit liquide L eontient un solvant organique volatil, il peut être avantageux d'empêcher l'évaporation du solvant à la surface de 1'enduit liquide 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 à l'enduit liquide, peut être intercalée entre le plateau 20 et la plaque 20a. Cette feuille 33 est plus étroite que la feuille 13, de sorte qu'elle flotte à la surface du liquide, n'étant pas maintenue par les flasques 23.
Dans la forme d'exécution que montre la fig. 6, le réservoir comporte un récipient en forme d'auge 2a dont une paroi latérale 50 est éehancrée longitudinalement. A cette paroi échancrée est fixée, à l'aide d'un adhésif approprié ou par d'autres moyens connus, une feuille étroite 3a en matière flexible. La partie centrale de cette feuille est découpée de façon que le bord supérieur 38a de la paroi flexible formée par la feuille 3a soit normalement situé au-dessous du niveau normal l x du liquide dans le réservoir. En montant cette auge sur un axe d'articulation 21 placé à la base de la paroi 50, l'application de l'en- duit peut être interrompue par un simple abaissement de l'auge vers la position indiquée en pointillé.
Le niveau du liquide descend alors au-dessous du bord supérieur 38a de la paroi 3a.
La. forme d'exécution que montre la fig. 7 comporte un réservoir formé d'un cylindre métallique 2b monté sur un arbre excentré 42. Dans la paroi du cylindre est pratiquée une ouverture longitudinale 43. Celle-ci est partiellement fermée par une feuille 13b-en matière flexible et imperméable au liquide.
Par un mouvement de rotation du cylindre 2b, la surface du liquide peut être élevée à un niveau situé au-dessus du bord supérieur 38b de la paroi flexible 3b ; ce même mouvement applique cette paroi flexible contre la surface à enduire, par exemple celle du tam bour 1.
L'invention n'est pas limitée à un procédé et à un appareil pour enduire une seule face d'une matière en feuille, elle peut être faci- lement adaptée à l'application d'un enduit sur les deux faces, 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 une forme d'exécution permettant de disposer une pellicule sur les deux faces d'une matière en feuille. Dans cette forme d'exécution, un ré servoir 2, de construction similaire à celle que montrent les fig. 4, 6 et 7, est place de chaque côté d'une bande 10a en matière appropriée. Cette bande 10a passe de bas en haut entre les parois flexibles 3 des réservoirs 2 ; elle est maintenue dans la position centrale exacte par des rouleaux de guidage 18 et 19.
La bande 10a portant les pellicules F3 et F4 passe de bas en haut dans une chambre verticale 8b sur une longueur suffisante pour que les pellieules F3 et FO des deux faces opposées de la bande 10a soient parvenues à un état non collant avant que la pellicule de l'une des deux faces arrive en eontact avee le rouleau de renvoi supérieur 19. Lorsque l'appareil n'est pas en service, les parois flexi- bles 3 des deux réservoirs opposés 2 s'appliquent l'une contre l'autre et se maintiennent ainsi en position convenable.
Une caractéristique commune à toutes les formes d'exécution de l'appareil, représentées dans les fig. 1 à 7 par exemple, consiste en ce que la. surface à enduire porte contre la. paroi flexible du réservoir et supporte cette paroi à l'eneontre de la pression hydrostati- que du liquide contenu dans ledit réservoir.
Pour cette raison, il peut être avantageux de maintenir aussi basse que possible la hauteur de 1'enduit liquide dans le réservoir. Dans les formes d'exécution représentées, eeei est obtenu en faisant le réservoir peu profond.
Etant donné que le liquide est entrain6 hors du réservoir par contact avec la surface à enduire, il n'est pas nécessaire d'avoir une grande profondeur de liquide.
En fonctionnement, comme la surface-1, ll, A2 à enduire se déplace de bas en haut en étant en contact avec la paroi flexible 3 du réservoir 2, cette paroi flexible a tendance à s'incurver vers le haut sous l'action du mouvement ascendant de la surface reeevant la pellicule et elle est soutenue par cette surface. La pression hydrostatique de l'enduit liquide L dans le réservoir 2 appuie la paroi flexible contre la surface , 211... et lui fait épouser la forme de cette surface.
La surface à enduire arrive en contact avec l'enduit liquide L au-dessus du bord 38 formant déver- soir de la paroi 3, et comme cette surface continue de se déplacer de bas en haut, elle se recouvre d'une couche uniforme d'enduit liquide L. Au cours de la progression de la surface enduite, la couche d'enduit liquide l' qu'elle porte est transformée 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 l'enduit liquide contenu dans le réser- voir. Avee des enduits liquides aqueux, on utilise une feuille n'absorbant pas l'eau, telle que, par exemple, une feuille imperméable de cellulose régénérée, une feuille faite d'un dé- rivé de cellulose soluble dans un solvant, d'une résine synthétique soluble dans un solvant organique, d'un caoutchouc synthétique ou naturel ou d'un mélange de ces matières, ou encore d'une matière fibreuse en feuille, telle qu'un papier,
un tissu ou un feutre imprégné d'une matière telle e qu'elle ne se mouille pas dans l'eau. D'autre part, avec des enduits liquides organiques non aqueux formant des pellicules, on utilise une matière en feuille inerte à l'égard de ces enduits liquides, par exemple une matière en feuille hydrophile, telle que de la cellulose régénérée non imperméabilisée, de la gélatine, de la caséine, un éther de cellulose hydrophile, etc., ou encore une matière fibreuse en feuille, telle qu'un papier, un tissu ou un feutre enduit d'une telle matière hydrophile ou de dextrine, d'amidon, etc.
Avee les enduits liquides aqueux et non aqueux, on peut utiliser du papier non poreux, tel que le papier cristal ou du tissu, du papier ou du feutre recouvert d'une couche continue de résine insoluble faisant prise à chaud, ou encore une feuille métallique flexible. Etant donné que la feuille flexible 3 est relativement peu coti- teuse, elle peut être facilement remplacée ; ce n'est done pas un inconvénient majeur si elle se ramollit légèrement sous l'action de l'en- duit liquide que contient le réservoir.
Il va de soi que l'épaisseur de la pellicule obtenue est fonction de la vitesse de la sur face à enduire et de la viscosité de l'enduit liquide. Les enduits liquides à faible viscosité fournissent, à vitesse égale de la surface, des pellicules plus minces que les enduits liquides à haute viscosité D'autre part, un enduit liquide de viscosité constante produit des pellicules plus épaisses lorsque le déplacement de la surfaee reeevant la pellicule est plus lent et des pellicules plus minces lorsque le monvement de cette surface est plus rapide. Etant donné que l'on dispose de deux facteurs agis- sant 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] a tension su- perficielle de l'enduit liquide et par la rugo- sité et la porosité de la surface à enduire.
Lorsqu'on opère avec n appareil du type représenté dans les fig. 1, 2 et 3, l'élévation du réservoir par rapport à l'axe horizontal du tambour 1, la, etc., constitue également un facteur modifiant l'épaisseur de la pellicule. A la fig. 1, on notera que le réservoir est sensiblement placé dans le même plan horizontal que l'axe du tambour 1. Il en résulte que la couche l'd'enduit liquide prélevé par la surface. 1 du tambour 1 et qui, ultérieurement, forme la pellicule F, se déplace à peu près verticalement sur une distance relativement 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-dessus de l'axe horizontal du tambour 1, la ou lb, ainsi que l'in- dique la fig. 3, la couche d'enduit liquide l' est assez rapidement amenée dans un plan horizontal, de sorte que la vitesse de la surface à recouvrir 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 sont placés au-dessous de l'axe horizontal du tambour 1, la, etc.
Pour les enduits liquides ayant une faible tension superficielle, mais une densité relativement élevée, il est avantageux de placer le réservoir au-dessus de l'axe horizontal du tambour, de la manière indiquée à la fig. 3, pour réduire la tendance de l'enduit liquide à former des raies ou des gouttelettes sous l'action de la pesanteur. Pour les enduits li quides très visqueux ou ayant une tension su perficielle élevée, le réservoir peut être placé de la manière indiquée dans les fig. 1, 6 et 7.
Les solutions de certaines résines synthéti- qu. es dans un solvant organique volatil et les dérivés de cellulose solubles dans un solvant organique présentent fréquemment la partieularité de former rapidement une peau, ce qui provient de l'éva. poration du solvant à la surface extérieure de la couche d'enduit li etuide l'et de la formation d'une mince pellieule 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 forcée du solvant à travers la peau de la pellicule conduit fréquemment à la formation de pi sures et de boursouflures nuisibles.
Pour évi- ter ce défaut, l'appareil représenté à la fig. 3 est enfermé dans une chambre de séchage 8a, divisée en deux compartiments Sal et 8a2 par une cloison 29. Le compartiment antérieur 8a1 peut être considéré comme la chambre de formation de la pellicule, tandis que le compartiment postérieur 8a2 peut être consi- déré comme la chambre de séchage de la pellicule. Dans le compartiment 8al, on maintient de préférence une forte concentration du solvant utilisé dans la composition d'enduit, et l'atmosphère ainsi que la surface à enduire sont de préférence chauffées de façon que le solvant ne s'évapore que lentement de la pellicule.
De cette manière, on peut obtenir que la couche d'enduit liquide 1'et la pellicule résultante F forment un gel solide uniforme dans toute son épaisseur. La pellicule gélifiée traverse ensuite le compartiment 8a2 dans lequel le solvant résiduel est évaporé et la pellicule durcie. Le compartiment 8a2 peut être chauffé par des moyens connus, par exemple à l'aide de plusieurs lampes à rayons infrarouges 30.
Lorsque le procédé et l'appareil sont uti- lisés pour enduire des tissus, des feutres ou des papiers poreux, la matière en feuille enduite ne présente en général aucune tendance sensible à se rouler pendant le séchage. Par contre, lorsque des matières en feuille relati- vement non poreuses, telles que du papier calendré, du papier cristal, de la cellulose régénérée ou d'autres films non fibreux, sont enduits sur une face seulement, les bords de la feuille enduite ont généralement tendance à se rouler du côté de la surface enduite.
Pour éviter cet enroulement, la surface supérieure de la table 12 (fig. 3) peut être incurvée longitudinalement etlou transversalement.
Lorsqu'une tension est appliquée à la matière enduite au moyen de 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 uti- lisés pour former des pellicules séparées se portant d'elles-mêmes, la surface sur laquelle la pellicule est coulée peut être constituée par une bande sans fin 6, telle que l'indiquent les fig. 2 et 10, ou par une bande de grande longueur 10, telle que celle montrée à la fig. 3.
On peut former la pellicule et coller cette pellicule qui vient d'être formée sur une autre surface, selon des opérations simultanées effectuées à l'aide d'un appareil du genre représenté dans les fig. 10 et 11. La fig. 10 montre un dispositif destiné à laminer de la matière en feuilles obtenue à partir de la pellicule formée dans un des appareils précédemment décrits. A la sortie d'un compartiment de séchage 8b, on monte deux rouleaux presseurs 32 et 32a, de manière que la bande 10a portant la pellieule F5 szlr sa faee supérieure soit amenée en contact avec une autre bande 10b qui est dévidée à partir d'une bobine 34 : et qu'on fait passer'entre les rouleaux presseurs.
La matière laminée composée (lOa + F5 + 10b) peut ensuite être enroulée sur une bobine Sa. 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 chauffant la pellicule de façon à la rendre collante.
Toutefois, le procédé et les appareils déerits sont spécialement bien adaptés pour la formation de pellicules thermoplastiques des tinées à être transférées, et pour utiliser de telles pellicules dans des buts de revêtement et de finissage. Selon des procédés connus, on reporte de très minces pellicules sur des matières en feuilles auxquelles on les fait adhérer au moyen de chaleur et (ou) de solvants.
La fig. 11 montre une forme d'exécution d'un appareil convenant à cet usage, et dans la- quelle une courroie sans fin 6a est recouverte d'une pellicenle F6 à l'aide d'un réservoir 2 au fur et à mesure qu'elle passe sur un tam bour le, la pellicule F6 déposée sur cette cour roie étant séehée dans un compartiment 8c pour passer ensuite entre des rouleaux presseurs ehauffés 3iWj et 32c. Une bande à recouvrir 10c est dévidée d'une bobine 11c.
Cette bande Oc est préalablement chauffée par contact avec le rouleau supérieur 32a et on la fait ensuite adhérer à la pellicule F'6 en faisant passer les deux bandes entre les rouleaux presseurs 326 et 32c. Sous l'action de la chaleur et de la pression, la pellicule ther moplastique F6 adhère à la surface de la bande 10c, après quoi 1'ensemble est refroidi dans la chambre 31. La courroie 6a est ensuite séparée de la pellieule F6 à l'aide d'un rouleau séparateur 36, et la bande recouverte est enroulée sur une bobine 5d.
Bien que l'on ait décrit la mise en oeuvre du procédé en supposant que le réservoir 2 s'étend sensiblement sur toute la largeur du tambour, de la bande ou de la courroie sur lequel se forme, la pellicule, il va de soi qu'en rapprochant les flasques 23, comme lorsque la feuille] 3 est élastique, on peut limiter le réservoir à enduit liquide à une partie déterminée quelconque de la largeur du tambour, de la bande ou de la courroie.
En utilisant plusieurs flasques 23 conjoin- tement avec une paroi flexible commune, on peut appliquer simultanément plusieurs enduits liquides distincts, sous la forme de bandes, sur des parties déterminées de la surface à revêtir. On peut produire de cette manière une pellicule ou un enduit complexe formé de plusieurs bandes longitudinales qui peuvent différer les unes des autres par leur composition chimique, leur épaisseur, leur couleur ou leur opacité.
Dans une autre forme d'exécution, la surface collante de la pellicule fraîchement formée peut être décorée par projection de matières décoratives, telles par exemple que de fines poudres métalliques, des pigments, des colorants et de courtes fibres d'une seule couleur ou de couleurs différentes. Lorsque la pellicule sort d'un compartiment de séchage, elle peut présenter encore une surf ace collante qui facilite l'adhérence de cette pellicule A une autre bande ou à elle-même, en vue de former des produits composites.
Les exemples suivants illustreront encore mieux les possibilités variées de mise en ceu- vre du procédé.
Exemple 1 :
On coule en pellicule une solution de latex de caoutchouc naturel, additionnée d'ammoniaque, sur un tambour chauffé et à l'aide de l'appareil représenté à la fig. 1. La paroi flexible du réservoir à latex est constituée par une feuille flexible en acétate de cellulose.
Exemple 2 :
On utilise l'appareil de la fig. 2, la paroi flexible du réservoir étant constituée par une feuille non fibreuse en aeéto-butyrate de cel lulose, et la courroie sans fin par une toile revêtue d'acéto-butyrate de cellulose. La. cour- roie est enduite de gélatine et, après passage dans le compartiment de séchage, la pellicule de gélatine est séparée de la courroie et est utilisée comme matière d'emballage.
Exemple 3 :
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, on fait passer sur le tambour 1 une bande 10 en cellulose régénérée non imperméabilisée qui est enduite d'un mélange fondu de cire et de caoutchouc. Après passage à travers la chambre de refroidissement pour durcir l'enduit, la bande terminée est utilisée comme matière d'emballage à l'épreuve de l'humidité.
Exeenp7e 4 :
On utilise 1'a. ppareil de la fig. 10, la paroi flexible du réservoir étant constituée par une feuille de papier ealendré enduit d'une résine non fusible à base d'urée et de formal déhyde. La composition d'enduit liquide est constituée par de l'acétate de polyvinyle dissous dans un mélange d'acétone et d'alcool.
On fait passer une bande de papier non enduit sur le tambour 1 pour lui appliquer une couche de ta solution d'acétate de polyvinyle.
On sèche la pellicule et on applique sur celleci 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 une bande de matière en feuille composite.
Le champ d'application des appareils déerits pour produire des pellicules uniformes à partir 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 connus, des mèches ou des raclettes. Le procédé et l'appareil décrits offrent une grande latitude dans le choix des viscosités et de la nature de la surface à enduire. Avee cet appareil, il est en particulier possible d'enduire des matières en feuilles tellement ru- gueuses et irrégulières qu'il est impossible de les enduire uniformément à l'aide de raclettes ou d'autres dispositifs connus exigeant un contact entre la surface et un élément rigide.
Le procédé et l'appareil décrits permettent aussi d'enduire des matières crêpées ou gau- frées qui ne peuvent pas être enduites avee les dispositifs connus. Ils permettent d'obtenir des pellicules extrêmement minces d'épaisseur uniforme, en utilisant principalement les propriétés physiques de l'enduit liquide et non pas à l'aide de réglages mierométriques d'éléments mécaniques.
La fig. 8 montre un réservoir 2d eomportant des parois rigides dont l'une, 41d, est pla cée à proximité d'une surfa. ce 12 estinee a recevoir une pellicule. La tranche supérieure de cette paroi 41 se trouve dans un plan horizontal déterminé situé au-dessous des bords supérieurs des autres parois du réservoir.
Cette paroi plus basse est munie d'un élément élastique creux 3d formant avec elle un joint étanehe et constituant un déversoir élastique 38d pour le réservoir. Au-dessus de ce déver- soir, une partie de la masse liquide L contenue dans le réservoir pourrait normalement s'écouler librement dans un canal limité par les flasques extrêmes dudit réservoir. Toutefois, cette partie de l'enduit liquide L est arrê- tée transversalement par la surface A2 destinée à recevoir une pellicule et qui se déplace de bas en haut. Le composé liquide entre en contact avec cette surface et y adhère par tension superficielle au fur et à mesure que cette surface A2 se déplace vers le haut.
La fuite vers le bas du liquide situé au- dessus du bord du déversoir 38d est empe- chée par l'élément élastique 3d qui épouse la surface A3 au-dessous de ce déversoir 38d.
Cet élément élastique peut être maintenu appliqué contre la surface A2 par un fluide sous pression remplissant l'élément creux 3d et provenant d'une source pneumatique ou hydraulique convenable, qui peut être soit le réservoir 2d, soit une autre source extérieure.
Afin d'éviter une pression exagérée contre la surface 19, la pression du fluide à l'in- térieur de l'élément creux 3d formant joint peut être réglée au moyen d'un dispositif approprié quelconque (non représenté), en fonction de la viscosité ou d'autres caracté ristiques de l'enduit liquide L et de la nature de la surface à enduire.
REVENDICATIONS :
I. Procédé pour la formation d'un enduit et d'une pellicule, caractérisé en ce qu'on amené un enduit liquide susceptible de former une pellicule vers un déversoir flexible, en ee qu'on maintient le niveau de cet enduit liquide au-dessus du bord de ee déversoir, en ce qu'on déplace une surface destinée à recevoir une pellicule dudit enduit liquide vers le haut en la maintenant en contact avec ledit enduit liquide se trouvant au-dessus du bord du déversoir et an-delà clu niveau de cet enduit liquide, et en ce qu'on forme un joint contre ladite surface pour empêcher ledit enduit liquide de suinter vers le bas, en exer çant une pression sur le déversoir flexible, de manière à. l'appliquer contre ladite surface pour lui faire épouser la forme de celle-ci.
A method for forming a plaster and a film and apparatus
for the implementation of this method.
The present invention relates to a process for the formation of coatings and films and to an apparatus for carrying out this process.
Numerous devices have already been employed for coating sheet materials and for casting films on temporary supports. In a known apparatus the coating composition is applied to the surface of a sheet material by means of a wick which is kept in contact with that surface. This device can only be used with liquids having an extremely low viscosity, 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 comprising several constituents, for example an organic material intended to form a film and a plasticizer dissolved in a volatile organic liquid, the solvent evaporates at the surface of the wick, which results in gelation of the composition at the surface, while the solvent progresses more rapidly than the other components in the center of the wick. Accordingly, a wick is virtually unusable with such multi-component compositions, as with any high viscosity composition.
It has also been proposed to coat paper on one side by bringing this paper into contact with the surface of a liquid mass. However, the practice of this method requires special means to prevent the coating liquid from going around the edges of the sheet to be coated. In a known device, the sheet comes into contact with the liquid in a horizontal plane, and this liquid then tends to drip from the coated surface.
This results in scratches and uneven films or coatings.
According to a third known method, a sheet to be coated is passed vertically through a slit made in a rigid wall of a tank. It is then necessary to make a micrometric adjustment of the width of the slot to prevent leakage, and it is impossible to coat materials having a rough or uneven surface.
According to a fourth known method, sheet materials are coated on one or both sides by means of a squeegee or a blade, the clearance existing between the edge of the squeegee or of the blade and the surface of the material. determining the thickness of the film or coating thus obtained. In this case, it is also necessary to make micrometric adjustments of the squeegee or of the blade when it is desired to obtain thin films. In addition, these devices are practically unusable when the liquid employed has a low viscosity, or when a composition containing a very volatile solvent is used. With low viscosity liquids, these tend to go around the edge of the blade and frequently do not spread 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 the blade causes a change in viscosity and the. film or coating applied contains a higher proportion of solids at the end of the operation than at the beginning. Materials with a rough surface cannot be coated evenly with a squeegee.
The present invention a. The aim, in general, is to provide means for obtaining films of uniform thickness from a liquid material capable of forming a film.
The subject of the invention is also an apparatus for the production of films, which allows the thickness of the latter and the working speed to be considerably varied without resulting in any modification of the composition of the coating or of the coating. the film obtained.
According to the process which is the subject of the invention, a liquid coating capable of forming a film is brought to a flexible weir, the level of this liquid coating is maintained above the edge of this weir, a surface intended to receive a film is moved. said liquid coating upwardly keeping it in contact with said liquid coating lying above the edge of the weir and beyond the level of said liquid coating, and forming a seal against said surface to prevent said liquid coating from seeping downwardly by exerting pressure. pressure on the flexible overflow, so as to apply it against said surface to make it conform to the shape thereof.
The apparatus for carrying out the method is characterized in that it comprises means for bringing said liquid coating to said flexible weir, so as to maintain the level of this liquid coating above the edge of the weir, means for moving said surface upwards and beyond the edge of said weir, and means for exerting pressure to apply the flexible weir against said surface and make it conform to the shape thereof.
According to a preferred embodiment, the liquid coating is contained in a reservoir having a flexible wall which bears against the surface to be coated and which automatically matches the unevenness of this surface, due to its elasticity and under the effect of the hydrostatic pressure exerted by the liquid coating contained in the tank on the inner face of the flexible wall. This pressure pushes this wall outwards and applies it strongly against the surface to be coated, so that it follows all the unevenness and thus forms, against this surface, a deformable elastic seal and reed, preventing- effectively singing the liquid coating leaks down, past the edge of the weir formed by the flexible wall.
An embodiment of the apparatus further comprises means for applying a second sheet of material to the plaster, before or after drying, and means for exerting pressure, with or without the application of heat, of such that the film joins the two sheets of material and forms a composite sheet product.
Another embodiment of the apparatus comprises means for bringing a sheet of material to be coated into contact with a sheet carrying a film, before or after complete drying of the latter, means for exerting pressure, with or without the application 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 appended drawing represents, by way of example, several embodiments of the apparatus forming the subject of the present invention.
Fig. 1 is a schematic end view of a ton of execution of this apparatus.
Fig. 2 is a schematic longitudinal sectional view of another embodiment of the apparatus.
The a fig. 3 is a schematic longitudinal sectional view of a third embodiment of the apparatus.
Fig. 4 is a sectional view, on a larger scale, of a detail of the embodiments shown in FIGS. 1, 2 and 3.
Fig. 5 is a perspective view, with partial sections, of the essential elements of the detail shown in FIG. 4.
Figs. 6, 7 and 8 are sectional views similar to that of FIG. 4, showing variants of the detail shown in this figure.
The ii. 9, 10 and 11 are schematic sectional views, similar to those of FIGS. 2 and 3, and showing variants.
The method and apparatus of the present invention can be used to form coatings on one or both sides of sheet materials, or to cast films onto temporary supports made from flexible sheet materials. Since a coating can be considered as a film, in the detailed description below, this term apelli: cule will be used in its general sense to denote the coatings intended to adhere permanently to the sheet material, and the films separate, self-supporting or transferable.
When it is desired to use the invention for coating a material, it is applied to the covering of any flexible sheet material such as paper, textile fabrics, felts, leather, thin metal foils. and organic plastic films of all kinds.
But it is also 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 means of 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 from liquids, solutions, emulsions and molten plastics in general.
Accordingly, these method and apparatus are useful for the manufacture of films from aqueous solutions of cellulose xanthates, water- and alkali-soluble cellulose ethers, gelatin, casein, zein, strong glue, starch, dextrin, polyvinyl alcohol, rubber latex and similar products, or from solutions in organic solvents, synthetic resins in general, cellulose derivatives in general, synthetic and natural rubbers and mixtures thereof, or of melts or even emulsions of these organic plastics. When hot-curing resins are used, they can be rendered non-fusible during curing of the resulting film.
In the embodiment shown in FIG. 1, the apparatus comprises a rotating horizontal drum 1 of large diameter which. if desired, can be equipped with a suitable heater of a known kind.
The liquid coating L to be transformed into a film is contained in a reservoir 2. The latter has at least one flexible wall 3 which is applied against the peripheral surface t1 of the drum 1 and which matches the shape of this surface under the action of the hydrostatic pressure of the liquid coating contained in the reservoir. The level of the liquid coating contained in the reservoir is maintained above the upper edge of the flexible wall, constituting a weir, so that this liquid coating is in contact with the peripheral surface A of the drum 1 at the bottom. -above the upper edge of the flexible wall 3, and it is driven by the surface A S0l1S in the form of a thin layer.
The liquid coating layer-L which adheres to the surface A is transformed by evaporation, cooling, oxidation, or by other means, into a film F on the surface A of the drum, and the film thus obtained can be formed. detached from the drum using a suitable separating roller 4, placed at a point remote from the film formation point. This film is then directly wound on itself to form an unsupported roll 5, or it is wound around a suitable core, roll or spool.
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 1a and 1b having a relatively small diameter, and spaced horizontally.
This belt is wound from bottom to top around the roller 1a while being in contact with the flexible wall 3 of the reservoir 2 to collect a thin layer of liquid coating on its outer face A1.
The liquid coating layer adhering to the load-bearing face A1 of the belt 6 is transformed into a film F1 as the coated belt passes through a solidification chamber 8. The film F1 is then peeled away from it. belt by a separator roller 4a and it is wound on a spool 5a. The belt is kept properly tensioned by means of adjustable rollers 9.
The use of a belt 6 winding around the roller 1a of small diameter, after the reservoir 2, has the advantage of passing the liquid coating, as soon as it is applied to the belt, from a position substantially vertical to a substantially horizontal position, which reduces the risk of flow lines forming.
The embodiment shown in FIG. 3 is similar to that of 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 the drum and, after being coated, it passes over a horizontal support 12 on which the liquid layer is transformed into a film F2, after which the strip 10 carrying the film 9 is wound on a mandrel 5b.
The rigid support 12, shown in FIG. 3, could be replaced by an endless belt intended to maintain the strip 10 in a horizontal plane during the formation of the film F2.
The apparatus is mounted in a chamber 8a.
In the embodiment shown in FIG. 4 the liquid coating reservoir used in each of the devices shown in FIGS. 1, 2 and 3 includes a rigid tray or floor 20 which is preferably oriented at an angle to the surface A, -11 or. 1-2 receiving the film, and separated therefrom by an interval S, with a width of 1.6 to 25 mm for example, formed between the edge of the plate 20 and the surface receiving the. film of drum 1, belt 6 or band 10, as the case may be.
The reservoir 2 eomporte at least one wall 3 retaining the liquid coating, which, as shown in FIG '. 4 is preferably 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 sum of the widths of the plate 20 and the 'interval S, so that it is curved from bottom to top to form the above-mentioned wall 3, this flexible wall 3 being held in this position by the upward movement of the drum 1 and the hydrostatic pressure of the liquid coating contained in tank 2,
while the whole of the sheet 13 supports the mass of the liquid coating L.
The sheet 13 is held in position on the carrier plate 20 using a 20o clamping plate! which presses the sheet 13 against the carrier plate 20 by means of screws 22. The plate 20 and the plate 20a, as well as the sheet 13 extend over part or the whole of the width of the drum, belt or belt. the band.
As shown in fig. 5, the ends of the reservoir of FIG. 4 are closed by flanges 23 movable with respect to each other, the lateral distance between these flanges being adjustable by means of a telescopic rod 21, the ends of which are respectively fixed to these flanges, the ele elements of the rod being fixed relative to each other by a stop screw 26. The ends 13a of an elastic sheet 13 are extended beyond the flanges 23, folded over and applied in a sealed manner to the face outer side of the flanges, in order to constitute a liquid-tight container of adjustable length.
Fig. 5 also shows that the upper edge 37 of the flexible wall 3 is created in the longitudinal direction of the tank, following a horizontal line located below the edge 37, as indicated at 38, in order to lower the edge 38 forming a weir in the flexible wall 3 at a level located below that of the other walls of the tank 2 and below the level of the liquid coating L, the level indicated by the dashed line xx.
The liquid coating L intended to form the film is introduced through a duct 39 and the level x-x is maintained by an overflow key duct 40 placed at a predetermined height above the edge of the weir 38 of the flexible wall 3.
The size of the surface to be coated is regulated by the width of the edge of the weir 38 of the wall 3, and its width is indicated in
W in fig. 5.
The liquid coating L is contained in the tank comprising end walls formed by the flanges 23, a bottom and side walls formed by the part of the flexible sheet 13 resting on the carrier plate 20, and by the flexible wall 3 that forms the curved part and folded upwards of the flexible sheet 13. During the operation of the apparatus, the surface A,
A1 or A2 of fig. 1 to 4, which has just been coated, is located in the extension of this flexible wall 3.
When the liquid coating L contains a volatile organic solvent, it may be advantageous to prevent evaporation of the solvent from the surface of the liquid coating L while it is in the tank. Consequently, and as shown in FIG. 4, a second sheet 33, made of a material impermeable to the liquid coating, can be interposed between the plate 20 and the plate 20a. This sheet 33 is narrower than the sheet 13, so that it floats on the surface of the liquid, not being held by the flanges 23.
In the embodiment shown in FIG. 6, the reservoir comprises a container in the form of a trough 2a, a side wall 50 of which is notched longitudinally. To this scalloped wall is attached, using a suitable adhesive or other known means, a narrow sheet 3a of flexible material. The central part of this sheet is cut so that the upper edge 38a of the flexible wall formed by the sheet 3a is normally located below the normal level 1 x of the liquid in the tank. By mounting this trough on a hinge pin 21 placed at the base of the wall 50, the application of the shroud can be interrupted by simply lowering the trough to the position indicated in dotted lines.
The level of the liquid then drops below the upper edge 38a of the wall 3a.
The embodiment shown in FIG. 7 comprises a reservoir formed by a metal cylinder 2b mounted on an eccentric shaft 42. A longitudinal opening 43 is formed in the wall of the cylinder. This is partially closed by a sheet 13b of flexible material impermeable to liquid.
By a rotational movement of the cylinder 2b, the surface of the liquid can be raised to a level situated above the upper edge 38b of the flexible wall 3b; this same movement applies this flexible wall against the surface to be coated, for example that of the drum 1.
The invention is not limited to a method and an apparatus for coating a single side with a sheet material, it can be easily adapted to the application of a coating on both sides, and the material sheet may be in the form of an endless ribbon or a strip of great length.
For example, fig. 9 shows an embodiment for placing a film on both sides of a sheet material. In this embodiment, a tank 2, of similar construction to that shown in FIGS. 4, 6 and 7, is placed on each side of a strip 10a of suitable material. This strip 10a passes from bottom to top between the flexible walls 3 of the tanks 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 8b for a sufficient length so that the films F3 and FO on the two opposite sides of the strip 10a have reached a non-sticky state before the film of one of the two faces comes into contact with the upper return roller 19. When the appliance is not in use, the flexible walls 3 of the two opposite reservoirs 2 press against each other and thus remain in a suitable position.
A characteristic common to all the embodiments of the apparatus, shown in FIGS. 1 to 7 for example, is that the. surface to be coated door against. 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 coating in the tank as low as possible. In the embodiments shown, eeei is obtained by making the tank shallow.
Since the liquid is drawn out of the reservoir by contact with the surface to be coated, it is not necessary to have a great depth of liquid.
In operation, as the surface -1, ll, A2 to be coated 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 surface. The hydrostatic pressure of the liquid coating L in the tank 2 presses the flexible wall against the surface, 211 ... and causes it to conform to the shape of this surface.
The surface to be coated comes into contact with the liquid coating L above the edge 38 forming an overflow of the wall 3, and as this surface continues to move from bottom to top, it is covered with a uniform layer of liquid coating L. During the progression of the coated surface, the liquid coating layer 1 'which it carries is transformed into a solid film F in the manner previously described.
For the flexible wall 3 of the tank 2, any suitable flexible sheet material can be used which is impermeable and inert to the liquid coating contained in the tank. With aqueous liquid coatings, a non-water-absorbent sheet is used, such as, for example, an impermeable sheet of regenerated cellulose, a sheet made of a solvent-soluble cellulose derivative, of a cellulose derivative. synthetic resin soluble in an organic solvent, a synthetic or natural rubber or a mixture of these materials, or a fibrous sheet material, such as paper,
a fabric or felt impregnated with a material such that it does not get wet in water. On the other hand, with non-aqueous organic liquid film-forming coatings, a sheet material inert to such liquid coatings is used, for example a hydrophilic sheet material, such as regenerated, non-waterproof cellulose, of gelatin, casein, a hydrophilic cellulose ether, etc., or a fibrous sheet material, such as paper, fabric or felt coated with such a hydrophilic material or dextrin, starch, etc.
With aqueous and non-aqueous liquid coatings, non-porous paper, such as glassine paper or cloth, paper or felt covered with a continuous layer of insoluble resin which sets hot, or a metal foil can be used. flexible. Since the flexible sheet 3 is relatively inexpensive, it can be easily replaced; it is therefore not a major drawback if it softens slightly under the action of the liquid coating which the reservoir contains.
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 coating. Low viscosity liquid coatings provide, at equal surface speed, thinner films than high viscosity liquid coatings On the other hand, a liquid coating of constant viscosity produces thicker films as the surface shifted against the surface. film is slower and films thinner when the monvement 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 liquid coating and by the roughness and porosity of the surface to be coated.
When operating with n apparatus of the type shown in FIGS. 1, 2 and 3, the elevation of the reservoir relative to the horizontal axis of the drum 1, 1a, etc., is also a factor modifying the thickness of the film. In fig. 1, it will be noted that the reservoir is placed substantially in the same horizontal plane as the axis of the drum 1. The result is that the layer l of liquid plaster taken up by the surface. 1 of the drum 1 and which subsequently forms the film F, moves more or less vertically over a relatively large 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 above the horizontal axis of the drum 1, la or lb, as shown in FIG. 3, the liquid coating layer is fairly quickly brought into a horizontal plane, so that the speed of the surface to be covered becomes relatively greater for the thickness of the film than the viscosity or the surface tension. The reservoirs shown in fig. 6 and 7 are placed below the horizontal axis of the drum 1, 1a, etc.
For liquid plasters with low surface tension, but relatively high density, it is advantageous to place the tank above the horizontal axis of the drum, as shown in fig. 3, to reduce the tendency of the liquid coating to form lines or droplets under the action of gravity. For liquid plasters that are very viscous or have a high surface tension, the reservoir can be placed as shown in fig. 1, 6 and 7.
Solutions of certain synthetic resins. es in a volatile organic solvent and cellulose derivatives soluble in an organic solvent frequently have the partieularity of rapidly forming a skin, which results from the eva. poration of the solvent to the exterior surface of the fluidic coating layer and the formation of a thin gel film which traps the remainder of the solvent within the resulting layer and film. F. In this case, the forced evaporation of the solvent through the skin of the film frequently results in the formation of harmful lesions and blisters.
To avoid this fault, the device shown in fig. 3 is enclosed in a drying chamber 8a, divided into two compartments Sal and 8a2 by a partition 29. The anterior compartment 8a1 can be considered as the film-forming chamber, while the posterior compartment 8a2 can be considered as the film drying chamber. In compartment 8al, 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 heated so that the solvent only slowly evaporates from the film. .
In this way, it is possible to obtain that the liquid coating layer 1 and the resulting film F form a solid gel which is uniform throughout its thickness. The gelled film then passes through compartment 8a2 in which the residual solvent is evaporated and the film cured. The compartment 8a2 can be heated by known means, for example using several infrared lamps 30.
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 side only, the edges of the coated sheet have generally tend to roll on the coated surface side.
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 coated material by means of 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 belt 6, as shown in Figs. 2 and 10, or by a very long strip 10, such as that shown in FIG. 3.
The film can be formed and this film which has just been formed can be glued onto another surface, according to simultaneous operations carried out using an apparatus of the type shown in FIGS. 10 and 11. FIG. 10 shows a device for laminating sheet material obtained from the film formed in one of the previously described apparatus. At the exit of a drying compartment 8b, two pressure rollers 32 and 32a are mounted, so that the strip 10a carrying the film F5 szlr its upper faee is brought into contact with another strip 10b which is unwound from it. a reel 34: and which is passed between the pressure rollers.
The composite laminate material (10a + F5 + 10b) can then be wound onto a Sa reel. The adhesion between the two strips can be obtained before or after the film has completely dried. After complete drying, adhesion is obtained by heating the film so as to make it sticky.
However, the method and apparatus described are especially well suited for forming thermoplastic films of the ends to be transferred, and for using such films for coating and finishing purposes. According to known methods, very thin films are applied to sheet materials to which they are made to adhere by means of heat and (or) solvents.
Fig. 11 shows an embodiment of an apparatus suitable for this use, and in which an endless belt 6a is covered with a film F6 with the aid of a reservoir 2 as it is passes over a tam bour le, the film F6 deposited on this belt being dried in a compartment 8c to then pass between heated pressure rollers 3iWj and 32c. A strip to be covered 10c is unwound from a reel 11c.
This strip Oc is heated beforehand by contact with the upper roller 32a and it is then made to adhere to the film F'6 by passing the two strips between the pressure rollers 326 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 the film F6 at the end. 'using a separator roll 36, and the covered tape is wound onto a spool 5d.
Although the implementation of the method has been described assuming that the reservoir 2 extends substantially over the entire width of the drum, of the strip or of the belt on which the film is formed, it goes without saying that 'by bringing the flanges 23 closer together, as when the sheet 3 is elastic, the liquid coating reservoir can be limited to any given part of the width of the drum, of the strip or of the belt.
By using several flanges 23 together with a common flexible wall, it is possible to apply simultaneously several separate liquid coatings, in the form of strips, to specific parts of the surface to be coated. In this way, it is possible to produce a film or a complex coating formed of several longitudinal strips which may differ from each other in their chemical composition, their thickness, their color or their 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, dyes and short fibers of a single color or colors. different colors. When the film leaves a drying compartment, it may still have a tacky surface which facilitates the adhesion of this film to another web or to itself, with a view to forming composite products.
The following examples will further illustrate the varied possibilities for carrying out the process.
Example 1:
A solution of natural rubber latex, with the addition of ammonia, is cast in a film onto a heated drum and using the apparatus shown in FIG. 1. The flexible wall of the latex tank is made of a flexible sheet of cellulose acetate.
Example 2:
The apparatus of FIG. 2, the flexible wall of the tank being constituted by a non-fibrous sheet of cellulose aeeto-butyrate, and the endless belt by a web coated with cellulose aceto-butyrate. The belt is coated with gelatin and, after passing through the drying compartment, the gelatin film is separated from the belt and is used as packaging material.
Example 3:
Using the apparatus of fig. 3, of which the flexible wall 3 of the tank is formed by a sheet of regenerated non-waterproof cellulose, a strip 10 of non-waterproof regenerated cellulose is passed over the drum 1, which is coated with a molten mixture of wax and rubber. After passing through the cooling chamber to cure the plaster, the finished strip is used as a moisture-proof packaging material.
Exeenp7e 4:
We use the a. The apparatus of fig. 10, the flexible wall of the tank being constituted by a sheet of ealendré paper coated with a non-fusible 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 a layer of the polyvinyl acetate solution to it.
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 brought together to form a strip of composite sheet material.
The field of application of the apparatuses deerit for producing uniform films from liquid materials capable of forming films is not limited by the nature of these materials, which is imposed when in use, as is done in films. known devices, wicks or squeegees. The method and apparatus described offer great latitude in the choice of viscosities and the nature of the surface to be coated. With this apparatus, it is in particular possible to coat sheet materials so rough and irregular that it is impossible to coat them uniformly using scrapers or other known devices requiring contact between the surface and the surface. a rigid element.
The disclosed method and apparatus also enables the coating of creped or embossed materials which cannot be coated with known devices. They make it possible to obtain extremely thin films of uniform thickness, mainly by using the physical properties of the liquid coating and not by means of mierometric adjustments of mechanical elements.
Fig. 8 shows a tank 2d eomportant rigid walls, one of which, 41d, is placed near a surface. this 12 estinee to receive a film. The upper edge of this wall 41 is located in a determined horizontal plane located below the upper edges of the other walls of the tank.
This lower wall is provided with a hollow elastic element 3d forming with it an etanehe seal and constituting an elastic weir 38d for the reservoir. Above this overflow, part of the liquid mass L contained in the reservoir could normally flow freely in a channel limited by the end plates of said reservoir. However, this part of the liquid coating L is stopped transversely by the surface A2 intended to receive a film and which moves from bottom to top. The liquid compound comes into contact with this surface and adheres to it by surface tension as this surface A2 moves upwards.
The downward leakage of the liquid situated above the edge of the weir 38d is prevented by the elastic element 3d which conforms to the surface A3 below this weir 38d.
This elastic element can be kept applied against the surface A2 by a pressurized fluid filling the hollow element 3d and coming from a suitable pneumatic or hydraulic source, which can be either the reservoir 2d, or another external source.
In order to avoid undue pressure against the surface 19, the pressure of the fluid inside the hollow seal member 3d can be adjusted by means of any suitable device (not shown), depending on the requirement. viscosity or other characteristics of the liquid coating L and the nature of the surface to be coated.
CLAIMS:
I. Process for the formation of a coating and a film, characterized in that a liquid coating capable of forming a film is supplied to a flexible weir, in that the level of this liquid coating is kept at- above the edge of the weir, in that a surface intended to receive a film of said liquid coating is moved upwards while keeping it in contact with said liquid coating lying above the edge of the weir and beyond the level of this liquid coating, and forming a seal against said surface to prevent said liquid coating from seeping downwardly, by exerting pressure on the flexible weir, so as to. apply it against said surface to make it match the shape thereof.