WO2002051556A1 - Procede d'enduction indirect en couche mince et dispositif a cet effet - Google Patents

Procede d'enduction indirect en couche mince et dispositif a cet effet Download PDF

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WO2002051556A1
WO2002051556A1 PCT/BE2000/000156 BE0000156W WO02051556A1 WO 2002051556 A1 WO2002051556 A1 WO 2002051556A1 BE 0000156 W BE0000156 W BE 0000156W WO 02051556 A1 WO02051556 A1 WO 02051556A1
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coating
applicator
coating composition
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Inventor
Dung Dao Viet
Gabriel Houba
Jean-Yves Simon
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Tarkett Sommer S.A.
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C1/00—Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating
    • B05C1/04—Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating for applying liquid or other fluent material to work of indefinite length
    • B05C1/08—Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating for applying liquid or other fluent material to work of indefinite length using a roller or other rotating member which contacts the work along a generating line
    • B05C1/0826—Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating for applying liquid or other fluent material to work of indefinite length using a roller or other rotating member which contacts the work along a generating line the work being a web or sheets
    • B05C1/0834—Apparatus in which liquid or other fluent material is applied to the surface of the work by contact with a member carrying the liquid or other fluent material, e.g. a porous member loaded with a liquid to be applied as a coating for applying liquid or other fluent material to work of indefinite length using a roller or other rotating member which contacts the work along a generating line the work being a web or sheets the coating roller co-operating with other rollers, e.g. dosing, transfer rollers

Definitions

  • the present invention relates to an improved process for indirect coating of a thin layer, that is to say a coating in which the material, in a conventional manner, is applied in a layer on a support. which scrolls in front of a cylinder, which continuously transfers the coating material to a support.
  • the invention also relates to an improved coating device.
  • a coating is carried out on a support in a flexible material which circulates in the form of a continuous strip over an applicator cylinder.
  • This applicator cylinder also called a metering cylinder
  • This applicator cylinder is either in contact with another so-called transfer cylinder (or soaking roller) which is partially immersed in a tank or reservoir containing the coating composition, or more generally is directly immersed in part in such a tank or tank.
  • One or more counter-cylinders are provided above the support by exerting a pinching effect (nip).
  • nip a pinching effect
  • Different embodiments of coating installation are described in the book Kunststoff Maschinen Fuhrer 3. Ausgabe, Cari Hanser Verlag-Mùnchen [0006] Devices of this type are widely used, in particular in the production of various floor and wall coverings.
  • compositions suitable for this use have been described in European patent application number 00870129.4 of 06.15.2000 in the name of the Applicant.
  • doctor blade or doctor-doser which equalizes the material before its contact with the support which must to be coated.
  • the invention aims to avoid the drawbacks of the techniques used so far and aims to ensure at the outlet of the container containing this composition, an adequate equalization of the coating composition taken up by the applicator cylinder.
  • an applicator cylinder is used receiving the coating composition contained in a tank or tank in which the applicator cylinder is partially immersed.
  • the emerging part of the applicator cylinder for the purpose of equalizing the coating composition, is in contact with an equalizing cylinder provided with a coating of an elastomeric material, rotating or not in the same direction of rotation as the applicator cylinder and whose peripheral speed of rotation is different from that of the applicator cylinder.
  • the installation used is conventionally constituted by a soaking tank, an applicator cylinder partially submerged in this tank and an equalizing cylinder of the coating composition for the support to be coated which is in contact with the emerging part of the applicator cylinder.
  • That of the invention does not include a doctor blade or equalization doctor acting on the material supplied by the applicator cylinder, but involves the use of an equalizing cylinder provided with a coating of 'An elastomeric material, rotating or not in the same direction of rotation as the applicator cylinder and whose peripheral speed of rotation is different from that of the applicator cylinder.
  • the elastomeric coating chosen for the equalizing cylinder has a hardness sufficient to cause an equalization and smoothing effect. It is preferably a rubber type material having a Shore hardness of the order of 45 to 80, preferably in the range of 65 to 70 Shore units.
  • a non-adherent material is chosen for the coating composition. Even in the case of a composition comprising highly abrasive fillers, no marked wear effect is observed for long periods of operation of the equalizing cylinder.
  • the applicator cylinders used are conventionally engraved cylinders, of the rotogravure cylinders type, in particular cylinders comprising engravings of the pyramid, truncated pyramid, conical type or lines of helical engravings intended to retain the coating composition taken during passage in the soaking tank.
  • the volume deposited on the support generally corresponds to 10 to 100 ml / m 2 of a (wet) composition with a density of 1. In practice, the density is between 0.8 and 1.5.
  • thin layer is meant a coating film of the order of a few microns to 120 microns, preferably of the order of 5 ⁇ m and 70 ⁇ m (thickness of the film of dry and possibly crosslinked coating material made on the support).
  • the peripheral (linear) speed of the applicator cylinder is of the order of 20 to 40 m / min.
  • the ratio of the peripheral speeds of the equalizing cylinder and the applicator cylinder is achieved by adjusting the speed of rotation (revolutions per minute) of the equalizing cylinder, taking into account the respective diameters of the cylinders and, of course, the directions of rotation.
  • the choice of these relative speeds is essentially dictated by considerations of viscosity of the coating composition.
  • the installation includes the usual auxiliary equipment such as detour rollers or rollers, drying and / or crosslinking devices - UN or others, support unwinders and reels for the coated support, bin level regulator soaking, device for adjusting the spacing of the cylinders, and drive and cutting mechanisms, etc.
  • the attached figure shows schematically a view of an installation according to the invention.
  • the direction of rotation of the different cylinders and rollers is indicated there schematically by arrows.
  • a soaking tank 1 containing a coating composition 3 kept level by suitable equipment receives an applicator cylinder 5. This is in part immersed in the tank and feeds the coating composition to a support 9 to receive the coating and is conventionally shown in dashed lines. This comes from a feed and passes successively through a first guide roller 11 and passes between the applicator cylinder 5 covered with the coating composition and one or more counter-cylinders 15 and 17 and, finally, is driven by this cylinder towards a second guide roller 13, after having been coated in passing by the contact of cylinder 5.
  • 1 equalizer of the material removed and driven by the applicator cylinder 5 is produced using an equalizing cylinder 19 covered with an envelope of an elastomeric material 21.
  • This equalizing cylinder 19 rotates in a direction of rotation which is, in this case, the same as that of the applicator cylinder 5. Its peripheral rotation speed can be of the order of half to an eighth of that of the applicator cylinder 5. [0030] The specific speed chosen is such that good leveling of the coating composition layer is ensured by a smoothing effect.
  • the linear (peripheral) speed ratio of the cylinders 5 and 19 which is chosen however depends essentially on the viscosity of this coating composition and, to a certain extent, on the hardness of the envelope of elastomeric material.
  • the equalizing effect unlike what is observed when using a doctor blade, causes very little wear on the cylinders, probably due to the rheological effect resulting from the peripheral linear speed differential between cylinders 5 and 19 and this, despite the presence of abrasive charges in the coating composition.
  • a suitable device (not shown) can be provided to allow the adjustment of the spacing between the applicator cylinder 5 and the leveling cylinder 19. This leveling effect with very little wear is particularly marked in the case of engravings.

Landscapes

  • Coating Apparatus (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass Fibres Or Filaments (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

Procédé d'enduction indirecte d'une couche mince à l'aide d'un cylindre applicateur (5) recevant la composition d'enduction (3) immergé en partie dans un bac ou réservoir (1) contenant la composition d'enduction, caractérisé en ce qu'à la sortie dudit bac ou réservoir (1), la partie émergente du cylindre applicateur (5), en vue de l'égalisation de la composition d'enduction, est en contact avec un cylindre égalisateur (19) pourvu d'un revêtement d'une matière élastomère (21), tournant ou non dans le même sens de rotation que le cylindre applicateur (5) et dont la vitesse périphérique de rotation est différente de celle du cylindre applicateur (5). Application, notamment à la réalisation de revêtements de sols ou de murs du type PVC ou linoléum.

Description

PROCEDE D'ENDUCTION INDIRECT EN COUCHE MINCE ET DISPOSITIF A CET EFFET
Objet de l'invention [0001] La présente invention concerne un procédé amélioré d'enduction indirect d'une couche mince, c'est-à- dire une enduction dans laquelle la matière, de manière classique, est appliquée en couche sur un support qui défile face à un cylindre, lequel transfère en continu la matière d'enduction sur un support.
[0002] L'invention concerne également un dispositif amélioré d'enduction.
Arrière-plan technologique [0003] En principe, on réalise une enduction sur support en une matière souple qui circule sous forme d'une bande continue au-dessus d'un cylindre applicateur. Ce cylindre applicateur (appelé également cylindre doseur) soit est en contact avec un autre cylindre dit de transfert (ou rouleau de trempage) qui est immergé en partie dans un bac ou réservoir contenant la composition d'enduction, soit est plus généralement directement immergé en partie dans un tel bac ou réservoir.
[0004] Un ou plusieurs contre-cylindres sont prévus au-dessus du support en exerçant un effet de pinçage (nip) . [0005] Différentes formes d'exécution d'installation d'enduction sont décrites dans l'ouvrage Kunststoff Maschinen Fuhrer 3. Ausgabe, Cari Hanser Verlag-Mùnchen [0006] Les dispositifs de ce type sont largement utilisés, notamment dans la production de divers revêtements de sols et de murs.
[0007] En vue d'accroître la résistance à l'abrasion et à l'usure en service de tels revêtements de sols et de murs, il est courant de leur appliquer par enduction une couche finale très fine de vernis, notamment du type polyuréthanne, qui est pourvue de différentes charges destinées a en améliorer les propriétés, notamment pour leur conférer une bonne résistance.
[0008] Des compositions convenant à cet usage ont été décrites dans la demande de brevet européen numéro 00870129.4 du 15.06.2000 au nom de la Demanderesse.
[0009] Pour régulariser et enlever l'excédant de la composition d'enduction du cylindre applicateur à sa sortie du bac de trempage, il est habituel de prévoir une racle ou docteur-doseur qui égalise la matière avant son contact avec le support qui doit être enduit .
[0010] On observe cependant une usure très rapide (jusqu'à un centimètre par heure) de la racle, même si celle-ci est réalisée en acier inoxydable, par un effet provoqué par la charge sur la racle.
[0011] Ceci entraîne des coûts de remplacement importants et la nécessité de procéder à des réglages réguliers pour obtenir un bon fonctionnement du dispositif.
Buts de 1 ' invention
[0012] L'invention vise à éviter les inconvénients des techniques utilisées jusqu'à présent et a pour but d'assurer à la sortie du bac contenant cette composition, une égalisation adéquate de la composition d'enduction prélevée par le cylindre applicateur. Eléments caractéristiques de l'invention
[0013] Selon le procédé d'enduction indirecte d'une couche mince de l'invention, on utilise classiquement un cylindre applicateur recevant la composition d'enduction contenue dans un bac ou réservoir dans lequel le cylindre applicateur est partiellement immergé. Selon la caractéristique de l'invention, à la sortie dudit bac ou réservoir, la partie émergente du cylindre applicateur, en vue de l'égalisation de la composition d'enduction, est en contact avec un cylindre égalisateur pourvu d'un revêtement d'une matière élastomère, tournant ou non dans le même sens de rotation que le cylindre applicateur et dont la vitesse périphérique de rotation est différente de celle du cylindre applicateur. [0014] L'installation utilisée est constituée de manière classique par un bac de trempage, un cylindre applicateur immergé en partie dans ce bac et un cylindre égalisateur de la composition d'enduction pour le support à enduire qui est en contact avec la partie émergente du cylindre applicateur.
[0015] Contrairement aux installations classiques cependant, celle de l'invention ne comporte pas de racle ou docteur d'égalisation agissant sur la matière amenée par le cylindre applicateur, mais implique l'usage d'un cylindre égalisateur pourvu d'un revêtement d'une matière élastomère, tournant ou non dans le même sens de rotation que le cylindre applicateur et dont la vitesse périphérique de rotation est différente de celle du cylindre applicateur. [0016] Le revêtement élastomère choisi pour le cylindre égalisateur présente une dureté suffisante pour provoquer un effet d'égalisation et de lissage. Il s'agit de préférence d'une matière de type caoutchouc présentant une dureté Shore de l'ordre de 45 à 80, de préférence de l'ordre de 65 à 70 unités Shore. On choisit bien entendu une matière non-adhérente pour la composition d'enduction. [0017] Même dans le cas d'une composition comportant des charges fortement abrasives, on n'observe pas d'effet d'usure marquée pour des durées de fonctionnement importantes du cylindre égalisateur.
[0018] Les cylindres applicateurs utilisés sont classiquement des cylindres gravés, du type cylindres d'héliogravure, notamment des cylindres comportant des gravures du type pyramide, pyramide tronquée, conique ou des lignes de gravures hélicoïdales destinées à retenir la composition d'enduction prélevée lors du passage dans le bac de trempage .
[0019] Le volume déposé sur le support correspond généralement de 10 à 100 ml/m2 d'une composition (humide) d'une densité de 1. En pratique, la densité est comprises entre 0.8 et 1.5.
[0020] Par couche mince, on entend un film d'enduction de l'ordre de quelques microns à 120 microns, de préférence de l'ordre de 5 μm et 70 μm (épaisseur du film de matière d'enduction sec et éventuellement réticulée réalisé sur le support) .
[0021] Classiquement, la vitesse périphérique (linéaire) du cylindre applicateur est de l'ordre de 20 à 40 m/mn. Le rapport des vitesses périphériques du cylindre égalisateur et du cylindre applicateur est réalisé par un réglage de la vitesse de rotation (tours par mn) du cylindre égalisateur, en tenant compte des diamètres respectifs des cylindres et, bien entendu, des sens de rotation.
[0022] Le choix de ces vitesses relatives est essentiellement dicté par des considérations de viscosité de la composition d'enduction. [0023] L'installation comporte bien entendu les équipements auxiliaires habituels tels que rouleaux de détour ou rouleaux embareurs, dispositifs de séchage et/ou de réticulation- UN ou autres, dérouleurs du support et enrouleurs pour le support enduit, régulateur du niveau de bac de trempage, dispositif de réglage de l'écartement des cylindres, et mécanismes d'entraînement et de découpe, etc.
[0024] L'invention sera décrite plus en détail en référence à une forme d'exécution préférée au regard du dessin annexé.
Brève description du dessin
[0025] La figure annexée représente schématiquement une vue d'une installation selon l'invention. Le sens de rotation des différents cylindres et rouleaux y est indiqué schématiquement par des flèches.
Description d'une forme d'exécution préférée de l'invention [0026] Un bac de trempage 1 contenant une composition d'enduction 3 maintenue à niveau par un équipement adéquat, reçoit un cylindre applicateur 5. [0027] Celui-ci est en partie immergé dans le bac et alimente la composition d'enduction vers un support 9 devant recevoir l' enduction et est représenté conventionnellement en traits interrompus. Celui-ci provient d'une alimentation et passe successivement par un premier rouleau de guidage 11 et passe entre le cylindre applicateur 5 recouvert de la composition d'enduction et un ou plusieurs contre-cylindres 15 et 17 et, finalement, est entraîné par ce cylindre vers un deuxième rouleau de guidage 13, après avoir été enduit au passage par le contact du cylindre 5.
[0028] Il subit ensuite des traitements habituels (séchage, réticulation, etc.) avant d'être enroulé. [0029] Selon l'invention, 1 ' égalisateur de la matière prélevée et entraînée par le cylindre applicateur 5 est réalisé à l'aide d'un cylindre égalisateur 19 recouvert d'une enveloppe d'une matière élastomère 21. Ce cylindre égalisation 19 tourne dans un sens de rotation qui est, en l'occurrence, le même que celui du cylindre applicateur 5. Sa vitesse de rotation périphérique peut être de l'ordre de la moitié à un huitième de celle du cylindre applicateur 5. [0030] La vitesse spécifique choisie est telle qu'on assure une bonne égalisation de la couche de composition d'enduction par un effet de lissage. Le rapport de vitesse linéaire (périphérique) des cylindres 5 et 19 qui est choisi dépend cependant essentiellement de la viscosité de cette composition d'enduction et, dans une certaine mesure, de la dureté de l'enveloppe de matière élastomère. L'effet égalisateur, contrairement à ce qui est observé lors de l'utilisation d'une racle, n'entra'îne que très peu d'usure des cylindres, probablement à cause de l'effet rhéologique résultant du différentiel de vitesse linéaire périphérique entre les cylindres 5 et 19 et ceci, malgré la présence de charges abrasives dans la composition d'enduction. Un dispositif adéquat, (non représenté) peut être prévu pour permettre le réglage de l'écartement entre le cylindre applicateur 5 et le cylindre égalisateur 19. [0031] Cet effet égalisateur avec très peu d'usure est particulièrement marqué dans le cas de gravures en lignes hélicoïdales (non représentées) du cylindre applicateur 5. [0032] Bien qu'on ait décrit une forme d'exécution préférée de l'invention, il doit être bien entendu que de nombreuses modifications tant au niveau opératoire qu'au niveau de l'équipement sont possibles. L'installation est applicable notamment à 1 ' enduction d'éléments rigides du type lamelles transportées par un ruban de transport . Les réglages, notamment pour ce qui concerne l'espacement et les éventuels effets de pinçage entre le cylindre applicateur 5 et le ou les contre-cylindres 15 et 17, seront facilement exécutés par les spécialistes, éventuellement sur base d'essais préalables de réglage. Il en est de même pour l'espacement maintenu entre le cylindre applicateur 5 et le cylindre égalisateur 19, et pour le choix de rotation et la différence de vitesse périphérique de ces cylindres.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé d'enduction indirecte d'une couche mince à l'aide d'un cylindre applicateur (5) recevant la composition d'enduction (3) immergé en partie dans un bac ou réservoir (1) contenant la composition d'enduction, caractérisé en ce qu'à la sortie dudit bac ou réservoir (1) , la partie émergente du cylindre applicateur (5), en vue de l'égalisation de la composition d'enduction, est en contact avec un cylindre égalisateur (19) pourvu d'un revêtement d'une matière élastomère (21), tournant ou non dans le même sens de rotation que le cylindre applicateur (5) et dont la vitesse périphérique de rotation est différente de celle du cylindre applicateur (5) .
2. Installation pour la mise en œuvre du procédé de la revendication 1, comportant un bac de trempage (1) , un cylindre applicateur (5) immergé en partie dans le bac (1) contenant la composition d'enduction pour le support (9) à enduire, caractérisée en ce que l'installation comporte un cylindre égalisateur (19) pourvu d'un revêtement d'une matière élastomère (21) tournant ou non dans le même sens de rotation que le cylindre applicateur (5) et dont la vitesse de rotation périphérique est différente de celle du cylindre applicateur (5) .
3. Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que le revêtement élastomère (21) pour le cylindre égalisateur (19) présente une dureté suffisante pour provoquer un effet d'égalisation et de lissage.
4. Installation selon la revendication 3, caractérisée en ce que le revêtement élastomère (21) est réalisé en une matière du type caoutchouc présentant une dureté Shore de l'ordre de 45 à 80, de préférence de l'ordre de 65 à 70 unités Shore.
5. Installation selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que le cylindre applicateur (5) est un cylindre gravé.
6. Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce que le cylindre applicateur (5) est un cylindre gravé comportant des lignes de rainures hélicoïdales.
7. Installation selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisée en ce que le revêtement élastomère (21) est réalisé en une matière non adhérente pour la composition d'enduction.
8. Utilisation du procédé selon la revendication 1 ou de l'installation selon l'une quelconque des revendications 2 à 7 pour l' enduction de supports de grandes largeurs, typiquement de l'ordre de 4m dans le cas de produits de revêtement de sols synthétiques (tel que le PVC) ou semi-synthétiques (tel que le linoléum) .
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