Procédé et machine pour la fabrication d'une pellicule stratifiée renforcée
La présente invention a pour objet, d'une part, un procédé pour la fabrication, en production continue, d'une pellicule stratifiée renforcée et, d'autre part, une machine pour la mise en oeuvre de ce procédé et finalement une pellicule stratifiée renforcée obtenue par ce procédé.
I1 est déjà connu de fabriquer des feuilles ou des panneaux stratifiés, renforcés par des armatures diverses, en utilisant des matières résineuses synthétiques, durcissables sous l'action de la chaleur et d'une pression élevée. Le procédé le plus courant consiste à réunir une ou plusieurs couches d'armature avec une ou plusieurs couches de matière résineuse synthétique, par exemple de résines urée-formaldéhyde thermodurcissables, dans des presses travaillant à une température et une pression élevées. Ce procédé présente le désavantage de ne permettre qu'une production discontinue de feuilles ou de panneaux de dimensions limitées. Pour obtenir une vitesse de production rationnelle, on est obligé d'avoir recours à des presses à étages très volumineuses et coûteuses.
Par la présente invention, on se propose de rendre possible la production continue, beaucoup plus économique que la production discontinue, de pellicules stratifiées renforcées, sous forme de bandes de toutes longueurs et largeurs voulues, par un procédé dont la mise en oeuvre peut se faire à l'aide d'un dispositif considérablement moins coûteux et plus simple que les presses mentionnées ci-dessus.
Le procédé suivant la présente invention est caractérisé en ce qu'on applique une couche continue d'une matière résineuse synthétique à l'état non solide, capable de se solidifier sous l'action de la chaleur, sur une bande transporteuse métallique sans fin entraînée à une vitesse constante, on fait passer la couche résineuse transportée par la bande métallique à travers une première zone de chauffage pour solidifier la matière résineuse, on amène, en aval de la première zone de chauffage, au moins une couche d'armature continue en contact avec la couche résineuse solidifiée, ladite couche d'armature ayant été enduite d'une matière liante à l'état non solide, capable de se solidifier sous l'action de la chaleur et compatible avec la matière résineuse solidifiée;
on fait passer les couches réunies transportées par la bande métallique à travers une seconde zone de chauffage pour solidifier la matière liante, on laisse refroidir la pellicule stratifiée sortant de la seconde zone de chauffage et on sépare la pellicule stratifiée de la bande métallique.
Pour la mise en oeuvre du procédé, suivant la présente invention, on utilise une machine caractérisée par le fait qu'elle comprend une bande transporteuse métallique sans fin, des moyens pour communiquer à la bande transporteuse une vitesse d'avancement constante réglable, des moyens pour appliquer sur la bande transporteuse une couche continue de matière résineuse synthétique à l'état non solide, capable de se solidifier sous l'action de la chaleur, un premier dispositif de chauffage pour chauffer la bande transporteuse sur une première partie de son parcours en vue de solidifier la matière résineuse, des moyens disposés en aval du premier dispositif de chauffage pour la mise en contact avec la couche de matière résineuse solidifiée d'au moins une couche d'armature continue imprégnée de matière résineuse liante,
capable de se solidifier sous l'action de la chaleur, et un second dispositif de chauffage pour chauffer la bande transporteuse sur une seconde partie de son parcours en vue de solidifier la matière liante.
Conformément à une forme de réalisation particulière, la machine suivant l'invention peut comprendre deux tambours de guidage espacés l'un de l'autre, sur lesquels est montée la bande transporteuse métallique sans fin, chacun de ces tambours étant monté sur un support à palier déplaçable dans le sens de la longueur de la bande métallique et ajustable en sens vertical, et l'un des tambours étant commandé par un dispositif moteur, et en ce qu'elle comprend en outre un rouleau associé à l'un des tambours et destiné à appliquer la matière résineuse synthétique sur la bande transporteuse, une première étuve disposée dans le parcours de la bande transporteuse entre les tambours, un ensemble de rouleaux disposé entre les tambours en aval de la première étuve pour l'application d'au moins une couche d'armature,
au moins un réservoir destiné à recevoir et à délivrer la matière liante pour l'imprégnation de l'armature, une seconde étuve disposée dans le parcours de la bande transporteuse entre les tambours en aval de l'ensemble de rouleaux et un rouleau récepteur pour l'enroulement de la pellicule finie, le tout étant monté sur des rails à glissières.
A titre de matière résineuse synthétique, on peut utiliser une grande variété de résines synthétiques durcissables par voie chimique, par exemple par polycondensation, polymérisation ou réticulation sous l'action de la chaleur, dans un espace de temps suffisamment court, par exemple en moins de 30 minutes, de préférence des résines qui, à l'état durci, soient suffisamment souples pour ne pas casser lorsque les pellicules sont soumises à un effort de flexion. On peut utiliser, par exemple, des résines alkyde à base d'anhydride ou d'acide phtalique et de glycérol, de glycols ou de pentaérythritol, modifiées par des huiles et par certains adjuvants qui ont pour effets d'augmenter la vitesse de durcissement des résines.
Dans ces résines, une partie de l'acide phtalique peut tre remplacée par des acides gras insaturés à poids moléculaire élevé, tels que les acides oléique, linoléique et linolénique, ou par des acides gras saturés à poids moléculaire élevé, tels que l'acide stéarique. Comme adjuvants accélérateurs de la vitesse de durcissement, il convient d'utiliser, par exemple, la mélamine, l'urée ou le styrène. Les résines aikyde modifiées par la mélamine ou l'urée durcissent dans l'espace de 15 à 20 minutes à 1000 C ou dans l'espace de 3 à 5 minutes à 1500 C.
Le styrène constitue un autre adjuvant qui accélère le durcissement des résines aikyde. Si l'on y ajoute des catalyseurs appropriés, en particulier des catalyseurs peroxydés, les résines aikyde modifiées par le styrène durcissent, par exemple, dans l'espace d'une demi-heure à 1000 C.
Une autre classe de matières résineuses synthétiques durcissables par voie chimique, utilisables pour la mise en ceuvre du procédé suivant l'invention est constituée par les résines dites polyesters que l'on obtient par condensation d'anhydride ou d'acide phtalique avec l'alcool allylique. Ces résines de polycondensation possèdent le grand avantage que, une fois la condensation terminée, elles sont polymérisables sans perte de substances volatiles, de sorte qu'il ne se forme pas de bulles dans la pellicule pendant le durcissement de la résine.
Le durcissement des résines polyesters peut avoir lieu en quelques minutes à des températures comprises entre 1000 et 1500 C, si on leur ajoute des catalyseurs, tels que le peroxyde de benzoyle, le peroxyde de méthyléthylcétone, le peroxyde de cyclohexanone ou l'hydroperoxyde de cumène, et des accélérateurs, tels que l'octoate de cobalt, le naphténate de cobalt, la diméthylaniline ou le laurylmercaptan. Pour l'application de ces résines polyesters sur la bande métallique, on peut leur ajouter des solvants ou des diluants, par exemple des esters, des cétones ou des hydrocarbures aromatiques, afin de leur donner la viscosité convenant pour le type d'application adopté. On peut aussi ajouter des substances insaturées capables de copolymériser avec les résines polyesters et servant en mme temps de solvants ou de diluants, par exemple le styrène.
On peut encore ajouter à ces résines polyesters des agents gélifiants, par exemple de petites quantités de silice présentant une surface spécifique élevée, pour obtenir des gels thixotropes qui se laissent facilement appliquer sur la bande métallique sans fin à l'aide de dispositifs d'application relativement simples.
Comme matières synthétiques résineuses durcissables par voie chimique, on peut en outre utiliser des mélanges de polymères à poids moléculaire élevé et de monomères copolymérisables avec les premiers, par exemple des mélanges de polyméthacrylates et de méthacrylates monomères. Après addition de catalyseurs appropriés connus, ces mélanges durcissent dans l'espace de quelques minutes à des températures modérément élevées.
Un autre groupe de matières résineuses synthétiques durcissables par voie chimique, utilisables pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention, comprend les résines polyépoxyde et les résines polyisocyanate qui durcissent facilement par réticulation. Ainsi, par exemple, les résines polyépoxyde durcissent dans l'espace de 15 à 20 minutes à 1500 C si on leur ajoute des agents réticulants tels que des polyphénols ou des acides polycarboxyliques.
A titre de matières résineuses synthétiques capables de se solidifier sous l'action de la chaleur, on peut en outre utiliser des solutions de polymères qui ne sont plus capables de subir une polymérisation ultérieure mais sont solidifiables par évaporation du solvant. Ainsi, par exemple, on peut utiliser des solutions de polystyrène dans des hydrocarbures aromatiques, éventuellement additionnées de diluants tels que des esters, des solutions d'acétate de polyvinyle dans des esters, éventuellement additionnées de diluants tels que des hydrocarbures aromatiques, ou des solutions de copolymères de chlorure de polyvinyle et d'acétate de polyvinyle (par exemple dans un rapport d'environ 80 : 20).
Le type de pellicule stratifiée que l'on désire obtenir et les applications auxquelles le produit est destiné déterminent le choix de la matière résineuse synthétique à utiliser dans chaque cas particulier. Si l'on désire obtenir, par exemple, des pellicules destinées à servir de revtements protecteurs, sur des surfaces exposées à l'humidité et à l'action d'alcalis, il conviendra d'utiliser, parexemple, des résines polyesters qui, après durcissement, possèdent une bonne résistance chimique.
Afin d'empcher l'adhérence de la pellicule à la surface de la bande transporteuse métallique, après la solidification (durcissement par polymérisation ou réticulation, etc.), adhérence qui pourrait donner lieu au déchirement de la pellicule lorsque celle-ci est separée de la bande métallique, il est recommandable d'utiliser un agent de séparation ou de démoulage. Cet agent peut tre soit ajouté à la matière résineuse synthétique, avant application de celle-ci sur la bande transporteuse, soit appliqué sous forme de couche mince sur la bande transporteuse.
Comme agent de séparation, on peut utiliser, par exemple, l'acide ortholéique ou l'acide stéarique. Les polysiloxanes, dites résines silicones, peuvent également servir d'agents de séparation que l'on peut appliquer directement sur la bande métallique. Le choix de l'agent de séparation à utiliser dans chaque cas particulier est évidemment déterminé par la matière résineuse synthétique que l'on veut appliquer sur la bande transporteuse.
A titre d'armature, on peut utiliser toute matière poreuse susceptible d'tre imprégnée par une solution ou dispersion d'une matière liante et capable de résister aux températures appliquées pour la solidification ou le durcissement de la matière liante. On peut utiliser des tissus, par exemple des tissus de coton, d'acétate de cellulose, de nylon, de verre ou métalliques, des nappes de fibres agglomérées soit par une action mécanique (compression) soit à l'aide d'un liant, par exemple des nappes de fibres de viscose, de verre ou de laine minérale, ou des papiers perméables, par exemple des papiers du type du papier filtrant.
A titre de matière liante destinée à imprégner l'armature et à faire adhérer celle-ci à la pellicule de matière résineuse synthétique solidifiée ou durcie, on peut utiliser toute matière compatible avec ladite matière résineuse synthétique, capable de se solidifier sous l'action de la chaleur tout en restant souple et flexible à l'état solidifié et susceptible d'tre appliquée sous forme d'une solution ou dispersion à faible viscosité. On peut utiliser une grande variété de résines synthétiques.
De préférence, on utilise la mme résine que pour la formation de la couche résineuse sur la bande métallique, mais à l'état de viscosité inférieure à celle de la résine appliquée sur la bande métallique, par exemple sous forme d'une solution ou dispersion ayant la consistance d'une huile, additionnée, de catalyseurs et, si nécessaire, d'accélérateurs de polymérisation ou d'agents de durcissement, comme indiqué plus haut.
Afin de faciliter le collage de la pellicule suivant Invention sur une surface à protéger ou à décorer, il est recommandable de saupoudrer la surface supérieure de la pellicule, avant que celle-ci n'entre dans la seconde zone de chauffage, c'est-à-dire avant que la matière liante ne se soit entièrement solidifiée, avec une matière de saupoudrage donnant lieu à la formation d'une surface rugueuse. A titre de matière de saupoudrage, on peut utiliser des substances en poudre ou sous forme de paillettes, des poils ou des fibres. Ainsi, par exemple, on peut utiliser de la poussière de nylon, des fibres de verre finement coupées, de la poudre de silice, de la poudre de talc ou de la poudre d'aluminium. Les substances énumérées ci-dessus ne constituent que quelques exemples d'un grand nombre de matières utilisables pour le saupoudrage.
Pour illustrer la présente invention, on se référera, dans la suite, au dessin annexé qui représente schématiquement une forme d'exécution de la machine suivant l'invention.
La machine représentée par le dessin annexé comprend une bande transporteuse métallique sans fin 1 montée sur deux tambours de guidage 2a et 2b.
Le tambour 2b est commandé par un dispositif moteur (non représenté) destiné à communiquer au tambour 2b, par l'intermédiaire d'un réducteur et d'un variateur de vitesse (non représentés) un mouvement rotatoire de vitesse (non représenté) réglable.
La bande transporteuse 1 est entraînée par le tambour 2b et, elle-mme, entraîne le tambour 2a.
Un rouleau 3 destiné à l'application de la matière résineuse synthétique sur la bande transporteuse 1 est entraîné par l'intermédiaire du tambour 2a. Une première étuve tunnel 4a destinée à solidifier ou durcir la couche de matière résineuse synthétique appliquée par le rouleau 3 est disposée entre les rouleaux de guidage 2a et 2b. L'étuve 4a présente une plaque de fond chauffante Sa, avec laquelle la bande transporteuse 1 traversant l'étuve 4a est maintenue en contact. Un dispositif 6 destiné à amener l'armature en contact avec la couche de matière résineuse synthétique solidifiée ou durcie transportée par la bande métallique 1 est disposé entre les tambours 2a et 2b, en aval de l'étuve 4a. Le dispositif 6 comporte un rouleau d'alimentation -6a, sur lequel est enroulée l'armature 7, des rouleaux tendeurs 6b et 6c, un rouleau d'application 6d et un contre-rouleau 6c.
Les rouleaux du dispositif 6 sont entraînés par la bande transporteuse 1 portant la couche de matière résineuse synthétique solidifiée ou durcie et passant entre le rouleau d'application 6d et le contre-rouleau 6e.
Un réservoir 8 destiné à recevoir et à délivrer une matière liante pour l'imprégnation de l'armature est disposé en aval du dispositif 6. Une seconde étuve tunnel 4b comprenant une plaque de fond chauffante 5b est disposée entre les tambours 2a et 2b. Sur son parcours à travers l'étuve 4b, la bande transporteuse 1 est maintenue en contact avec la plaque chauffante 5b. Le rouleau récepteur 9, de préférence entraîné par un système à friction pour maintenir la pellicule constamment tendue, sert à enrouler la pellicule stratifiée finie.
Les tambours 2a et 2b sont montés sur des supports à palier 10a et 10b, respectivement. Les supports 10a et 10b sont montés sur des bâtis lla et 1 lb, qui reposent sur des rails à glissières 12. Les tambours 2a et 2b sont déplaçables verticalement à l'aide de vérins 13a et 13b, respectivement, et horizontalement à l'aide de vérins 14a et 14b, respectivement, en vue du montage et démontage ainsi que du réglage de la tension de la bande transporteuse 1.
La fabrication de la pellicule stratifiée se fait entre les points A1 et A2 sur la partie supérieure de la bande transporteuse 1. Il convient de protéger la partie inutilisée, inférieure, de la bande transporteuse 1 par un carter pour empcher l'accès de la poussière et d'autres impuretés.
Pour la bande transporteuse 1, on utilise avantageusement un métal bon conducteur de la chaleur pour obtenir une température uniforme sur toute l'étendue de la bande lors de son passage à travers les étuves. On peut utiliser, par exemple, une bande en aluminium ou ses alliages, en cuivre ou en acier.
De préférence, on utilise une bande en aluminium.
Il convient de choisir une épaisseur de bande aussi élevée que possible en tenant compte de l'obligation d'enrouler la bande métallique sur les tambours.
L'épaisseur de la bande peut varier, par exemple, entre 0,2 et 1,5 mm suivant le métal. Pour protéger la bande métallique ou pour obtenir des effets spéciaux, on peut dérouler une feuille métallique auxiliaire très mince sur la bande transporteuse, par exemple à l'aide d'un rouleau d'alimentation disposé sous le rouleau d'application 3, de manière que la feuille métallique soit entraînée par le tambour 2a et le rouleau d'application 3. La matière résineuse synthétique n'est alors plus appliquée directement sur la bande transporteuse, mais sur la feuille métallique auxiliaire.
L'aspect de l'une des surfaces de la pellicule stratifiée est déterminé par l'état de surface de la bande transporteuse. Pour obtenir une surface lisse, brillante ou mate, il faut utiliser une bande transporteuse, dont la surface qui vient en contact avec la matière résineuse synthétique est parfaitement lisse, hautement polie ou mate. On peut aussi obtenir des dessins gaufrés sur l'une des surfaces de la pellicule stratifiée, en utilisant des bandes portant le négatif du dessin gaufré voulu.
La vitesse d'avancement de la bande transporteuse est fonction de la vitesse de solidification ou de durcissement de la matière résineuse synthétique et de la matière liante. La vitesse de solidification ou de durcissement est elle-mme influencée par différents facteurs tels que le type de résine synthétique utilisée, le type du catalyseur et/ou de l'accélérateur utilisés pour accélérer le durcissement, la température à laquelle le durcissement est effectué, la longueur des zones de chauffage, etc. I1 n'est donc pas possible d'indiquer des limites absolues pour la vitesse d'avancement de la bande transporteuse.
Cette vitesse peut varier, par exemple, entre 0,2. et 0,7 m par minute dans le cas où l'on utilise une résine polyester additionnée de styrène ainsi que d'un catalyseur et d'un accélérateur, à titre de matière résineuse synthétique et de matière liante, et à condition que la première étuve présente une longueur de 1,2 m environ et soit chauffée à une température comprise entre 1000 et 1500 C et que la seconde étuve présente une longueur de 3 m environ et soit chauffée à une température comprise entre 1000 et 1500 C.
Pour l'application de la matière résineuse synthétique, on peut utiliser un rouleau revtu de caoutchouc et dont la pression est réglable par des vis, ce rouleau étant enduit de matière résineuse. L'application de la matière peut toutefois se faire, par d'autres moyens, par exemple par pulvérisation, par coulage ou par extrusion.
Le dessin annexé ne comprend qu'un seul dispositif d'application d'armature. On peut toutefois appliquer 2 ou plusieurs plis d'armature, ce qui nécessite l'utilisation de plusieurs dispositifs d'application du type représenté sur le dessin. On peut, en outre, remplacer le dispositif d'application représenté par un autre mécanisme approprié. La nature, l'épaisseur et le nombre des plis d'armature sont fonction des caractéristiques, telles que rigidité ou souplesse, transparence ou opacité, résistance ou déchirement, etc. que l'on veut communiquer au produit fini.
La machine suivant l'invention peut en outre comprendre un dispositif de saupoudrage, par exemple un tamis secoueur, disposé en amont de la seconde étuve, pour l'application de la matière de saupoudrage sur l'armature imprégnée.
Les températures maintenues dans les zones de chauffage sont fonction du type des matières résineuses utilisées, de la vitesse d'avancement de la bande transporteuse, de la proportion de catalyseur et/ou d'accélérateur ajoutés à la matière résineuse et d'autres variables. Ces températures peuvent varier entre une température ne dépassant que faiblement la température ambiante et 1500 C environ. Suivant le type de matières résineuses utilisées, on peut augmenter la température dans les zones de chauffage au-delà de 1500 C. Dans ce cas, il y a toutefois lieu de munir la machine suivant l'invention de dispositifs de refroidissement pour refroidir la bande métallique à sa sortie des étuves.
Les distances entre le point A1 et l'entrée de la première zone de chauffage, entre l'entrée et la sortie de la première zone de chauffage, entre la sortie de la première zone de chauffage et le point d'application de l'armature, entre ce dernier et l'entrée de la seconde zone de chauffage, entre l'entrée et la sortie de la seconde zone de chauffage et entre la sortie de la seconde zone de chauffage et le point AS, dans la machine représentée par le dessin annexé, sont variables dans de larges limites et peuvent tre, à titre indicatif respectivement de 1 m, 1,2 m, 1 à 2 m, 1,2 m, 3 m et 1 m.
Pour obtenir des pellicules stratifiées renforcées d'un caractère décoratif, on peut pigmenter ou co lorer la matière résineuse synthétique destinée à former la couche résineuse sur la bande métallique.
Une autre méthode convenable consiste à appliquer un pigment ou un colorant sur la couche résineuse, soit à la main, à la brosse, au pistolet, au rouleau, au cylindre ou au cadre. On peut également soumettre un ou plusieurs plis d'armature, soit préalablement soit lors de leur déroulement, à un traitement de pointure, de coloration, de teinture ou d'im- pression. On peut encore colorer la matière liante servant à l'imprégnation de l'armature et/ou la matière de saupoudrage. Il est ainsi possible d'obtenir de nombreux effets décoratifs.
L'épaisseur des pellicules stratifiées que l'on peut fabriquer par le procédé suivant l'invention varie dans de larges limites, par exemple entre 0,2 et 1,5 mm, à titre indicatif. La couche résineuse peut tre très mince par rapport à la couche constituée par le ou les plis d'armature imprégnés.
Le procédé suivant l'invention permet de fabriquer, de manière très simple et sans la nécessité d'utiliser des presses, des pellicules stratifiées renforcées qui présentent, dun côté, un fini de surface particulier, par exemple brillant, mat ou gaufré, et de l'autre côté une surface rugueuse facilitant le collage sur un grand nombre de matériaux.
REVENDICATIONS
I. Procédé pour la fabrication, en production continue, d'une pellicule stratifiée renforcée, caractérisé en ce qu'on applique une couche continue d'une matière résineuse synthétique à l'état non solide, capable de se solidifier sous l'action de la chaleur, sur une bande transporteuse métallique sans fin entraînée à une vitesse constante, on fait passer la couche résineuse transportée par la bande métallique à travers une première zone de chauffage pour solidifier la matière résineuse, on amène, en aval de la première zone de chauffage, au moins une couche d'armature continue en contact avec la couche résineuse solidifiée, ladite couche d'armature ayant été enduite d'une matière liante à l'état non solide, capable de se solidifier sous l'action de la chaleur et compatible avec la matière résineuse solidifiée,
on fait passer les couches réunies transportées par la bande métallique à travers une seconde zone de chauffage pour solidifier la matière liante, on laisse refroidir la pellicule stratifiée sortant de la seconde zone de chauffage et on sépare la pellicule stratifiée de la bande métallique.
Method and machine for manufacturing reinforced laminate film
The present invention relates, on the one hand, to a process for the manufacture, in continuous production, of a reinforced laminated film and, on the other hand, to a machine for carrying out this process and finally to a laminated film. reinforced obtained by this process.
I1 is already known to manufacture laminate sheets or panels, reinforced by various reinforcements, using synthetic resinous materials, curable under the action of heat and high pressure. The most common method is to join one or more layers of reinforcement with one or more layers of synthetic resinous material, for example thermosetting urea-formaldehyde resins, in presses operating at high temperature and pressure. This method has the disadvantage of only allowing discontinuous production of sheets or panels of limited dimensions. To obtain a rational production speed, it is necessary to have recourse to very bulky and expensive stage presses.
By the present invention, it is proposed to make possible the continuous production, much more economical than the discontinuous production, of reinforced laminated films, in the form of strips of all desired lengths and widths, by a process which can be carried out. using a device considerably less expensive and simpler than the presses mentioned above.
The process according to the present invention is characterized in that a continuous layer of a synthetic resinous material in the non-solid state, capable of solidifying under the action of heat, is applied to a driven endless metal conveyor belt. at a constant speed, the resinous layer transported by the metal strip is passed through a first heating zone to solidify the resinous material, at least one continuous reinforcing layer is brought downstream from the first heating zone. contact with the solidified resinous layer, said reinforcing layer having been coated with a non-solid binder material capable of solidifying under the action of heat and compatible with the solidified resinous material;
the combined layers carried by the metal strip are passed through a second heating zone to solidify the binder material, the laminate film exiting the second heating zone is allowed to cool and the laminate film is separated from the metal strip.
For the implementation of the method, according to the present invention, a machine is used, characterized in that it comprises an endless metal conveyor belt, means for imparting to the conveyor belt an adjustable constant speed of advance, means to apply to the conveyor belt a continuous layer of synthetic resinous material in the non-solid state, capable of solidifying under the action of heat, a first heating device for heating the conveyor belt over a first part of its path in view of solidifying the resinous material, means arranged downstream of the first heating device for bringing into contact with the layer of solidified resinous material at least one continuous reinforcement layer impregnated with binding resinous material,
capable of solidifying under the action of heat, and a second heater for heating the conveyor belt over a second part of its path to solidify the binder material.
In accordance with a particular embodiment, the machine according to the invention may comprise two guide drums spaced apart from one another, on which the endless metal conveyor belt is mounted, each of these drums being mounted on a support with bearing movable in the direction of the length of the metal strip and adjustable in the vertical direction, and one of the drums being controlled by a motor device, and in that it further comprises a roller associated with one of the drums and intended to apply the synthetic resinous material to the conveyor belt, a first oven arranged in the path of the conveyor belt between the drums, a set of rollers arranged between the drums downstream of the first oven for the application of at least one reinforcement layer,
at least one reservoir intended to receive and deliver the binding material for the impregnation of the reinforcement, a second oven arranged in the path of the conveyor belt between the drums downstream of the set of rollers and a receiving roller for the winding of the finished film, the whole being mounted on slide rails.
As the synthetic resinous material, there can be used a wide variety of chemically curable synthetic resins, for example by polycondensation, polymerization or crosslinking under the action of heat, in a sufficiently short space of time, for example in less than 30 minutes, preferably resins which, in the cured state, are flexible enough not to break when the films are subjected to a bending stress. It is possible, for example, to use alkyd resins based on anhydride or phthalic acid and glycerol, glycols or pentaerythritol, modified by oils and by certain adjuvants which have the effect of increasing the rate of curing of the compounds. resins.
In these resins, part of the phthalic acid can be replaced by unsaturated fatty acids of high molecular weight, such as oleic, linoleic and linolenic acids, or by saturated fatty acids of high molecular weight, such as acid. stearic. As aids which accelerate the cure rate, it is suitable to use, for example, melamine, urea or styrene. Melamine or urea modified alkyd resins cure in 15 to 20 minutes at 1000 C or in 3 to 5 minutes at 1500 C.
Styrene is another adjuvant which accelerates the hardening of acidic resins. With the addition of suitable catalysts, in particular peroxide catalysts, the styrene-modified alkyd resins harden, for example, within half an hour at 1000 C.
Another class of chemically curable synthetic resinous materials, which can be used for carrying out the process according to the invention, consists of the so-called polyester resins which are obtained by condensation of anhydride or phthalic acid with alcohol. allylic. These polycondensation resins have the great advantage that, after the condensation is completed, they are polymerizable without loss of volatile substances, so that bubbles do not form in the film during the curing of the resin.
Curing of polyester resins can take place in a few minutes at temperatures between 1000 and 1500 C, if catalysts are added to them, such as benzoyl peroxide, methyl ethyl ketone peroxide, cyclohexanone peroxide or cumene hydroperoxide. , and accelerators, such as cobalt octoate, cobalt naphthenate, dimethylaniline or laurylmercaptan. For the application of these polyester resins to the metal strip, solvents or diluents, for example esters, ketones or aromatic hydrocarbons, can be added to them in order to give them the viscosity suitable for the type of application adopted. It is also possible to add unsaturated substances capable of copolymerizing with polyester resins and serving at the same time as solvents or diluents, for example styrene.
It is also possible to add to these polyester resins gelling agents, for example small amounts of silica having a high specific surface area, to obtain thixotropic gels which can be easily applied to the endless metal belt using application devices. relatively simple.
As chemically curable resinous plastics, mixtures of high molecular weight polymers and monomers copolymerizable with the former, for example mixtures of polymethacrylates and methacrylate monomers, can be further used. After addition of suitable known catalysts, these mixtures cure within a few minutes at moderately elevated temperatures.
Another group of chemically curable synthetic resinous materials which can be used for carrying out the process according to the invention comprises polyepoxy resins and polyisocyanate resins which harden easily by crosslinking. Thus, for example, polyepoxide resins cure within 15 to 20 minutes at 1500 C if crosslinking agents such as polyphenols or polycarboxylic acids are added to them.
As synthetic resinous materials capable of solidifying under the action of heat, it is also possible to use solutions of polymers which are no longer capable of undergoing subsequent polymerization but are solidifiable by evaporation of the solvent. Thus, for example, one can use solutions of polystyrene in aromatic hydrocarbons, optionally added with diluents such as esters, solutions of polyvinyl acetate in esters, optionally added with diluents such as aromatic hydrocarbons, or solutions. copolymers of polyvinyl chloride and polyvinyl acetate (for example in a ratio of about 80:20).
The type of laminate film desired and the applications for which the product is intended will determine the choice of synthetic resinous material to be used in each particular case. If it is desired to obtain, for example, films intended to serve as protective coatings, on surfaces exposed to humidity and to the action of alkalis, it will be advisable to use, for example, polyester resins which, after hardening, have good chemical resistance.
In order to prevent the film from adhering to the surface of the metal conveyor belt, after solidification (curing by polymerization or crosslinking, etc.), adhesion which could lead to tearing of the film when the latter is separated from the metal strip, it is recommendable to use a separating or mold release agent. This agent can either be added to the synthetic resinous material, before application of the latter to the conveyor belt, or applied in the form of a thin layer on the conveyor belt.
As the release agent, for example, ortholeic acid or stearic acid can be used. Polysiloxanes, known as silicone resins, can also serve as release agents which can be applied directly to the metal strip. The choice of the release agent to be used in each particular case is obviously determined by the synthetic resinous material which is to be applied to the conveyor belt.
As a reinforcement, one can use any porous material capable of being impregnated with a solution or dispersion of a binder material and capable of withstanding the temperatures applied for the solidification or hardening of the binder material. Fabrics can be used, for example cotton, cellulose acetate, nylon, glass or metallic fabrics, layers of fibers agglomerated either by mechanical action (compression) or by means of a binder, for example webs of viscose, glass or mineral wool fibers, or permeable papers, for example papers of the filter paper type.
As a binder material intended to impregnate the reinforcement and to make it adhere to the film of solidified or hardened synthetic resinous material, it is possible to use any material compatible with said synthetic resinous material, capable of solidifying under the action of heat while remaining soft and flexible in the solidified state and capable of being applied in the form of a low viscosity solution or dispersion. A wide variety of synthetic resins can be used.
Preferably, the same resin is used as for the formation of the resinous layer on the metal strip, but in the state of viscosity lower than that of the resin applied to the metal strip, for example in the form of a solution or dispersion. having the consistency of an oil with the addition of catalysts and, if necessary, polymerization accelerators or curing agents, as indicated above.
In order to facilitate the bonding of the film according to the invention on a surface to be protected or decorated, it is advisable to sprinkle the upper surface of the film, before the latter enters the second heating zone, that is, that is, before the binder material has fully solidified, with a dusting material resulting in the formation of a rough surface. As the dusting material, substances in powder form or in the form of flakes, hairs or fibers can be used. Thus, for example, nylon dust, finely chopped glass fibers, silica powder, talcum powder or aluminum powder can be used. The substances listed above are only a few examples of a large number of materials which can be used for dusting.
To illustrate the present invention, reference will be made hereinafter to the appended drawing which schematically represents an embodiment of the machine according to the invention.
The machine shown in the accompanying drawing comprises an endless metal conveyor belt 1 mounted on two guide drums 2a and 2b.
The drum 2b is controlled by a motor device (not shown) intended to communicate to the drum 2b, by means of a reduction gear and a speed variator (not shown), an adjustable rotary speed movement (not shown).
The conveyor belt 1 is driven by the drum 2b and, itself, drives the drum 2a.
A roller 3 intended for the application of the synthetic resinous material on the conveyor belt 1 is driven by means of the drum 2a. A first tunnel oven 4a intended to solidify or harden the layer of synthetic resinous material applied by the roller 3 is arranged between the guide rollers 2a and 2b. The oven 4a has a heating base plate Sa, with which the conveyor belt 1 passing through the oven 4a is kept in contact. A device 6 intended to bring the reinforcement into contact with the layer of solidified or hardened synthetic resinous material transported by the metal strip 1 is arranged between the drums 2a and 2b, downstream of the oven 4a. The device 6 comprises a supply roller -6a, on which is wound the frame 7, tension rollers 6b and 6c, an application roller 6d and a counter-roller 6c.
The rollers of the device 6 are driven by the conveyor belt 1 carrying the layer of solidified or hardened synthetic resinous material and passing between the application roller 6d and the backing roller 6e.
A reservoir 8 intended to receive and deliver a binder material for impregnating the reinforcement is arranged downstream of the device 6. A second tunnel oven 4b comprising a heating base plate 5b is arranged between the drums 2a and 2b. On its journey through the oven 4b, the conveyor belt 1 is kept in contact with the heating plate 5b. The take-up roll 9, preferably driven by a friction system to keep the film constantly stretched, serves to wind up the finished laminate film.
The drums 2a and 2b are mounted on bearing supports 10a and 10b, respectively. The supports 10a and 10b are mounted on frames 11a and 1 lb, which rest on slide rails 12. The drums 2a and 2b are movable vertically using jacks 13a and 13b, respectively, and horizontally using cylinders 14a and 14b, respectively, for mounting and dismounting as well as for adjusting the tension of the conveyor belt 1.
The production of the laminate film takes place between points A1 and A2 on the upper part of the conveyor belt 1. The unused, lower part of the conveyor belt 1 should be protected by a cover to prevent the access of dust. and other impurities.
For the conveyor belt 1, a metal which is a good conductor of heat is advantageously used in order to obtain a uniform temperature over the entire extent of the belt when it passes through the ovens. It is possible to use, for example, a strip of aluminum or its alloys, of copper or of steel.
Preferably, an aluminum strip is used.
The thickness of the strip should be as high as possible, taking into account the obligation to wind the metal strip on the drums.
The thickness of the strip can vary, for example, between 0.2 and 1.5 mm depending on the metal. To protect the metal strip or to obtain special effects, it is possible to unwind a very thin auxiliary metal foil on the conveyor belt, for example by means of a supply roller arranged under the application roller 3, so that the metal foil is driven by the drum 2a and the application roller 3. The synthetic resinous material is then no longer applied directly to the conveyor belt, but to the auxiliary metal foil.
The appearance of one of the surfaces of the laminate film is determined by the surface condition of the conveyor belt. To obtain a smooth, shiny or matt surface, it is necessary to use a conveyor belt, the surface of which which comes into contact with the synthetic resinous material is perfectly smooth, highly polished or matt. Embossed designs can also be obtained on one of the surfaces of the laminate film, using strips bearing the negative of the desired embossed design.
The speed of advance of the conveyor belt is a function of the speed of solidification or hardening of the synthetic resinous material and of the binder material. The rate of solidification or curing is itself influenced by various factors such as the type of synthetic resin used, the type of catalyst and / or of the accelerator used to accelerate the curing, the temperature at which the curing is carried out, the length of the heating zones, etc. It is therefore not possible to indicate absolute limits for the speed of advance of the conveyor belt.
This speed can vary, for example, between 0.2. and 0.7 m per minute in the case of using a polyester resin with the addition of styrene as well as a catalyst and an accelerator, as synthetic resinous material and binder material, and provided that the first oven has a length of approximately 1.2 m and is heated to a temperature between 1000 and 1500 C and the second oven has a length of about 3 m and is heated to a temperature between 1000 and 1500 C.
For the application of the synthetic resinous material, it is possible to use a roller coated with rubber and the pressure of which is adjustable by screws, this roller being coated with resinous material. The application of the material can however be done by other means, for example by spraying, by casting or by extrusion.
The appended drawing includes only one reinforcement application device. However, 2 or more reinforcing plies can be applied, which requires the use of several application devices of the type shown in the drawing. It is also possible to replace the application device represented by another suitable mechanism. The nature, thickness and number of the reinforcement plies depend on the characteristics, such as rigidity or flexibility, transparency or opacity, resistance or tearing, etc. that we want to communicate to the finished product.
The machine according to the invention may further comprise a sprinkling device, for example a shaker sieve, arranged upstream of the second oven, for the application of the sprinkling material on the impregnated frame.
The temperatures maintained in the heating zones are a function of the type of resinous materials used, the speed of advance of the conveyor belt, the proportion of catalyst and / or accelerator added to the resinous material and other variables. These temperatures can vary between a temperature only slightly exceeding the ambient temperature and approximately 1500 ° C. Depending on the type of resinous materials used, the temperature in the heating zones can be increased beyond 1500 C. In this case, it is however necessary to provide the machine according to the invention with cooling devices to cool the strip. metallic when it comes out of the ovens.
The distances between point A1 and the entrance of the first heating zone, between the entrance and the exit of the first heating zone, between the exit of the first heating zone and the point of application of the reinforcement , between the latter and the inlet of the second heating zone, between the inlet and the outlet of the second heating zone and between the outlet of the second heating zone and the point AS, in the machine shown in the drawing appended, are variable within wide limits and may be, by way of indication, respectively 1 m, 1.2 m, 1 to 2 m, 1.2 m, 3 m and 1 m.
In order to obtain reinforced laminated films of a decorative character, the synthetic resinous material intended to form the resinous layer on the metal strip can be pigmented or colored.
Another suitable method is to apply pigment or dye to the resinous layer, either by hand, brush, spray gun, roller, cylinder or frame. It is also possible to subject one or more reinforcing plies, either beforehand or during their unwinding, to a size, coloring, dyeing or printing treatment. It is also possible to color the binder material serving for the impregnation of the framework and / or the dusting material. It is thus possible to obtain many decorative effects.
The thickness of the laminated films which can be produced by the process according to the invention varies within wide limits, for example between 0.2 and 1.5 mm, as an indication. The resinous layer can be very thin compared to the layer formed by the impregnated reinforcement ply or plies.
The process according to the invention makes it possible to manufacture, in a very simple manner and without the need to use presses, reinforced laminated films which have, on one side, a particular surface finish, for example shiny, matt or embossed, and of the other side a rough surface facilitating the bonding on a large number of materials.
CLAIMS
I. Process for the manufacture, in continuous production, of a reinforced laminate film, characterized in that there is applied a continuous layer of a synthetic resinous material in the non-solid state, capable of solidifying under the action of heat, on an endless metal conveyor belt driven at a constant speed, the resinous layer transported by the metal belt is passed through a first heating zone to solidify the resinous material, it is brought downstream of the first zone of heating, at least one continuous reinforcement layer in contact with the solidified resinous layer, said reinforcement layer having been coated with a non-solid state binder material capable of solidifying under the action of heat and compatible with solidified resinous material,
the combined layers carried by the metal strip are passed through a second heating zone to solidify the binder material, the laminate film exiting the second heating zone is allowed to cool and the laminate film is separated from the metal strip.