"Procédé pour recouvrir un substrat par
un film de matière thermoplastique" Le brevet britannique No 933 250 se rapporte à un procédé pour revêtir un substrat d'un film de matière thermoplastique consistant à recouvrir ce substrat d'une couche de cette matière sous forme de poudre par voie électrostatique et à faire fondre ensuite la poudre de recouvrement pour obtenir un film continu, adhérant au substrat. L'épaisseur du film dépend de la granulométrie de la poudre. Toutefois, lorsque l'on désire déposer des films extrêmement minces, de l'ordre de 10 microns, il devient difficile de garantir, par cette technique, une régularisé suffisante du film et celui-ci peut présenter des microporosités.
Le brevet US No 2 723 646 se rapporte à un pulvérisateur électrostatique d'un liquide destiné à revêtir des surfaces de ce liquide. Cet appareil est essentiellement adapté à l'application de substances en solution telles que des peintures. Une fois la couche de liquide appliquée sur le substrat à revêtir, il faut évaporer le solvant pour obtenir le revêtement désiré. Outre qu'un tel procédé n'est applicable qu'aux substances susceptibles d'être mises en solution, l'évaporation du solvant pose des problèmes et réduit le rendement dans une proportion importante.
On connaît par ailleurs un procédé pour produire des fi-
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moplastique en fusion, objet du brevet britannique No 1 484 584. Ce procédé permet notamment de déposer sur un substrat un revêtement non tissé.
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vêtement uniforme en épaisseur et continu sur un substrat de forme quelconque.
A cet effet, l'invention a pour objet un procédé pour recouvrir un substrat récepteur d'un film de matière thermoplastique, caractérisé par le fait que l'on forme des fibres ou filaments de cette matière que l'on répartit régulièrement sur ce substrat en portant leur température, au moins à proximité dudit substrat à recouvrir, à une valeur au moins égale à la température de fusion de ladite matière, pendant une durée suffisante pour que l'ensemble desdits fibres ou fila-ments foncent pour recouvrir uniformément ledit substrat de ladite matière.
Cette technique utilisée dans le cas du revêtement d'un substrat par un film de matière thermoplastique a permis d'obtenir un film non seulement absolument régulier mais aussi
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seur et moins, c'est-à-dire jusqu'à environ dix fois plus mince que les films réguliers les plus minces réalisés par le procédé de poudrage susmentionné.
Le dessin annexé illustre, schématiquement et à titre d'exemple, plusieurs formes d'exécution d'installations pour la mise en oeuvre du procédé objet de la présente invention.
La figure 1 est une vue en perspective de la première forme d'exécution et d'une variante. La figure 2 est une vue en élévation latérale d'une seconde forme d'exécution. La figure 3 est une vue en élévation latérale d'une troisième forme d'exécution. La figure 4 est une vue partielle en perspective d'une quatrième forme d'exécution. La figure 5 est une vue en élévation d'une cinquième forme d'exécution.
L'installation illustrée par la figure 1 est de conception identique à celle décrite dans le brevet suisse
No (demande de brevet No 15840/77). Aussi on ne décrira ici dans le détail que ce qui est nécessaire à la compréhension de la présente invention.
Cette installation comporte un dispositif d'alimentation 1 comprenant deux chaînes sans fin parallèles 2 et 3, montées sur trois paires de pignons de guidage 4a, 4b et 4c, disposées aux sommets d'un triangle et dont l'une, 4a, est solidaire de l'arbre d'entraînement d'un moteur M. Des fils électriquement conducteurs 5 sont tendus transversalement entre les deux chaînes parallèles 2 et constituant une pluralité d'électrodes reliées à la masse. Ces fils sont destinés à être chauffés par effet Joule à l'aide d'une source de courant continu DC et de deux rails d'alimentation 8 et 9. Un poste de poudrage électrostatique est placé en un endroit de la trajectoire des fils 5. Ce poste comprend essentiellement une trémie 6 associée à un vibreur (non représenté), une électrode 7 reliée à une borne d'un générateur électro-statique
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et placée à la sortie de la trémie 6. Cette électrode est destinée à charger électrostatiquement la poudre contenue dans la trémie 6 et constituée d'un matériau diélectrique et thermoplastique tel que du polypropylène, du polyethylêne, du polystyrène, un polyamide, du polyester, etc ...
Le substrat à recouvrir est, dans cet exemple, constitué par une feuille d'aluminium 10 partant d'une bobine débitrice 11 pour arriver à une bobine réceptrice 12 par l'intermédiaire de deux rouleaux de guidage 13 et 14 agencés pour faire passer cette feuille tout d'abord parallèlement à une portion du dispositif d'alimentation, puis à travers un four
15. Cette feuille 10 est connectée à une borne d'un générateur électrostatique GE2 délivrant une tension de l'ordre de
20 à 30 kV par exemple. Les arbres des bobines 11 et 12 ainsi que des rouleaux 13 et 14 sont isolés afin de maintenir la feuille d'aluminium au potentiel du générateur électrostatique. Le matériau thermoplastique diélectrique en poudre, dont on désire revêtir la feuille 10 d'un film mince de l'ordre
de 5 à 10 est mis dans la trémie 6. La poudre sortant de cette trémie est chargée êlectrostatiquement au contact de l'électrode 7. Cette poudre ainsi chargée est attirée par
les fils 5 mis à la masse et se dépose à leur surface en formant une couche régulière. Simultanément, ces fils sont chauffés par effet Joule par le passage d'un courant provenant de la source de courant continu DC. Les fils 5 sont entraînés parallèlement à eux-mêmes par les chaînes 2 et 3 et le moteur M dans le sens de la flèche F, tandis que la feuille
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Lorsque la matière diélectrique fondue arrive vis-à-vis de la feuille 10, mise au potentiel du générateur, les forces exercées sur cette matière par le champ électrostatique tirent une pluralité de filaments qui se déposent sur cette feuille. Le produit non tissé formé par l'accumulation des
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dont la température est au moins égale au point de fusion de la matière thermoplastique, de manière à faire fondre les filaments pour former un film continu sur la feuille 10. L'épaisseur du film ainsi formé dépend évidemment de la quantité de matière déposée et par conséquent, de la grosseur moyenne des filaments et de la vitesse relative entre la feuille 10 et le dispositif d'alimentation 1. Des essais ont montré qu'il
était possible, par ce procédé, de former un film dont l'épais..
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parfaite et ne laissant subsister aucune porosité, ce qui garantit un recouvrement total du substrat malgré la très faible épaisseur du film. Si l'on considère que pour obtenir le même résultat en déposant directement la poudre sur la feuille
10 sans passer par la phase filamenteuse, il faut déposer une
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que l'économie de matière plastique réalisée grâce au procédé est considérable.
La forme d'exécution décrisst susceptible de subir certaines modifications qui ne changent pas le principe du procédé. C'est ainsi que, en variante, au lieu de fondre le produit non tissé déposé sur la feuille 10, on peut envisager de chauffer l'espace séparant le dispositif d'alimentation 1 de la feuille 10, à l'aide de deux rampes infrarouges 16 par exemple, placées de part et d'autre de cet espace, de manière à empêcher la solidification des filaments pour qu'ils se déposent en fusion sur la feuille 10, formant alors le film au fur et à mesure sans passer par une phase intermédiaire de
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cas de cette variante, le four 15 peut être supprimé.
Selon une autre forme d'exécution, très schématiquement illustrée par la figure 2, on peut également déposer les fi-
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filaments.
Dans cette forme d'exécution, le dispositif d'alimenta- <EMI ID=12.1>
4'c, 4'd et 4'e, isolés de la terre. Les électrodes 5' sont
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dre est distribuée par une trémie 6' mise au potentiel de la terre et la poudre déposée sur les électrodes 5' est fondue
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Le substrat récepteur est constitué, dans cet exemple, par une feuille d'aluminium 10' thermoformêe dans un four 18 et ressortant du four à une température supérieure à celle
de fusion de la matière thermoplastique, de sorte que les filaments qui se déposent sur ce substrat 10' fondent à son contact au fur et à mesure qu'ils se déposent sur ce substrat chaud formant ainsi un film de revêtement de ce substrat comme décrit en relation avec la forme d'exécution de la figure 1. Bien entendu, cette seconde forme d'exécution n'est pas limitée à la technique du thermoformage mais est tout aussi bien applicable à un substrat plat. On a simplement voulu montrer un exemple dans lequel il est avantageux de déposer les filaments sur un substrat chaud. De même, le dépôt sur un substrat non plat peut également être réalisé dans le <EMI ID=15.1>
La régularité et l'épaisseur minimum du film déposé dépendent de la tension interfaciale entre le substrat récepteur et la matière thermoplastique, qui est essentiellement fonction de la mouillabilité de la surface du substrat récepteur, et
de la tension superficielle de la matière thermoplastique en fusion. Dès lors, et selon les procédés bien connus de revêtement par poudrage ou pulvérisation électrostatique, la surface du substrat est obligatoirement complètement recouverte de poudre, de sorte que l'épaisseur du film ainsi formé est
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dans le cas du procédé décrit, la densité de filaments par uni-
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glant la vitesse de défilement du substrat récepteur face au substrat débiteur, la densité minimum de filaments nécessaire pour former un film homogène sur le substrat récepteur étant déterminée par la tension interfaciale entre la matière thermoplastique et le substrat récepteur. A noter à ce propos que la tension superficielle de la matière plastique peut être modifiée par l'adjonction d'agents mouillants. C'est pour cette
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film de revêtement sensiblement plus mince que les procédés de poudrage ou de pulvérisation connus. On élément important dans la détermination de l'épaisseur du film réside dans la possibilité de faire des fibres beaucoup plus fines que des grains de poudre. Ainsi si la granulométrie de la poudre est de plusieurs dizaines de microns, on sait fabriquer des fi-
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répartition uniforme des fibres, l'épaisseur du film est en relation directe avec leur grosseur. C'est ainsi que l'on ar-
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Des résultats particulièrement bons ont été obtenu en orientant les fibres parallèlement les unes aux autres pour former une nappe de fibres parallèles pratiquement cOte-àcOte sur le substrat. Une telle technique assure un revêtement uniforme sans trou et dont l'épaisseur est directement fonction de la grosseur des fibres, ainsi avec des fibres
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bres parallèles on peut ajuster la vitesse relative entre les fils d'électrodes 5,5' et le substrat récepteur pour atteindre environ une vitesse au moins égale à la vitesse de production des fibres, voire sensiblement supérieure, par exemple 100 m/min, ce qui donne une nappe de fibres bien régulière et permet de former un film continu après chauffage, de l'ordre de 15 à 20 g/m<2> de polypropylène par exemple. On peut également réaliser cette orientation des fibres par un courant d'air.
Dans une variante du procédé on peut envisager de partir d'une matière déjà sous forme de fibres au lieu d'une couche de matière fondue. Deux formes d'exécution de cette variante . de mise en oeuvre du procédé sont illustrées par les figures 3 et 4. La figure 3 se rapporte à une installation classique de flocage électrostatique qui comprend une trémie 19 remplie de fibres et dans la sortie de laquelle se trouve une électrode 20 reliée à l'un des pôles d'un générateur électrostatique GE dont l'autre pôle est relié à une électrode rectangulaire 21 placée au-dessous de la trajectoire d'une feuille lOb à revêtir. Cette installation comporte encore une soufflerie 22 et un dispositif de chauffage 23.
Les fibres sortant de la trémie 19 sont chargées par l'électrode 20 qui crée à la sortie de la trémie une atmosphère ionisée et sont orientées dans le champ créé entre les électrodes 20 et 21 de sorte qu'elles se dirigent perpendiculairement contre la surface de la feuille lOb. La soufflerie 22 envoie un courant d'air dirigé à contre-sens du déplacement de la feuille lOb
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unes aux autres, position dans laquelle elles sont fondues par le dispositif de chauffage 23.
Selon la forme d'exécution de la figure 4, on déroule
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A cet effet, et pour garantir une répartition régulière des fibres, un champ électrostatique est créé entre une électrode de charge 25 des filaments et une électrode 26 placée
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sert à faire fondre la nappe de filaments étendus sur la
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La forme d'exécution de la figure 5 illustre une forme d'exécution dans laquelle les filaments sont produits par une filière multiple 28, un champ électrostatique étant établi entre cette filière reliée à l'un des pôles d'un générateur électrostatique GE, et une électrode 29 reliée à l'autre pôle de ce même générateur. Les filaments se déposent sur la feuille lOd entraînée dans le sens de la flèche F à une vitesse au moins égale à la vitesse d'extrusion des filaments de manière que, maintenus régulièrement écartés les uns des autres entre la filière 28 et la feuille lOd grâce au champ, ils se déposent parallèlement sur cette feuille.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au revêtement de substrats conducteurs. On peut par exemple envisager de recouvrir du carton d'un film de matière plastique en vue de le rendre imperméable. Dans un tel cas, les fibres sont
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tenir de bons résultats en chauffant la nappe de fibres pacallèles déposées sur un carton durant un court instant à une température serisiblement supérieure à la température de fusion de la matière plastique. Plus le chauffage est bref moins la matière plastique fondue n'a le temps d'être absorbée par le carton. Les essais on permis d'obtenir un film en chauffant
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3 secondes. En élevant davantage encore cette température on peut encore réduire la durée de chauffage nécessaire.
Bien que l'on ait décrit ci-dessus un procédé de revêtement d'un substrat d'un film de matière thermoplastique, ce même procédé pourrait être utilisé pour revêtir un substrat d'un film de colle en vue de réaliser un auto-collant ou un ruban adhésif par exemple. Dans ce cas, des essais ont été réalisés à l'aide d'une colle réduite en poudre par un procédé cryogénique et placée dans une trémie d'alimentation comme dans le cas des figures 1 et 2, maintenue à une température inférieure à la température de ramollissement de cette colle. Ensuite les fils d'électrodes 5,5' sont chauffés à une tempé-
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permettre l'étalement de cette colle avant le refroidissement à la température ambiante.
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1. Procédé pour recouvrir un substrat récepteur d'un film de matière thermoplastique caractérisée par le fait que l'on forme des fibres ou filaments de cette matière que l'on répartit régulièrement sur ce substrat en portant leur température au moins à proximité dudit substrat à recouvrir, à une valeur au moins égale à la température de fusion de ladite matière.
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bres ou filaments fondent pour recouvrir uniformément ledit substrat de ladite matière.