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PROCEDE ET APPAREIL POUR LA COULEE D'UN SUPPORT DE FILM OU AUTRE FEUILLE.
La présente invention concerne la coulée de feuille utilisable pour l'emballage, comme support de film ou pour d'autres applications, par étendage sur une'surface appropriée d'une composition contenant des constituants volatils.
Dans ce domaine, il est difficile d'obtenir des feuilles qui soient parfaitement lisses et d'épaisseur uniforme, en grande partie du fait que des mouvements turbulents ou vibrations relativement très faibles de l'air créent des irrégularités, sous forme de rides, d'ondulations et de déformations analogues, à la surface des feuilles avant la prise en gel.
Bien que quelques-uns de ces défauts puissent disparaître avant la prise en gel, il est usuellement difficile ou impossible d'empêcher la formation d'irrégularités permanentes des feuilles.
L'invention vise particulièrement un procédé et un appareil qui évitent, entre autres, ces difficultés et la réalisation d'un dispositif qui réduit ou supprime complètement les vibrations de la composition fluide qui s'écoule d'une trémie sur une surface de coulée appropriée. On sait qu'il est désirable de réduire les tourbillons et autres mouvements d'air au voisinage de la composition qui s'écoule d'une trémie, comme indiqué au brevet français 1.055.770 du 30 Mars 1950 déposé au nom de Kodak-Pathé. Toutefois, jusqu'à présent,on n'a pas pensé que des résultats avantageux pussent être obtenus par une réduction des mouvements d'air usuels en amont de la trémie, c'est-à-dire dans la région où la surface de coulée s'approche de la trémie pour recevoir une nappe de la composition de coulée.
Comme indiqué dans le brevet précité, un appareil de coulée de type usuel utilise un support de coulée sans fin, tel qu'une roue ou une courroie sans fin à surface lisse et parfaitement finie, et ce support est entraîné, de manière continue,pour
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passer sous une trémie d'où s'écoule la composition de coulée qui est ainsi étendue sur le support, puis gélifiée ou séchée jusqu'à ce que le produit soit cohérent et puisse alors être enlevé du support de coulée. Lorsqu'on utilise des roues, elles sont fréquemment de grand diamètre, par exemple de 3 m à 5,5 m et elles sont entourées d'une gaine qui rassemble les vapeurs de solvant et permet de régler les températures.
A raison de la nature de ces gaines et des grandes dimensions de l'appareil, il est difficile, sinon impossible, de construire une gaine en satisfaisant à des conditions aérodynamiques telles que l'air suive exactement le trajet désiré. Les conduits, les rouleaux de support et même la feuille en formation rendent difficile la réalisation d'une circulation d'air uniforme et tranquille.
L'invention a notamment pour objets - un procédé de coulée permettant de dissiper les courants d'air dans la région de l'appareil de coulée où ces courants d'air sont le plus nuisibles ; - un appareil de coulée comprenant un dispositif de cloisonnage qui oblige l'air à suivre un trajet tel qu'il n'ait pas d'action nuisible sur la composition en cours de coulée; - un appareil de coulée de ce type qui n'exige pour l'obtention des résultats désirés aucune autre circulation d'air que celle qui existe déjà dans la gaine de l'appareil; - un appareil de coulée comprenant un dispositif pour protéger la composition de coulée contre toute circulation d'air indésirable dans la région où cette composition s'écoule de la trémie vers le support de coulée;
- un procédé qui empêche la mince couche d'air qui est présumée suivre la surface de support de coulée de pénétrer dans la nappe de la composition de coulée qui se dépose sur le support.
@ Le procédé de coulée suivant l'invention permettant de réduire les irrégularités d'étendage d'une mince couche uniforme de composition plastique sur un support de coulée en mouvement est remarquable notamment en ce qu'on fait passer de l'air en mouvement sur le support de coulée près de la région où la composition plastique est appliquée sur le support et en ce qu'on divise une fraction de l'air en circulation en plusieurs courants parallèles minces, approximativement de même largeur que le support de coulée,à l'instant où ledit air en circulation arrive à proximité de la région où la composition de coulée atteint la surface de coulée, de manière à empêcher l'entraînement d'une quantité d'air importante vers cette région.
L'appareil de coulée suivant l'invention comprend un support de coulée mobile, une trémie pour déposer sur le support de coulée une couche uniforme d'une composition plastique à prise par évaporation, une gaine dans laquelle on peut faire circuler de l'air sur au moins une fraction du support de coulée en amont de la trémie, un dispositif pour régler la circulation d'air sur la région de la surface de coulée qui arrive à proximité de la trémie, ce dispositif comprenant des cloisons peu espacées disposées suivant la largeur du support de coulée, très près de celui-ci sans toutefois le toucher, ces cloisons étant disposées entre elles et relativement au support de coulée de manière à constituer entre elles des passages ou conduits étroits qui s'éloignent de la surface de coulée et qui s'opposent à la formation de tourbillons d'air près de la trémie,
permettant ainsi l'étendage d'une couche uniforme de composition plastique sur le support de coulée.
Au dessin annexé, - Fig. 1 est une vue schématique en élévation d'une roue de coulée, certains organes étant représentés en coupe et l'échelle de reproduc- tion n'étant pas uniforme pour-tous les organes,
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- Fig. 2 est une vue en plan de dessus, à plus grande échelle, du dispositif de cloisonnage représenté à la Fig. l, les parois latérales de ce dispositif étant représentées en coupe, - Fig. 3 et Fig. 4 sont une coupe partielle de deux autres modes de réalisation de l'invention.
On a constaté que l'un des courants d'air nuisibles qui perturbent l'application d'un ménisque d'une composition de coulée sur une surface de coulée est constitué par une mince couche d'air qui accompagne la surface de coulée dans le mouvement de cette dernière vers la trémie. Bien qu'on ait antérieurement observé que la surface de la couche fraîchement coulée est facilement perturbée par l'air, on n'a pas pensé que l'air sur l'autre face du ménisque formé par la composition entre la trémie et la surface de coulée pût être notablement gênant, surtout étant donné que la distance de la lèvre de la trémie à la surface de coulée est souvent très petite, telle que 1,25 mm.
Cette valeur n'est donnée que comme exemple puisque, naturellement, on modifie la distance de la lèvre de la trémie à la surface de coulée suivant l'épaisseur que doit avoir le produit coulé.
Suivant le mode de réalisation qui est représenté à la Fig. 1, l'appareil de coulée comprend une roue 1 montée sur des tourillons 2 et pouvant tourner de manière connue. Dans cette figure, la roue tourne dans le sens des aiguilles d'une montre de manière que la surface de coulée 3 qui, de préférence, présente un poli très soigné, passe sous une trémie 4 qui comprend des lèvres 5 et 6 délimitant la fente de coulée. On peut de manière connue rapprocher ou éloigner ces lèvres l'une de l'autre et aussi les rapprocher ou les éloigner de la surface de coulée 3. La distance de la lèvré 5 à la surface de coulée 3 est comprise entre 0,75 mm et 25 mm.
La trémie est agencée pour contenir une composition 7 fluide ou plastique du type à prise par évaporation qui s'écoule entre les lèvres 5 et 6 de la trémie pour atteindre la surface de coulée qui l'entraîne du fait de la rotation de la roue; le produit ainsi coulé est séparé de la surface de coulée après la prise en gel et dès qu'il présente une cohérence suffisante. Il est séparé de la surface de coulée 3 par passage sur un rouleau 8 qui l'éloi- gne de cette surface et le dirige vers des rouleaux appropriés 9, 10, et-Il.
L'appareil comprend une chambre 16 avec une entrée d'air 17 à la partie supérieure et une ouverture 18 par laquelle sort la feuille 20 prise en gel qui passe ensuite sur un rouleau de guidage 12. Pour empêcher l'accumulation des vapeurs de solvant dans la chambre 16, on crée une circulation d'air pour éloigner ces vapeurs de la surface de coulée 3 et de la composition qui y a été déposée. Une cloison 21 s'étend de la trémie 4 à un conduit d'air 22 par lequel un dispositif approprié, tel qu'une pompe pneumatique 24 aspire de l'air à travers un conduit 23. On peut, par un conduit 25 envoyer les vapeurs de solvant à une installation de récupération appropriée et, si on le désire, on peut renvoyer l'air purifié à l'appareil de coulée par un conduit 28. Une cloison 26 divise le conduit d'air 22 en deux compartiments.
L'un des compartiments 27 entoure la roue 21 et est abouché au conduit d'air 28 par lequel arrive de l'air qui, de cette manière, fait pratiquement le tour de la roue. Une ouverture 29 permet à la feuille de pénétrer dans la chambre 16 avant d'être séparée de la roue de coulée par passage sur le rouleau 8.
La chambre 16 est donc soumise à des courants d'air qui ne peuvent pas suivre le plus court trajet ou un trajet sans turbulence de l'entrée d'air 17 à la sortie d'air 13 qui communique par un conduit 14 avec le conduit 25.
L'air doit contourner les bords de la feuille et diver-s autres éléments ou organes de la gaine et de l'appareil, par exemple les supports de rouleaux, les conduits, la trémie, etc... et il s'écoule donc en un certain nombre de courants de vitesses différentes.
Pour empêcher que ces courants d'air et d'autres atteignent la nappe 31 de la composition qui s'écoule des lèvres de la trémie vers la surface de coulée 3, même lorsque la distance entre ces lèvres et la surface de coulée est très petite, l'appareil suivant l'invention comprend un dispo-
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sitif de cloisonnage 32. Ce dispositif représenté en détail à la Fig. 2 est disposé entre des parois latérales 33 et 34 de la gaine et il est de préférence supporté par ces parois.
Le dispositif de cloisonnage comprend des supports latéraux 35 et 36 montés sur les parois 33 et 34 et plusieurs cloisons 37 disposées entre ces supports et des plaques antérieure et postérieure 38 et 39. Les cloisons et les plaques 37, 38 et 39 sont, de préférence, espacées de manière à constituer des passages ou cheminées 40 et, pour maintenir l'espacement correct de ces éléments, le dispositif de cloisonnage comprend plusieurs tiges 41 qui portent des pièces d'espacement 42. Le nombre des cloisons peut varier et on a constaté qu'il est usuellement satisfaisant d'en utiliser de trois à six, bien que ce nombre dépende en partie du volume d'air en circulation qui doit être dispersé.
En moyenne, la vitesse de l'air dans la chambre 16 doit attein- dre 90 m à 450 m par minute. Toutefois, on pense que la cause principale de la perturbation du ménisque 31 est la présence d'une mince couche d'air qui accompagne la surface de la roue ou de la bande de coulée.
Comme indiqué à la Fig. 1, les cloisons 37 et les plaques 38 et 39 peuvent être disposées parallèlement et de telle manière que leur bord inférieur soit, par exemple, à une distance de 1,4 à 1,6 mm de la roue. Cette distance n'est pas très critique et on peut lui donner d'autres valeurs.
En fait, elle peut varier même d'une cloison à une autre du fait que ces cloisons sont, pour plus de commodité, rectangulaires et qu'elles ne suivent pas exactement la courbure de la surface de coulée lorsqu'il s'agit d'une roue. Toutefois, si la roue a, par exemple, 5 m de diamètre, la surface de coulée peut être pratiquement confondue avec un plan sur une distance d'environ 7 à 10 cm. A titre d'exemple, le dispositif de cloisonnage peut présenter une largeur de 8 à 10 cm et une hauteur d'une dizaine de centimètres et, de préférence, la longueur de ce dispositif est telle qu'il s'éten- de sur toute la largeur du support de coulée.
Il est désirable aussi, bien que non essentiel, de disposer un écran 43 à la base duquel est fixée une bande 44 de peluche ou autre tissu doux. Cette bande de tissu est à une distance de la surface de coulée de 3 de 0,5 mm, par exemple. Lorsque l'appareil comprend donc, suivant l'invention, le dispositif de cloisonnage 32 et l'écran 43 montés comme indiqué à la Fig. 1, toute couche d'air qui accompagne la surface de coulée doit s'écouler. par-les ouvertures étroites qui existent entre ces dispositifs et la surface de coulée. On a constaté que la réduction de la vitesse des courants d'air autour du dispositif de coulée qu'on obtient grâce à l'agencement ci-dessus décrit comporte de grand avantages.
Le dispositif de cloisonnage, en général, assure un appel d'air important vers le haut entre la première et la seconde cloison, en comptant celles-ci de la gauche vers la droite. Entre les cloisons suivantes, l'appel d'air vers le haut n'est que faible et correspond à l'échappement de l'air qui a réussi à passer sous les premières cloisons du dispositif de cloisonnage.
Il est très difficile de déterminer exactement ce qui se passe au cours du fonctionnement de l'appareil suivant l'invention, mais il est évident que les perturbations sont considérablement réduites lorsque l'appareil comprend un dispositif de cloisonnage tel que décrit. Lorsqu'il y a une circulation d'air considérable dàns diverses directions, il est pratiquement difficile de déterminer exactement le trajet de l'air dans l'appareil, car de nombreux facteurs interviennent qui peuvent varier quelque peu dans le temps.
Néanmoins, un dispositif de cloisonnage du type décrit est tout à fait satisfaisant.
On a représenté à la fig. 3 un mode de réalisation de l'inven-
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tion un peu différent de celui qu'on vient de décrire. Suivant ce second mode de réalisation, la trémie 50 est montée sur des guides rainurés 51 ét 52 et comprend des lèvres 53 et 54 entre lesquelles s'écoule la nappe 55 de la composition appliquée sur la surface de coulée 56 d'une roue 57.
L'appareil comprend une plaque 58 à laquelle est fixée en 60 une seconde plaque 59 qui s'étend parallèlement à la surface de coulée dans la région où la composition est appliquée sur cette surface. Une chambre d'aspiration 61 délimitée par des parois 64 communique par un conduit d'aspiration 62 avec une pompe pneumatique de manière à aspirer l'air contenu dans cette chambre, La pression à l'intérieur de la chambre 61 est un peu différente de la pression qui existe dans une chambre 63 analogue à la chambre 16 du mode de réalisation représenté à la Fig. 1 et cette pression est d'environ 7 à 25 g par centimètre carré.
Le bord inférieur 66 d'un écran 65 est à une distance de 0,5 mm de la roue et le dispositif de cloisonnage est constitué par des cloisons 67 qui délimitent entre elles des conduits 68. Le courant d'air qui tend à suivre la surface 56 en raison de -la rotation de la roue 57 ou de l'aspiration dans la chambre 63 se divise en passant sous le dispositif de cloisonnage et sous l'écran 65 et s'écoule au moins partiellement vers le haut par les conduits ou cheminées 68, si bien qu'une petite fraction seulement de ce courant pénètre dans la chambre 63 et que le conduit 62 peut aspirer d'une manière uniforme et régulière l'air adjacent au ménisque 69 de la composition appliquée sur la roue.
Autrement dit, l'air qui occupe la chambre 63 n'est pas perturbé par des tourbillons, même lorsqu'il est constamment aspiré par la pompe. On suppose que cette circonstan- ce assure une pression uniforme sur toute la longueur du ménisque 69 et empêche que des courants d'air non uniformes atteignent ce ménisque et y déterminent des rides. Si on le désire, l'écran 65 peut constituer l'une des cloisons du dispositif de cloisonnage ou on peut le supprimer complètement.
On a représenté à la Fige 4 un autre mode de réalisation où la surface de coulée 70 est constituée par une bande polie montée sur des rouleaux 71 et passant sous une trémie 72. La trémie comprend des lèvres 73 et 74 entre lesquelles s'écoule un ménisque 75 de la composition à appliquer sur la bande. Un dispositif de cloisonnage 76 et un écran 77 sont disposés au-dessus de la surface de coulée comme décrit dans les modes de réalisation précédents.
Il convient de remarquer que sous la trémie, il est nécessaire de réduire le plus possible tout mouvement d'air,qu'il s'agisse d'un courant d'air plus ou moins uniforme et à écoulement sans turbulence ou que ce soit de l'air s'écoulant en tourbillons. Ce n'est qu'en assurant pratiquement l'immobilité de l'air sous la trémie et près de l'orifice de celle- ci.qu'on peut empêcher la formation de grumeaux sur les lèvres de la trémie.
Le dispositif de cloisonnage qu'on a décrit, outre qu'il empêche l'entraînement de l'air sur la surface de la roue et sous la trémie, a l'avantage d'assurer ce résultat sans être au contact de la surface dé coulée. On considère généralement que le principe suivant lequel fonctionne un dispositif de cloisonnage est celui d'une perte d'énergie du courant d'air par frottement par suite de son ascension dans les cheminées étroites formées par le dispositif de cloisonnage. A raison de leur nombre et de la distance relativement petite qui les sépare les unes des autres, les cloisons réduisent la vitesse de l'air du fait des propriétés caractérisant l'énergie des fluides visqueux. Il s'ensuit donc qu'il s'échappera toujours de l'air au sommet du dispositif de cloisonnage, quelles que soient les conditions de fonctionnement de l'appareil.
Lorsque l'air atteint un dispositif de cloisonnage à une vitesse très grande, il peut se produire un effet d'aspiration ou de courant descendant dans les première et seconde cheminées. Toutefois, cela ne se produit pas dans les conditions de fonctionnement d'un appareil de coulée pour les vitesses d'air en cause.
Le dispositif de cloisonnage est très simple et il peut être fait en bois, en métal ou en toute autre substance appropriée. Il peut être dé-
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sirable de couvrir les cloisons du dispositif de cloisonnage d'un produit qu'on puisse facilement blanchir ou nettoyer tel que, par exemple, de la toile.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été choisis qu'à titre d'exemples.