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" Précédé et appareil d'application d'un composé de garniture au moyen d'un cylindre gravé "
La présente invention concerne un procédé et un appareil d'application d'un composé d'étanchéité ou. de garniture au. cours de la fabrication d'éléments de fermeture de récipients et analogues, et plus spécialement un procédé de formation de garnitures de l'extrémité d'un récipient sur une matière plané, qui peut servir à fabri- quer ensuite les extrémités étanches de récipients.
Les garnitures des extrémités des récipients ont été formées sur les extrémités de récipients par re- vêtement au. moyen d'une tuyère. Cette opération consiste à faire arriver par une tuyère sur le bord d'une extrémité ' du récipient un composé fluide de formation de la garni-
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ture, généralement en faisant tourner l'extrémité du ré- cipient si elle est ronde. Puis on fait sécher, fondre ou mûrir le composé. Ce procédé est compliqué mécanique- ment et ne convient guère lorsqu'il s'agit de garnir des extrémités de forme irrégulière, par exemple rectangulaire ou ovale.
Il a été proposé de fermer des garnitures de récipients par un procédé analogue à l'impression à l'é- cran de soie qui consiste à former les garnitures sur une matière plane et à y estamper ensuite les éléments de fermeture avec les garnitures. Mais le procédé normal d'impression à l'écran de soie est intermittent par lui- même, puisque la plaque métallique doit rester immobile pendant qu'on l'imprime. Les perfectionnements qui ont été proposés pour rendre continu le procédé d'impression à l'écran de soie sont généralement compliqués mécanique- ment et ne donnent généralement pas satisfaction. On a aussi constaté à la suite d'essais qu'il est difficile d'obtenir par ce procédé des garnitures d'épaisseur et de poids constants.
En bref, le procédé de l'invention consiste à appliquer par "impression" continue rotative une couche d'une composition fluide ou liquide de formation d'une garniture de la forme qu'on désire sur une plaque métal- lique puis à transformer la composition ainsi appliquée par imppession en garnitures de forme stable. Puis en découpe la plaque métallique ou on l'estampe pour former des extrémités de récipients, des fermetures à capsules, des capsules à patte, etc.. de la manière habituelle.
L'invention consiste en principe à effectuer "l'impression" au moyen d'une surface d'impression cylin- drique sur laquelle le dessin ou la forme de la garniture qu'on désire sont imprimés en taille douce. Le dessin se
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compose d'un grand nombre de petites cavités indépendan- tes, obtenues par perçage, gravure, attaque chimique ou procédés analogues. La ferme du contour des cavités et les propriétés de viscosité de la composition liquide de formation de la garniture sont des facteurs importants de détermination 1) de l'épaisseur de la pellicule qui con- vient, 2) du transfert convenable de la composition fluide sur la plaque métallique et 3) de la régularité du poids de la pellicule d'un dessin unique, et de la régularité relative des dessins, à une vitesse acceptable dans la pratique.
Pour les types envisagés des garnitures d'étan- chéité des récipients, il est généralement nécessaire d'obtenir des pellicules d'une épaisseur de l'ordre de 09025 à 1 mm, et on a constaté que le procédé de l'inven- tion permet de déposer des pellicules de cette épaisseur en une seule opération. L'invention convient particuliè- rement à la fabrication de garnitures d'une épaisseur de 0,05 à 0,25 mm, qui correspond à la majorité des applica- tions de fermeture des récipients. La largeur des diver- ses bandes des garnitures ordinaires de récipients est généralement comprise entre 2 et 8 mm. Le procédé de l'invention convient particulièrement à l'impression des garnitures qui comportent deux ou plusieurs bandes.
Il permet de poser des garnitures jumelées ou à bandes mul- tiples avec une précision difficile à réaliser par d'au- tres précédés.
La composition appliquée sur la plaque métalli- que par le procédé de l'invention a la forme de petites gouttes liquides séparées qui, suivant la viscosité de la composition, peuvent venir se confondre immédiatement ou qu'on peut faire venir se confondre ultérieurement, par
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exemple par chauffage, pour fermer une pellicule continue.
Il est évident que dans certaines applications il n'est pas nécessaire que les diverses gouttes viennent s'agglo- mérer. ;
On peut appliquer la composition fluide de for- mation de la garniture sur la molette d'impression pendant chaque tour de toute manière appropriée, par exemple en la faisant passer dans un bain, au moyen d'une raclette ou par aspersion. Un autre facteur important dont dépend le succès du procédé de l'invention consiste à éliminer mécaniquement l'excès de composé du fond de la surface d'impression. Cette opération s'effectue au moyen d'une lame de racloir'! rigide, généralement métallique, ou d'un bord monté dans une position angulaire par rapport à la surface d'impression et qui, quoique raclant l'excès de la composition du fond, ne l'expulse d'une manière appré- ciable des cavités du dessin en taille-douce.
La forme et la position des cavités exercent aussi une influence sur l'action de raclage. Les cavités adjacentes et de grandes dimensions doivent être indépendantes, c'est-à- dire ne pas communiquer entre elles, de façon à former un réseau qui supporte la lame de raclira et ne doivent pas être de trop grandes dimensions car le bord de la lame pénètre par flexion dans une cavité de trop grande dimen- sion et en expulse le composé.
Dans les conditions qui conviennent et avec un dessin approprié en taille-douce, un pourcentage de 15 à 90 volumes de la matière d'une cavité passe sur la. surface réceptrice et les cavités, une fois remplies de nouveau et raclées, mais avant de transférer la matière, contien- nent une proportion de 95 à 105 % de la composition. Les variations du poids sec d'un dessin quelconque ou entre
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les dessina sont normalement inférieures à + 5 % et en général à # 2 %. Cette précision est obtenue en déposant une quantité relativement grande de matière, généralement de plus de 1 mg par cm2 de la bande. (Poids sec de la pellicule).
Quoique l'invention convienne particulièrement à la fabrication de garnitures des extrémités de réci- pients, il est facile aux spécialistes de voir qu'elle peut s'appliquer utilement à tous les cas où. l'on désire former sur un support de réception de forme stable un dessin se répétant au moyen d'une dispersion, solution, masse fondue ou émulsion contenant un polymère fluide.
On peut donc fabriquer par le procédé de l'invention des éléments de fermeture à capsules, ainsi que des couvertu- res de boites de jonction de conducteurs électriques à garnitures préformées. On peut aussi fabriquer des pan- neaux en masonite décorés par un dessin relativement épais d'un élastomère et convenant à la fabrication de dessus de tables en verre.
On comprendra mieux l'invention d'après la des- cription détaillée et les exemples qui en sont donnés ci-après avec les dessins ci-joints à l'appui, sur les- quels : la figure 1 représente schématiquement un dispositif convenant à l'application du procédé d'im- pression de garniture de l'invention ; la figure 2 représente une portion de la plaque métallique imprimée sur laquelle sont disposées les garnitures ; la figure 3 est une vue en perspective du cylindre d'impression qui comporte en taille-douce le dessin d'uns extrémité d'un récipient 307 ;
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la figure 4 représente à plus grande échelle une portion du dessin spécial en taille-douce de l'extrémité du récipient 307 sur le cylindre de la fi- gure 3 ;
la figure 5 est une coupe à beaucoup plus grande échelle des différentes formes que peuvent avoir les cavités individuelles qui constituent le dessin en taille-douce, et la figure 6 représente schématiquement une installation convenant à l'application d'un procédé de formation par attaque chimique d'un dessin en taille- douce sur la molette d'impression.
Les mêmes éléments sont désignés par les mêmes références sur toutes les figures.
Le support de réception du composé élastomère de formation de la garniture (fig.1) peut consister par exemple en une feuille 2 d'une plaque en étain de 40,8 kgs se déroulant d'une bobine débitrice 3. On peut choisir une feuille d'un poids quelconque à volonté et des matiè- res de dimensions ou formes stables autres que la plaque en étain ; par exemple on obtient des résultats satisfai- sants avec 1 ' aluminium, fer, acier et matières plastiques.
La feuille passe sur un cylindre d'impression 4 et au-des- sous d'un cylindre presseur 5 et reçoit le composé selon le dessin qu'on désire sur sa partie inférieure. La feuille passe autour du cylindre 4 puis un guide courbe 6 la di- rige horizontalement en faisant passer la face recouverte par la face supérieure du composé sur les rouleaux 7 d'une table. Puis elle reçoit le traitement additionnel qu'on désire.
Quoique sur la figure la feuille imprimée avance dans une position dans laquelle la face recouverte du
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composé est en haut, et qui est adopté de préférence, il n'est pas nécessaire qu'elle passe autour du cylindre et elle peut être imprimée sur sa face inférieure, tout en restant sensiblement à plat.
La vitesse d'impression peut atteindre ou dépas- ser 3 m linéaires par seconde. Le cylindre 4 peut être chauffé ou refroidi suivant la nature du composé. Par exemple, le cylindre peut être creux et on peut y faire circuler de l'eau ou autre liquide approprié chaud ou froid, ou chauffer le cylindre électriquement.
Le composé est appliqué sur le cylindre en le faisant passer dans un bain 8 disposé au-dessous de lui.
Puis l'excès de composé est enlevé approximativement pen- dant que le cylindre tourne par une lame de racloir' de dégrossissage 9. Ce racloir- est suivi d'une lame 10 de précision à arête vive qui sert à éliminer sensiblement du fond les dernières traces du composé. La face infé- rieure plane de la lame du racloir 10 est montée suivant un angle de 30 à 60 avec la tangente au point de contact.
Un-; dispositif mécanique connu, par exemple un cylindre pneumatique, fait de préférence osciller la lame.
Le composé déposé sur la feuille imprimée est encore fluide à l'endroit des rouleaux de table 7 et peut ou non s'agglomérer, puis ce composé est durci sous forme stable par tout procédé approprié, par exemple par mûris- sage chimique, séchage thermique et mûrissage, fusion par la chaleur ou irradiation. La feuille imprimée (fig. 1) est @@irie par la chaleur dans un four 12, puis passe dans une machine à estamper 13 dans laquelle chaque garniture est estampée sous la forme du dessin se répé- tant de la manière habituelle, de façon à former les ex- trémités des récitants. Les déchets perforés sortent au
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point 14 et lea extrémités des récipients au point 15.
La figure 2 représente l'aspect d'une feuille sur laquelle le composé a été appliqué et qui a été mûrie à la chaleur. Elle comporte un dessin se répétant de plusieurs garnitures 16 d'extrémités de récipients et dans le cas présent de garnitures en forme de poire pour extrémités de bottes à jambon 709 x 1011 (191 x 271 mm, dimensions extérieures, après double soudage).
La figure 3 représente la surface d'impression du cylindre 4. Il comporte plusieurs dessins 17 en tail- le-douce de garnitures d'extrémités de récipients pour une extrémité de récipient 307 (dimension de l'extrémité d'un récipient normalisé des Etats-Unis d'Amérique n 2, de diamètre extérieur de 90 mm après double soudage. Dans certains cas, le cylindre 4 peut ne comporter qu'un seul dessin par tour.
La figure 4 représente un arc de 45 des des- sins de l'extrémité d'un récipient 307 sous forme plus détaillée. Il se compose d'un grand nombre de petites cavités 18 du volume, forme et espacement qu'on désire.
Quoique l'ouverture des cavités représentées soit circu- laire, elle peut aussi être carrée, triangulaire, ovale, etc. D'une manière générale la profondeur des cavités du procédé de l'invention est beaucoup plus grande que celle des cavités ordinaires d'impression en rototgravure.
Cette profondeur est normalement de plus de 0,120 et or- dinairement de plus de 0,250 mm. De préférence il existe au moins deux rangées de cavités dans la largeur de la bande.
La figure 5 représente en coupe trois formes différentes de cavités. Celle de la figure 5a a la forme d'une cuvette peu profonde obtenue par forage au moyen
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d'un forêt ou d'une fraise à tête sphérique et est celle qu'on préfère. La figure 5b représente une cavité du même type plus profonde et la figure 5c celle qu'on obtient par attaque à l'acide. Les cavités obtenues par attaque à l'acide sont en général légèrement échancrées en dedans et par suite ont une forme bombée en coupe. Il convient dans certains cas d'enlever à la machine quelques cen- tièmes de millimètre à la surface du cylindre après atta- que à l'acide pour élargir l'orifice des cavités.
Le procédé de formation des cavités par attaque chimique à appliquer de préférence est décrit plus loin en détail.
On peut aussi former les cavités par attaque électrolyti- que et par faisceau électronique.
On a constaté à la suite d'essais que la frac- tion ou pourcentage du composé transféré par la cavité dépend principlaement de la forme de la cavité et de la viscosité du composé, mais très peu de la forme de la cavité. Une cavité peu*profonde transmet à la limite une fraction plus grande de la matière qu'elle contient qu'une cavité profonde. Mais il doit être bien entendu que pour deux cavités de même diamètre mais de profondeurs très différentes, la cavité la plus profonde transmet la plus grande quantité totale de composé, car elle en contient davantage, mais le pourcentage transmis est inférieur à celui qui est transmis par la cavité peu profonde.
En d'autres termes, pour une profondeur donnée des cavités, la quantité de composé déposé est une fonction linéaire du diamètre de la cavité, ou à peu près, si les volumes des cavités comparées contiennent le même pourcentage de composé, c'est-à-dire si les quantités remplies et raclées sont égales. Pour un diamètre donné des cavités, la quan- tité de matière déposée est une fonction du second degré
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de la profondeur et voisine d'une fonction parabolique.
Quoique la forme de l'ouverture des cavités n'ait pas une trop grande importance, on peut voir que la relation entre la surface occupée par l'ouverture de la cavité et son volume est importante au point de vue de l'efficacité du transfert du composé dans les pelli- cules lourdes qu'on désire. L'opération de raclage impose une limite aux dimensions et à l'espacement des cavités.
Si leur ouverture est trap grande, les lames du racloir entraînent le composé hors des cavités. L'intervalle entre les cavités est déterminé par le fait que les gouttes imprimées doivent être assez rapprochées pour s'agglomérer, tout en maintenant un réseau ou treillis, c'est-à-dire l'indépendance des cavités, suffisamment ré- sistant pour supporter la lame du racloir sans flexion ¯ni usure mécanique excessive.
En général le dessin en taille-douce comporte 18 à 75 cavités par centimètre carré et le rapport entre la surface occupée par l'ouverture d'une cavité et son volume est compris entre 5 : et 500 : et de préférence entre 20 : et 80 : 1cm-1 (volume mesuré sans te- nir compte de l'échancrure intérieure). La distance en- tre les bords des cavités ne dépasse pas de préférence 0,25 mm dans tous les sens pour que les gouttes s'agglo- mèrent et l'épaisseur du réseau antre les cavités ne doit pas être inférieure à 0,025 mm en aucun point.' De préfé- rence également la surface occupée par les ouvertures des cavités est comprise entre 40 et 80 % de la surface totale du dessin en taille-douce.
On a constaté qu'une cavité en forme de disque peu profonde (fig.5a) est la plus efficace et doit être choisie de préférence par exemple à une cavité de section
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carrée ou sphérique tronquée. Le rapport entre la pro- fondeur et le rayon de la cavité en forme de disque est compris de préférence entre 1 :3 et 1 : 8 et le rayon de la cavité est de préférence inférieur à 1 mm.
Ainsi qu'il a été dit, la viscosité du composé fluide de formation de la garniture est importante.
Quoique ses propriétés avantageuses puissent- varier dans une certaine mesure avec la vitesse d'impression, l'é- paisseur de la pellicule qu'on désire, l'angle de la lame du racloir, la température, etc., certaines des proprié- tés que le composé doit posséder pour qu'il se dépose avec succès peuvent être décrites d'une manière générale.
Il doit remplir les cavités sans former un ménisque trop saillant et à une vitesse compatible avec la vitesse de l'opération, ce qui veut dire en général que sa viscosité doit être relativement faible par rapport à celle des composés qui servent aux opérations de revêtement au pis- tolet. Il doit parfaitement mouiller la surface de la feuille à imprimer pour pouvoir se déposer. Sa cohésion interne doit être suffisante pour permettre la cavitation (voir Eirich "Eheology", tome 3, pages 145 à 187, "Académie Press", New York (1960)) et le transfert d'un pourcentage en volume appréciable de la cavité sur la surface de la feuille.
Sa teneur en solides, o'est-à- dire le rapport entre le poids sec et le poids mouillé de la pellicule, doit être relativement forte pour qu'on puisse obtenir des pellicules de poids approprié en une seule opération d'impression, et pour éviter dans le cas des polymères hétérogènes que la phase liquide soit expul- sée par compression. La teneur en solides des composés choisis doit être supérieure à 40 et de préférence à 70 % en poids.
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La caractéristique de l'effort tranchant en fonction de la viscosité du composé est peut-être sa propriété la plus importante. La consistance du composé peut être comprise entre celle d'un corps se dilatant légèrement et celle d'un liquide pseudo-plastique en passant par celle d'un corps newtonien, ce qui peut s'ex- primer sous forme plus précise en disant que son incli- naison PIRV ("Précision Interchemical Rotary Viscometer", voir "Precision Scientific Company Instruction Manual", CAT N 64.945, "W.B. Barish", publié le 14 Juin 1955 "Précision Scientific Co", 3737 W. Cortland Street, Chicago 47, Illinois) est comprise entre 0,70 et 1,05.
Le viscosimètre précité mesure l'effort tranchant d'un composé entre les limites d'une gamme d'efforts de cisail- lement. L'inclinaison PIRV représente la vitesse de va- riation logarithmique de l'effort tranchant en fonction de la vitesse de cisaillement, déterminée en portant sur une feuille de papier à double graduation logarithmique les valeurs de l'effort tranchant en dynes par cm2 en fonction des valeurs de la vitesse de cisaillement par seconde.
La propriété d'écoulement viscoélastique du composé est aussi une caractéristique avantageuse. On peut former une valve d'écoulement viscoélastique en in- trodusant la pointe d'un fil métallique d'un diamètre de 1, 016 mm dans une goutte du composé et en laretirant à une vitesse d'environ 50 cm par minute au moyen d'un ap- pareil d'essai "Instron". Quoiqu'on puisse le retirer à. d'autres vitesses, celle de '50 cm/min est particulièrement importante.
Pendant qu'on retire le fil de l'échantillon, on enregistre l'allongement viscoélastique par un appareil cinématographique et on relève la déformation correspon-
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dante dans l'enregistreur "Instrom". En faisant corres- pondre l'écoulement viscoélastique mesuré et la déforma- tion observée à l'aptitude du composé à former une impres- sion, on constate qu'une valeur de plus de 12 millimètres de déformation pour 200 milligrammes est celle qui convient le mieux.
Le composé doit mouiller la surface de la pla- que à imprimer, c'est-à-dire qu'une goutte de 3 à 6 mm de diamètre du composé sur la surface ne doit pas avoir tendance à se retirer. De préférence la goutte doit lé- gèrement s'élargir. On peut rendre la surface réceptrice plus facile à mouiller par un moyen approprié, par exem- ple en la recouvrant d'une couche mince de colle ou de vernis. La viscosité Brookfield (Modèle LVF5X broche n 4, 60 t/min, 27 C) est comprise entre 1500 et 250.000 et de préférence entre 1500 et 60.000 centipoises.
On obtient avec une cohésion interne mesurée en raclant une pellicule de 0,025 mm du composé sur une surface lisse de 6,45 cm2 d'un bloc métallique, mouillée de la manière décrite ci-dessus par le composé, comprimé entre une sur- face semblable, en en écartant les surfaces l'une de l'au- tre à une vitesse de 50 mm/min, des forces initiales com- prises entre 420 et:2100 g par en 2.
On obtient la cavi- tation avec des forces supérieures à environ 1050 g par en 2
EXEMPLE 1 - Forme de la cavité
Des essaie qui confirment les conclusions pré- citées au sujet de l'influence exercée par la forme et l'espacement des cavités et par la viscosité du composé sur le transfert du composé sont décrits brièvement ci- après :
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L'essai s'effectue avec une machine actionnée à la sain du modèle de l'établi, comportant une roue à imprimer en magnésium de 20,3 cm de diamètre.
On forme seize dessins en taille-douce dans la roue perpendiculai- rement à sa tangente au moyen de quatre dimensions de fraises sphériques de 1,59, 2,38, 3,17 et 3,97 mm de diamètre pénétrant à des profondeurs différentes de 0,254, 0,381, 0,508 et 0,635 mm. Chaque dessin se prolonge sur 72 d'arc d'une extrémité de récipient 307. La largeur de la bande est de 4 mm. L'intervalle circulaire entre les trous obtenus avec les plus petites fraises est de 2 et on a formé 3 rangées pour un total de 107 trous par arc, puis on fait augmenter régulièrement l'intervalle suivant l'arc à 4 pour la fraise la plus grande avec 2 rangées pour un total de 37 trous par arc.
Trois composés différents ont fait l'objet de cette série d'essais.
EMI14.1
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TABLEAU I
EMI15.1
<tb> Composé <SEP> A <SEP> B
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<tb> Type <SEP> Plastisol <SEP> de <SEP> chlo- <SEP> Néoprène <SEP> en <SEP> Néoprène
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<tb> rure <SEP> de <SEP> polyvinyle <SEP> solvant <SEP> aro- <SEP> peptisé <SEP> de
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<tb> matique <SEP> et <SEP> faible
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<tb> faible <SEP> charge <SEP> poids <SEP> molé-
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<tb> culaire*
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<tb> Propriétés <SEP> d'écoule- <SEP> cohésif, <SEP> pseudo- <SEP> pseudo-plas- <SEP> moyennement
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<tb> ment <SEP> plastique <SEP> tique <SEP> (cohé- <SEP> cohésif,
<tb>
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<tb>
<tb> sion <SEP> inter- <SEP> pseudo-
<tb>
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<tb> médiaire)
<SEP> plastique
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<tb>
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<tb> Ecoulement <SEP> visco-
<tb>
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<tb> élastique, <SEP> mm <SEP> 14, <SEP> 2 <SEP> 16, <SEP> 0 <SEP> 18, <SEP> 5 <SEP>
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<tb> Inclinaison <SEP> PIRV <SEP> 0,86 <SEP> 0,85 <SEP> 0,78
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<tb> Teneur <SEP> en <SEP> solides,
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<tb> poids <SEP> % <SEP> 100 <SEP> 82 <SEP> 100
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<tb> Viscosité <SEP> Brookfield
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<tb> (LVF5X)
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<tb> n <SEP> de <SEP> la <SEP> broche <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> 5 <SEP> - <SEP>
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<tb> température <SEP> C <SEP> 38 <SEP> 27 <SEP> 28
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<tb>
<tb> 6 <SEP> t/min,
<SEP> centipoises <SEP> 1500 <SEP> 25 <SEP> 000 <SEP> 66 <SEP> 000
<tb>
EMI15.2
60 t,/mincentipoises 3500 20 750 35 500 voir Brevet des Etats-Unis d'Amérique n 2. 456.972 du
21 Décembre 1948.
Après avoir réglo la machine pour obtenir un transfert régulier, on imprime sur la face inférieure de bandes de 15,2 cm de largeur d'une plaque en étain de 40,8 kg à une vitesse de 25,4 cm par seconde. La roue
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tourne dans un bain du composé à essayer et l'excès du composé est raclé sur la roue avant qu'elle vienne en contact avec la bande dans la partie supérieure de sa périphérie. La bande vient en contact avec la roue en suivant un trajet presque linéaire au-dessous du rouleau d'impression en ne subissant qu'une très faible flexion.
On effectue une moyenne de 10 pesées sur chacun des 16 dessins pour obtenir le volume moyen du composé transféré par passe. Le pourcentage de transfert est compris entre 22 et 60 %, basé sur le poids de composé que doit contenir un dessin lorsqu'il est plein, et qu'on détermine par le calcul d'après le volume des cavités.
La plupart des résultats obtenus sont compris entre 30 et 45 % de composé transféré. Les résultats obtenus avec un dessin et un composé quelconque se reproduisent en moyenne d'un essai à l'autre # 2,0 % près ( en milligram- mes) sauf pour un essai où ce pourcentage est obtenu à # 5 % près. Le poids de la pellicule mouillée est compris entre 6,7 et 38,8 milligrammes pour 72 d'arc et en majo- rité entre 15 et 30 mg.
EXEMPLE 2 - Propriétés du composé
Ces essais ont été effectués avec une machine à Imprimer du type d'établi, actionnée au moteur, compor- tant une lame de racloir réglable à arête vive, et une plaque de zinc "enroulée" de diamètre extérieur de 20,3 cm destinée à imprimer le volume de pellicule (0,050 à 0,070 cm3 basé sur le poids sec) convenant à une extrémité de récipient 307. Le diamètre intérieur des bandes est de 87 mm et le diamètre extérieur de 96 mm.
On forme en taille-douce les dessins de quatre extrémités de récipients sur la plaque au moyen d'une fraise à bille
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ou sphérique. Le Tableau II donne d'autres détails.
TABLEAU II
EMI17.1
<tb> N <SEP> du <SEP> cercle <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Diamètre <SEP> de <SEP> la <SEP> fraise, <SEP> mm <SEP> 1,59 <SEP> 1,59 <SEP> 1,98 <SEP> 3,18
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Profondeur, <SEP> mm <SEP> 0,305 <SEP> 0,381 <SEP> 0,381 <SEP> 0,381
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Espacement <SEP> des <SEP> points,
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> degrés <SEP> (alter)* <SEP> 2 <SEP> 2 <SEP> 2,5 <SEP> 3
<tb>
<tb>
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<tb>
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<tb> Nombre <SEP> de <SEP> rangées <SEP> 4 <SEP> 3 <SEP> 3 <SEP> 2
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Nombre <SEP> total <SEP> de <SEP> trous <SEP> 720 <SEP> 540 <SEP> 432 <SEP> 240
<tb>
d'axe en axe dans les rangées alternant entre elles.
On applique le composé sur le rouleau par un bain maintenu au-dessous. On racle l'excès de composé au moyen d'une lame inclinée à 30 et 60 par rapport à la tangente. Les vitesses de fonctionnement sont respec- tivement de 10,7 et 15,2 m linéaires par minute. On im- prime avec le composé des bandes de 15,2 cm de largeur de la plaque d'étain de 40,8 kgs en les amenant en con- tact avec la portion supérieure du rouleau d'impression au moyen d'un cylindre de pression qui les pousse de haut en bas contre le rouleau d'impression. On effectue dix pesées sur chacune des bandes annulaires imprimées pour chacune des inclinaisons de la lame du racloir et pour chaque composé.
On détermine les propriétés de plusieurs types différents de composés. Le Tableau III indique les pro- priétés physiques de cinq de ces composés à titre d'exem- ple. On constate d'après les divers types de composés choisis que la nature du composé ou ses éléments chimiques peuvent varier entre des limites étendues et qu'il est seulement important que les composas possèdent les proprié-
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tés de viscosité qui conviennent à l'impression.
TABLEAU III
EMI18.1
<tb> Composé <SEP> D <SEP> E <SEP> F <SEP> G <SEP> H
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Type <SEP> G-RS <SEP> modi- <SEP> latex <SEP> de <SEP> plastisol <SEP> néoprène <SEP> plastisol
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> fié <SEP> en <SEP> so- <SEP> caoutchouc <SEP> de <SEP> chloru- <SEP> de <SEP> faible <SEP> de <SEP> chlorure
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> lution <SEP> re <SEP> de <SEP> poly- <SEP> poids <SEP> mo- <SEP> de <SEP> poly-
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> vinyle <SEP> 1 <SEP> oculaire <SEP> vinyle
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> thermodur-
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> cie
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Inclinaison
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> PIRV <SEP> 0,77 <SEP> 0,82 <SEP> 0,83 <SEP> 0,87 <SEP> 1,
02
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Teneur <SEP> en
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> matières
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> solides <SEP> % <SEP> 75 <SEP> 50 <SEP> 100 <SEP> 100 <SEP> 100
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Viscosité
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Brookfield
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> (LVF5X)
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> centipoises)
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> N <SEP> de <SEP> la
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> broche <SEP> 4 <SEP> 4 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> 3
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Température
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> C <SEP> 25, <SEP> 6 <SEP> 26,1 <SEP> 43,5 <SEP> 27 <SEP> 43,
5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 6 <SEP> t/min <SEP> 10 <SEP> 000 <SEP> 4 <SEP> 500 <SEP> 14 <SEP> 000 <SEP> 45 <SEP> 000 <SEP> 3 <SEP> 500
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 60 <SEP> t/min <SEP> 4 <SEP> 750 <SEP> 1 <SEP> 400 <SEP> 6 <SEP> 600 <SEP> 31 <SEP> 000 <SEP> 1 <SEP> 500
<tb>
Le composé D consiste en une dispersion d'un ' terpolymère de butadiène-styrène-acrylonitrile dans'un solvant paraffinique et contient une forte proportion d'une charge d'argile.
Le composé E consiste en une dispersion d'un
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copolymère de butadiène et de styrène dans l'eau modifié principalement par une charge d'oxyde de zinc et par une proportion relativement forte de résines d'ester de gomme.
Le composé F consiste en une dispersion de chlorure de polyvinyle et d'un agent de ratification d'imidazoline modifiée par une proportion modérée d'un mélange de plastifiants primaires.
Le composé G consiste en un néoprène fortement peptisé mécaniquement et chimiquement et modifié princi- palement par des charges inorganiques et des plastifiants d'hydrocarbures mélangés.
Le composé H consiste en 55 % d'une résine de chlorure de polyvinyle en dispersion, en mélange avec 35 % de phtalate de di-2-éthylhexyle, 6,5 % de bioxyde de titane, 0,25 % de noir de carbone activé et 2,5 % de pa- raffine raffinée. On prépare la composition en fondant d'abord la paraffine dans une proportion d'un tiers envi- ron du plastifiant à 66 C, puis en mélangeant les autres éléments à une température d'environ 50 C et en refroidis- sant le mélange immédiatement après. Le poids spécifique de ce composé est de 1,27. On l'a spécialement préparé pour servir avec une plaque d'étain recouverte d'une cou- che de vernis vinylique. On peut fondre une pellicule de ce composé de 2, 5 mm d'épaisseur en une minute à 195 C.
On a obtenu des couches imprimées satisfaisantes avec les composés D à H quoique les poids de la pellicule soient différents en raison des caractéristiques des com- posés et des variations de la vitesse et de la position angulaire de la lame du racloir. Le compose E a tendance à sécher et à former des dépôts dans les cavités. On peut remédier à cet inconvénient en humidifiant l'atmosphère
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d'une manière appropriée. Le poids imprimé par le cercle n 3 des dessins en taille-douce est inférieur au poids prévu, quoique l'impression ait été régulière. On a cons- taté par la photographie que le cercle avait été usiné incorrectement.
Ces résultats, ainsi que ceux d'autres essais, indiquent qu'on n'obtient pas d'impression satisfaisante avec des matièrea extrêmement plastiques ou extrêmement dilatables. La viscosité la plus avantageuse est comprise entre celle d'un corps se dilatant légèrement et celle d'un liquide pseudo-plastique en passant par celle d'un corps newtonien. Il est difficile d'effectuer une impres- sion avec un composé dont l'inclinaison PIRV n'est pas comprise entre 0,70 et 1,05. Si cette valeur est plus faible, la forte plasticité du composé l'empêche de rem- plir les cavités et de s'agglomérer. Si elle est plus forte, le composé en se dilatant empêche la lame du ra- cloir de racler le fond et donne lieu aussi à un faible pourcentage de transfert.
La vitesse étant constante, la forme des cavi- tés et la viscosité du composé étant satisfaisantes, la proportion de la matière transportée du dessin en taille- douce sur la plaque métallique peut atteindre 80 % en faisant diminuer l'angle de la lame du racloir. Il paraît être avantageux dans certains cas de choisir la forme de la lame ou de l'incliner de façon à établir une pression hydraulique au-dessous et en avant de la lama, de façon à faire revenir une faible proportion du composé dans-la cavité au-dessous de la lame, en formant éventuellement un faible ménisque ou en remplissant la cavité avec un certain excès du composé.
A ce propos, il peut être avan- tageux dans une certaine mesure d'incliner les cavités par
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rapport à la tangente, c'est-à-dire qu'alors que dans le rouleau de cet exemple, elles sont fraisées perpendicu- lairement à la tangente, elles peuvent être fraisées sui- vant un angle de 0 à 45 avec la perpendiculaire.
On a constaté également qu'avec les composés les plus plastiques contenant un solvant il convient de diminuer la pression exercée par le cylindre d'impression pour éviter d'expulser la phase liquide par la compres- sion et obtenir une impression plus nette.
En général, la quantité de composé transféré est moindre lorsque la vitesse est plus grande. Mais il n'en est pas de même avec les composés de forte viscosité intrinsèque.
Le Tableau IY ci-dessous indique les résultats obtenus avec le composé D à titre d'exemple. ; TABLEAU IV
Résultats obtenus avec le composé D (75 % en poids de solides - 15,2 a/minute)
EMI21.1
<tb> N <SEP> du <SEP> cercle <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Poids <SEP> sec <SEP> théorique <SEP> contenu
<tb>
<tb>
<tb> dans <SEP> les <SEP> cavités, <SEP> mg <SEP> 127 <SEP> 142 <SEP> 146* <SEP> 137
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Pourcentage <SEP> de <SEP> transfert
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> angle <SEP> de <SEP> la <SEP> lame <SEP> 30 <SEP> 66 <SEP> 82,5 <SEP> 43 <SEP> 79,5
<tb>
<tb>
<tb> angle <SEP> de <SEP> la <SEP> lame <SEP> 60 <SEP> 50 <SEP> 71 <SEP> 26 <SEP> 43,5
<tb>
valeur imprécise - cavités mal fraisées, à remarquer la régularité des résultats des essais.
Le Tableau V indique plus nettement l'influence exercée par l'angle de la lame du racloir sur le pourcen- tage du transfert du composé.
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TABLEAU V Pourcentage du transfert en fonction de l'angle de la lame 15, 2 m/minute
EMI22.1
<tb> Composé <SEP> Pourcentage <SEP> du <SEP> transfert
<tb> angle <SEP> de <SEP> 30 <SEP> angle <SEP> de <SEP> 60
<tb>
<tb> A <SEP> 60 <SEP> 48
<tb> D <SEP> 82,5 <SEP> 71
<tb> E <SEP> 53 <SEP> 41
<tb> F <SEP> 59 <SEP> 51
<tb> G <SEP> 62,5 <SEP> 51
<tb>
EXEMPLE 3 Préparation du dessin en taille-douce par attaque chimique.
On prépare six dessins en taille-douce pour extrémités de récipients 307 sur un cylindre en acier de 20,3 cm de diamètre recouvert d'une feuille de cuivre de 0,508 mm. On en grave deux à l'acide et on en usine qua- tre de la manière décrite ci-dessus, sauf que l'usinage s'effectue avec le gabarit de la manière décrite pour les dessins gravés à l'acide. Les dessins gravés forment des doubles de deux des dessins usinés.
Le Tableau VI donne les indications correspon- dant aux dessins.
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TABLEAU VI
EMI23.1
<tb> N <SEP> du <SEP> cercle <SEP> 1-M* <SEP> 2-M <SEP> 3-M <SEP> 4-M <SEP> 3-E** <SEP> 4-E
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Diamètre <SEP> de <SEP> la
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> fraise, <SEP> mm <SEP> 1,19 <SEP> 1,59 <SEP> 1,98 <SEP> 1,98 <SEP> -
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Diamètre <SEP> des <SEP> ca-
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> vités, <SEP> mm <SEP> (est.) <SEP> 1,03 <SEP> 1,27 <SEP> 1,52 <SEP> 1,58 <SEP> 1,52 <SEP> 1,58
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Profondeur <SEP> des <SEP> 0,381- <SEP> 0,355- <SEP> 0,381- <SEP> 0,381- <SEP> 0,381- <SEP> 0,381-
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> cavités, <SEP> mm <SEP> 0,405 <SEP> 0,381 <SEP> 0,405 <SEP> 0,405 <SEP> 0,405 <SEP> 0,405.
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
Intervalle <SEP> des <SEP> ca-
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> vités, <SEP> degrés
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> (ait.) <SEP> 2 <SEP> 2 <SEP> 2,5 <SEP> 2,5 <SEP> 2,5 <SEP> 2,5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Nombre <SEP> de <SEP> rangées <SEP> 4 <SEP> 3 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> 3 <SEP> 4
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Nombre <SEP> total <SEP> de
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> trous <SEP> 720 <SEP> 540 <SEP> 432 <SEP> 576 <SEP> 432 <SEP> 576
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Diamètre <SEP> du <SEP> cer-
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> cle, <SEP> mm
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Intérieur <SEP> 87 <SEP> 87 <SEP> 87 <SEP> 83 <SEP> 87 <SEP> 83
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Extérieur <SEP> 96 <SEP> 96 <SEP> 96 <SEP> 96 <SEP> 96 <SEP> 96
<tb>
* - par usinage - --par attaque chimique.
On prépare un gabarit en laiton 20 (fig.6) en fraisant les cavités du dessin à une cote inférieure d'en- viron 0,381 mm. Cette diminution du diamètre de la cavité permet à l'attaque horizontale de se produire pendant l'attaque verticale et qui est considérable par rapport à l'attaque modérée qui sert à préparer les clichés @ d'héliogravure. On peut choisir n'importe quelle matière de forme stable, telle que les matières plastiques ou l'aluminium pour servir d'ébauche du gabarit.
Chaque gabarit en laiton sert de négatif photo-
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graphique pour préparer un film positif en photographiant l'image du gabarit à travers un écran à fine trame (150 lignes) sur une pellicule 22 du type CRONAR, de dimensions stables. On superpose l'écran au gabarit pour réduire l'attaque en dépouille pendant la gravure. On obtient avec l'écran une image positive 22 des points du gabarit se composant d'un dessin régulier de points très fins.
On développe le positif de la manière habituelle.
On traite le cylindre 24 recouvert de cuivre par un filtre de réserve photosensible "Kodak Photo Resist" (Eastman-Kodak Company, Catalog C, 1959) et on y transporte l'image positive au moyen d'un arc électrique à oharbon à travers le positif. En développant l'image de la manière habituelle, les zones "noires" du positif, c'est-à-dire de l'écran, deviennent les zones "blanches" du cylindre à attaquer. Puis on attaque les images pro- gressivement de la manière habituelle par une solution de perchlorate de fer jusqu'à ce qu'on obtienne la profondeur qu'on désire. On fait arriver la solution de perchlorate de fer en pluie sur le cylindre pendant qu'il tourne.
La solution se rassemble dans un bac 25 et une pompe 26 la recycle dans la tuyère 27.
On voit que par les deux procédés d'usinage et d'attaque par lesquels on prépare la roue d'impression, on obtient sur la surface de la roue un dessin en taille- douce qui se compose d'un très grand nombre de fines ca- vités indépendantes dont le réseau continu qui les entoure est formé par la surface initiale de la roue, c'est-à- dire que le réseau du dessin est au même niveau que la surface qui l'entoure, ou surface de fond de la roue, et sert à supporter la lame du racloir.
Les dimensions des cavités de la forme préférée de réalisation, qui a pour
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but de fabriquer des extrémités de récipients, sont sen- siblement identiques et aucune variation n'est prévue en ce qui concerne l'espacement des cavités dans le dessin, ni la profondeur, le volume ou la largeur des ouvertures des cavités, en contribuant ainsi à donner la certitude qu'on obtient des pellicules de poids constant. Bien entendu, il peut être avantageux dans d'autres applica- tions que cec poids varient dans une certaine mesure.
Le procédé de préparation par attaque chimique peut aussi servir à préparer des clichés perforés minces, plans ou courbes, convenant aux procédés d'impression au moyen d'un composé et analogues aux procédés d'impression à l'écran de soie. Dans ces conditions, les trous tra- versent la plaque métallique et le composé est refoulé à travers les trous par l'envers au moyen d'un racloir sur le cliché à imprimer.