Procédé pour l'étendage d'une composition liquide sur
un produit en bande.
L'invention est relative à un procédé pour l'étendage d'une composition liquide sur un produit en bande en déplacement continu et, plus particulièrement, sur un produit en bande présentant des collures.
Les brevets français 1 093 966 et 1 148 817 décrivent des procédés d'étendage ou de couchage dits par ménisque qui consistent à faire couler une couche de com- position fluide à étendre à partir d'un dispositif de couchage vers la surface d'un produit en bande à enduire et à maitenir un ménisque stable constitué par la composition à étendre entre le dispositif de couchage et la surface de la bande lors de l'opération d'étendage. Afin de stabiliser le ménisque et/ou de l'empêcher de s'étirer dans le sens de déplacement de la bande, la face du ménisque qui est en regard de la région dans laquelle le produit en bande couché, s'éloigne du
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supérieure à celle qui s'exerce sur la face du ménisque qui est en regard de la région dans laquelle le produit en bande à coucher s'approche du dispositif de couchage dite ci-après face amont. L'utilisation de pressions différentes gazeuses sur'les faces opposées du ménisque permet de surmonter les inconvénients des procédés d'étendage connus précédemment tout en autorisant un accroissement de la vitesse d'étendage. Cependant, cet accroissement de vitesse provoque certaines difficultés lors de l'étendage sur un produit en bande présentant des collures
et le passage de la collure au travers du ménisque à grande vitesse provoque une perte considérable de produits couchés. L'un'des principaux avantages du procédé d'étendage par ménisque réside dans le fait que le dispositif de couchage peut être placé près de la bande à enduire à une distance suffisante pour permettre
le passage des collures sous le dispositif de couchage sans qu'il soit besoin d'éloigner celui-ci de la surface de-la bande à enduire. On a remarqué cependant que, lorsque la collure passe sous le dispositif de couchage, il peut se former lors de l'étendage des trainées longitudinales qui se développent pendant un certain temps et cela à toutes les vitesses d'étendage.. De plus, le ménisque peut éclater, à grandes vitesses de défilement de la bande ce qui produit un étendage de mauvaise qualité jusqu'à ce que le ménisque soit reformé et de nouveau stabilisé.
Bien que ces imperfections ne se manifestent que pendant une courte période de temps, lors de l'étendage /proviennent du passage de collures sous le dispositif de couchage, il en résulte malgré tout une perte considérable de produit en bande, particulièrement lorsque l'opération d'étendage se fait à grande vitesse, par exemple à une vitesse supérieure à 60 m/mn.
La présente invention a donc pour but de réaliser un procédé d'étendage d'une composition fluide sur un produit en bande présentant des collures qui comporte une moindre perte de produit qu'avec les procédés d'étendage par ménisque antérieurs.
Un autre but de l'invention est de réaliser un procédé d'étendage par ménisque d'une composition liquide sur un produit en bande présentant des collures, qui <EMI ID=2.1>
On atteint ces buts de l'invention avec un procédé pour l'étendage d'une composition liquide sur un produit en bande en déplacement continu présentant des collures,qui consiste à former une nappe de la composition Uquide au moyen d'un dispositif de couchage fixe placé au voisinage du trajet de la bande de manière
à maintenir.un ménisque entre le dispositif de couchage et le produit en bande
et à empêcher tout mouvement du ménisque dans la direction du déplacement de la bande par application sur la face du ménisque en regard de la région dans laquelle le produit en bande s'approche du dispositif de couchage ou face amont d'une pression gazeuse inférieure à la pression gazeuse appliquée à la face du ménisque en regard de la région dans laquelle le produit en bande s'éloigne du dispositif de couchage ou face aval. Selon le procédé on augmente la différence des pressions
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ménisque, on maintient cette différence accrue des pressions pendant que la collure traverse le ménisque et on diminue la différence des pressions jusqu'à sa valeur primitive après que la collure a traversé le ménisque.
Au dessin annexé, donné seulement à titre d'exemple :
- la figure 1 est une vue schématique en élévation latérale, partiellement en coupe,d'une forme du dispositif qui permet de mettre en oeuvre le procédé d'étendage conforme la présente invention, et
- la figure 2 est une vue en coupe partielle agrandie montrant la formation d'une bosse lorsque deux extrémités de produit en bande maintenues par une collure, est
passent sur la périphérie d'un tambour de couchage. Cette bosse/due au gode inhérent à ces extrémités.
On se réfère maintenant à la figure 1 où un produit en bande 10 tel du film ou du papier provient d'un poste d'alimentation, non représenté, enveloppe partiellement un tambour 11 et passe devant un dispositif de couchage 12 ou trémie. Le produiten bande 10 est entraîné par le tambour 11 solidaire d'un arbre 13 qui tourne continûment de façon à faire débiter la bande à une vitesse désirée qui est fonction de la composition de couchage liquide à enduire sur la bande. Ainsi, lorsqu'on déplace la bande, non encore enduite devant le dispositif de couchage, on étend
la composition de couchage sur sa surface puis on l'éloigne du tambour 11 pour
lui faire subir les opérations de séchage nécessaires.
Le dispositif de couchage 15 peut être du type de celui décrit dans les
tel un liquide brevets français 1 148 817 et 1 093 966 dans lequel une composition fluide/ est pompée continûment par une pompe volumétrique 17 pour s'écouler dans un ajutage
18, à un débit donné. La composition liquidé est ensuite extrudée par une fente de distribution 19 de manière à former une nappe qui s'écoule vers le bas,à l'extérieur.du dispositif, sur une surface 20 inclinée. La nappe s'écoule par gravité sur-la surface 20 jusqu'au moment où elle forme un ménisque 22 entre une lèvre 23
de la surface 20 et la face à enduire du produit en bande 10 qui se déplace.
Une seconde composition de couchage 25 liquide tst introduite par pompage dans une dans une chambre 26 par l'intermédiaire d'une autre pompe volumétrique 27 et est ensuite extrudée par une fente de distribution 28 pour former une nappe 30 qui s'écoule vers le bas en direction de la nappe 21,à l'extérieur du dispositif,sur une surface 29 inclinée, lorsque la nappe 30 atteint la nappe.21 elle coule sur celle-ci de manière que les deux nappes 30 et 21 puissent s'écouler parallèlement sur la surface 20 vers le ménisque 22.
Le dispositif de couchage 15 est monté au voisinage du tambour 11 sur un support 32 qui peut pivoter sur un arbre transversal 33. Le dispositif de couchage
15 peut être approché ou éloigné de la surface à enduire du produit en bande 10 qui enveloppe le tambour 11 par l'intermédiaire d'une manivelle 34 qui commande une
vis 35, qui est articulée sur une patte 36 du support32. Le déplacement du dispositif de couchage 15 permet de faire varier les dimensions du ménisque (dimensions déterminées par la distance comprise entre le dispositif de cochage et la surface
du produit à enduire que le ménisque doit/lier et/ou pour permettre l'amorçage de l'opération de couchage ou d'étendage du dispositif de couchage 15.
Un bottier 40 pourvu de parois d'extrémité 41, forme avec le dispositif de couchage 15 et une partie du tambour 11, une enceinte 42. Une source d'aspiration
43 est reliée à l'enceinte 42 par un tuyau 44 qui est pourvu d'une vanne 45 de régulation. La pression qui règne dans l'enceinte 42 peut être indiquée par un manomètre 46 qui est relié à l'enceinte 42 par un tuyau 47.
Lorsque commence l'opération de couchage, la dispositif de couchage est éloignée du tambour 11 pour permettre à la bande de passer autour du tambour 11.
Les pompes volumétriques 17 et 27 sont ensuite mises en oeuvre et les nappes 30
et 21 s'écoulent vers la lèvre 23 du dispositif de couchage. Le dispositif de couchage est alors approché du tambour 11 jusqu'à ce que les nappes 30 et 21 viennent toucher la surface de la bande à enduire pour former le ménisque 22. Après formation du ménisque 22, transversalement à la bande 10 et application uniforme
des nappes 30 et 21 sur bande, le dispositif de couchage 15 est éloigné de la
bande 10 pour occuper une position dite "de couchage". La position de la lèvre 23 par rapport au produit en bande, pour former un ménisque de dimension désirée et pour maintenir un étendage uniforme, est fonction de la composition de couchage,
du matériau dont est fait le produit en bande à enduire et de la vitesse de défilement de la bande au travers du ménisque. Conformément au brevet français 1 093 966, lors de l'opération de couchage, la pression qui règne dans l'enceinte 42 est réduite une pression de valeur inférieure à la pression atmosphérique, appelée dans la suite de la description "pression subatmosphérique" de manière que le différence des pressions appliquées sur les faces opposées du ménisque puisse varier
donton fait
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duit en bande à enduire, de ses caractéristiques de surface et de la vitesse de couchage. La différence des pressions appliquées sur les faces opposées du ménisque est choisie pour maintenir celui-ci en position dite "de couchage" et obtenir un couchage uniforme sur le produit en bande.
La différence des pressions appliquées sur les faces opposées du ménisque tend à stabiliser celui-ci et permet à la lèvre du dispositif de couchage d'être suffisamment distante de la bande à enduire pour laisser passer une collure S de la bande sans avoir à éloigner le dispositif de couchage du tambour. Toutefois, on a remarqué que le passage de la collure au travers du ménisque produit des défauts de couchage et il en résulte une perte considérable de produit en bande. Ces défauts de couchage,qui se produisent plus frequemmentà grandes vitesse;de couchage
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du ménisque 22, c'est-à-dire une rupture complète ou partielle de celui-ci. Lorsque ce phénomène se produit, l'opération de couchage est interrompue et ne peut redevenir uniforme et satisfaisante qu'après formation et stabilisation du ménisque. Même si le ménisque rompu se reforme lui même, sans intervention de l'opérateur, il est clair qu'une grande quantité de produit est perdue avant d'obtenir à nouveau un couchage uniforme.
Même lors de faibles vitesses de couchage, le passage de la collure S au travers du ménisque peut produire des défauts qui prennent la forme de lignes longitudinales, et qui peuvent persister pendant une période de temps variable après que la collure a traversé le ménisque. Dans ce dernier cas, on a remarqué que ces défauts sont provoqués par la perturbation de la stabilité du ménisque, lors du passage de la collure, et/ou par des bulles d'air qui sont enfermées dans le ménisque à la suite du passage de la collure.
On a trouvé que, si la différence des pressions/appliquées sur les faces opposées du ménisque, est augmentée juste avant que la collure n'atteigne ce ménisque et est maintenue pendant que la collure traverse ce ménisque puis ensuite est ramenée à sa valeur primitive après que la collure a traversé le ménisque,
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tement du ménisque sont notablement réduits ou même éliminés. En fonction de la composition de couchage utilisée, de la vitesse de couchage et des caractéristiques de surface de la bande à-enduire, ainsi qu'en fonction des caractéristiques de surface du produit adhésif utilisé pour la collure, la différence des pressions appliquées sur les faces opposées du ménisque peut être augmentée de 50 à 300'Pa lors du passage d'une collure par rapport à la différence de pressions utilisées lors du couchage du reste de la bande. L'augmentation de la différence des pressions peut être de deux à douze fois la différence primitive des pressions appliquées sur les faces du ménisque avec les compositions de couchage classiques ayant une viscosité
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Les raisons qui font que le ménisque "éclate" et est rompue lorsqu'une collure le traverse, et plus particulièrement à grandes vitesses de couchage, sont pratiquement incompréhensibles. La confection d'une collure dans une bande à enduire consiste généralement à abouter l'amorce de queue de la bande qui se termine avec l'amorce de tête de la nouvelle bande par l'intermédiaire d'un ruban/qui recouvre les amorces ou extrémités des bandes et qui s'étand transversalement sur la surface des bandes à enduire (voir S figure 1). On utilise généralement un ruban adhésif dont la faible épaisseur est compatible avec les efforts auxquels il est soumis.
L'épaisseur du ruban s'ajoute d'une manière non négligeable à l'épaisseur totale du produit en bande, particulièrement lorsqu'on compare cette surépaisseur la distance comprise entre le dispositif de couchage et la surface de la bande à enduire ou aux dimensions du ménisque. Il arrive aussi que, lors de la confection des collures, des bulles d'air soient emprisonnées sous le ruban adhésif etforment des bosses qui accroissent d'autant l'épaisseur totale du produit en bande au niveau de la collure. Le passage de la collure au travers du ménisque peut facilement rompre celui-ci ou perturber sa stabilité provoquant la destruction de l'uniformité des nappes couchées jusqu'à ce que le ménisque soit reformé et/ou de nouveau stabilisé.
Le bord avant du-ruban adhésif,qui est généralement perpendiculaire à la surface du produit en bande, soumet le ménisque à un changement soudain
de dimension ce qui est quelques fois suffisant pour rompre le ménisque. De plus,
à grandes vitesses le bors arrière du ruban adhésif crée des turbulences dans la couche d'air qui entoure le produit en bande et cet air qui accompagne le bord arrière dé la collure n'a aucune chance de s'échapper par les bords du produit en bande mais doit s'échapper au travers du ménisque. Il en résulte une surpression d'air en arrière de la collure qui aide à rompre ou faire éclater le ménisque lorsque la collure le traverse. On a essayé de biseauter les bords de la collure pour réduire cette turbulence d'air mais cela ne fourni qutne solution partielle aux problèmes créés par les défauts dûs à la collure.
Une autre cause de perturbation du ménisque, lorsque la collure le traverse, est due à la forme de la collure. Cette cause de perturbation est fréquente avec
des produits en bande en matériau plastique tel que par exemple de l'acétate, du polyester, etc., utilisé pour le support du film photographique. Ces supports ont habituellement une épaisseur variant_de 0,1 mm à 0,3 mm et sont d'ordinaire stockés en rouleaux un certain temps avant d'être couchés. Il résulte que les extrémités
de ces supports, qui sont reliées entre elles juste avant l'opération de couchage, présentent un gode inhérent qui est généralement supérieur à la courbure du tambour 11. Ces bandes devraient être collées aboutées, mais en fait, pour être sûr
se
de ne pas /recouvrir, les extrémités des bandes sont distantes d'environ 0,8 mm soit parce que l'opérateur ne les a pas coupées précisément sur le tableau de la colleuse soit parce que la collure est faite automatiquement. Il résulte de ceci que, comme il apparaît à grande échelle sur la figure 2, le mince ruban adhésif T n'est pas suffisamment fort, ou la traction à laquelle est soumise le produit en bande enveloppant le tambour 11, n'est pas suffisamment élevée, pour redresser le gode inhérent des extrémités des bandes afin que celles-ci épousent correctement la surface du tambour 11. En conséquence, une bosse apparaît au niveau de la collure et l'épaisseur
1 réelle de cette bosse peut être voisine de la distance qui sépare le dispositif de couchage du produit en bande ; ainsi lorsque la collure passe au niveau du dispositif de couchage, la stabilité du ménisque peut être facilement perturbée ou celui-ci peut être rompu en fonction de la vitesse à laquelle défile le produit en bande. De la même manière, si la collure est faite sur la dorsale du film (la face qui n'est pas à enduire), comme cela se produit quelques fois, ou. dans le cas ou les deux faces du produit en bande sont à enduire alternativement, le ménisque risque de s'affaisser dans l'espace compris entre les deux extrémités
des bandes au niveau de la collure ce qui perturbe sa stabilité lorsque la collure traverse le ménisque.
Le fait d'augmenter la différence des pressions qui s'appliquent sur les faces opposées du ménisque, juste avant que la collure n'atteigne ce ménisque et de maintenir cette différence accrues des pressions pendant que la collure traverse le ménisque permet d'empêcher la rupture du ménisque et de surmonter rapidement toute instabilité de celui-ci lorsque la collure traverse le ménisque. Il est clair
que la différence des pressions nécessaire à appliquer peut varier avec la composition de couchage, la vitesse de couchage et les caractéristiques de la surface du produit en bande à enduire. Cependant, la différence des pressions utilisées ne doit pas être trop importante pour ne pas rompre d'elle-même le ménisque, particulièrement lors de conditions normales de couchage, c'est-à-dire celles qui existent avant et après le passage de la collure au travers du
<EMI ID=8.1> Les défauts de couchage qui se produisent à faible vitesse de couchage ou lorsque le ménisque n'est pas soumis au phénomène d'éclatement, ne sont pas si évidents. On suppose alors que l'instabilité du ménisque provient non seulement du changement soudain de l'épaisseur de la bande au niveau de la collure mais aussi du volume d'air qui pénètre dans le ménisque et qui est entraîné par le bord avant du ruban adhésif. Bien que dans ce cas,, le ménisque ne soit pas rompu, on suppose que le volume d'air entraîné par le bord avant du ruban adhésif dans le ménisque forme un coussin d'air qui élève ou étire le ménisque ou déplace la ligne de mouillage longitudinalement sur la bande.
Il s'ensuit que la composition de couchage n'est pas déposée sur la surface de la bande juste après le bord avant du ruban adhésif T mais est soulevée par le coussin d'air entraîné par le bord avant de la collure et en fait flotte momentanément par l'intermédiaire du coussin d'air. Il se produit le même phénomène avec le bord arrière du ruban adhésif et ainsi les nappes, au lieu de se déposer sur la bande directement après le bord arrière du ruban adhésif, en formant un front abrupt, quittent ce ruban suivant une oblique.
Un autre facteur qui peut rentrer en ligne de compte pour provoquer l'instabilité du ménisque est dû aux caractéristiques de mouillage du ruban adhésif T qui sont généralement différentes de celles du produit en bande à enduire. Si la surface du ruban adhésif a une caractéristique de mouillage autre que celle du produit en bande pour la composition du couchage, cela a tendance à produire un déplacement de la ligne de mouillage du ménisque lorsque la collure le traverse. Ce déplacement soudain peu perturber le ménisque.
Conformément à la présente invention on pense que le fait d'augmenter la différence des pressions, lorsque la collure traverse le ménisque, d'une part, maintient le ménisque en position basse de manière à chasser l'air de dessous les nappes lors de leur étendage et d'autre part, maintient la ligne de mouillage du ménisque constante tendis que l'accroissement de la dépression sur la face inférieure du ménisque tend à extraire l'air de dessous le ménisque.
On va maintenant décrire quelque exemples spécifiques qui illustrent plus clairement l'application de' l'invention à différents types de couchage.' Il est clair, évidemment, que l'invention n'est pas limitée aux produits et aux différents paramètresqui vont être cités en exemple.
EXEMPLE 1 - Une solution aqueuse de gélatine et d'halogénure d'argent dont la viscosité est d'environ 4,50 mPl à 35[deg.]C est appliquée sur une bande avec une épaisseur au mouillé d'environ 76 pm. Cette composition de couchage est enduite sur un support d'acétate sec dont l'épaisseur est soit 127 pm soit 203 pm. La dépression normale de couchage est de 125 Pa environ et cette dépression est . augmentée jusqu'à la valeur de 250 Pa environ lors du passage d'une collure. Lavitesse de couchage est d'environ 33 m/mn.
EXEMPLE 2 - Une solution aqueuse de gélatine et d'halogénure d'argent dont la viscosité est de 8,5 mPl à 35[deg.]C est appliquée sur une bande dont la vitesse de
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produit a enduire est un support en polytéréphtalate d'éthylène. La dépression normale est de 150 Pa environ et lors du passage d'une collure cette dépression est augmentée à la-valeur de 250 Pa environ.
EXEMPLE 3- Les produits en bande à enduire et la composition de couchage sont les mêmes que ceux utilisés pour l'exemple 2. La composition est déposée à une
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vitesse d'environ 120 m/mn avec une dépression normale de 50 Pa environ/est portée à 175 Pa environ lors du passage d'une collure.
EXEMPLE 4 - Une solution aqueuse de gélatine, d'halogénure d'argent et de polymère de latex ayant une viscosité de 9 mPl à 35[deg.]C est couchée sur un support
de polytéréphtalate d'éthylène de 101 /un avec une épaisseur au mouillé d'envi-
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passage d'une collure cette dépression est augmentée à la valeur de 225 Pa environ. La vitesse de couchage est d'environ 90 m/mn.
Dans les trois premiers exemples le ruban adhésif relie les bandes de la manière représentée à la figure 1, c'est-à-dire qu'il passe entre le produit en
du produit en bande
bande 10 et la lèvre 23 lors du déplacement/ Dans le dernier exemple, le ruban adhésif est situé de l'autre côté du produit en bande, c'est-à-dire qu'il passe entre le produit en bande et le tambour 11 lors du déplacement du produit en bande.
En plus des exemples mentionnés précédemment on peut se référer aux
exemples décrits dans le brevet français 1 093 966 où plusieurs différences de pressions d'air initiales sont citées pour coucher d'autres produits avec des compositions fluides différentes. L'accroissement des différences de pressions
à utiliser dans ces exemples, est encore fonction du matériau dont est fait le produit en bande à enduire, de la composition de couchage utilisée et de la vitesse de couchage.
Bien que la vanne 45 puisse être réglée manuellement pour obtenir la différence de pressions désirées au moment voulu, il est souhaitable d'accomplir automatiquement cette manoeuvre et cela avec précision. Pour ce but, la
vanne 45 peut être une vanne du type à deux positions dont l'une permet de produire la différence de pressions initiale voulue ou normale pour le couchage du produit en bande et dont l'autre permet d'obtenir une plus grande différence de pressions lors du passage de la collure au niveau du dispositif de couchage. Afin d'obtenir un temps de réponse rapide et automatique, cette
vanne peut être commandée par un électroaimant. Pour cela, un signal électrique, émis par un détecteur de collures, commande la vanne qui se déplace vers son
autre position lorsqu'une collure approche du dispositif de couchage et une minuterie électrique ou un dispositif de mesure de longueur de bande peut automatiquement ramener la vanne à sa première position, après un laps de temps donné ou après le passage d'une longueur déterminée du produit en bande, ce laps de temps et cette longueur étant déterminés à partir du moment où la collure à traversé le ménisque. Dans les exemples cités précédemment on a trouvé qu'il était avantageux d'augmenter la différence des pressions lorsque la collure se trouve à 0,6 m environ en amont du ménisque et de maintenir cette différence accrue des pressions jusqu'à ce que la collure soit rendu en aval du ménisque, à 0,6 m environ de celui-ci.
Il est clair que le moment où l'on augmente cette différence des pressions et la durée pendant laquelle elle est appliquée peut varier en fonction de la vitesse de couchage, du type de composition de couchage utilisé, du matériau dont est fait le produit en
bande à enduire et/ou du type de collure utilisée pour réunir les deux extrémités des bandes. Afin de rendre le dispositif.-de commande de la différence des pressions plus souple de manière qu'il soit compatible avec différentes compositions de couchage, on peut utiliser une vanne supplémentaire pour régler la dépression dans l'enceinte 42 ; une première vanne produirait la différence.des pressions primitives pour le couchage normale et une seconde vanne serait utilisée lorsqu'on voudrait augmenter la différence des pressions appliquées sur les faces du ménisque, lors du passage de collures, chacune de ces vannes étant réglable pour satisfaire aux différentes conditions de couchage.
Ces deux vannes peuvent être branchées en parallèle sur le tuyau d'aspiration et l'utilisation sélective de l'une ou l'autre peut être commmandée par un détecteur de collures ou une minuterie comme on l'a défini précédemment.
Bien que la présente invention concernant un procédé pour l'étendage d'une composition liquide ait été décrite en liaison avec un dispositif de couchage conçu pour étendre deux couches simultanément sur un produit en bande, il est clair que le procédé de couchage conforme à la présente invention peut évidemment être utilisé pour coucher une seule couche ou plusieurs couches simultanément.d'une même composition de couchage ou de différentes compositions sur une bande en déplacement continu.