Brevet FR2000001A1 — publié le 19690829

2QQMQÎ La présente invention est relative à un procédé eil *3 {^IQ^jafeil pour coucher des substances fluides sur des bandes de produits en mouvement et, plus particulièrement, à un procédé qui permet d'atteindre des vitesses de couchage maximales plus élevées que; celles obtenues jusqu'à ce jour, 5 On a décrit au brevet français 1 093•9^6 un procédé de couchage où une nappe de solution s'écoule d'une trémie, de manière continue, sur une bande en mouvement. Grâce à ce procédé,on peut augmenter considérablement ,;la vitesse de couchage et réduire l'épaisseur de la couche en appliquant sur les faces de la partie de la nappe comprise entre la trémie et la surface de la bar.de, partie 10 ci-après appelée ménisque, des pressions différentes. On exerce sur la face • de la nappe en regard de la bande une pression inférieure à celle qui s'exerce sur l'autre face de cette nappe. Suivant le brevet français 1 093 Ç66 on maintient- cette dépression au moyen d'une chambre disposée en regard de la face de la bande sur laquelle sera couchée la nappe. Cette dépression est comprise 15 entre 25 Fa et 1250 Fa, et elle est engendrée par un dispositif d'aspiration approprié. L'une des difficultés présentées par un tel procédé de couchage, particulièrement pour le couchage d'une bande de papier, réside en ce que le ménisque et la surface de la bande sont perturbés lorsqu'on atteint une certai— 20. ne vitesse de couchage critique. Cette vitesse de couchage est fonction d'un certain nombre de facteurs tels que la nature précise de la surface à coucher et les propriétés physiques et chimiques de la substance de couchage» Lorsqu'on atteint cette vitesse critique, le ménisque n'est pas" complètement rompu mais oscille plutôt, au hasard, provoquant des irrégularités dans la couche et 25 parfois emprisonnant des bulles d'air- dans celle-ci, On n'est pas sûr des causes exactes de cet effet mais un certain nombre de facteurs ont été déterminés et sont éliminés dans le procédé suivant la présente invention,1 La présente invention a pour objet un procédé de couchage permettant d'atteindre des vitesses de couchage maximales supérieures d'environ 50 ai ou 30 plus, à celles obtenues avec- le procédé de couchage classique, ce procédé pouvant être appliqué avec un appareil de couchage classique ayant subi de légères modifications peu coûteuses. L'invention a aussi pour objet roi .appareil:de couchage permettant d'atteindre des vitesses de couchage supérieures à celles obtenues jusqu'ici. 35 Le procédé d'application d'une couche de composition liquide sur une bande continue, suivant l'invention, dans lequel on maintient des pressions différentes sur les deux faces d'un ménisque formé par la composition liquide entre un dispositif d'application et la surface de la bande 'entraînée devant-ce dispositif sans contact avec celui—ci, la pression la plus faible s'exër— 40 ç.ar.t sur- la face du- ménisque qui vient, au contact de la bande, est -caractérisa 69 01280 2 2''00001 en ce qu'on soumet la face de la bande qui doit recevoir la couche à un dégazage en continu appliqué en amont du ménisque, dans la zone de plus faible pression, de manière à éliminer là couche d'air entraînée par la dite face de la bande. Suivant un mode de réalisation la pression de dégazage est inférieure 5 à la plus faible pression appliquée au ménisque et s'exerce sur toute la largeur de la bande. L'appareil de couchage, suivant la présente invention, comprend une surface support pour une bande de produit animée d'un mouvement continu, une trémie placée à une certaine distance de ce support et de la surface du pro— 10 duit sur laquelle elle débite, d'une manière continue, une nappe de composition liquide formant ainsi un ménisque, enamont de la trémie, une chambre de dépression dont l'ouverture est dirigée vers la face du ménisque venant au contact de la bande et recouvre une certaine longueur du produit à coucher au voisinage immédiat de ce ménisque, des moyens reliés à cette chambre pour abaisser la 15 pression s"exerçant sur cette face du ménisque par rapport à celle s'exerçant sur son autre face, cet appareil étant remarquable en ce qu'il comprend un dispositif d'aspiration supplémentaire logé dans cette chambre de dépression, pour éliminer, en amont du point de coucte.ge, la couche d'air entraînée par la face de la bande qui recevra la couche. 20 Au dessin annexé, donné seulement à titre d'.exemple : - la Pig. 1 est schéma de profil, avec coupe partielle, d'un mode de réalisation d'un appareil suivant l'invention ; — la Fig. 2 est une coupe partielle agrandie d'un ménisque, formé sur un appareil d'un autre type. 25 On a découvert que les vitesses de couchage critiques atteintes suivant les procédés classiques où un ménisque de substance de couchage est formé entre une trémie.et la surface d'une bande en mouvement et où on maintient des pressions différentes sur les faces opposées du ménisque peuvent être augmentées d'environ 50 ^ si la surface de la bande est soumise à une aspiration juste 30 avant le ménisque pour éliminer la couche d'air entraînée par cette bande. De préférence, cette aspiration devra être appliquée à l'intérieur de la chambre de dépression qui déjà réduit la pression sur la face du ménisque qui vient au contact de la bande. La Pig. 1 représente un appareil de couchage suivant la présente in-35 vention qui comprend un rouleau 10 supportant une bande W à coucher. Ce rour-leau est animé d'un mouvement de rotation continu par des moyens appropriés, non représentés, pour entraîner la bande dans le sens indiqué par les flèches dessinées le long de celle-ci. Une trémie 12, munie d'une fente verticale d'écoulement 13, transversale à la bande et dont la longueur est églae à la 40 largeur de cette dernière, est disposée à une certaine distance de la surface 69 01288 2000001 de la bande supportée par le rouleau 10. One pompe à débit constant, non représentée, débite dans une cavité 15 de la trémie une composition de couchage liquide L qui s'écoule à travers la fente 13 en une nappe S d'épaisseur pratiquement uniforme qui ensuite s'écoule par gravité sur un plan incliné 16. Tandis 5 que la nappe de liquide s'écoule par gravité le long du plan 16, son uniformité dans la direction "transversale s'améliore jusqu'à ce qu'elle forme un ménisque 18 franchissant l'espace compris entre une lèvre 19 de la trémie et la surface de la bande. Comme représenté à la Fig. 1, le ménisque 18 présente la forme d'une goutte ou d'un bourrelet qui s'étend sur toute la largeur de la bande. Ce 10 ménisque vient au contact de la bande qui se déplace pour entraîner par capillarité une couche C d'épaisseur uniforme d'une composition de couchage. On peut former initialement ce ménisque soit en pompant momentanément un excès de la composition de couchage dans la trémie, soit en amenant la trémie suffisamment près de la surface de la bande pour amorcer le ménisque puis en l'é— 15 loignant jusqu'à ce que le ménisque présente la forme désirée. Après avoir formé le ménisque de la composition de couchage, on règle le débit de la pompe de manière à ce que le débit compense la quantité de la composition de couchage entraînée par la bande. Afin d'éviter que le ménisque ne soit entraîné par la bande et ne soit 20 rompu, habituellement, comme décrit au brevet français 1 093 966, on réduit la pression sur la face du ménisque en regard de la bande non couchée. Pour cela, on dispose une chambre de dépression 20 en amont du point où se forme le ménisque. Cette chambre de dépression comprend une enceinte de forme générale pa— rallélépipédique ne comprenant pas de paroi sur sa face supérieure. On peut 25 fixer la chambre de dépression en un point 21 de la trémie et une partie d'une paroi 22 de la trémie à laquelle cette chambre est fixée peut former une partie" de la paroi arrière de l'enceinte. La paroi antérieure 23 de la chambre de dépression peut être écartée en 24 de la surface de la bande à coucher d'une faible distance par exemple 0,381 mm du côté de l'entrée. Ainsi le rouleau 30 support 10 et/ou la bande H supportée par celui—ci forme la paroi supérieure de la chambre de dépression. Cette chambre est reliée par un conduit 25 qui peut communiquer avec des moyens non représentés pour réduire la pression à l'intérieur de celle-ci. Le conduit 25 peut être muni d'une vanne V pour régler la pression dans la chambre 20. 35 Comme décrit au brevet français 1 093 9^6 on peut maintenir dans la chambre de dépression un vide partiel de 25 Pa à 1250 Pa en fonction de la vitesse de couchage et/ou de la viscosité de la composition de couchage pour éviter que le ménisque ne soit entraîné par la bande provoquant ainsi sa rupture. 40 Un appareil de couchage tel que décrit ci—dessus est bien connu et on 69 01208 2000001 a trouvé qu'il présentait certains avantages quant à l'accroissement de la vitesse de couchage et la réduction de l'épaisseur de la couche qui peut être appliquée sur une surface en mouvement. On a trouvé cependant que de tels appareils présentent une vitesse maximale critique au-dessus de laquelle le ménis-5 que 18 commence à osciller au hasard provoquant des irrégularités importantes dans le couchage et l'entraînement de bulles d'air dans la couche. A première vue, il semblait que l'on puisse éviter ces inconvénients en augmentant simplement l'aspiration dans la chambre de dépression. Quand on a essayé d'augmenter la dépression on a trouvé que ce n'était pas là le moyen d'éviter cet 10 inconvénient car le ménisque était aspiré dans la chambre de dépression provoquant sa rupture avant que n'apparaîsse un accroissement de la vitesse maximale critique de couchage. On a aussi découvert qu'il y avait une limite bien définie à la différence de pression que l'on peut appliquer sur les deux faces du ménisque sans entraîner l'aspiration de celui—ci dans la chambre de dépres— 15 sion et sa rupture. Suivant la présente invention on augmente la vitesse de couchage maximale critique de ce type d'appareil d'environ 50 $ en soumettant la surface de la bande légèrement en amont du point de couchage à une aspiration supérieure à celle exercée dans l'ensemble de la chambre de dépression. Ce but est at— 20 teint en munissant la chambre de dépression 20 d'un dispositif d'aspiration supplémentaire 30. Comme représenté, ce dispositif d'aspiration est formé par une fente étroite 31 adjacente de la bande et qui s'étend transversalement sur toute la largeur de la trémie. L'aspiration est appliquée à la fente 31 au moyen d'un collecteur approprié 33 efcd'une source d'aspiration distincte de cel-25 le produisant la dépression dans la chambre 20. Comme représenté à la Fig.1, un conduit 26 à la partie inférieure d'un collecteur 33 peut être connecté à une source d'aspiration, non représentée qui est indépendante de celle de la chambre 20. La fente 31 peut être distante de la surface de la bande W d'environ 0,762 nui et la paroi du collecteur traversée par cette fente présente 30 une surface concave concentrique au rouleau support de manière à assurer une action plus efficace de l'aspiration. A la Fig. 1 le dispositif d'aspiration est représenté comme étant monté à l'intérieur de la chambre de dépression 20 mais sa position par rapport au ménisque 18 n'est pas critique dans la mesure où ce dispositif est à l'in-35 térieur ou forme la paroi antérieure 23 de cette chambre, comme on l'a décrit ce dispositif d'aspiration doit couvrir la totalité de la largeur de la trémie même si seulement une partie de cette largeur est utilisée pour le couchage. EXEMPLE 1 - Suivant cet exemple le dispositif d'aspiration 30 est placé de manière à former la paroi antérieure 23 de la chambre de dépression 20 et la 40 fente 31 est disposée.à une distance de 0,508 mm de la bande W à coucher. La 69 01288 . -2000001 largeur de la fente elle-même est de 0,762 mm elle s'étend sur toute la largeur de la trémie 12 qui est de 3Ê,1 cm même si la bande à coucher occupe seulement 12,7 c"i au centre de la trémie. En conséquence, la distance séparant le dispositif d'aspiration du cylindre support est de 0,762 mm, l'épaisseur de 5 la bande étant de 0,254 mm. Pour le couchage d'une composition liquide consistant en une dispersion d'halogénures d'argent photosensibles dont la viscosité est de 10 mPl sur une bande de papier, la vitesse critique maximale est comprise entre 23,4«t 27,4 m/mn quand on utilise un dispositif de couchage usuel muni seulement d'une chambre de dépression, la vitesse critique d'un système usuel 10 muni d'un dispositif d'aspiration supplémentaire, suivant la présente invention, sera comprise entre 36,6 et 39»6 m/mn et le débit du dispositif d'aspiration est de 0,510 m^/mn et la pression dans le collecteur est de 5»48 kpa. EXEMPLE 2 — Pour cet exemple on utilise la même composition de couchage- et la même bande de papier, le dispositif d'aspiration étant distant de 0,762 mm du 15 papier (1,016 mm du cylindre support). Cette disposition entraîne une au g-mentation de la vitesse maximale critique du même ordre de grandeur que celle obtenue au premier exemple. EXEMPLE 3 - Suivant cet exemple, on porte la'largeur de la fente du dispositif d'aspiration à 1,27 mm ce qui entraîne une augmentation de la vitesse maximale 20 critique qui est alors comprise entre 45,7 m/mn et 48,8 m/mn. Bans ces conditions le débit du dispositif d'aspiration est de 0,623 m^/mn et la pression dans le collecteur est 4j23 kPa. On a découvert que l'efficacité du dispositif d'aspiration augmente avec la largeur de la fente en vertu, il faut croire, du débit de l'air. Cepen-25 dant, quand la largeur de la fente est supérieure à 1,27 mm l'efficacité du dispositif tombe d'une manière remarquable pour des raisons non encore connues. La distance séparant le dispositif d'aspiration de la bande peut varier entre 0,508 mm et 0,762 mm sans affecter les performances du système. Les distances au-delà de cette échelle n'ont pas été essayées. 30 II semble que le débit d'air soit le paramètre important puisque pour une certaine dimension de la fente la vitesse critique diminue quand on réduit le débit d'air. Le pourcentage d'accroissement de la vitesse critique et le débit d'air sont directement proportionnels dans l'intervalle de débits essayés jusqu'ici par exemple entre 0,283 et 0,623 m/mn. 35 Quand on transporte une bande de produit, il est bien connu qu'une couche d'air se déplace en même temps qu'elle et que la vitesse augmentant la quantité d'air entraînée augmente aussi. Le volume de cette couche d'air varie aussi en fonction des caractéristiques de la surface de la "bande à coucher, par exemple, elle augmente avec la rugosité de: la surface. Pour cette 40 raison une bande de papier entraînera, à une vitesse, donnée, une couche d'air 69 01288 2000001 plus épaisse que celle entraînée par un film de matière plastique à cause de la plus grande rugosité de sa surface. Il faut croire que cette couche d'air ' est dirigée vers le ménisque dans les dispositifs de couchage usuels et est augmentée par le courant d'air dans la région de basse pression juste avant le 5 point de couchage et que si la pression ainsi engendrée immédiatement en-dessous du ménisque est assez grande elle entraînera une instabilité de celui—ci. Le niveau exact de la pression, nécessaire pour provoquer l'instabilité du ménisque et qui augmentera avec la vitesse de couchage, dépendra d'un certain nombre de propriétés de la bande à coucher et de la composition de couchage, par 10 exemple, la rugosité de la surface de la bande, la viscosité de la substance de couchage, les caractéristiques de mouillabilité aussi bien de la surface de la bande que de celle de la composition de couchage, etc.. Le rôle du dispositif d'aspiration est d'éliminer, ou de limiter fortement, la couche d'air arrivant au point de couchage. Ceci réduit non seulement les possibilités 15 d'entraîner de l'air sous la couche mais de plus réduit le pression de l'air immédiatement avant le ménisque ou au point où le ménisque vient au contact avec la surface de la bande. En raison de sa disposition à prolimité de la surface de la bande, ce dispositif d'aspiration élimine principalement l'air entraîné par la bande et ne semble pas réduire d'une manière sensible la près— 20 sion dans la chambre de dépression. Toute tendance que peut présenter le dispositif d'aspiration à réduire la pression dans la chambre au point ou le ménisque pourrait être rompu peut être évitée en réglant la vanne V du circuit d'aspiration de la chambre pour maintenir une dépression voulue par exemple de 25 Pa à 1250 Pa. 25 Bien que la Pig. 1 représente une trémie du type qui débite d'une manière continue une nappe de substance de couchage pour former un ménisque en forme de bourrelet entre la trémie et la surface de la bande à coucher, la présente invention n'est pas limitée à l'utilisation d'un tel appareil de couchage. Par exemple, la trémie peut être du type à extrusion comme représenté à 30 la Pig. 1 du brevet français 1 093 966 et à la Pig. 2 de la présente demande où une nappe de substance de couchage L' est débitée sous pression à partir d'une fente de trémie 60 formée par deux lèvres 61, 62 d'une trémie placée à une certaine distance d'une bande W' animée d'un mouvement de translation par un rouleau support 10'. Dans ce cas, le ménisque compris entre la trémie et 35 la surface de la bande présente la forme d'un ruban 18' sur les faces opposées duquel on applique des pressions différentes au moyen d'une chambre de dépression 20'. En ce qui concerne la présente invention la forme du ménisque est peu importante pourvu qu'il soit continu. Donc dans toute la présente description et dans les revendications quand on se réfère à la masse de liquide com-40 prise entre la trémie.et la surface de la bande comme étant une nappe continue 69 01289 2 00001 une telle terminologie comprend une masse de liquide qtieile qu'en soit la forme par exemple tin bourrelet ou une goutte de substance comme représenté à la Pig. 1 ou un ruban de substance comme représenté à la Pig. 2, etc..