Brevet FR2135618A1 — publié le 19721222

La présente invention se rapporte à un appareil de séchage et, plus particulièrement, à des moyens de séchage d'encre sans solvant. Elle constitue un perfectionnement du dispositif décrit dans le brevet africain nO 3 159 464, de H. C. Early et autres, pour le séchage de feuilles imprimées. Les encres et autres revêtements sans solvant trouvent une utilisation croissante dans l'industrie, particulièrement parce qu'ils rddulsent beaucoup, ou suppriment complètement la pollution de l'air qui résulte généralement du séchage des encres et revêtements contenant un solvant. Le séchage rapide de matières sans solvant est obtenu au moyen d'un rayonnement ultraviolet à grande puissance, dirigé sur le produit immédiatement après son application. Suivant la présente invention, le rayonnement ultraviolet, dans l'appareil à imprimer, est produit par une pluralité de tubes parallèles allongés, disposés transversalement à la direction de déplacement du produit imprimé. Un réflecteur elliptique est associé à chaque lampe, pour concentrer le rayonnement ultraviolet en bandes étroites qui atteignent le produit imprimé lorsque ce dernier quitte le poste d'impression de la machine. La plaque rflchissante est refroidie par circulation forcée d'air, principalement à l'arrière du réflecteur. Un refroidissement excessif du coté lampe du réflecteur risquant de trop refroidir la lampe et de ltéteindre, la circulation d'air s'effectue, pour la plus grande partie, à travers un boîtier dans lequel est monte la plaque réfléchissante. Des volets peuvent interrompre, en position fermée, le rayonnement dirigé vers le produit imprimé, sans qu'il soit nécessaire d'éteindre la lampe. Le fonctionnement de ces volets est coordonné avec la vitesse de déplacement du produit imprimé défilant devant la lampe, une diminution de vitesse étant automatiquement accompagnée par une réduction de la quantité de lumière ultraviolette frappant au même moment le produit. Cette commande automatique est obtenue par fermeture des volets dtun certain nombre de lampes. Le temps de réallumage de ces lampes étant généralement de 11 ordre de dix à douze minutes, elles ne peuvent être éteintes, de façon à les conserver disponibles pour une augmentation de production.Il faut alors éviter un échauffement excessif du réflecteur lorsque le volet est fermé, et on fait fonctionner dans ce cas la lampe à puissance réduite, en réserve, l'allumage étant maintenu, et la circulation d'air de refroidissement étant augmentée. Des plaques réfléchissantes d'extrémité empêchent la déperdition de rayonnement et protègent les douilles de lampe d'un échauffement excessif0 Les douilles sont réglables en position sur le boîtier support, de façon à ce que l'arc qui tend à se former se trouve sensiblement sur l'axe focal du réflecteur, pour chaque position du réflecteur par rapport au sol. La plaque réfldchissan- te est en mental, par exemple lurium ou alzak, qui conserve ses propriétés réfléchissantes grâce à sa haute résistance à l'oxyda- tion, même en atmosphère oxydante, à température élevée et en présence de rayonnement ultraviolet. Lorsque le produit imprimé passe devant les lampes à ultraviolet, il est maintenu à faible distance d'une plaque de refroidissement, sur laquelle les rayons ultraviolets viennent s'arrêter en l'absence de produit, ou lorsqu'on imprime des feuilles séparées et non une bande continue. La présence de cette plaque protège les autres composants de la machine d'une détérioration par la chaleur, et évite ltéchauffement de toute pièce, qui pourrait ensuite venir en contact avec le papier, jusqu'au point d'allumage de ce papier. La présente invention a donc pour objet la réalisation de moyens perfectionnés de photopolymérisation, pour le séchage d'encres ou revêtements sans solvant. Elle vise également des moyens de refroidissement d'un réflecteur de lampe, qui évitent un refroidissement notable de la lampe. L'invention réalise un fonctionnement coordonné d'une lampe, des moyens de refroidissement du réflecteur de lampe, et de volets qui interrompent sélectivement le rayonnement du réflecteur. Elle fournit des moyens de réglage automatique de énergie de lampe qui atteint le produit en mouvement, en fonction de la vitesse de ce produit. L'invention a encore pour objet un boîtier, de construction nouvelle, portant une plaque réfléchissante pour une lampe tubulaire. Elle concerne des moyens de protection des éléments d' une machine à imprimeur, contre un échauffement excessif résultant du rayonnement d'une lampe utilisée pour le séchage de l'encre. D'autres objets et avantages de 11 invention apparaitront aux hommes de l'art à la lecture de la présente description de sa forme de réalisation, non limitative, représentée sur les dessins annexés. Fig. 1 est un schéma d'une partie d'une machine à imprimer, conforme à la présente invention. Fig. 2 est une vue en perspective d'un réflecteur de lampe pour la machine de la figure 1. Figs 3 et 4 sont des vues en bout du réflecteur, du coté gauche de la figure 2 ; sur la figure 3, le volet est ouvert, et il est fermé sur la figure 4. Fig. 5 est une vue en élévation représentant une partie de plaque réfléchissante et sa fixation libre sur le boîtier de réflecteur, et Fig. 6 est une coupe, suivant la ligne 6-6 de la figure 5, dans la direction des flèches 6-6. On voit, sur la figure 1, que liiachine à imprimer, globalement désignée par le repère 10, comprend une chaine d'alimentation 11, entraînée, dans le sens de la flèche A, par un pignon moteur 12 et guidée par un pignon fou 13 et d'autres pignons libres, non représentés. Une pluralité de pinces ouvrantes 14, portées par la chaîne 11, maintiennent des feuilles individuelles 15 de façon à ce qu'elles soient entraînées par la chaîne 11 entre-un cylindre de pression 17 et un cylindre imprimeur 18. Après avoir été imprimées, les feuilles 15 passent sur une plaque 21, refroidie à l'eau, l'intervalle entre les feuilles et la plaque étant de l'ordre de 25 mm. Pendant leur passage audessus de la plaque de refroidissement 21, les feuilles 15 sont exposées, sur le dessus, au rayonnement d'une source composée de plusieurs réflecteurs à lampe 26 à 29, de façon à sècher par photopolymérisation l'encre sans solvant appliquée sur les feuilles 15 par le cylindre 18. Comme décrit plus loin, chaque ensemble 26-29 forme une image de rayonnement à haute intensité, sur la surface de travail parcourue par les feuilles 15. Les ensembles 26 à 29 étant identiques, seuls les détails de l'ensemble 26 seront décrits, dans ce qui suit, avec référence aux figures 2 à 5. L'ensemble 26 comprend une lampe tubulaire allongée 31, qui est une source de rayons ultraviolets, et un réflecteur elliptique fixe 32, en forme de capuchon, placé à l'arrière de la lampe 31 pour concentrer l'énergie de celle-ci en un maximum d'intensité. De cette façon, l'énergie est concentrée-sur une courte distance, le long du parcours de la chaîne 11. Un boîtier 36, à l'arrière du réflecteur, fournit un support pour la plaque réfléchissante 32 et les douilles de lampe 37. Des prolongements 33 et 34 de la plaque de réflexion sont articulés sur le boîtier 36, le long des bords inférieurs de sa paroi inférieure concave 36a. Les parties 33, 34 constituent un volet qui peut se déplacer entre une position d' ouverture, représentée sur la figure 3, et une position de fermeture, représentée sur la figure 4. De préférence, la lampe 31 est du type à tube de quartz, à décharge de mercure, moyenne pression, d'une puissance de 20 à 160 watts par cm. Le boîtier 36 est réalisé en alliage métallique rigide, tandis que le réflecteur 32 est en matériau relativement mince, de 0,1 mm à 4 mm. De préférence, la plaque 32 est en métal léger, qui conserve ses propriétés réfléchissantes grâce à sa résistance à l'oxydation même dans une atmosphère oxydante, à température élevée et en présence de rayonnement ultraviolet. On trouve des alliages appropriés, connus par exemple sous le nom de Lurium ou Alzak. Le réflecteur 32 est fixé sur la paroi concave 36a du bot- tier par une pluralité de vis 88 (figures 5 et 6), qui traversent des lumières longitudinales 87 de la plaque 32. Ce type de fixation permet au réflecteur 32 de se dilater et de se contracter indépendamment du boîtier 36, lorsque'il existe une différence de température entre ces deux organes.Le mouvement relatif entre le réflecteur 32 et la paroi 36a est également facilité par l'utilisation de vis 88 dont la tige filetée a un diamètre sensiblement plus faible-que la largeur de la fente 87. Le boîtier 36 est profilé de façon à définir un conduit pour l'air de refroidissement, à l'arrière de la paroi 36a qui est en contact, ou en relation d'échange de chaleur, avec la plaque réfléchissante 32. Plus particulièrement, le tube de lampe 31 est placé au foyer du réflecteur elliptique 32, qui s'étend sur toute la longueur de la lampe 31. De façon connue, les raccordements électriques de la lampe 31 sont effectués par l'intermédiaire de douilles 37 à emboite- ment, aux extrémités opposes de la lampe 31. Ces douilles sont fixées mécaniquement sur les parois 36b, 36c d'extrémités opposées du boîtier, Des trous supplémentaires 89, prévus dans ces parois, permettent de modifier la position des douilles 37, en fonction de l'orientation de l'ensemble 26 par rapport au sol, l'arc tendant à s'élever, à l'intérieur de la lampe, vers le sommet du tube. Pour maintenir cet arc au point focal du réflecteur 32, il faut donc rechercher la position appropriée des douilles 37. La paroi supérieure du boîtier 36 comporte une pluralité d'indentations ouvertes 38, tandis que les parties tournées vers l'intérieur, à la base du bottier 36, sont percées d'une pluralité de petits trous 39. La paroi gauche 36b du boîtier présente un orifice circulaire 42 de sortie, entouré par un manchon cylindrique 43, dirigé vers l'extérieur. Un conduit souple, non représenté, venant d'un ventilateur aspirant, non représenté, est raccordé au manchon 43, de façon à aspirer l'air dans le boîtier, par les ouvertures 38. Cet air circule à l'arrière de la paroi 36a, et refroidit le réflecteur 32. Les trous 39, prévus le long des bords inférieurs du boîtier 36, permettent d'évacuer l'ozone, engendré par la lampe allumée 31, particulièrement pendant sa période de chauffage, dans l'air véhiculé par le ventilateur.Ce dernier est représenté schématiquement en 36, sur la figure 1, sous forme de ventilateur à deux vitesses. Les surfaces intérieures des volets 33, 34 sont polies, de façon à réfléchir l'énergie de la lampe 31 et à coopérer avec le réflecteur 32 pour concentrer cette énergie0 Des flasques 41b, 41c, disposés vers l'intérieur par rapport aux parois d'extrémité 36b, 36c respectivement, comportent également des surfaces réfléchissantes qui renvoient le rayonnement dans la zone utile et coo pèrent avec le réflecteur 32 pour empêcher une baisse de l'intensité du rayonnement dans les régions d'extrémité de ce réflecteur. Les flasques servent également à protéger partiellement les douilles 37, contre un échauffement par le rayonnement de la lampe. La paroi concave 36a, dans la partie comprise entre leiflasques 41b, 41c et leur paroi d'extrémité adjacente respective 36b, 36c, comporte des trous 83 à travers lesquels de l'air de refroidissement est aspiré sur les douilles 37. Le ventilateur 46 engendre une dépression, qui fait circuler l'air dans les chambres 80b, 80c, autour des extrémités de la lampe montées dans les douilles 37, et à travers la chambre 79 du boîtier. De cette façon, les douilles 37 et le réflecteur 32 sont refroidis, mais il ne passe que peu ou pas d'air dans la partie principale du corps de lampe. Les volets 33, 34 sont articulés, en 47, 48, sur les bords libres de la paroi concave 36a, sur toute la longueur de celle-ci. Des galets 51, 52, sont fixés au bord libre des volets 33, 34 respectivement, et sont montés de fanon à pouvoir se déplacer h-l'intérieur d'une rainure 53 d'une pièce de commande 54. Le déplacement de la pièce 54, vers le haut, force les galets 51, 52 à se rapprocher. De cette manière, on fait passer les volets 33, 34 de la position ouverte, représentée sur la figure 3, à la position fermée représentée sur la figure 4. En fonctionnement, un dispositif 56 (figure 1) de commande de la vitesse du transporteur agit sur la vitesse du pignon moteur 12 et envoie un signal à un dispositif 55, qui actionne séquentiellement les volets des réflecteurs 26 à 29. Plus parti culièrement, lorsque le transporteur 11 ralentit, le nombre de volets placés en position fermée augmente, pour éviter une surchauffe du produit. Autrement dit, lorsque les feuilles imprimées 15 se déplacent plus lentement, elles restent plus longtemps dans le champ de la source de rayonnement. Pour maintenir la quantité totale d'énergie atteignant les feuilles 15 à une valeur désirée, il faut donc diminuer l'énergie disponible de la source qui est dirigée vers ces feuilles. Cela est obtenu par fermeture des volets des réflecteurs 26 à 29 qui ne sont pas nécessaires. Le fonctionnement des volets 33, 34 de chacun des ensembles 26 à 29 est coordonné par un dispositif 60, de manière h ce que, lorsqu'on ferme les volets, la tension de lampe soit di minuée jusqu'à ce que le courant traversant la lampe 31 soit à un niveau de réserve, ou mise en sommeil, beaucoup plus faible que le courant normal de travail. En même temps, le refroidissement du collecteur est augmenté, par augmentation de la vitesse du moteur de ventilateur ou action sur un papillon de réglage, non représenté. Le courant de mise en réserve est suffisant pour maintenir allumée la lampe 31. Inversement l'ouverture des volets 33, 34 s'accompagne d'une augmentation de la tension de lampe et d'une diminution de la quantité d'air de refroidissement qui intéresse le réflecteur fixe 32. Un refroidissement plus important est nécessaire, lorsque les volets 33, 34 sont fermés, bien que la tension de lampe soit réduite, car la lampe 31 se trouve alors dans une région sensiblement fermée, ne possédant plus l'ouverture importante qui existe lorsque les volets sont ouverts. La plaque de refroidissement 21 est de préférence refroidie à l'eau. Elle est disposée de façon à protéger les autres éléments de la machine 10 des rayons de la source 25. Cela est parti culièrement important dans une machine pour l'impression de feuilles, telle que représentée, plutôt que dans une machine à bande, car il existe des intervalles importants entre des feuilles adjacentes. En l'absence de plaque de refroidissement 21, ces intervalles htre les feuilles laisseraient passer les rayons qui viendraient alors atteindre et chauffer d'autres éléments de la machine 10, au point de les détériorer, ou de les porter à une température assez élevée pour enflannner la feuille 15 par simple contact. Il est entendu que des modifications de détail peuvent être apportées dans la forme et la construction du dispositif suivant l'invention, sans sortir du cadre de la présente invention ; celle-ci n'est pas limitée à la forme de réalisation, représentée et décrite ci-dessus à titre d'exemple. REVENDICATIONS 1. Appareil qui comprend des moyens de séchage de produits de revêtement ou d'impressioh sans solvant, ces moyens comportant une source d'énergie radiante, et un transporteur pour le dé placement de la pièce imprimée devant la source d'énergie de façon à ce que le rayonnement atteigne ladite pièce et sèche ledit produit d'impression, la source comprenant une pluralité d'éléments constitués chacun d'une lampe et d'un réflecteur qui dirige le rayonnement de la lampe vers la pièce en mouve ment, caractérisé en ce qutil comprend des moyens de refroidis sement, qui font circuler de l'air le long du réflecteur, de façon à refroidir ce dernier sans refroidir appréciablement la lampe. 2. Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que cha que élément de la source comprend : un volet, qui peut être fermé de manière à empêcher le rayonnement d'atteindre la pièce; des moyens de commande de ltouverture et de la fermeture du volet ; et un dispositif de coordination automatique du fonc tionnement des moyens de refroidissement et du volet, de façon à augmenter le débit d'air lorsque le volet est fermé. 3. Appareil suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le réflecteur comprend un boîtier allongé et une plaque ré fléchissante allongée fixée dans le boîtier de façon à permettre sa libre dilatation différentielle, le bottier constituant un conduit de guidage de l'air. 4o Appareil suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le boîtier est construit en matière mécaniquement plus résistante que la plaque réfléchissante. 5. Appareil suivant une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la plaque réfléchissante est construite en matière possédant de bonnes qualités réfléchissantes et de résistance à l'oxydation, et de préférence en lurium. 6. Appareil suivant une quelconque des revendications 1 à 5, carac térisé en ce que la lampe comprend une enveloppe allongée, des places réfléchissantes supplémentaires étant prévues à chaque extrémité du réflecteur de façon à éviter les déperditions de rayonnement aux extrémités de la lampe et à protéger les extré mités de l'enveloppe d'un échauffement excessif par le rayonne ment. 7. Appareil suivant la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte des emboîtements ou douilles, pour le montage amovible de la lampe, aux extrémités opposées de celle-ci, des moyens permettant le réglage de la position des dites douilles par rapport au réflecteur, de façon à ce qu'un arc électrique formé dans ltenveloppe de lampe soit convenablement situé par rapport au réflecteur, dans les différentes positions de ce dernier par rapport au sol. 8. Appareil suivant une des revendications 6 et 7, caractérisé en chaque les douilles sont fixées au boîtier et sont protégées du rayonnement par les dites plaques réfléchissantes supplé mentaires. 9. Appareil suivant la revendication 8, caractérisé en ce que les plaques réfléchissantes supplémentaires coopèrent avec des par ties du boîtier pour défnir des chambres dans lesquelles se trouvent les douilles de montage de lampe, l'air traversant ces chambres de façon à refroidir les douilles. 10. Appareil suivant une quelconque des revendications 3 à 9, carac térisé en ce que le boîtier comporte une pluralité d'ouvertures d'entrée, situées le long des bords de la plaque réfléchissante concave, de façon à permettre l'évacuation de l'ozone de la région comprise à l'intérieur de cette plaque concave. 11. Appareil suivant une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qutil comprend des moyens de coordination automatique du mouvement du transporteur et du rayonnement de la source, une augmentation de la vitesse du transporteur corres pondant à un accroissement du nombre d'éléments de la source dont le volet est ouvert. 12. Appareil suivant une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'il comprend un élément de refroidissement, placé à faible distance du produit imprimé, à l'opposé de la source, cet élément étant de préférence une plaque refroidie par circulation de liquide. 13. Appareil suivant une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que le réflecteur est en forme de toît, de section transversale elliptique. 14. Appareil suivant une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que la lampe peut être traversée par un courant de fonctionnement, pour lequel elle fournit le rayonne ment normal, un courant d'extinction inférieur au courant de fonctionnement, et un courant de mise en réserve, compris entre les deux valeurs précédentes, pour lequel elle fournit un rayonnement sensiblement réduit, des moyens de commande permettant de coordonner automatiquement l'excitation de la lampe et la manoeuvre des volets, le courant étant réduit à sa valeur de mise en réserve lorsque le volet est fermé.