Brevet FR2275800A1 — publié le 19760116

La présente invention concerne un appareil d'enduction de bandes de papier ou de film avec une suspension ou solution liquide, particulièrement une suspension de gélatino-halogénure d'argent à température contrôlée, et destiné à des usages photographiques. Dans un appareil de ce genre, la bande de papier ou film est guidée continûment à travers une zone d'enduction dans laquelle la suspension est appliquée. Pour obtenir un revêtement régulier et régler l'épaisseur finale de la couche, la zone d'enduction est suivie,dans le sens de déplacement de la bande, parun racleur disposé en travers de la largeur totale de la bande. L'excès d'émulsion,détaché par ce racleur, est recyclé dans la région d'enduction, afin d'éviter le gaspillage de la matière. Ce racleur est souvent constitué par une lame d'air. Les appareils d'enduction de ce genre sont décrits par exemple dans les brevets britanniques n0 904 986 et 801 683. Un autre appareil, plus récent, est décrit dans le brevet de la Répullique Fédérale d'Allemagne n0 1 577 722. Dans cet appareil, la lame d'air est formée par un courant tangentiel d'air dirigé à l'opposé de la translation de bande. La température de l'émulsion photographique dans la zone d'enduction est approximativement 400C. L'émulsion,qui est déta chée par le racleur (particulièrement dans le cas de lames d'air), étant refroidie considérablement, on doit effectuer son réchauffage avant de la retourner dans la zone d'enduction. Il a été cependant constaté que ce réchauffage d'émulsion photographique, dans les appareils d'enduction à recyclage, soulevait de grosses difficultés, du fait des défauts caractéristiques d'enduction, par exemple des rides, résul tant des variations de viscosité pouvant etre causées par le réchauffage dans le circuit de retour de l'appareil, et, du fait que l'émulsion est continûment repassée dans le conduit de retour, le temps de séjour d'une partie de l'émulsion dans l'enducteur est de plus augmenté.Dans le cas d'émulsions photographiques dans lesquelles des durcisseurs éner giques ont été ajoutés, l'accroissement du temps de séjour peut avoir une influence néfaste dans certaines circonstances, auquel cas la réaction de durcissement peut être amorcée dans la zone d'enduction et de plus accélérée par le réchauffage au cours du recyclage. Un durcisse ment prématuré entraîne des accroissements radicaux de viscosité, lesquels sont la cause de sérieux défauts du revêtement. L'invention a donc pour objet un appareil d'enduction d'une bande de papier ou film, avec une émulsion de gélatino-halogénure d'argent, dont la température est contrôlée, cet appareil étant caractérisé par des moyens d'alimentation de l'émulsion dans une zone d'enduction, un racleur servant à régler l'épaisseur finale de la couche, et un circuit de recyclage de l'excès d'émulsion vers la zone d'enduction, ce circuit comportant un échangeur de chaleur, contenant un agent de réchauffage dont la capacité de transfert de chaleur est comprise entre 2 250 et 900 kcal/m2 h C et dont la température de cet agent n'est pas supérieure de3 C à celle de l'émulsion dans la zone d'enduction. L'adoption d'une valeur élevée de transfert de chaleur et d'une faible différence de température, entre l'agent de réchauffage et l'émulsion > sont en étroite dépendance. Les valeurs relativement faibles du transfert de chaleur nécessitent une différence relativement élevée de température. Le maintien de cette faible différence de température dans l'échangeur rend possible une amélioration surprenante de la qualité de l'émulsion, qui en facilite l'enduction. Il est également possible d'éliminer les défauts d'enduction, pouvant résulter des différences de viscosité, par suite des niveaux différents de température de l'émulsion photographique. Dans une réalisation préférée de l'invention, l'échangeur de chaleur comporte des intervalles parallèles à travers lesquels l'émul- sion est mise en écoulement, et dont les parois extérieures sont en contact avec l'agent de réchauffage. Dans une variante, cet échangeur est constitué par un récipient cylindrique ayant une admission à son bord supérieur, et une évacuation dans la base du récipient. Les parois de ce récipient cylindrique comportent des chemises intérieure et extérieure, l'émulsion étant amenée à travers un intervalle délimité entre ces chemises de réchauffage. Ces échangeurs de chaleur se sont révélés particulière ment efficaces pour le réchauffage d'émulsions photographiques dans les appareils d'enduction du genre à recyclage. De plus, pour satisfaire des impératifs spécifiés, ils peuvent présenter les avantages d'un temps réduit de séjour et d'une faible capacité. Ce temps réduit de séjour est également avantageux pour obtenir des contraintes minimales thermiques. D'autres avantages peuvent inclure de faibles pertes de charge et des réalisations peu encombrantes.Les échangeurs de chaleur selon l'invention peuvent être constitués de manière à pouvoir être facilement ouverts et de ce fait faciles à nettoyer. Ce nettoyage est particulièrement impor tant lorsque différents genres de produits photographiques doivent être réalisés dans un seul appareil. Les objets et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description qui va suivre d'exemples préférés de réalisation, et des dessins annexés,dans lesquels - la figure 1 est une vue schématique en élévation latérale d'un appareil selon l'invention, indiquant l'écoulement de l'émulsion - la figure 2 est une coupe longitudinale d'un échangeur de chaleur, ayant plusieurs intervalles parallèles de circulation, et qui est du genre à cylindre court - la figure 3 est une coupe analogue à la figure 2, les deux parties de l'appareil étant écartées partiellement - la figure 4 est une coupe longitudinale d'une variante d'échangeur cylindrique de chaleur, à double chemise de réchauffage, assurant le réchauffage du recyclage - la figure 5 est une coupe analogue à la figure 4, les deux parties de l'appareil étant écartées partiellement ; - la figure 6 est un graphique donnant les données thermiques de fonctionnement de l'échangeur des figures 1 et 2 ; et - la figure 7 est un graphique analogue à la figure 6, concernant la variante des figures 4 et 5. On voit sur la figure 1, une bande 1 de papier, ou film, qui est enduite dans un enducteur 2 à l'aide d'une émulsion photographique de gélatino-halogénure d'argent. Cet enducteur comprend un rouleau 3 d'enduction et une tête 4 d'enduction,qui délimitent entre eux un intervalle 5. L'émulsion est introduite dans cet intervalle 5 par Le dessous, à travers un conduit 6. Cet intervalle 5 est suivi, dans le sens de déplacement de la bande, par une lame d'air en écoulement tangentiel, dans le sens opposé à celui de la bande, entre un élément 7 ayant un bord droit et la bande enduite 1. L'excès d'émulsion soufflé par le courant d'air tangentiel descend la surface avant de la tête et est évacué vers le récipient de réchauffage,ou échangeur 10, par un conduit 9 de retour aval raccordé à la base du récipient 8. Dans ce cas, l'enducteur a de plus un conduit 11 de retour amont, du fait qu'une partie de l'émulsion refoulée dans l'intervalle 5 s'écoule également en direction inverse du déplacement de la bande et descend vers le dos de la tête d'enduction. L'émulsion s'éloignant de l'arrière est amenée par le conduit 11 dans le récipient de réchauffage 10. Ce récipient communiquant à la fois avec le réservoir 12 qui alimente l'émulsion préparée pour l'enduction et,à travers une pompe 13 de dosage et de recyclage, avec l'intervalle 5 de l'enducteur 2. L'émulsion est extraite du récipient 10 par la pompé 13 et amenée à l'enducteur 2 pour remplir l'intervalle 5 afin d'imbiber la bande 1 déplacée par le rouleau 3. Cette émulsion est d'abord divisée en deux courants élémentaires, dont le premier s'écoule immédiatement en sens opposé au déplacement de la bande 1 vers le récipient 10 comme le courant de retour amont. Si la température de l'émulsion pénétrant dans la zone d'enduction est 400C, le courant amont de retour est refroidi approximativement à 390C. Le second courant élémentaire d'émulsion est transféré à travers la zone d'enduction par le substrat en déplacement et est de nouveau divisé au bord droit 7 en deux courants élémentaires par l'écoulement d'air qui lui est tangent. L'un de ces deux courants élémentaires s'écoule en couche uniforme adhérant au substrat.L'émulsion restante revient au récipient lO,en courant de retour aval. Ce courant aval est refroidi de 40 à 360C par la lame d'air qui est à la température d'ambiance. L'émulsion enlevée par le substrat est continuellement remplacée, à partir du réservoir 12 où la température est théoriquement de 400C. Dans un exemple caractéristique de production, les conditions d'équilibre, quantitatives et de réchauffage obtenues, sont - admission d'émulsion:15 l/mn ;- température 400C, - courant amont de retour:8 1 /mn; température 390C, - courant aval de retour : 6 l/mn ; température 36pu, et - admission d'émulsion : 2 l/mn ; température 40 C. Avec un mélange homogène, la température était approximativement 380C sous les conditions indiquées, pour le récipient 10, il y avait approximativement 60 1 d'émulsion sont en circulation. Le débit recyclé atteignait 15 I/mn. Dans un échangeur de genre antérieur utilisé industriellement, il était possible de n'obtenir que des valeurs réduites de transfert de chaleur par une faible vitesse d'écoulement de l'émulsion (approximativement 0,0035 m/s). Pour compenser les pertes de températures de 20C mentionnées plus haut (par exemple de 400C à 380C), des températures com prises entre 48 et 520C étaient nécessaires dans l'échangeur. La conséquence de cette différence appréciable de température, amenée par ces conditions, était par exemple, dans le cas d'interruptions du processus d'enduction, un réchauffage de l'émulsion à la température de l'agent de réchauffage et de ce fait le danger de contraintes thermiques excessives. En conséquence, lorsque l'opération d'enduction était reprise, un gaspillage était produit, jusqu'à ce que la température d'émulsion ait atteint le niveau nécessaire de 400 C. Cette cause de défauts est éliminée dans l'échangeur utilisé dans l'invention. La différence de température entre l'agent de réchauffage et l'émulsion peut être réduite jusqu'à de 2 à 3 C par l'utilisation de valeurs élevées de chaleur de transfert. De plus, les deux exemples d'échangeurs de chaleur décrits ci-dessous présentent les avantages de faibles pertes de charges, de structure compacte et de facilité de nettoyage. Lorsque ltéchangeur de chaleur,à cylindre court des figures 2 et 3,est estutilisé au lieu du récipient 10 de chauffage-de recyclage, représenté sur les figures 4 et 5, on l'insère à l'emplacement indiqué en pointillé avec la référence 14, dans le conduit d'alimentation reliant la pompe 13 de recyclage et l'enducteur 2, le récipient 10 peut être remplacé par un simple récipient de collecte. L'échangeur représenté sur les figures 2 et 3 comprend un cylindre court 15 ayant des parois intérieures disposées de manière à délimiter plusieurs intervalles parallèles. La température de parois, de part et d'autre de chaque intervalle, est commandée par circulation d'un agent de réchauffage, c'est-à-dire de liteau, en deux circuits distincts. L'un de ces circuits, à admission 17 et évacuation 18, réchauffe la paroi extérieure de l'un des intervalles 16, alors que l'autre circuit, à admission 19 et évacuation 20, commande la température des parois intérieures des deux intervalles voisins 16. Les courants élémentaires des deux circuits de circulation d'eau sont tous en parallélisme mutuel. L'émulsion réchauffée est introduite par une admission 21 et évacuée par un échappement 22. Afin de faciliter le nettoyage de l'appareil, celui-ci est réalisé en deux parties séparées (figure 3). La partie inférieure 23 comprend les éléments de structure du circuit d'eau,intercalés entre l'admission 19 et l'évacuation 20, avec le courant inverse, indiqué entre les intervalles 16 (figure 2). Les parois extérieures 25 de ces intervalles sont disposées dans la partie supérieure 24 (figure 3). L'échangeur de chaleur est refermé par un couvercle 26, à joint 27 d'étanchéité et élément de verrouillage 28. Les données thermiques du système sont indiquées sur le graphique de la figure 6. Le débit d'émulsion est porté en ordonnées en l/mn, et le taux de transfert de chaleur en kcal/mn en abscisses.Ce graphique comporte des paramètres additionnels de chute de température tt à corriger et de viscosité de l'émulsion. Pour un débit d'émulsion de 15 1/mon, à chute de température de 30C, un taux de transfert de 45 kcal/mn est nécessaire dans les conditions indiquées sur le côté droit du graphique, afin de corriger la différence de température. Le récipient de réchauffage du recyclage, ou échangeur de chaleur, représenté sur la figure 4 comprend deux récipients cylindriques 29 et 30, disposés concentriquement en ménageant un intervalle annulaire 31. Une émulsion à réchauffer est amenée dans cet intervalle 31 par une admission 32. L'émulsion est alors déversée du bord supérieur 33 du récipient intérieur 29 et recueillie dans un récipient 34. Les parois du récipient intérieur 29 et du récipient extérieur 30 sont réchauffées à l'aide d'eau. Cette eau est divisée dans ce but en deux courants élémentaires 36 et 37 sur un raccord 35. Le premier courant 36 traverse un conduit 38 vers la base du récipient 34 puis s'écoule vers le haut à travers la paroi creuse du récipient intérieur 29.Le courant élémentaire 36 est recueilli dans un conduit annulaire 39, au bord supérieur du récipient 340 et s'écoule à travers des parties 40 de conduit, un anneau 42 et la sortie 43. L'autre courant élémentaire 37 réchauffe la paroi du récipient extérieur 30, et s'écoule vers le haut à travers la paroi à partir de la base, étant collecté dans le conduit annulaire 41 et évacué à travers l'orifice 44 de sortie. Un contrôle très efficace de la température de l'émulsion est réalisé par la division des courants de l'agent de réchauffage, tel que décrit plus haut. L'émulsion réchauffée est évacuée par l'orifice de sortie 45 à la base du récipient 34. Cet orifice 45 communique directement avec l'enducteur 2, travers la pompe de dosage 13 (figure 1). Le récipient intérieur de l'échangeur,représenté sur la figure 4,peut être enlevé auxfinsde nettoyage (figure 5). Dans ce buta l'orifice de sortie 45 comporte un raccord à joint tronconique 46, 47. Pour cette même raison, le conduit d'alimentation du courant d'agent 36 de réchauffage est muni d'un manchon 48. Un élément de blocage 49 est utilisé pour maintenir la fermeture du récipient de réchauffage, exactement comme dans le cas du réchauffeur à cylindre court des figures 2 et 3. Les données thermiques du récipient d'échange de recyclage sont représentées sur le graphique de la figure 7. Les explications données plus haut en ce qui concerne la figure 6 s'appliquent aussi bien à cette figure 7. Le récipient de réchauffage décrit plus haut présente l'avantage, sur le récipient à cylindre court-des figures 2 et 3, de ne pas nécessiter de récipient collecteur additionnel des courants de recyclage, ce récipient de réchauffage servant de plus de réservoir. REVENDICATIONS 1. Appareil d'enduction d'une bande de papier ou film, avec une émulsion de gélatino-halogénure d'argent, dont la température est contrôlée, cet appareil étant caractérisé par des moyens d'alimentation de l'émulsion dans une zone d'enduction, un racleur servant à régler l'épaisseur finale de la couche, et un circuit de recyclage de l'excès d'émulsion vers la zone d'enduction, ce circuit comportant un échangeur de chaleur, contenant un agent de réchauffage dont la capacité de transfert de chaleur est comprise entre 250 et 900 kcal/m2 h OC et dont la température de cet agent n'est pas supérieure de 30C à celle de l'émulsion dans la zone d'enduction. 2. Appareil selon la revendication 1 dans lequel l'échangeur de chaleur a des parois qui délimitent des intervalles, en parallélisme mutuel, où l'émulsion est en écoulement, ces parois étant en contact avec l'agent de réchauffage. 3. Appareil selon la revendication 1 dans lequel l'échangeur de chaleur comprend un réservoir d'émulsion ayant un orifice d'évacuation de celle-ci à sa base, une chemise intérieure de réchauffage entourant ce réservoir, une chemise extérieure de réchauffage entourant cette chemise intérieure en laissant un intervalle, des éléments délimitant une admission d'émulsion alimentant cet intervalle par le dessus du bord supérieur de la chemise intérieure et ainsi dans le réservoir. 4. Appareil selon la revendication 2 dans lequel l'échan- geur est constitué en deux parties séparables dont l'une supporte plusieurs desdites parois et l'autre supporte le restant de celles-ci. 5. Appareil selon la revendication 3 dans lequel la chemise intérieure peut être retirée de la chemise extérieure.