Brevet FR2369560A1 — publié le 19780526

La présente invention concerne un procédé et un appareil pour détecter la présence de discontinuités dans des nappes de matière plastique qui défilent. Des discontinuités apparaissent de temps à autre dans les nappes de matière plastique au cours de leur fabrication par des procédés continus et peuvent interrompre la continuité et l'efficacité des opérations. Ces discontinuités peuvent apparaître sous forme de trous ou de fentes dans la nappe. Par exemple, des fen tes se forment parfois pendant étirage qui est exécuté au cours de la fabrication de pellicules de matière plastique orientées moléculairement. La présente invention concerne la détection de telles discontinuités dans des nappes de matière plastique L'invention a pour objet un procédé pour détecter la présence de discontinuités dans une nappe de matière plastique qui défile, suivant lequel on fait passer la nappe qui défile dans un champ de détection où les discont uités de la nappe qui défile sont détectées par un dispositif optique comprenant une optique à fibres formant guide de lumière. Suivant un autre aspect de l'invention, un appareil pour détecter la présence de discontinuités dans une nappe de matière plastique qui défile comprend un c--awlp de détection dans lequel la nappe qui défile peut passer et un dispositif optique compre- nant une optique à fibres formant guide de lumière agencée pour détecter les discontinuités de la nappe qui défile pendant son passage dans le champ de détection. te système optique utilisé pour détecter les discontinuités conformément a' l'invention peut comprendre toute source appropriée de rayonnement électromagnétique, comme une source émettant dans la partie visible du spectre ou un appareil a' rayon laser infrarouge, et peut etre conçu pour observer les discontinuités par transmission de la lumière a' travers les discontinuités de la nappe ou par réflexion sur la surface de la nappe La détection par transmission convient particulièrement bien pour les nappes qui modulent l'intensité de la lumière transmise à travers la nappe et spécialement pour les nappes opaques et translucides. ta détection par réflexion convient particulièrement pour les nappes dont la surface est fortement réfléchissante. L'appareil de détection optique comprend des optiques à fibres formant guide de lumière pour transmettre la lumière inci dente au champ de détection et aussi pour observer l'influence de la nappe qui défile sur la lumière incidente aux fins d'identi- fier les discontinuités. Par "optique à fibres, qui est une expression connue dans le domaine de l'optique, il convient d'entendre un système optique comprenant un guide de lumière, généralement de forme cylindrique ou rectangulaire, dans lequel la lumière peut etre transmise d'une face d'extrémité à l'autre. te guide de lumière petit comprendre une fibre unique, mais plus habituellement un faisceau de plusieurs fibres formées, par exemple, de verre, de quartz ou d'une matière plastique, comme le Nylon, le polystyrène ou le po lyCméthacrylate de méthyle). La lumière incidente atteignant une face d'extrémité du guide de lumière est transmise par réflexion totale interne dans le guide jusqu a l'autre face d'extrémité. Suivant la présente invention, une optique à fibres formant guide de lumière peut être utilisée comme source de lumière incidente pour projeter de la lumière sur la nappe qui défile au champ de détection et une autre optique à fibres formant guide de lumière peut entre utilisée comme moyen d'observation pour détecter les discontinuités dans la nappe-qui défile. La largeur complète de la nappe qui défile peut être observée au moyen dlun jeu unique d'optiques à fibres formant source et moyen d'observation. En variante, plusieurs jeux de sources et moyens d'observation peuvent être disposés sur toute la largeur de la nappe qui défile. Une lecture de discontinuité à l'un des jeux d'optiques à fibres formant source et moyen d'observation sert à identifier la position de la discontinuité sur la largeur de la nappe. La surface de la nappe qui défile observée par le ou chaque groupe d'optiques à fibres formant source et moyen d'observation peut être augmentée par émission de la lumière incidente au champ de détection à l'aide de l'optique à-fibres formant source de lumière sous la forme d'un cône divergent.Ce résultat peut être obtenu par éclairage de l'autre extrémité du guide de lumière au moyen d'un système optique qui émet un faisceau convergeant de lumière focalisé en un point focal à l'extrémité du guide de lumière. lies signaux lumineux reçus par le moyen d'observation, par exemple l'optique à fibres réponse aux discontinuités de la nappe qui défile, peuvent etre transmis à un détecteur qui peut être un détecteur photosensible semi-conducteur, par exemple une bascule de Schmitt, dont le signal de sortie peut être amplifié et transmis à un dispositif d'affichage et/ou d'alarme et/ou utilisé pour mettre en service un dispositif qui supprime les discontinuités. Dans les formes de réalisation de l'invention où la détection est effectuée par transmission de la lumière à travers la nappe, une optique à fibres formant source est agencée d'un côté de la nappe qui défile et une optique à fibres formant moyen d'observation est agencée de l'autre côté de la nappe,en alignement optique avec la source. I1 est possible de modifier les positions relatives de la source et du moyen d'observation par rapport à la nappe, à condition de respecter l'alignement optique, mais il est avantageux d'agencer l'axe optique de la source et du moyen d'observation en substance perpendiculairement à la nappe. Lorsqu'un tel agencement est retenu pour observer les discontinuités dans une nappe totalement opaque, la lumière incidente émise par l'optique à fibres formant source ntest pas transmise à travers la nappe opaque en l'absence de discontinuités. Toutefois, en présence d'une discontinuité, la lumière pénètre dans cette dernière et est reçue par ltoptique à fibres formant moyen d'observation,donnant ainsi lieu à une lecture de discontinuité. Pour las nappes qui modulent l'intensité de la lumière transmise, comme les nappes translucides, une discontinuité de la nappe se traduit par une augmentation de l'intensité de la lumière reçue par le moyen d'observation et par une fluctuation correspondante de l'amplitude du signal d'observation émis par le moyen d'observation. L'observation en transmission ne convient pas pour les nappes transparentes. Dans les formes de réalisation de l'invention où la détection est assurée par réflexion sur la surface de la nappe, une optique à fibres formant source est agencée et disposée par rapport à la surface de la nappe et une optique à fibres formant moyen d'observation est agencée pour recevoir la lumière émise par la source après réflexion sur la surface de la nappe. Dans le cas d'une discontinuité de la nappe, la réflexion de la lumière par la surface de la nappe est interrompue, de sorte que le signal obtenu du moyen d'observation est interrompu. lies variations temporaires d'inclinaison de la nappe par rapport à la source et au moyen d'observation ne sont pas à même d'interrompre la continuité de la détection et de l'observation tant en transmission qu'en reflexion à ia condition que le faisceau r mineux émis par la source, qui est de préférence un faisceau driver gent et le faisceau convergent réfléchi dans 1 moyen d'observa- tion soient conçus pour balayer un champ de détection suffisamment étendu à la surface de la nappe.Lorsque la détection est assurée par la réflexion sur la surface de la nappe, l'extrémité de l'optique à fibres formant guide de lumière comme source peut être située à une distance de 5 à 50 cm et de préférence d'environ 15 cm de la surface de la nappe. L'invention est spécialement efficace pour la détection des discontinuités pouvant apparaître sous forme de trous et fentes dans des pellicules de matière thermoplastique pendant leur fabrication. tes pellicules qui sont orientées moléculairement par étirage peuvent être susceptibles de se fendiller pendant l'é- tirage ou la thermostabilisation ultérieure et les fentes qui en résultent peuvent eAtre détectées suivant l'invention par agencement du champ de détection à l'aval du poste d'etirage ou de thermosta bilisation. L'orientation et la thermostabilisation des pellicules de matière thermoplastique sont généralement exécutées à une température élevée, par exemple de 70 à 300 C, et l'appareil et le procédé de l'invention conviennent particulièrement pour détecter les fentes à ces températures élevées du fait que la détection peut entre exécutée au moyen de guides de lumière stables à la cha- leur, par exemple formés de fibres de verre, qui sont situés dans le milieu chauffé et qui sont raccordés à des organes de l'appareillage qui résistent moins bien à la température, comme un appareil de détection et un amplificateur, qui peuvent être montés dans un endroit frais non exposé aux températures élevées. ta détection des fentes pendant la fabrication des pellicules de polyester linéaire orientées, par exemple des pellicule de poly(térephtalate d'éthylène), et des pellicules de polyoléfine orientées, par exemple des pellicules de polypropylène, est possible par le procédé de l'invention. tes pellicules orientées, par exemple les pellicules de poly(téréphtalate d'éthylène) orientées biaxialementsont souvent fabriquées par un procédé suivant lequel la pellicule est orientée dans le sens de défilement par étirage sur un système de rouleaux chauffés animés de vitesses différentes, puis est orientée transversalement dans un four à cadre d'étirage chauffé et enfin thermostabilisée sous maintien dimensionnel dans un autre four à cadre d'étirage chauffé.Des discontinuités, par exemple des fentes, qui peuvent apparaître par suite de l'étirage, peuvent etre détectées dans un tel procédé par montage d'une ou plusieurs optiques à fibres résistant à la chaleur formant sources et moyens d'observation dans le milieu chaud des fours à cadre d'étirage, par exemple dans le four à cadre d'étirage transversal ou entre le four à cadre d'étirage transversal et le four à cadre de thermostabilisation.D'autres sources de lumière et moyens d'obser vation peuvent etre agencés à la sortie du four à cadre de thermostabilisation pour déceler les discontinuités éventuelles qui ont pu apparaftre au cours de la thermostabilisation. étirage et la thermostabilisation exécutés lors de la fabrication des pellicules de poly(téréphtalate d'ethylène) orientées sont généralement conduits à une température de 90 à 2500C. Par conséquent, lorsque la détection des discontinuités est exécutée au cours d'un tel procédé, par exemple entre l'étirae et la thermostabilisation, les optiques à fibres formant guide de lumière doivent résister aux températures régnant localement et sont de préférence formées de faisceaux de fibres de verre t1 appareillage associé qui peut etre sensible à la chaleur9 comme l'appareil de détection et l'amplificateur, peuvent entre situés à un endroit qui n1 est pas exposé aux températures élevées, les guides de lumière s'étendant jusqu'en ce dernier endroit. L'invention est dava-ntage décrite avec référence au dessin annexé, dans lequel Fig. 1 est une vue schématique d'un appareil pour détecter les discontinuités par réflexion sur la surface d'une nappe de matière plastique qui défile; Fig 2 est une vue latérale en élévation d'une partie de 11 appareil représenté à la Fig. 1, et Fig. 3 est une vue latérale en élévation d'un autre appareil pour détecteur les discontinuités par transmission dans une nappe de matière plastique qui défile. Dans l'appareil illustré aux Fig. 1 et 2, une nappe de matière plastique, par exemple de pellicule transpare-nte en poly (téréphtalate d'éthylène) 1, dont la surface est très réfléchis sante, défile dans le sens de la flèche A Lss dispositifs optiques pour détecter les discontinuités dans la nappe 1 qui défile sont indiqués de manière générale en.2 et comprennent des optiques à fibres formant guide de lumière La lumière incidente, émise par une lampe à quartz-halogène de haute intensité 3, est transmise par un guide de lumière 4 comprenant un faisceau de fibres de verre dont l'extrémité est montée à demeure dans un bloc 5 pour y constituer la source de lumière incidente à peu près à 15 cm au-dessus de la pellicule. te bloc 5 est fermement fixé à un châssis rigide évitant les vibrations, non représenté aux Fig. 1 et 2.Une extrémité d'un second guide de lumière 6, formé également d'un faisceau de fibres de verre, est montée dans le bloc 5 comme moyen d'observation et maintenueàpeu près à 15 cm au-dessus de la pellicule, tandis que son autre extrémité est associée à un appareil photosensible 7 comprenant une bascule de Schmitt semi conductr ce. Le signal de sortie du détecteur photosensible 7 est transmis à un amplificateur 8 dont le signal de sortie fait fonc- tonner l'appareil d'alarme 9. tes optiques à fibres formant guide de lumière 4 et 6 pénètrent dans le bloc 5 comme indiqué en pointillé aux Fig. 1 et 2 et sont inclinées dans le bloc 5 de manière à observer les discontinuités dans un champ de détection 10 délimité sur la nappe 1 qui défile te champ de détection 10 est éclairé par un cône de lumiè- re 11 émis par le guide de lumière 4. En l'absence de discon tinuitést la lumière incide-nte atteignant la pellicule au champ de détection 10 est réfléchie par la surface à l'intérieur d'un cône lumineux 12 requ par le second guide de lumière 6.Lorsqu'une discontiruité consistant en une fente de la pellicule passe dans le champ de détection 10, la réflexion de la lumière par la surface de la pellicule dans le second guide de lumière 6 est interrompue2 de sorte que le signal émis par le détecteur photosensible 7 est supprimé et que'l'amplifîcateur 8 fait fonctionner l'appareil d'alarme 9. Plusieurs jeux appareil de détection de la nature décrite à propos des Fio. 1 et 2 peuvent entre agencés sur la largeur de la pellicule pour détecter les discontinuités sur toute la largeur de la pellicule. L'appareil de détection optique illustré aux Fig. 1 et 2 peut être agencé entre le four à cadre d'étirage transversal et le four à cadre de thermostabilisation pour la production de pellicu- les de poly(téréphtalate d'ehylène) orientées biaxialement ou bien à la sortie du four de tnermostabilisation. Pour une telle fabrication, le détecteur photosensible 7, l'amplificateur 8 et l'appa- reil d'-alarme 9 doivent Rtre situés à l'écart des fours d'étirage et de thermostabilisation à un endroit où ils ne sont pas influencés par les températures d'étirage et de thermostabilisation. Dans l'appareil illustré à la Fig. 3, une nappe de pellicule de matière plastique opaque 15 défile dans le sens de la flèche B. Un guide de lumière 16 formé d'un faisceau de fibres de verre constitue la source de lumière incidente, qui est éclairé par une lampe à quartz-halogène à haute intensité, non représentée à la Fig. 3, et émet un cône de lumière incidente 17 au champ de détection 18 à la surface de la pellicule. Un second guide de lumière 19, également formé d'un faisceau de fibres de verre, constitue le moyen d'observation et est optiquement aligné avec le guide de lumière 16. lie guide de lumière 19 est associé à un dé- tecteur photosensible, à un amplificateur et à un appareil d'alarme de façon semblable à celle décrite à propos de la Fig. 1. n l'absence de discontinuités dans la pellicule 15, le faisceau conique de lumière incidente 17 ne peut traverser la pel lieuse opaque 15. Lorsqu'une discontinuité, comme une fente, appa ralAt dans la pellicule, la lumière incidente passe par la discontinuité et est reçue par le guide de lumière 19. lie signal émis par le détecteur photo sensible, en réponse à la lumière qu'il reçoit par transmission du guide de lumière 19fait f6nc- tionner l'appareil d'alarme par l'intermédiaire de l'amplificateur. t' amplificateur utilisé dans cette forme de réalisation de l'invention est différent de celui associé à l'appareil des Fig. 1 et 2 du fait qu'il est actionné par un signal détecté par le guide de lumière 19 en réponse à une discontinuité, tandis que dans le cas des Fig. 1 et 2, l'amplificateur est actionné par une interruption du signal lumineux détecté par le guide de lumière 6. PEVENDlCI0NS 1.- Procédé pour détecter la présence de discontinuités dans une nàppe de matière plastique qui défile, caractérisé en ce qu'on fait passer la nappe dans un champ de détection où les discontinuités de la nappe qui défile sont détectées par un dispositif optique comprenant des optiques à fibres formant guide de lumière. 2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les discontinuités de la nappe qui défile sont observées par réflexion de la lumière dans le champ de détection. 3.- Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le champ de détection à la surface de la nappe qui défi- le est éclairé par une source de lumière incidente comprenant une optique à fibres formant guide de lumière et les discontinuités de la nappe qui défile sont observées par une autre optique à fibres formant guide de lumière. i.- Procédé suivant la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que plusieurs jeux d'optiques à fibres formant sources et moyens d'observation sont agencés sur la largeur de la nappe qui défile. 5.- Procédé suivant la revendication 1, 3 ou 4, caractérisé en ce que les discontinuités sont détectées par la transmission de la lumière à travers la nappe qui défile au moyen d'une source de lumière incidente comprenant une optique à fibres formant guide de lumière agencée d'un côté de la nappe qui défile et d'une optique à fibres formant guide de lumière constituant le moyen d'observation disposée de l'autre côté de la nappe et optiquement alignée avec la source de lumière incidente. 6.- Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce que les signaux lumineux dans le guide dé lumière d'observation, en réponse aux discontinuités de la nappe qui défile, sont transmis à un détecteur photosensible semi-conducteur. 7.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les discontinuités sous la forme de fentes et de trous apparaissant au cours de l'étirage ou de la thermostabilisation ultérieure des pellicules de matière thermo- plastique sont détectées. 8.- Procédé suivant la revendication 7, caractérisé en ce que l'étirage et la thermostabilisation sont exécutés par chauffage de la pellicule de matière thermoplastique jusqu'à une tempé- rature élevée et les trous ou fentes de la pellicule apparaissant au cours de l'une ou l'autre des opérations sont détectés par des guides de lumière résistant à la chaleur. 9.- Procédé suivant la revendication 8, caractérisé en ce qîie les trous ou fentes apparaissant pendant l'étirage transversal ou la thermostabilisation d'une pellicule de matière thermoplastique dans un four à cadre chauffé sont détectés par des optiques fibres formant sources de lumière et moyens d'observation situés dans le milieu chaud du four à cadre. 10.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les trous ou fentes sont détectés pendant la production de pellicules de polyttéréphtalate d'éthylène) orientées moléculairement et thermostabilisées. 11.- Appareil pour détecter la présence de discontinuités dans une nappe de matière plastique qui défile, caractérisé en ce qu'il comprend un champ de détection dans lequel la nappe qui défile peut passer et un dispositif optique comprenant des optiques à fibres formant guide de lumière agencées pourdétecter les discontinuités dans la nappe qui défile pendant le passage de la nappe dans le champ de détection. 12.- Appareil suivant la revendication 11, caractérisé en ce que les optiques à fibres formant guide de lumière sont agencées pour observer les discontinuités de la nappe qui défile par réflexion de la lumière dans le champ de détection. 13.- Appareil suivant la revendication 12, caractérisé en ce qu'une source de lumière incidente comprenant une optique à fibres formant guide de lumière est agencée pour éclairer le char de détection sur la nappe qui défile et une autre optique à fibres formant guide de lumière est agencée pour observer les discontinuités dans la nappe qui défile. 14.- Appareil suivant la revendication 11, 12 ou 13, ca raetérisé en ce que plusieurs jeux d'optiques à fibres formant sources et moyens d'observation sont agencés sur la largeur de la nappe qui défile. l Appareil suivant la revendication- Il, 13 ou 14, caractérisé en ce que les discontinuités sont détectées par la transmission de la lumière à travers la nappe qui défile et il comprend une source ae lumière incidente comprenant une optique à fibres formant guide de lumière agencée d'un côté de la nappe qui défile et une optique à fibres formant guide de lumière comme moyen d'ob servation agencée de ltautre côté de la nappe et optiquement ali gnée avec la source de lumière incidente. 16.- Appareil suivant la revendication 13, caractérisé en ce que le guide de lumière pour l'observation est raccordé à un détecteur photosensible semi-conducteur pour lui transmettre les signaux lumineux engendrés en réponse aux discontinuités dans la nappe qui défile. 17.- Appareil-suivant l'une quelconque des revendications 11 à 16, caractérisé en ce qu'il comprend un four à cadre d'étirage chauffé pour l'étirage transversal ou la thermostabilisation d'une pellicule de matière thermoplastique et des optiques à fibres formant sources de lumière et moyens d'observation agencées dans le milieu chaud du four à cadre pour détecter les trous ou fentes qui apparaissent dans la pellicule pendant l'étirage ou la thermostabilisation.