Brevet FR2545736A1 — publié le 19841116

D La présente invention se rapporte à un appareil pour le revêtement sur une face ou les deux faces d'une feuille en déplacement sensiblement vertical, par exemple une feuille de papier, par distribution sans pression d'une substance de revêtement sur la feuille et égalisation de la substance de revêtement qui adhère à la feuille, par traction de la feuille à travers un pincement de'revêtement défini par une lame flexible de revêtement et une pièce de soutien. Dans les dispositifs de revêtement de feuille, dans lesquels la feuille est tirée verticalement à travers un pincement défini par une lame ou moyen analogue et une pièce de soutien, l'étalement de la substance de revêtement sur la feuille est habituellement effectué avant le pince- ment, au moyen d'un appareil d'étalement Dans un disposi- tif connu, l'appareil d'étalement comprend deux cylindres constituant un pincement à travers lequel la feuille est tirée La substance de revêtement est distribuée sur au moins l'un de ces cylindres, c'est-à-dire le cylindre d'ap- plication, d'o elle est transférée et étalée sur la feuil- le Aux grandes vitesses de feuille, on rencontre une dif- ficulté due au glissement de la feuille dans le pincement d'étalement, car le cylindre d'application se déplace plus lentement que la feuille Il en résulte un transfert irré- gulier de la substance de revêtement à la feuille Une autre construction connue d'appareil de revêtement comprend des buses de répartition, à la place des cylindres d'applica- tion Toutefois, avec cette disposition, il est difficile d'étaler uniformément la substance de revêtement sur la feuille Un trait commun à ces deux constructions connues est que, dans la phase d'étalement, des quantités relative- ment grandes de substance de revêtement en excès sont enle- vées de la feuille et de l'appareil d'étalement Cette quan- tité en excès doit être renvoyée par pompage au point d'éta- lement et cela engendre une opération supplémentaire et non économique dans le traitement De plus, un autre circuit de recyclage doit être prévu pour recycler la substance de revêtement raclée par la ou les lames d'égalisation Ce- la complique la construction et augmente les co ts de fabri- cation. Dans les appareils de revêtement comportant un dispositif d'application de revêtement sans pression, c'est- à-dire un dispositif d'application de substance de revête- ment sous pression atmosphérique, la substance qui adhère à la feuille en déplacement est égalisée au moyen d'une lame flexible Toutefois, dans de tels appareils de revêtement, on rencontre un phénomène de formation de barres qui crée des difficultés, sous la forme de variations de la couche de revêtement dans la direction longitudinale de la feuille, en particulier aux grandes vitesses de revêtement (plus de 500 m/mn> On n'a pas complètement élucidé la cause exacte de cette formation de barres Un mode préféré de réalisa- tion de l'invention est basé sur la supposition qu'une cause de la formation de barres réside dans l'épaisseur non uniforme de la couche de revêtement sur la feuille, avant le pincement de lissage Cela provoque des mouvements de la lame de lissage et on obtient un revêtement irrégulier, du fait de ces mouvements. Le brevet des Etats Unis n' 3 192 895 décrit un dispositif de revêtement dans lequel une chambre de revête- ment est définie par une traverse de-dosage qui règle le dé- bit de substance de revêtement entre cette traverse et la feuille en déplacement horizontal L'inconvénient de cette disposition est que la pesanteur agit contre la substance de revêtement, entre la traverse et la lame flexible La traverse permet seulement un réglage de la fente de sortie mais n'améliore pas la qualité de l'égalisation avant la lame flexible. Dans un dispositif d'application par extrusion, dans lequel la substance de revêtement est appliquée sous pression sur la feuille, la situation est différente Dans les dispositifs d'application de ce type, un intervalle de lissage relativement long est utilisé en association avec le dispositif d'application, pour égaliser la pression de la substance de revêtement L'invention ne concerne pas de tels procédés de revêtement. L'invention a pour objet un dispositif'de revête- ment de feuille, dans lequel l'étalement de la substance de revêtement est effectué de façon sure et économique et avec un résultat homogène et régulier, même aux grandes vitesses de feuille Un dispositif conforme à l'invention est peu coûteux à fabriquer et la quantité de substance de revête- ment recyclée est réduite Il en résulte un revêtement plus économique D'autre part, la substance de revêtement,râclée de la feuille par les lames du pincement de revêtement, est recueillie pour réutilisation sans aucune action de pompage. Suivant l'invention, la feuille est déplacée à travers un dispositif vertical d'application de revêtement, dans lequel la feuille est en contact direct avec la sub- stance de revêtement sous pression atmosphérique Ce dispo- sitif d'application comporte un petit intervalle défini en- tre la feuille et un régulateur de débit, cet intervalle étant de hauteur constante ou incliné dans la direction de déplacement de la feuille Cette hauteur est réglée à une valeur inférieure à une épaisseur d'une éventuelle couche de substance obtenue sans le régulateur A la partie infé- rieure du dispositif d'application, il est prévu une fente constituant une entrée de feuille, par laquelle la feuille vient en contact avec la substance de revêtement La distri- bution de substance de revêtement, la largeur de la fente inférieure, la viscosité de la substance et la vitesse de la feuille sont déterminées de façon à fixer effectivement le flux gravitaire inverse de substance de revêtement à travers la fente Ainsi, une petite quantité seulement de la substance de revêtement s'écoule vers le bas, à travers la fente, pendant le fonctionnement normal de l'appareil. Le dispositif d'application comporte également un trop- plein gravitaire. La feuille est en contact direct avec la substan- ce de revêtement, dans le dispositif d'application La feuille en déplacement entra 5 ne alors la substance de revê- tement, ce qui contribue à une forte adhérence d 7 e la sub- stance de revêtement sur toute la surface de la feuille La substance de revêtement en excès, râci Me par la lame de re- vêtement, est collectée, même aux grandes vitesses de feuil- le, pour une réutilisation immédiate sans aucun moyen de pompage Puisque seulement une petite quantité de substan- ce de revêtement traverse la fente inférieure, vers le bas, une colonne de substance de revêtement se forme dans la cham- bre de revêtement Cela assure un contact étendu et uniforme entre la feuille et la substance de revêtement La construc- tion est économique puisqu'une petite quantité seulement de substance de revêtement s'échappe de la zone de contact La viscosité de la substance étant accordée de façon optimale à la vitesse de la feuille, aucune substance ne s'échappe de cette zone Par suite, aucun moyen de pompage n'est né- cessaire pour recycler la substance. Le niveau de la substance de revêtement peut fa- cilement être réglé au moyen d'un déversoir ou d'un conduit de trop-plein, de préférence réglable, de façon connue Le dispositif d'application peut comporter des parois latéra- les verticales réglables dont le bord supérieur constitue le déversoir de trop-plein Il faut noter que le dispositif d'application de revêtement peut avoir une longueur de 6 à 8 mètres dans la direction transversale de la feuille, dans un appareil'de dimension normale Il en résulte que des ou- vertures d'extrémité même relativement grandes permettent cependant au dispositif d'application de rester sensiblement plein de substance de revêtement. L'invention vise à diminuer le risque de formation de barres Cela est obtenu au moyen du régulateur de débit, disposé transversalement à la feuille et à une certaine distance de celle-ci Le régulateur définit, entre lui- même et la feuille, un jeu s'étendant dans la direction de déplacement de la feuille Dans un mode préféré de réalisa- tion de l'invention, ce jeu a une configuration de conver- gence dans la direction de déplacement de la feixflle Cet- te disposition réduit beaucoup les variations d'épaisseur de la couche de substance de revêtement qui adhère à la feuille avant la lame de lissage, ainsi que d'autres ano- malies, et il en résulte une amélioration sensible de la qualité et de l'uniformité du revêtement Le régulateur peut être situé au niveau libre de la substance de revête- ment dans le dispositif d'application Toutefois, cela n'est pas toujours absolument nécessaire Le bord arriêre du dispositif d'application doit être vif, pour éviter les effets nuisibles sur le revêtement. Un dispositif ressemblant au mode de réalisation préféré de l'invention est décrit dans plusieurs publica- tions antérieures, par exemple dans les brevets des Etats Unis N O 3 179 536, repère 28, N O 4 063 531, repères 67 et a, et les brevets FI 55 375 et SE 402 222 Ces disposi- tifs connus diffèrent de la présente invention en ce que le conduit de régulation de débit n'est pas convergent (US 3 179 536, Fi 55 375, SE 402 222 et US 4 063 531, repère a) et en ce qu'il n'y a pas de contact entre l'élément en question et la couche de revêtement sur la feuille (US 4 063 531, repère 67). La hauteur de l'intervalle ou du conduit de ré- glage de débit dépend de la teneur en matières solides sè- ches et de la viscosité de la substance Si la substance de revêtement contient beaucoup de liquide et présente une faible viscosité, la hauteur de l'intervalle doit être di- minuée En pratique, la hauteur moyenne du conduit de régu- lation de débit doit être de 0,5 à 5 mm. La longueur du conduit de régulation de débit, dans la direction de déplacement de la feuilles peut être choisie relativement librement On a constaté que cette longueur n'est pas un paramètre très important O La lon- gueur doit être au moins égale à la plus faible hauteur du conduit Une longueur avantageuse du conduit est de 1 à 200 mm, et de préférence 10 à 100 mm. Le conduit de régulation de débit con Verge dans la direction longitudinale de la feuille Un angle de con- vergence approprié est de 2 à 200 et de préférence de 4 à 100 Des forces hydrodynamiques ayant un effet favorable sur l'uniformité de la couche de revêtement se produisent du fait de la convergence du conduit Un conduit convergent doit avoir une longueur appropriée, de préférence au moins 4 mm. Pour assurer un travail correct du régulateur de débit, il est important que le niveau de la substance de revêtement dans le dispositif d'application de revêtement reste sensiblement constant La régulation du niveau libre doit être très précise si la distance entre la feuille et le régulateur de débit est petite On obtient généralement une régulation suffisamment précise du niveau libre lors- qu'on équipe le dispositif d'application de revêtement avec un trop-plein qui maintient automatiquement le niveau libre à une hauteur désirée D'autre part, l'économie du disposi- tif de trop-plein est renforcée par le fonctionnement gra- vitaire. Un organe de soutien approprié pour le pincement de revêtement, dans le revêtement d'une feuille sur une fa- ce, peut être constitué par une plaque s'étendant vertica- lement vers le haut un peu au-dessus du pincement de revê- tement et vers le bas jusqu'au-niveau inférieur de la cuve ou goulotte de collecte, ou un peu au-delà La largeur de la plaque doit correspondre à la largeur de la feuille, ou la dépasser De cette façon, la feuille est supportée sim- plement et-solidement sur une face et la pièce de soutien du pincement ainsi que la pièce de limitation de la fente sont constituées par un organe unique Le réglage du jeu ou de la fente par rapport à la pièce de soutien est faci- le à exécuter, pour ces éléments fixes Une autre pièce de soutien est constituée par un cylindre rotatif. Dans un dispositif conforme à l'invention, les pièces situées sur les faces opposées de la feuille peuvent être entièrement ou partiellement identiques Pour un revê- tement sur les deux faces, des pièces correspondantes peu- vent être prévues de chaque côté de la feuille, de préfé- rence au même niveau vertical Ces dispositifs d'applica- tion peuvent être alimentés avec le-même type ou avec des types différents de substance de revêtement Dans ce der- nier cas, les largeurs de fente et les positions du niveau liquide peuvent être très différentes, sur les deux faces. Afin d'obtenir un résultat de revêtement uniforme, le dispositif peut comporter une pièce de charge qui exerce une pression réglable sur la lame souple de revêtement, de façon connue. Outre les dispositions qui précèdent, l'invention comprend encore d'autres dispositions qui ressortiront de la description qui va suivre. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description ci-après,qui se réfère aux dessins annexés dans lesquels: 1 la figure 1 est une coupe schématique d'un premier mode de réalisation de l'invention, illustrant le revêtement d'une feuille sur une seule face; et la figure 2 est une coupe d'un autre mode de réali- sation d'un appareil conforme à l'invention. Il doit être bien entendu, toutefois que ces des- sins et les parties descriptives correspondantes sont don- nés uniquement à titre d'illustration de l'objet de l'inven- tion, dont ils ne constituent en aucune manière une limita- tion. Sur les dessins, le repère 1 désigne une feuil- le en déplacement qui est tirée à travers un pincement de revêtement défini entre une lame flexible 2 et une pièce de soutien 19 (figures 1 et 2) La direction de déplace- ment de la feuille est indiquée par une flèche Une fente étroite 5 est définie au-dessous de ce pincement La fente est f ormée entre une pièce de limitation de fente, asso- ciée à la pièce de soutien 19, et un bord 11 d'un régula- teur 10 de largeur de fente La largeur de fente peut va- rier progressivement jusqu'à une valeur maximale qui est de préférence de 5 cm La pièce de soutien 19 et la pièce de limitation qui lui est associée peuvent être séparées ou combinées en un organe uniquequi peut être un cylindre, une plaque flexible ou rigide ou une pièce fixe de guidage de feuille Une chambre de revêtement est formée au-dessus de la fente 5 Cette chambre est délimitée par la feuille 1, la lame flexible 2, une paroi arrière 8 et des parois latérales (non représentées) Les parois latérales peuvent se prolonger au-delà des bords latéraux de la feuille, com- me il est clair pour les hommes de l'art Dans ce cas, il peut être avantageux d'utiliser, dans cette partie de la feuille, une pièce de soutien (non représentée) disposée de façon appropriée Dans la plupart des cas, il est plus pratique de réduire légèrement la distance entre les parois latérales, de siorte que leurs bords s'appliquent de façon étanche contre la feuille Ainsi, une étroite zone est laissée sans revêtement sur chaque bord de la feuille La partie supérieure 8 b de la chambre de revêtement est plus ou moins remplie de substance de revêtement, pendant le fonctionnement de l'appareil, du fait de l'action de la la- me 2 qui râcle l'excès de substance de revêtement et la laisse revenir dans la partie inférieure de la chambre de revêtement. Uhe plaque support 9 porte le régulateur 10 de largeur de fente qui est suspendu de façon mobileïde manière à permettre le réglage de la largeur de fente 5 Le régu- lateur de largeur 10 peut comporter des pièces filetées 27 disposées de sorte que, par rotation de ces pièces, on règle la largeur de la fente 5 Le régulateur de lar- geur de fente peut également être sous la forme d'une traverse tournante, supportée de façon excentrée, transver- salement à la feuille. La substance de revêtement 16 est envoyée dans la chambre par un conduit d'alimentation 13 Un bac de collecte 12, ouvert près de la feuille 1, est placé au- dessous de la fente 5 Les petites quantités de substance de revêtement, qui s'écoulent par la fente 5 et sont recueil- lies dans le bac 12, sont renvoyées à la chambre par l'in- termédiaire d'un conduit de sortie 14 raccordé au conduit d'alimentation 13 à travers des moyens de pompage (non représentés) La chambre comporte des moyens de réglage du niveau de la substance de revêtement contenue dans la cham- bre Par exemple, la substance de revêtement peut s'écouler au-dessus du bord supérieur des parois latérales, vers le bac 12 Ces bords sont de préférence réglables verticale- ment. Le mode de réalisation représenté sur la figure 1 comprend un cylindre 19 qui constitue en même temps la pièce de soutien pour la lame flexible 2 et la pièce de li- mitation pour la fente 5 Le cylindre 19 tourne dans la di- rection de déplacement de la feuille 1 Une paroi de trop- plein 23 est prévue à l'arrière du dispositif d'application de revêtement, de manière à maintenir le niveau 24 de la substance de revêtement 16 à une hauteur constante A cette hauteur, le dispositif d'application de revêtement comporte un régulateur de débit 26, définissant avec la feuille un conduit 18 légèrement convergent Le régulateur de débit 26 diminue la quantité 27 de substance de revêtement entraî- née par la feuille 1 vers le haut, dans la partie supérieure 8 b de la chambre de revêtement La couche 27 a une épaisseur sensiblement uniforme, ce qui a une influence Uvvorable sur le fonctionnement de la lame de revêtement 2 et aide ainsi à éviter la formation de barres La distance entre le régulateur de débit 26 et la feuille, et également de préférence la position angulaire du régulateur de débit Par rapport à la feuille, sont réglables. La substance de revêtement est refoulée au dis- positif d'application 8 par des tuyauteries 13 et la subi stance de revêtement qui déborde au-dessus de la paroi de trop-plein 23 est guidée vers un circuit de recyclage, par une tuyauterie 33 Le conduit convergent 18,entre le régu- lateur de débit 26 et la feuille, est illustré plus clai- rement sur la figure 2 qui représente une autre pièce de soutien 19 L'angle de convergence d est de l'ordre de 100. Le conduit a une hauteur a du côté d'entrée et une hauteur b du côté de sortie La dimension a est dans la plupart des cas de 1,5 à 7 mm et de préférence de 2 à 4 mm La lon- gueur c du conduit doit être supérieure à d et au moins de 4 mm, et de préférence de 10 à 100 mm Du fait de la convergence du conduit 18, une for- ce hydrodynamique P est engendrée dans le conduit Exprimée en force par unité de largeur dans la direction transver- sale à la feuille du régulateur de débit, cette force peut être calculée par la formule connue 6 n U 2 m-2 l P = 2 ln(m), o tan d L m+ 1 n = viscosité de la substance de revêtement U = vitesse de la feuille 1 d = angle de convergence du conduit m = a/b (rapport de la hauteur du conduit à l'extrémité d'entrée et à l'extrémité de sortie). La force hydraulique P a un effet d'égalisation sur la couche 27 de substance de revêtement, ce qui amélio- re l'effet du régulateur de débit 26. Les modes de réalisation représentés sur les figures 1 et 2 sont basés sur le revêtement de la feuille sur une seule face Des dispositifs sensiblement symétri- ques par rapport à la feuille 1 peuvent être utilisés pour le revêtement de'la feuille sur les deux faces De tels-dis- positifs sont décrits, par exemple, dans la demande de bre- vet britannique 2 085 327 Toutefois, il n'est pas indis- pensable d'utiliser une disposition de revêtement symétri- que Par exemple, si on envoie aux chambres de revêtement, de part et d'autre de la feuille, des substances de revête- ment différentes ayant des viscosités différentes, les bords 11 de réglage de fente peuvent être à des distances diffé- rentes de la feuille 1. Le bac de collecte 12 est suspendu à la paroi 8 de la chambre de revêtement Le bac 12 peut également être formé de façon monobloc avec la paroi 8 et,dans ce cas, celle-ci comporte un prolongement, dirigé vers le bas, qui est replié à son bord inférieur vers la feuille 1, pour constituer une goulotte La goulotte ou bac 12 peut s'éten- dre à l'extérieur des bords latéraux de la feuille 1. La pièce de soutien du pincement de revêtement et la pièce de limitation de la fente 5 peuvent être com- binées en une plaque unique, sensiblement rigide, de guidage de feuille. Ainsi, que cela ressort de ce qui précède,l'in- vention ne se limite nullement à ceux de ses modes de réa- lisation et d'application qui viennent d'être décrits de façon plus explicite; elle en embrasse au contraire toutes les variantes qui peuvent venir à l'esprit du technicien en la matière sans s'écarter du cadre, ni de la portée de la présente invention. Revendications 1 Appareil pour le revêtement sur une face ou les deux faces d'une feuille en déplacement vertical, qui comprend un dispositif d'application de revêtement, dans lequel la feuille ( 1) est mise en contact avec une sub- stance de revêtement caractérisé en ce que le dispositif d'application prend un régulateur de débit ( 26) placé de manière à dé- finir un intervalle ( 18) entre lui-même et la feuille ( 1), cet intervalle étant convergent dans la direction de dé- placement de la feuille, la hauteur de l'intervalle étant inférieure à une épaisseur d'une éventuelle couche de sub- stance de revêtement qui adhérerait à la feuille en l'ab- sence de coopération du régulateur et de la feuille, le dispositif d'application comportant en outre des moyens de trop-plein se, cet écoulement en sens inverse étant déterminé par l'en- voi de substance de revêtement au dispositif d'application, la viscosité de la substance de revêtement, la vitesse de déplacement de la feuille et une fente ( 5) du dispositif d'application, de sorte qu'une petite quantité seulement de la substance de revêtement s'écoule vers le bas à travers la fente pendant le fonctionnement normal de l'appareil, cette fente constituant une entrée de feuille à la partie inférieure du dispositif d'application. 2 Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la hauteur de l'intervalle diminue dans le sens de déplacement de la feuille, de façon à converger suivant un angle (d). 3 Appareil suivant la revendication 1 ou 2, caractéri- sé en ce que le régulateur de débit ( 26) est placé, vertica- lement, au niveau libre ( 24) de la substance de revêtement ( 16) dans le dispositif d'application. 4 Appareil suivant l'une quelconque des revendica- tions 1 à 3, caractérisé en ce que la hauteur moyenne de l'intervalle ( 18) entre le régulateur de débit ( 26) et la feuille ( 1) est de 0,5 à 5 mm. Appareil suivant l'une quelconque des revendica- tions 1 à 4, caractérisé en ce que la longueur c) de l'in- tervalle entre le régulateur de débit ( 26) et la feuille ( 1), dans la direction de déplacement de la feuille, est de 1 à 200 mm et de préférence de 10 à 100 mm. 6 Appareil suivant l'une quelconque des revendica- tions 1 à 5, caractérisé en ce que le régulateur de débit comporte un bord vif définissant l'extrémité de sortie de l'intervalle entre le régulateur de débit et la feuille. 7 Appareil suivant la revendication 5 ou 6, caracté- risé en ce que la longueur (c) de l'intervalle entre le ré- gulateur de débit et la feuille, dans la direction de dé- placement de la feuille, est au moins aussi grande que la plus petite hauteur (b) de l'intervalle. 8 Appareil suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'intervalle a une lon- gueur dans la direction de déplacement de lafeuille, entre le régulateur de débit et la feuille, qui est au moins de 4 mm. 9 Appareil suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la hauteur de l'inter- valle entre le régulateur de débit et la feuille diminue suivant un angle de convergence (d) qui est de 2 à 200 et de préférence de 4 à 10 . 10 Appareil suivant l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que le niveau libre ( 24) de la substance de revêtement ( 16) est réglé par un dispositif ( 23) de tropplein gravitaire déterminant un niveau constant de la substance de revêtement dans le dis- positif d'application.