BE1025246B1 - Méthode et dispositif pour le revêtement de feuilles individuelles - Google Patents

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BE1025246B1 BE2017/5733A BE201705733A BE1025246B1 BE 1025246 B1 BE1025246 B1 BE 1025246B1 BE 2017/5733 A BE2017/5733 A BE 2017/5733A BE 201705733 A BE201705733 A BE 201705733A BE 1025246 B1 BE1025246 B1 BE 1025246B1
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Abstract

Dans un premier aspect, l’invention se rapporte à une méthode pour fournir un revêtement de vernis sur des substrats en feuille individuels, ladite méthode comprenant les phases de l’application d’une composition de revêtement liquide sur la surface supérieure d’un substrat en feuille, le transport dudit substrat en feuille le long d’une piste, pendant que le substrat est soutenu depuis sa surface arrière, et ensuite le durcissement et/ou séchage de ladite composition de revêtement. Ladite piste est en particulier au moins en partie incurvée. Dans un deuxième aspect, l’invention se rapporte à un dispositif pour la réalisation d’une telle méthode.

Description

BREVET D'INVENTION BELGE
SPF Economie, PME, Classes Moyennes & Energie Numéro de publication : 1025246 Numéro de dépôt : BE2017/5733
Office de la Propriété intellectuelle Classification Internationale : B41F 23/04 B41F 23/08 B41F 21/00 Date de délivrance : 12/12/2018
Le Ministre de l'Economie,
Vu la Convention de Paris du 20 mars 1883 pour la Protection de la propriété industrielle ;
Vu la loi du 28 mars 1984 sur les brevets d'invention, l'article 22, pour les demandes de brevet introduites avant le 22 septembre 2014 ;
Vu le Titre 1er “Brevets d’invention” du Livre XI du Code de droit économique, l'article XI.24, pour les demandes de brevet introduites à partir du 22 septembre 2014 ;
Vu l'arrêté royal du 2 décembre 1986 relatif à la demande, à la délivrance et au maintien en vigueur des brevets d'invention, l'article 28 ;
Vu la demande de brevet d'invention reçue par l'Office de la Propriété intellectuelle en date du 13/10/2017.
Considérant que pour les demandes de brevet tombant dans le champ d'application du Titre 1er, du Livre XI du Code de Droit économique (ci-après CDE), conformément à l'article XI. 19, §4, alinéa 2, du CDE, si la demande de brevet a fait l'objet d'un rapport de recherche mentionnant un défaut d'unité d'invention au sens du §ler de l'article XI.19 précité et dans le cas où le demandeur n'effectue ni une limitation de sa demande ni un dépôt d'une demande divisionnaire conformément aux résultats du rapport de recherche, le brevet délivré sera limité aux revendications pour lesquelles le rapport de recherche a été établi.
Arrête :
Article premier. - Il est délivré à
ARGOS SOLUTIONS SCRL, Rue Jean Burgers 5d, 7850 ENGHIEN Belgique;
représenté par
BRANTS Johan Philippe Emile, Pauline Van Pottelsberghelaan 24, 9051, GENT;
CRABBE Ellen, Pauline van Pottelsberghelaan 24, 9051, GENT;
un brevet d'invention belge d'une durée de 20 ans, sous réserve du paiement des taxes annuelles visées à l’article XI.48, §1 du Code de droit économique, pour : MÉTHODE ET DISPOSITIF POUR LE
REVÊTEMENT DE FEUILLES INDIVIDUELLES.
INVENTEUR(S) :
MICHIELS Tony, Rue Jean Burgers 5d, 7850, ENGHIEN;
PRIORITE(S) :
DIVISION :
divisé de la demande de base :
date de dépôt de la demande de base :
Article 2. - Ce brevet est délivré sans examen préalable de la brevetabilité de l'invention, sans garantie du mérite de l'invention ou de l'exactitude de la description de celle-ci et aux risques et périls du (des) demandeur(s).
Bruxelles, le 12/12/2018,
Par délégation spéciale :
BE2017/5733
MÉTHODE ET DISPOSITIF POUR LE REVÊTEMENT DE FEUILLES
INDIVIDUELLES
Domaine technique
La présente invention se rapporte au domaine technique de l'application de revêtements sur des substrats individuels. La présente invention se rapporte en particulier à la provision de revêtements de vernis sur des feuilles de papier individuelles.
Contexte de l'invention
Des méthodes et des dispositifs pour l'application de revêtements de vernis sur des substrats sont bien connus dans l'état de la technique. On réfère par exemple au brevet US 3 356 064 A, US 4 947 745 A, et US 4 928 623 A.
Ces méthodes comprennent en général les phases suivantes: (1) l'application d'une couche de vernis liquide sur un substrat et (2) le durcissement/séchage de la dernière couche. Un revêtement de vernis est finalement obtenu.
La qualité dudit revêtement peut, entre autres, être évaluée par sa transparence, son uniformité, son degré de couverture, son coût de surface pondérée, sa résistance à la contamination (p.ex. son pouvoir absorbant de l'encre), sa brillance de surface, sa planéité et par ses caractéristiques mécaniques (p.ex. sa solidité, ses caractéristiques anti-rayures et glissantes, et son adhésion au substrat).
Évidemment, et en particulier par rapport à la modularité, ils peuvent y avoir des exigences supplémentaires concernant la facilité d'appliquer le vernis liquide (par rapport à p.ex. sa capacité de mouillage), et concernant la période nécessaire pour durcir le vernis liquide.
Il a cependant été constaté que les revêtements de vernis comme obtenus à l'aide des méthodes ci-dessus, n'ont pas de surface « parfaitement plane » à haute brillance. Leur surface a plutôt un relief à dessins que l'on peut sentir en touchant, et que l'on peut même voir à l'œil nu. Ceci est évidemment fortement indésirable.
En plus, US 5 429 349 A décrit un appareil pour tamponner le transport de documents récemment encrés, pendant que US 5 667 213 A se rapporte à une unité d'empilage de petites feuilles.
WO 2011 145 028 Al décrit une presse à imprimer for numériser et vernir des documents the sécurité, y compris des billets de banque.
BE2017/5733
La présente invention a pour but d'offrir une nouvelle méthode et nouvel dispositif pour appliquer des revêtements de vernis sur des substrats individuels. De préférence, ces revêtements ont une surface lisse, avec des valeurs de brillance hautes.
Résumé de l'invention
Dans un premier et deuxième aspect, la présente invention décrit respectivement une méthode suivant la revendication 1 et un dispositif suivant la revendication 11, pour fournir un revêtement de vernis sur un substrat en feuille.
En particulier, le substrat en feuille est transporté le long d'une piste qui est au moins en partie incurvée. Ladite piste va ainsi de l'unité d'application de revêtement à l'unité de durcissement, et est réalisée au moyen d'un système de transport de substrat qui supporte le substrat depuis sa surface arrière. Par conséquent, un temps de séjour pour le substrat est introduit, entre la phase d'application de la composition de revêtement liquide et la phase du durcissement et/ou séchage active de la dernière. Il a été observé que la qualité du revêtement de vernis est ainsi largement améliorée. Sa surface aura par exemple des valeurs de brillance à réflexion spéculaire supérieure. En plus, il n'est pas nécessaire de prévoir un stock temporaire de substrats récemment revêtus attendant le durcissement/séchage. Les substrats revêtus restent plutôt en mouvement, pendant que ledit système de transport de substrat fonctionne comme un système de tamponnage non-disruptif. Par conséquent, la continuité de l'enchaînement des opérations est garantie. La piste est au moins en partie incurvée et est par conséquent de préférence aussi compacte que possible. En conséquence, moins d'espace au sol est requise.
Description des figures
La figure 1 montre une vue perspective simplifiée d'un dispositif de revêtement suivant un mode de réalisation de l'invention; le système de transport de substrat comprend ici un convoyeur en spirale.
Les figures 2A et 2B montrent des sections de convoyeurs à lattes incurvés, suivant des modes de réalisation du présent dispositif.
Les figures 3A et 3B montrent respectivement une vue schématique sur un système de transport de substrat tordant de manière continue et discontinue, suivant des modes de réalisation de l'invention.
BE2017/5733
Les figures 4A et 4B montrent respectivement une vue perspective et une vue de dessus sur un système de transport de substrat hélicoïdal, selon un mode de réalisation de l'invention.
Description détaillée de l'invention
La présente invention se rapporte à une méthode et un dispositif pour fournir un revêtement de vernis sur des substrats en feuille individuels.
Sauf stipulation contraire, tous les termes utilisés dans la description de l'invention, y compris des termes techniques et scientifiques, ont la signification qui est généralement comprise par un professionnel dans le domaine, duquel l'invention fait partie. Pour une explication plus spécifique, des définitions de termes ont été reprises afin de mieux comprendre la présente invention.
Comme utilisé ici, les termes suivants ont les explications suivantes:
« Un », « une », « des », « le », « la » et « les », comme utilisés ici, renvoient tant au singulier qu'au pluriel sauf stipulation contraire dans le contexte.
Le terme « environ », comme utilisé ici, renvoyant à une valeur qui peut être mesurée, comme un paramètre, une quantité, une durée de temps, etcétéra, comprend des variations de +/- 20% ou moins, de préférence +/- 10% ou moins, plus de préférence +/- 5% ou moins, encore plus de préférence +/- 1% ou moins, et encore plus de préférence +/- 0,1% ou moins de la valeur spécifiée, pour autant que ces variations sont appropriées pour réaliser la présente invention. Il sera cependant clair que la valeur à laquelle le modificateur « environ » renvoie, est elle-même spécifiquement comprise.
Les termes « comprend » et « comprenant », comme utilisé ici, sont des synonymes des termes « contient » et « contenant » et sont des termes inclusifs ou ouverts spécifiant la présence de ce qui suit, p.ex. un composant et n'excluent pas la présence des composants, caractéristiques, éléments, parties, phases non-cités supplémentaires, qui sont connus dans l'état de la technique ou qui sont décrits ici.
La récitation des plages numériques à l'aide de points extrêmes inclut tous les nombres et fractions inclus dans cette plage, ainsi que les points extrêmes cités.
L'expression « % en massa », « pour cent en massa », « % m » ou « m% », ici et partout dans la description sauf défini contrairement, renvoie à la masse relative du composant respectif à base de la masse total de la formule.
BE2017/5733 Dans ce document, il a été spécifié que les substrats ont « une surface supérieure » et « une surface arrière », ce qui est uniquement destiné à la définition. La surface supérieure est la surface de substrat à laquelle un revêtement a été appliqué, la surface opposée est alors la surface arrière. Bien sûr, il sera peut-être possible de prévoir, dans des phases ultérieures, un revêtement de vernis sur la surface arrière du substrat. Ceci peut se faire suivant la présente méthode, ou alternativement suivant une autre technique de revêtement appropriée.
Dans un premier aspect, la présente invention décrit une méthode pour prévoir un revêtement de vernis sur des substrats en feuille individuels, lesquels substrats ont une surface supérieure et une surface arrière, ladite méthode comprenant les phases suivantes:
appliquer une composition de revêtement liquide sur la surface supérieure d'un substrat en feuille, à l'aide d'une unité d'application de revêtement,
- transporter ledit substrat en feuille le long d'une piste s'étendant de ladite unité d'application de revêtement à l'unité de durcissement, à l'aide d'un système de transport de substrat supportant le substrat depuis sa surface arrière, et durcir et/ou sécher ladite composition de revêtement à l'aide de ladite unité de durcissement, laquelle unité de durcissement comprend une source de lumière et/ou chaleur.
Ladite piste est en particulier au moins en partie incurvée.
Toute composition de revêtement liquide connue (c.-à-d. tout vernis liquide) peut être employée ensemble avec la présente méthode. Par exemple, la composition de revêtement liquide peut par exemple être à base d'eau, à base de solvant (p.ex. comprenant de l'huile et/ou de l'alcool) et/ou durcissable à l'UV. La composition de revêtement liquide peut produire une couche de surface de vernis. Alternativement, la composition de revêtement liquide est une composition d'apprêt, en tant que préparation pour d'autres couches ou phases de vernis/impression. En plus, la phase du durcissement et/ou séchage de la composition peut être réalisée à l'aide d'air chaude et/ou de radiation UV, Vis et/ou IR. L'unité de durcissement est conçue de manière correspondante. En fait, la composition de revêtement liquide peut déjà en partie être séchée ou durcie, avant d'arriver à l'unité de durcissement. Un tel séchage/durcissement partiel a par exemple lieu pendant le transfert de l'unité d'application de revêtement à l'unité de durcissement.
BE2017/5733
En tout cas, l'implémentation exacte de la méthode dépendra du type de vernis utilisé, ainsi que du type de matériel de substrat.
La composition de revêtement liquide peut être appliquée au substrat au moyen d'un rouleau d'application, d'un système d'arrosage, d'un système à jet d'encre et/ou d'une autre technique qui est connue dans le domaine du traitement et de manutention de papier/substrat. Il est alors possible de sélectionner une technique de déposition appropriée suivant la situation. L'unité d'application de revêtement est conçue de manière correspondante. Il est par exemple possible d'appliquer une couche de composition de revêtement liquide recouvrant l'entière surface supérieure du substrat. D'autre part, des techniques de revêtement sélectif (p.ex. revêtement sélectif ou revêtement localisé) peuvent être considérées pour fournir de manière précise et sélective un revêtement de vernis, uniquement sur une ou plusieurs régions définies sur la surface de substrat.
En général, la consommation de composition de revêtement liquide se situe typiquement entre 1 g/m2 et 50 g/m2. De préférence, une quantité minimale de revêtement de vernis suffit cependant pour obtenir un revêtement de vernis de haute qualité. Par rapport à cela, la consommation de revêtement se situe plus de préférence entre 2 g/m2 et 3 g/m2. De préférence, le coût de surface pondérée du revêtement de vernis est aussi limité que possible.
Le revêtement de vernis est de préférence transparent, avec des valeurs d'opacité inférieures à 25%, plus de préférence inférieures à 20%, plus de préférence inférieure à 15%, plus de préférence inférieure à 10%, plus de préférence inférieure à 5%. De préférence, le revêtement de vernis recouvre de manière uniforme la surface de substrat, ou au moins une ou plusieurs régions, en cas de revêtement sélectif. Il est alors préférable que l'épaisseur du revêtement varie d'au maximum ±20% et de préférence moins que ±10%, plus de préférence moins que ±5%. De préférence, le revêtement de vernis offre une bonne résistance à la pollution, et a des valeurs de planéité et de brillance de surface hautes. La brillance de réflexion spéculaire du revêtement de vernis obtenu, comme mesurée suivant ASTM D523, est de préférence supérieure à 20 GU (Gloss Units, unités de brillance), plus de préférence supérieure à 30 GU, plus de préférence supérieure à 40 GU, plus de préférence supérieure à 50 GU, plus de préférence supérieure à 60 GU, plus de préférence supérieure à 70 GU, et plus de préférence supérieure à 80 GU, à un angle de mesure de 20°.
BE2017/5733 Il est en plus préférable que le revêtement de vernis renforce de manière significative le substrat, pendant qu'il est une bonne adhérence au substrat. En plus, le revêtement de vernis semble de manière avantageuse d'améliorer la qualité d'impression et en particulier la profondeur et le contraste d'un substrat imprimée, perçu à travers de la couche (transparente) du revêtement de vernis.
Il a été observé que, dans au moins un des susdits contextes, la qualité et la performance du revêtement de vernis se sont largement améliorées en introduisant un temps de séjour (c.-à-d. le temps de rétention) pour le substrat, entre la phase d'application de la composition de revêtement de vernis et la phase du durcissement et/ou séchage de ladite composition).
Plus particulièrement, il a été noté que le temps de séjour optimal se situe entre quelques secondes et quelques centaines de secondes, dépendent de la géométrie et de la nature du substrat (en particulier, son absorbance) et du vernis (en particulier, sa viscosité et son aptitude à l'écoulement). De préférence, ledit temps de séjour se situe entre 2 secondes et 200 secondes; plus de préférence il s'élève à moins que 150 secondes, plus de préférence à moins que 100 secondes, plus de préférence à plus que 5 secondes, plus de préférence à moins que 75 secondes et plus de préférence il se situe entre 5 secondes et 50 secondes. Ledit temps de séjours peut par exemple s'élever à environ 5 secondes, 15 secondes, 20 secondes, 30 secondes, 40 secondes, 50 secondes, ou toute valeur entre ces valeurs.
Suivant un premier mécanisme, la composition de revêtement liquide est redistribuée sur le substrat pendant ledit temps de séjour. Par conséquent, le degré de planéité et/ou son uniformité est augmenté. Localement, ceci améliorera encore l'aspect lis et les valeurs de brillance de surface du revêtement final. En général, en accordant un temps de séjour, une quantité inférieure de la composition de vernis liquide est requis pour obtenir un revêtement de vernis ayant une bonne planéité, uniformité, aspect lis et brillance de surface. Dans certains cas, des revêtements de vernis de qualité supérieure peuvent ainsi être obtenus avec des consommations de revêtement liquide de 2 à 3 g/m2. Ladite redistribution peut mener à un flux à écoulement par gravité, cohésion et/ou adhésion de la composition liquide. Bien entendu, le degré dans lequel ce mécanisme se produit, dépendra de manière significative de, entre autres, la rugosité de la surface de substrat, la viscosité et l'écoulement du vernis liquide et/ou la volatilité d'un ou plusieurs de ses composants.
BE2017/5733 Suivant un autre mécanisme, la composition de revêtement liquide pénètre au moins en partie dans le substrat pendant ledit temps de séjour. Par conséquent, le revêtement résultant a une meilleure adhérence au substrat. Ceci peut aussi améliorer les caractéristiques mécaniques du substrat revêtu. Ledit mécanisme est largement influencé par l'absorbance de la surface de substrat, et par la viscosité de la composition de revêtement liquide.
Suivant encore un autre mécanisme, tout volume vide créé dans le revêtement pendant la phase d'application, peut s'effondre ou peut au moins diminuer en dimension pendant ledit temps de séjour. Ceci est fortement avantageux puisque de tels volumes vide typiquement forment des centres de lumière diffusée, réduisant la transparence (c.-à-d. augmentant l'opacité) du revêtement de vernis. En plus, le revêtement résultant deviendra plus dense et plus fort, de sorte que les caractéristiques mécaniques du substrat revêtu soient améliorées. En plus, tout volume vide dans la surface (localisé sur la surface supérieure du revêtement) peut s'effondre ou diminuer en dimension, de sorte que le revêtement résultant est moins sensible à la pollution et a des valeurs de brillance supérieures. En plus, tout volume vide dans l'interface (localisé sur l'interface du revêtement de substrat) peut s'effondre ou diminuer en dimension. L'adhérence au substrat sera alors encore plus améliorée.
Dans la plupart des cas, l'effet des susdits mécanismes sera plus prononcé à mesure que le temps de séjour augmente. D'autres considérations par rapport à la sélection adéquate du temps de séjour approprié peuvent se rapporter à, entre autres, l'efficacité en termes de superficie et l'efficacité en termes de temps du processus de revêtement, la qualité à obtenir, les aspects spécifiques du substrat et de la composition de revêtement liquide, le risque de pollution du revêtement récemment appliqué, non-durci et l'évaporation optionnellement non-désirée d'un ou de plusieurs de ses composants.
Ladite piste correspond de manière avantageuse à un temps de séjour accordé aux substrats récemment revêtus, avant être séchés et/ou durcis. Ledit temps de séjour correspond à son tour à une piste suivie par les substrats en feuille, entre l'unité d'application de vernis et l'unité de durcissement/séchage. Ladite piste a une longueur de piste et donc un temps de séjour associé. Le temps de séjour effectif dépendra bien entendu de la vitesse à laquelle les substrats traversent lesdites pistes.
BE2017/5733 La piste-même est réalisée au moyen d'un système de transport de substrat. Ledit système peut comprendre un convoyeur à chaîne, un convoyeur à bande, un convoyeur à plaques, un convoyeur à lattes, un convoyeur à rouleau et/ou tout autre type de convoyeur connu dans le domaine. Dans cet aspect, il faut souligner que les substrats en feuille individuels (p.ex. feuille de papier individuelles) peuvent requérir une manutention spécifique, différente de la manutention des substrats de toile (p.ex. rouleaux de papier). Des longueurs considérables de la toile peuvent par exemple être tendues entre et redirigées autour des configurations de rouleaux. D'autre part, des substrats en feuille peuvent être traités individuellement. En plus, le système de transport de la présente méthode est de préférence configuré pour supporter le substrat depuis sa surface arrière et plus de préférence uniquement depuis sa surface arrière. De préférence, il n'y a pas d'interférence avec sa surface supérieure récemment revêtue. Par conséquent, un revêtement de haute qualité peut être obtenu. Il est en plus préféré que le substrat n'est pas soutenu depuis ses bords latéraux, de sorte que ses bords ne soient pas endommagés. Plus de préférence, les substrats sont des substrats en feuille de papier coupés.
Pour occuper une espace aussi limitée que possible, ladite « piste » doit au moins avoir une forme spécifique. La piste est par exemple repliée ou enroulée. Ladite piste est alors de préférence au moins en partie incurvée. Dans d'autres modes de réalisation ou des modes de réalisation alternatives, la piste est segmentée de manière discontinue.
De préférence, ladite piste s'approche mathématiquement d'une « courbe-espace ». Ladite courbe-espace est par exemple le locus (qui est un terme mathématique) du point central d'un substrat qui est transporté le long de ladite piste. Dans cet aspect, « incurvé » doit être compris dans le sens qu'il y a au moins un point le long de ladite courbe-espace, où la courbure et/ou la torsion de ladite courbe n'est pas zéro. Dans un mode de réalisation non-limité, le piste se torde continuellement dans le plan horizontal (p.ex. de manière sinueuse ou serpentine). La piste a alors plusieurs courbures courbées de manière alternative. « Segmenté de manière discontinue » doit, d'autre part, être compris dans le sens qu'il y a au moins un point le long de la courbe-espace, où la tangente à ladite courbe est discontinue. Ledit point est le point limite reliant deux segments de piste adjacents. Une « piste segmentée de manière discontinue » comprend donc deux ou plus de tels segments, ayant des directions de segments différentes (p.ex. mutuellement orthogonales) à leurs points limites.
Dans tout case, la « phase de transport » est de manière avantageuse incluse dans la méthode. Ainsi, il est possible d'installer un temps de séjour, sans devoir prévoir
BE2017/5733 un stock temporaire de substrats récemment revêtus qui attendent le séchage/durcissement. Les substrats revêtus restent plutôt en mouvement, pendant que le système de transport de substrat fonctionne comme un système de tamponnage non-disruptif. Par conséquent, la continuité de l'enchaînement des opérations est garantie. En particulier, l'application de la composition de revêtement liquide aux autres substrats n'est pas bloquée: suite à la phase d'application de revêtement, les substrats récemment revêtus sont évacués de l'unité d'application de revêtement. La piste est de préférence aussi compacte que possible, suite à l'aspect au moins en partie incurvé. L'efficacité en termes de superficie du processus de revêtement est alors augmentée.
Dans d'autres modes de réalisation ou des modes de réalisation alternatives, la piste est continue. Il est alors préférable que les substrats ne changent pas de direction de manière abrupte, le long de la piste. La piste est, au contraire, légèrement incurvée, permettant un écoulement de substrat continu. Grâce à la provision de courbures, ladite piste peut néanmoins être repliée ou enroulée pour obtenir une géométrie compacte.
Des systèmes de tamponnage de feuille de systèmes d'élévateurs verticaux sont bien connus dans le domaine de la technologie d'impression. US 5 429 349 A décrit par exemple un appareil pour le tamponnage du transport de documents récemment encrés. Il a des vis coniques et offre ainsi une pluralité de plateaux/étages successives, où des substrats en feuille individuels peuvent être tamponnés pendant qu'ils sont transportés vers le haut. Évidemment, de tels systèmes sont des systèmes de transport de substrats discontinus; les substrats changent d'une direction de déplacement horizontale (à l'insertion) à une direction de déplacement verticale ascendante. En plus, de tels systèmes de transport requièrent un alignement précis des vis avec le substrat inséré. Ceci résulte en un écoulement de substrat discontinu et éventuellement disruptif. En plus, des vis coniques frottent contre les régions latérales du substrat. Ces régions latérales peuvent alors être endommagées. Il est en plus assumé que de tels systèmes peuvent seulement être appliqués dans le cas où le substrat est suffisamment étroit et rigide, puisque sinon, il peut se fléchir. En effet, les substrats sont uniquement soutenus à leur bord latéral. Un système comparable a été décrit dans US 5 667 213 A. Contrairement, la présente méthode peut être utilisée sur des substrats relativement large et flexible. La piste est de préférence continue et donc non-disruptive.
Suivant un autre mode de réalisation, la piste est au moins en partie incurvée et/ou segmentée. Dans un mode de réalisation non-limité, la piste est segmentée de
BE2017/5733 manière discontinue, c'est-à-dire, elle comprend au moins un point où le substrat change de direction de manière discontinue.
Suivant un autre mode de réalisation ou un mode de réalisation alternatif, ladite piste a une longueur de piste, laquelle longueur de piste est plus longue que la distance la plus courte entre ladite unité d'application de revêtement et ladite unité de durcissement. Ceci permet de prévoir une piste relativement longue, correspondant à un temps de séjour suffisamment long. En même temps, puisque la piste est repliée ou enroulée, l'unité d'application de revêtement peut néanmoins être positionnée près de l'unité de durcissement, de sorte que les dimensions générales du dispositif soient seulement modérées. De préférence, ladite longueur de piste est au moins deux fois aussi longue et plus de préférence, ladite longueur de piste est au moins trois fois aussi longue. De préférence, la piste est aussi compacte que possible, en termes de ses dimensions générales.
Suivant un autre mode de réalisation, ladite piste comprend au moins un segment qui est incliné. La longueur d'un tel segment de piste incliné est plus grande que la distance horizontale couverte par ce segment. Des segments de piste inclinés sont donc plus efficace en termes de surface utile occupée. Dans un mode de réalisation non-limité, la piste comprend une pluralité de segments inclinés , successifs qui sont mutuellement reliées au moyen de segments courbés. Suivant un autre mode de réalisation, ladite piste comprend au moins un segment qui est tordu. Un tel segment est tant tordu qu'incliné. Puisqu'il est au moins incliné, un avantage similaire s'applique.
Suivant un autre mode de réalisation, la piste passe par deux ou plus de positions pour le substrat, lesquelles positions se situent verticalement l'une au-dessus de l'autre. Moins d'espace au sol est requis: la hauteur de la salle de revêtement est exploitée de manière plus efficace, au moyen de pistes qui se chevauchent verticalement. Suivant un autre mode réalisation, la piste comprend un schéma répétitif de deux ou plusieurs sections de piste, substantiellement identiques. Ces sections de piste sont installées l'une au-dessus de l'autre, pendant qu'elles sont reliées mutuellement. A nouveau, la hauteur de la salle de revêtement est exploitée de manière efficace, et moins d'espace au sol est requis. En plus, de telles géométries sont particulièrement simples. De préférence, la piste est continue.
Suivant un autre mode de réalisation, la piste comprend une spirale. Dans ce contexte, la piste comprend de préférence un schéma répétitif de sections de piste tordues qui sont installées l'une au-dessus de l'autre et qui sont reliées
BE2017/5733 mutuellement. La piste peut s'étendre de manière hélicoïdale vers le haut ou le bas, dans lequel le même effet est obtenu. La projection axiale de la piste hélicoïdale peut être circulaire, cependant elle peut également avec une forme non-circulaire, comme un carré (arrondi) ou rectangle, ou toute autre forme appropriée.
Toute friction entre la surface arrière du substrat et le système de transport de substrat se produira le plus souvent en cas de changements dans la courbure et/ou torsion de piste. Dans un autre mode de réalisation, la piste comprend donc une spirale circulaire avec une courbure et torsion constante. Dès que le substrat prend cette forme de spirale tordue, la courbure et la torsion sont donc changées jusqu'à ce qu'il quitte la spirale. De manière avantageuse, le substrat récemment revêtu est donc accordé un temps de séjour, sans être assujetti aux courbures et/ou torsions changeantes.
Suivant un autre mode de réalisation, ladite piste a une inclinaison maximale de moins de 30%. En d'autres mots, l'inclinaison locale, à tout point le long de ladite piste, ne dépasse jamais 30%. L'inclinaison maximale est de préférence inférieure à 25%, plus de préférence inférieure à 20% et plus de préférence inférieure à 15%. Par conséquent, le substrat ne se mettra pas à glisser le long des sections inclinées, même lorsque le système de transport de substrat est prévu d'une surface de support à faible friction. En plus, le système de transport de substrat est de préférence prévu d'une telle surface de support à faible friction, pour soutenir la surface arrière de substrat. Par conséquent, la friction mutuelle est minimale et il y a moins de risque d'endommagement de la surface arrière de substrat. Le coefficient de friction statique est de préférence inférieur à 0.5, plus de préférence inférieure à 0.4, plus de préférence inférieure à 0.3, plus de préférence inférieure à 0.2 et plus de préférence inférieure à 0.1. Cependant, de préférence, le coefficient de friction statique est supérieur à 0.01, de sorte que les substrats ne se mettent pas à glisser le long des sections de piste inclinées. Puisque l'inclinaison de piste maximale est inférieure à 30%, la surface supérieure de substrat est à tout temps orientée substantiellement vers le haut - c.-à-d., l'angle zénithale de la normale est inférieure à 45°.
Suivant un autre mode de réalisation, ladite piste a une courbure et/ou une torsion maximale de moins de 20 rad/m. De préférence, la torsion maximale est inférieure à 20 rad/m. De préférence, la courbure maximale est inférieure à 20 rad/m.
Suivant un autre mode de réalisation, la longueur de piste se situe entre 20 cm et 50 m. De préférence, la longueur de piste est inférieure à 40 m, de préférence
BE2017/5733 inférieure à 30 m, supérieure à 30 cm, de préférence supérieure à 40 cm, de préférence supérieure à 50 cm, de préférence inférieure à 20 m. Le temps de séjour correspondant dépend de la vitesse avec laquelle le substrat est transporté. Ledit temps de séjour peut donc par exemple être adapté en changeant cette vitesse.
Optionnellement, au moins des parties du système de transport de substrat vibrent en transportant un substrat, à des fréquences entre 5 Hz et 10 Hz, de préférence inférieure à 5 Hz.
Ladite méthode est de préférence utilisée pour le revêtement séquentiel d'une pluralité de substrats. Le système de transport de substrat peut donc simultanément transporter une pluralité de substrats récemment revêtus, le long de la longueur générale.
Dans un autre mode de réalisation, ladite composition de revêtement liquide est au moins en partie arrosé sur ladite surface supérieure. A jour, de tels systèmes d'arrosage ne peuvent pas être utilisés pour fournir des revêtements de vernis de haute qualité sur des substrats en feuille de papier individuels. En particulier, il n'est pas possible d'obtenir susdites hautes valeurs de planéité et de brillance de surface spéculaire, puisque la couche récemment arrosée de la composition de revêtement liquide n'est pas suffisamment uniforme/lisse pour commencer. En utilisant la présente méthode, les substrats ont un temps de séjour, avant être séchés/durcis. Par conséquent, la couche récemment arrosée a un certain temps pour « s'écouler », dans lequel elle est redistribuée sur la surface. Par conséquent, la couche de vernis à haute planéité et à des hautes valeurs de brillance de surface spéculaire, ne peut néanmoins être obtenue. Un avantage supplémentaire des systèmes d'arrosage est qu'ils requirent moins de maintenance que, par exemple, un rouleau applicateur et/ou raclette docteur. En plus, ils sont en général moins chers qu'un système à jet d'encre. De plus, c'est une technique plus vite pour le revêtement uniforme de substrats en feuille individuels. Évidemment et en correspondance avec ce qui a été décrit ci-dessus, toute autre technologie pour l'application de la composition de revêtement liquide peut de manière alternative ou supplémentaire être utilisée.
Dans un deuxième aspect, la présente invention décrit un dispositif pour prévoir un revêtement sur des substrat en feuille individuels, lesquels substrats ont une surface supérieure et une surface arrière, ledit dispositif comprenant:
une unité d'application de revêtement, pour l'application d'une composition de revêtement liquide sur la surface supérieure du substrat en feuille,
BE2017/5733 une unité de durcissement, laquelle unité de durcissement comprend une source de lumière et/ou de chaleur, pour le durcissement et/ou le séchage de ladite composition de revêtement et un système de transport de substrat, pour le transport dudit substrat de l'unité d'application de revêtement à ladite unité de durcissement.
En particulier, ledit système de transport de substrat comprend un convoyeur en spirale. Ledit dispositif est de préférence configuré pour réaliser la méthode suivant le premier aspect de l'invention. Le convoyeur en spirale peut s'enrouler vers le haut et/ou vers le bas. Le système de transport de substrat peut en plus comprendre une pluralité de tels convoyeurs en spirale, s'enroulant vers le haut et/ou vers le bas. Le dispositif peut être prévu de capteurs de détection de substrat pour le pistage complet de feuilles. Dans un autre mode de réalisation, ledit convoyeur en spirale est un convoyeur à lattes, comprenant des lattes.
Dans un autre mode de réalisation, ladite unité de durcissement comprend un ou plusieurs LEDs. Les avantages du durcissement LED sont la consommation d'électricité inférieure, un temps de disponibilité maximal des machines, une qualité constante, un contrôle d'intensité complètement digital, pas de perturbation thermique du papier, une technologie pratiquement sans maintenance, l'évitement des risques de santé suite à l'ozone, pas de mercure utilisé et pas de besoin de refroidir et/ou d'extraire l'air chaude. Évidemment, en correspondance avec ce qui a été décrit ci-dessus, toute autre technologie pour le séchage et/ou le durcissement de la composition de revêtement liquide récemment appliquée peut de manière alternative ou supplémentaire être utilisée. L'unité de durcissement peut, par exemple, de manière alternative ou additionnelle, comprendre un système de durcissement conventionnel à bulbe UV.
Dans un autre mode de réalisation, le dispositif a une structure modulaire, dans lequel ledit système de transport et/ou une ou plusieurs de lesdites unités sont des modules. Le dispositif peut être appliqué en ligne à des imprimeurs (digitales) et/ou hors ligne, dans lequel il a ses propres distributeurs de substrat et optionnellement ses propres dispositifs d'empilage de substrat. Dans une configuration en ligne, le dispositif est de préférence prévu de matériel de communication, permettant un processus aisé et un contrôle centralisé. Le dispositif peut aussi comprendre une unité de distribution, une unité de pliage et/ou une unité d'empilage.
Dans un autre mode de réalisation, ladite unité d'application de revêtement un système d'arrosage. Les avantages sont comme décrit ci-dessus, par rapport à la méthode de revêtement. Évidemment, en correspondance avec ce qui a été décrit ci14
BE2017/5733 dessus, toute autre technologie pour l'application de la composition de revêtement liquide peut de manière alternative ou supplémentaire être utilisée. L'unité d'application de revêtement est alors conçue de manière correspondante.
Dans un troisième aspect, la présente invention se rapporte à un dispositif, configuré pour réaliser la méthode suivant le premier aspect de l'invention. De préférence, ledit dispositif comprend l'unité d'application de revêtement, l'unité de transfert de substrat, et l'unité de durcissement.
Ci-dessous, l'invention sera décrite au moyen d'exemples non-limitatifs et des figures qui illustrent l'invention et qui n'ont pas pour but et ne peuvent pas être interprétés comme limitation du champ d'application de l'invention.
Figure 1 montre une vue perspective simplifiée d'un dispositif de revêtement en ligne 1 suivant un mode de réalisation de l'invention. Le dispositif 1 comprend une unité d'application de revêtement 2, un système de transport de substrat 3 et une unité de durcissement 4.
Dans l'unité d'application de revêtement 2, une couche de la composition de revêtement liquide est prévue sur la surface supérieure 5 des substrats 6. Ces substrats 6 proviennent par exemple d'une imprimante digitale installée en bas le long de la ligne de revêtement et d'impression. Puis, les substrats 6 sont transportés vers le haut, vers l'unité de durcissement 4, au moyen d'un convoyeur à spirales circulaires 7 ayant environ deux enroulements. Ledit convoyeur 7 peut être un convoyeur à lattes, comprenant une pluralité de lattes 8. Ainsi, les substrats 6 ont un certain temps de séjour. Sa surface supérieur 5 est à tout temps orientée substantiellement vers le haut. En termes d'espace au sol occupée, le système de transport de substrat 3 est aussi compact qu'un système d'élévateur. Cependant, il a l'avantage que le flux de la logistique n'est pas interrompu, pendant qu'une longueur de piste considérable est néanmoins maintenue. Comme l'on peut voir sur la figure, l'unité d'application de revêtement 2 et l'unité de durcissement 4 sont installées à une hauteur différente. L'unité de durcissement 4 est prévu d'un certain nombre de LEDs 9, pour finalement durcir la couche de composition de revêtement liquide. Les substrats revêtus 6 sont ensuite transférés à des unités/dispositifs/modules supplémentaires qui sont prévus en bas du dispositif de revêtement 1, par exemple une unité/un dispositif/une module d'empilage.
Les figures 2A et 2B montrent des sections de piste droite 10 et courbé 11 d'un convoyeur à lattes incurvés, suivant des modes de réalisation du présent dispositif.
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Lesdites sections de pistage 10, 11 sont reliées mutuellement de manière continue, pendant qu'elles s'étendent dans le même plan. La torsion relatée est donc zéro.
Dans le mode de réalisation de la figure 2A, les lattes 8 comprennent un bras rectangulaire 12 et un bras trapézoïde 13, s'étendant axialement l'un de l'autre et symétrique en termes de réflexion autour de l'axe relevant. Par conséquent, le convoyeur à lattes peut être incurvé en une direction. L'ouverture entre les lattes 14 ne dépasse alors pas la largeur de barrette 15. Des lattes semblables 8 ayant deux bras trapézoïdes 13 (et optionnellement un corps rectangulaire) peuvent être envisagées; de telles lattes 8 pourrait être incurvées en deux directions. Dans le mode de réalisation de la figure 2B, les lattes 8 sont prévues, à un côté, d'un nombre de doigts 16, pendant qu'au côté opposé, des récipients 17 correspondants sont prévus. Par conséquent, toute ouverture entre les lattes 14 est substantiellement tordues, de sorte que le risque de chute des substrats 6 soit réduit. Bien entendu, d'autres types de convoyeurs à lattes peuvent être envisagés, ayant par exemple des lattes 8 qui se chevauchent au moins en partie. Par conséquent, il n'y aurait pas du tout une telle ouverture entre les lattes 14. Le risque de chute des substrats 6 est alors encore plus réduit et la sécurité du dispositif est améliorée.
La figure 3A montre une vue schématique d'un système de transport de substrat 3 qui est continûment tordu, suivant un mode de réalisation de l'invention. La piste correspondante s'étend dans le même plan, de sorte que la torsion soit zéro. Le système de transport 3 comprend un nombre de sections de pistage droites successives 10 et des sections de pistage droites 11, qui sont reliées l'une à l'autre de façon continue.
La figure 3B montre une vue schématique d'un système de transport 3 de substrat segmenté, tordu de manière discontinue. La piste correspondante s'étend à nouveau dans le même plan, de sorte que la torsion soit zéro. Le système de transport 3 comprend une pluralité de segments orthogonaux successifs, chacun correspondant à une section de pistage droite 10.
Les figures 4A et 4B montrent respectivement une vue perspective et une vue de plan sur un système de transport 3 de substrat hélicoïdal, suivant un mode de réalisation de l'invention. Dans la vue de plan, on peut voir que la piste a une forme de spirale vers le haut de carré arrondi, non-circulaire. En particulier, la piste passe par deux ou plus de positions 18 pour le substrat 6, lesquelles positions se situent verticalement l'une au-dessus de l'autre. En plus, la piste comprend un schéma
BE2017/5733 répétitif d'au moins deux sections de pistage 19 hélicoïdales substantiellement identiques. Lesdites sections 19 sont installées l'une au-dessus de l'autre, pendant qu'elles sont reliées mutuellement de façon continue. De telles géométries sont particulièrement simples.
Les éléments numérotés sur les figures sont les suivants:
1. Dispositif de revêtement
2. Unité d'application de revêtement
3. Système de transport des substrats
4. Unité de durcissement
5. Surface supérieure
6. Substrat
7. Convoyeur en spirale
8. Latte
9. LED
10. Section de piste droite
11. Section de piste incurvée
12. Bras rectangulaire
13. Bras trapézoïde
14. Ouverture entre les lattes
15. Largeur de la latte
16. Doigt
17. Récipient
18. Point de passage
19. Section de piste hélicoïdale
Il est supposé que la présente invention ne soit pas limitée à aucun mode de réalisation décrit ci-dessus et que des modifications peuvent être ajoutées aux présents exemples et figures, sans dévier des revendications annexées.

Claims (16)

  1. Revendications
    1. Une méthode pour prévoir un revêtement de vernis sur des substrats en feuille individuels 6, lesquels substrats ont une surface supérieure 5 et une surface arrière, ladite méthode comprenant les phases suivantes:
    appliquer une composition de revêtement liquide sur la surface supérieure 5 d'un substrat en feuille 6, à l'aide d'une unité d'application de revêtement 2,
    - transporter ledit substrat en feuille 6 le long d'une piste s'étendant de ladite unité d'application de revêtement 2 à une unité de durcissement 4, à l'aide d'un système de transport de substrat 3 supportant le substrat 6 depuis sa surface arrière, et durcir et/ou sécher ladite composition de revêtement à l'aide de ladite unité de durcissement 4, laquelle unité de durcissement 4 comprend une ou plusieurs sources 9 de lumière et/ou chaleur, ladite piste étant au moins en partie incurvée, et caractérisé en ce que ladite piste passe par deux ou plusieurs postions (18) pour le substrat, lesquelles positions (18) s'étendent verticalement l'un au-dessus de l'autre.
  2. 2. La méthode suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ladite piste a une longueur de piste, laquelle longueur de piste est plus longue que la distance la plus courte entre ladite unité d'application de revêtement 2 et ladite unité de durcissement 4.
  3. 3. La méthode suivant une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ladite piste comprend au moins un segment qui est incliné.
  4. 4. La méthode suivant une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite piste comprend au moins un segment qui est tordu.
  5. 5. La méthode suivant une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite piste est continue.
  6. 6. La méthode suivant une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite piste comprend une spirale.
  7. 7. La méthode suivant une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite piste a une inclinaison maximale inférieure à 30%.
  8. 8. La méthode suivant une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite piste a une courbure et/ou torsion maximale inférieure à 20 rad/m.
  9. 9. La méthode suivant une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite longueur de piste se situe entre 20 cm et 50 m.
    BE2017/5733
  10. 10. La méthode suivant une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite composition de revêtement liquide est au moins en partie arrosé sur ladite surface supérieure 5.
  11. 11. Un dispositif 1 pour prévoir un revêtement sur des substrats en feuille individuels 6, lesquels substrats 6 ont une surface supérieure 5 et une surface arrière, ledit dispositif 1 comprenant:
    une unité d'application de revêtement 2, pour l'application d'une composition de revêtement liquide sur la surface supérieure 5 du substrat en feuille 6, une unité de durcissement 4, laquelle unité de durcissement 4 comprend une source 9 de lumière et/ou de chaleur, pour le durcissement et/ou le séchage de ladite composition de revêtement, et un système de transport de substrat 3, pour le transport dudit substrat 6 de l'unité d'application de revêtement 2 à ladite unité de durcissement 4.
    caractérisé en ce que ledit système de transport de substrat 3 comprend un convoyeur en spirale 7.
  12. 12. Le dispositif 1 suivant la revendication précédente 11, caractérisé en ce que ledit convoyeur en spirale 7 comprend des lattes.
  13. 13. Le dispositif 1 suivant une des revendications 11 et 12, caractérisé en ce que ladite unité de durcissement 4 comprend une ou plusieurs LEDs.
  14. 14. Le dispositif 1 suivant une des revendications 11 à 13, caractérisé en ce que ledit dispositif 1 a une structure modulaire, dans lequel le système de convoyeur 3 et/ou une ou plusieurs de lesdites unités 2, 3 sont des modules.
  15. 15. Le dispositif 1 suivant une des revendications 11 à 14, caractérisé en ce que ledit dispositif 1 est configuré pour réaliser la méthode suivant une des revendications 1 à 11.
  16. 16. Le dispositif 1 suivant une des revendications 11 à 15, caractérisé en ce que ladite unité d'application de revêtement 2 comprend un système d'arrosage.
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