Procédé et appareil pour le revêtement
deppellicules L'invention concerne l'application de couches de revêtement liquides sur une bande en mouvement. Plus particulièrement, l'invention concerne un procédé et un appareil perfectionnés de revêtement, utilisés pour appliquer une ou plusieurs couches de compositions photosensibles et associées de haute qualité.
Le brevet des E.U.A. N[deg.] 3.508.947 décrit l'évolution de diverses techniques de revêtement dans l'industrie photographique et les problèmes qu'elles posent. Pour tenter de résoudre ces problèmes et plus particulièrement pour mettre au point
des procédés de revêtement à plus grande vitesse, le brevet des E.U.A. N[deg.] 3.632.374 suggère d'utiliser certaines techniques de revêtement par rideau pour la fabrication de pellicules photographiques. Le revêtement par rideau consiste à former une couche liquide dans des conditions réglées avec précision sans communiquer à la couche une vitesse d'écoulement notable et, en principe, à la laisser accélérer en chute libre jusqu'à ce qu'elle atteigne une bande à revêtir. La chute libre permet à la couche liquide d'atteindre une vitesse suffisante pour pénétrer la couche d'air entraînée par la bande. Ce revêtement par rideau élimine beaucoup d'inconvénients dus au revêtement antérieur par bourrelet et permet de plus grandes vitesses de revêtement; toutefois, le rideau liquide qui tombe est sujet à des perturbations dues aux courants d'air.
Si l'on diminue la longueur de chute
du rideau, on réduit du même coup au minimum le problème des courants d'air, mais cette réduction n'est pas toujours réalisable car il faut que la chute soit suffisante pour donner aux couches liquides l'énergie cinétique leur permettant de pénétrer la barrière d'air entraînée par la surface de la bande, si l'on veut obtenir des revêtements de haute qualité. Une solution proposée et qui n'a pas eu un total succès consiste à utiliser des déflecteurs derrière le rideau pour réduire au minimum l'effet des courants d'air vagabonds.
Une autre solution, qui évite les inconvénients de l'instabilité du rideau, est décrite dans le brevet des E.U.A.
N[deg.] 3.749.053. Cette solution consiste à utiliser un appareil de revêtement en cascade disposé tout près de la bande, ainsi
qu'un caisson à vide incorporé, pour déposer des couches photographiques multiples sur une bande en mouvement horizontal. Cette solution présente une petite difficulté car il faut agrandir une ouverture prévue dans le caisson à vide, en utilisant un élément à charnière sollicité par ressort, pour permettre le passage des raccords de la bande.
Un perfectionnement à cette solution est décrit à partir de la page 203 de l'ouvrage intitulé "Coating Equipment and Processes", par George L. Booth, édition 1970, Lockwood Publishing Co., Inc. Il y est proposé de soumettre la couche liquide à une accélération constante le long d'une surface de glissement plane avant la chute libre. Toutefois, cette méthode présente l'inconvénient de soumettre la. couche à une accélération excessive et à un changement brusque de direction d'écoulement lorsqu'elle passe en chute libre, ce qui entraîne des irrégularités d'épaisseur et autres inconvénients du revêtement.
Selon un mode d'exécution préféré, l'invention propose un procédé perfectionné d'application de couches distinctes sur une surface de support en mouvement. Sous son aspect
le plus général, le procédé selon l'invention consiste à appliquer à une surface de support au moins une couche d'une composition liquide de revêtement en faisant passer la surface de support
à travers une zone de revêtement, à faire couler au moins une couche de la composition liquide de revêtement le long d'une surface de glissement de façon qu'elle atteigne finalement en chute libre la surface de support, et à accélérer la couche
par gravité de façon continuellement croissante sur la surface
de glissement jusqu'à ce qu'elle s'écoule dans une direction sensiblement verticale.
L'appareil selon l'invention utilise de préférence une surface de glissement présentant une pente continuellement croissante de manière à assurer l'accélération réglée désirée, c'est-à-dire une accélération continuellement croissante. En réglant ainsi l'accélération jusqu'au point de chute libre et
<EMI ID=1.1>
l'impact se produise dans des conditions d'accélération réglée,
<EMI ID=2.1>
le la couche se produise relativement.
L'espacement plus grand, relativement à l'épaisseur les raccords, permet à ceux-ci de passer librement en pertur-
<EMI ID=3.1>
présenté par l'instabilité du rideau due à des courants d'air
<EMI ID=4.1>
réglée du liquide jusqu'à une vitesse de libération qui, combinée à l'accroissement de vitesse en chute libre, est suffisante pour pénétrer la barrière d'air au-dessus de la surface du substrat, réduit la nécessité de systèmes à vide annexes ou de déflecteurs lorsqu'on effectue le revêtement à de grandes vitesses et aboutit à un système plus simple dans son ensemble.
La description et les figures données ci-après à titre d'exemple non limitatif feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortont tant du dessin que du texte faisant, bien entendu, partie de ladite invention.
La figure 1 est une coupe verticale d'une forme de réalisation d'un appareil de revêtement pour la mise en oeuvre de l'invention. La figure 2 est une coupe verticale d'une autre forme de réalisation d'un appareil de revêtement selon l'invention, montrant le passage d'un raccord de pellicule à travers la zone de revêtement. La figure 3 est une coupe partielle d'une variante de la lèvre du support de pallicule utilisé dans la forme de réalisation de la figure 1. La figure 1 montre une forme de réalisation préférée comportant tous les éléments nécessaires pour former des couches multiples superposées pour écoulement, les accélérer de façon réglée à une vitesse désirée et les déposer sur une bande en mouvement, en couches distinctes.
Plus précisément, une surface de support ou bande 11, propre à recevoir un revêtement à deux couches comprenant une couche d'émulsion d'halogénure d'argent 24 et une couche antiabrasive 23, du type décrit dans les exemples, passe sur un rouleau d'appui 12 placé pratiquement sous l'appareil de revêtement selon l'invention.
L'appareil de revêtement de la figure 1 ressemble e partie aux appareils de revêtement connus sous le nom de trémies coulissantes et servant à faire du revêtement par bourrelet. Le corps de la trémie comprend quatre sections. Les sections 15 et
16 définissent une première fente d'alimentation 17 et un premier réservoir 19 à travers lesquels un liquide est pompé par la
pompe 26 et le tube 27. La partie supérieure de la section 15
est plane et polie et forme une surface de glissement inclinée 20. De façon semblable, les sections 14 et 15 définissent une deuxième fente 18 et un deuxième réservoir 30 à travers lesquels du liquide peut être envoyé, par la pompe 29 et le tube 28, sur la surface supérieure de la section 14. La surface supérieure de la sec-
<EMI ID=5.1>
bas que le plan de la surface de glissement 20. La surface supérieure de la section 14 est aussi plane et polie et forme
une deuxième surface de glissement dont l'angle avec l'horizontale est pratiquement identique à celui de la surface de glissement
20. La dis tance,dont le plan de la deuxième surface de glissement 21 est en retrait sous le plan de la première surface de glissement 20,est au moins égale à l'épaisseur désirée de la couche du liquide pompé à travers la fente 18 et s'écoulant sur la surface de glissement 21.
L'appareil de formation de couches multiples par écoulement comme décrit jusqu'à présent est classique. Selon l'invention, une section 13 définissant une surface supérieure
à courbure convexe 22 est fixée à l'extrémité de la section 14, du côté opposé à celle qui est relié à la section 15. Selon un mode d'exécution préféré, la surface de glissement à courbure convexe 22 part de l'extrémité de la surface de glissement plane
21 et se termine par son bord inférieur 60 en un point tangent
à la verticale, situé à une distance "d" de la bande 11. On fait de préférence varier la distance "d" pour permettre le libre passage d'un raccord de la bande, distante Qui peut être aussi petite que 0,8 mm environ ou aussi grande que 19 mm environ, ou, qui peut atteindre dans le cas de grandes vitesses de la bande
25 mm environ. De préférence, la distance "d" doit être maintenue aussi petite que possible pour éviter les effets nuisibles
<EMI ID=6.1>
Le choix de la forme particulière de la courbure
<EMI ID=7.1>
d'écoulement peut varier selon les propriétés rhéologiques
de la solution de revêtement, le poids de revêtement désiré et la vitesse de la bande 11. On a trouvé qu'une surface proche d'une section conique, c'est-à-dire ayant une forme généralement parabolique le long de la direction d'écoulement, du type défini
<EMI ID=8.1>
<EMI ID=9.1>
de bons résultats en ce sens que la variation de l'accélération de la solution de revêtement pendant son mouvement le long de
la surface de glissement est constante. Toutefois, d'autres formes convexes sont acceptables et peuvent trouver une utilité pour satisfaire aux paramètres indiqués. Transversalement à la direction d'écoulement, la surface définit une ligne droite. En tout cas, il est préférable que l'accroissement proportionnel de vitesse communiqué à la solution de revêtement sous l'accélération réglée par la surface de glissement relativement à l'accroissement proportionnel de vitesse communiqué à la solution de revêtement pendant la chute libre, soit accru le plus possible. Des accroissements proportionnels de vitesse plus importants
dans des conditions réglées peuvent être atteints avec des liquides de moindre viscosité.
Le bord de déversement 60 est représenté avec une section carrée de manière à fournir un point de départ bien défini du liquide et à éviter un mouillage excessif du bord et par conséquent la formation de stries dans le revêtement déposé. Le bord de déversement peut aussi avoir une section arrondie
comme le montre la figure 3 ou une section en lame de couteau comme le montre la figure 2. La condition essentielle est que le
bord de déversement ne gêne pas l'écoulement du liquide qui est
de préférence à la vitesse d'impact désirée quand il atteint
ce point.
Bien que l'on ait admis que l'extrémité de déversement de la surface de glissement est de préférence orientée verticalement, c'est-à-dire que a = 90[deg.], l'angle a peut varier d'environ 80 à 1200 selon la vitesse d'impact désiré, les paramètres du liquide, etc.. Les angles inférieurs à 90[deg.] n'ont pas
la préférence parce que le liquide a tendance à se décoller prématurément de la surface de glissement. De même, les angles notablement supérieurs à 90[deg.] n'ont pas la préférence parce
qu'ils tendent à produire un changement brusque de l'accélération du liquide lorsqu'il quitte le bord 60. Cela est contraire au
but de l'invention qui est de fournir une zone transitoire d'écoulement de façon que les couches en écoulement passent en chute libre avec le minimum de changement dans la direction d'écoulement et le minimum de changement de l'accélération. Une surface "sensiblement" verticale est préférable, c'est-à-dire
80[deg.] < a < 120[deg.].
La figure 2 montre une variante de l'invention.
Dans cette variante, on utilise un arc de cercle pour définir la
<EMI ID=10.1> <EMI ID=11.1>
<EMI ID=12.1>
de revêtement. L'appareil de la figure 2, tel qu'il est représenté, est conçu pour appliquer une seule couche et le corps de l'appareil de revêtement est formé de deux sections 33 et 46
qui définissent une fente d'alimentation 38 et un réservoir 39. Une pompe 36 amène un liquide à la partie supérieure de la section 33 du corps, par un tube 37. La partie supérieure de la section 33 du corps comprend une section de glissement plane inclinée 31 qui va jusqu'à un point A au-delà duquel elle se courbe, formant une portion de cercle de rayon R qui se termine en un point B tangent à la verticale, situé à une distance "d"
de la bande en mouvement 42. La bande 42 passe sur un rouleau
de guidage 12. Sur la figure 2, on voit un raccord de la bande qui passe par le poste de revêtement sous le bord de déversement
62. L'extrémité postérieure 40 de la bande 42 est appliquée sur une partie de l'extrémité antérieure 43 de la bande 44. Sur
la partie de recouvrement des deux bandes 44 et 42 est placé
un morceau de ruban adhésif 41 qui s'étend habituellement sur toute la largeur de la bande. On peut faire varier la pente
de la surface de glissement comme on l'a dit à propos de lafigure 1 et aussi faire varier la distance "d" pour l'adapter à différentes compositions de revêtement, à différentes vitesses de la bande et aux vitesses d'impact désirées.
Il est entendu que l'on peut aussi utiliser, selon l'invention, il autres trémies connues telles qu'une trémie du
type à extrusion, pour produire des couches distinctes superposées avant de les accélérer sur une surface de glissement convexe.
L'extrémité verticale de la surface de glissement convexe est représentée au-dessus de l'axe du rouleau de guidage
12 sur la figure 1 et en position excentrée sur la figure 2,
mais il est entendu que sa position peut varier et qu'elle peut être située en tout point de la bande où celle-ci est de préférence horizontale ou presque. Toutefois, il est préférable
que la bande soit supportée par un rouleau au poste de revêtement pour réduire au minimum les perturbations dues au flottement.
Il est préférable que la bande soit horizontale au point
d'impact de la couche liquide, mais celle-ci peut aussi atteindre tout point de la partie courbe de la bande 11 qui fait le tour
du rouleau 12 (figure 1), à peu près entre les positions "9 heure�
et "12 heures". De même, il n'est pas nécessaire que la bande soit soutenue au point d'impact mais un soutien est préférable.
On reviendra maintenant à la figure 1 pour décrire le procédé selon l'invention. La bande 11 passe par dessus le rouleau 12 et elle est mise en mouvement dans le sens des flèches à la vitesse de revêtement désirée par un appareil approprié (non représenté). Un liquide, qui peut être une émulsion d'halogénure d'argent du type décrit par les exemples ou toute autre solution similaire utilisée ordinairement en photographie ou dans d'autres techniques de revêtement, est pompé à partir d'un réservoir non représenté par la pompe 29 et le tube 28 de manière à remplir le réservoir 30 qui sert de compensateur de pression. Le liquide passe par une fente 18 pour arriver à la surface inférieure de glissement 21. De préférence, la fente
<EMI ID=13.1>
Quand le réservoir 30 est plein, le liquide monte dans la fente
18 et sort sur la surface 21 où il commence à s'écouler vers le bas par gravité. Le débit du liquide est tel qu'il forme une couche en écoulement uniforme 24 couvrant toute la largeur de
la surface de glissement 21 qui peut être positionnée pour former une pente de 23[deg.] environ. En fait, on peut faire varier la pente des surfaces de glissement entre environ 0[deg.] (avec une trémie à
<EMI ID=14.1>
sement) selon les compositions utilisées etc.. La pente est choisie de manière à permettre la formation des couches liquides et à
leur permettre de descendre jusqu'à la région convexe de la surface de glissement.
D'un deuxième réservoir, non représenté, la pompe
26 amène une deuxième couche qui peut être une couche antiabrasive comprenant une solution aqueuse de gélatine à 6% et les agents antistatiques et durcisseurs courants utilisés dans la technique. Ce deuxième liquide est dirigé par le tube 27 de manière à remplir le réservoir 19 puis par la fente 17 de manière à former une
<EMI ID=15.1>
glissement 20. Lorsque la couche 23 s'écoule vers le bas, elle atteint finalement la sortie de la fente 18 et continue son écoulement descendant au-dessus de la couche 24, les deux couches s'écoulant maintenant en strates superposées et distinctes.
Lorsque les couches atteignent l'extrémité de la surface inclinée plane 21 et arrivent à la surface convexe 22, leur vitesse augmente par gravité proportionnellement à la variation de la courbure de la surface de glissement. Quand les couches atteignent l'extrémité de la surface convexe de glissement 22, elles ont été accélérées, grâce au choix de la courbe appropriée, à une vitesse qui, combinée avec l'accroissement de vitesse pendant la courte chute libre, est suffisante pour pénétrer la barrière d'air entraînée par la bande et se déposer sur la bande en mouvement 11. Les deux couches 23 et 24 franchissent l'espace entre le bord 60 de la surface 22 et la bande 11 en tombant librement d'une hauteur "d" en un courant continu 25.
Etant donné que les couches liquides passent en chute libre à une vitesse notablement supérieure à celle qu'on recommande dans le revêtement
par rideau, il n'est plus nécessaire d'avoir de grandes distances de chute libre pour réaliser une vitesse d'impact suffisante
pour surmonter les problèmes dus aux courants d'air et on peut utiliser des chutes notablement plus courtes. La distance "d" peut donc être maintenue minimale.
Quand un raccord atteint le poste de revêtement, comme le montre la figure 2, l'écoulement du liquide de revêtement n'est pas perturbé à condition que la distance "d" soit telle que le raccord puisse passer sans briser le courant de liquide 25.
Les exemples suivants illustrent l'invention sans
la limiter.
EXEMPLE 1 :
On utilise un appareil du type représenté par la figure 1 pour appliquer à un support en mouvement une émulsion de gélatino-halogénure d'argent préparée classiquement, formée d'halogénure d'argent en suspension dans une solution aqueuse
de gélatine. Le support est formé d'une feuille de polytéréphtalate
d'éthylène, du type utilisé dans la fabrication des pellicules photographiques, préparé essentiellement de la façon décrite
dans le brevet des E.U.A. N[deg.] 2.779.784. L'épaisseur du support
est de 0,18 mm.
On applique dans le cas présent une seule couche,.
de sorte que la pompe 26 ne fonctionne pas pendant cette expérience et le liquide est amené à la surface de glissement par la
pompe 29 et la fente 18.' La surface de glissement convexe est parabolique, et répond à l'équation y = -x<2> et part d'un point
de tangence à la surface de glissement qui fait un angle de
<EMI ID=16.1> d'écoulement du liquide est de 12,7 cm. L'appareil est capable d'appliquer sur la bande en mouvement une couche de 11,75 cm de largeur. On maintient la viscosité de l'émulsion à 9,7 centipoises à 38[deg.]C et le liquide est amené à l'appareil avec un débit de
720 ml/mn. On fait varier la distance "d" entre 3,2 et 12,7 mm. On obtient des revêtements continus satisfaisants quand la
bande défile à 76,2 cm/s. Le poids calculé du revêtement sec
est de 149 mg/dm<2>.
EXEMPLE 2 :
) Avec l'appareil de l'exemple 1 mais avec cette fois une surface de glissement convexe généralement parabolique d'environ 17,8 cm de longueur, on dépose une seule couche de
10,2 cm de largeur d'une émulsion d'halogénure d'argent sensibilisé contenant des halogénures d'argent en suspension dans une solution aqueuse de gélatine, sur une bande.en mouvement du type décrit à l'exemple 1, à une vitesse de 223,5 cm/s. Le débit de
la solution est de 720 ml/mn et sa viscosité, mesurée à 35[deg.]C,
est de 11,4 centipoises. On fait varier la distance de chute "d" entre 4,8 et 6,3 mm environ. Le poids sec du revêtement est de
<EMI ID=17.1>
faisants.
On a décrit l'invention à propos de modes d'exécution particuliers mais ceux-ci ne sont aucunement limitatifs. Par exemple,. on peut utiliser des trémies ou des déversoirs comme sources de couches liquides en écoulement laminaire. On peut aussi utiliser une combinaison de filière et de trémie à glissement pour former des couches multiples. En outre, on peut utiliser des guides de bord de revêtement sur la surface de glissement et en travers de la distance de chute "d", comme indiqué dans
le brevet des E.U.A. N[deg.] 3.632.374, pour maintenir la largeur totale du revêtement.
REVENDICATIONS
1. Procédé d'application d'au moins une couche d'une composition liquide de revêtement sur une surface de support, consistant à faire passer cette surface par une zone de revêtement et à faire couler au moins une couche de la composition liquide de revêtement sur une surface de glissement de façon qu'elle finisse par atteindre en chute libre la surface de support, caractérisé en ce que l'on accélère la couche par gravité de façon continuellement croissante sur la surface de glissement jusqu'à ce qu'elle s'écoule dans une direction généralement verticale.