Appareil pour enduire du matériel sous forme de bande L'invention concerne un appareil assurant l'enduction continue de bandes en mouvement, en matériaux divers, telles par exemple des bandes de papier ou des bandes métalliques et, de préférence toutefois, des bandes minces en matière plastique ou en cellophane, pour l'enduction desquelles il est fait usage d'émulsions, de solutions, de dispersions, de colles fusibles etc...
L'industrie de l'amélioration du papier, et des bandes en général, utilise toute une série de technologies les plus diverses pour l'enduc-' tion des bandes en mouvement. Ainsi utilise-t-on, par exemple, le procédé dit "d'application à la racle" tel qu'il est défini dans les demandes de brevets allemands OS n* 15 77 647 et 20 34 004. La figure 2 de la première de ces publications fait apparaître, avec une grande précision, le déroulement de tels procédés. Ainsi, un cylindre d'application, tournant dans le même sens ou dans le sens contraire du matériel de base à enduire, est immergé dans un bac de trempage et applique l'excédent du produit d'enduction sur ce matériel de base comme, par exemple, une bande en papier, en matière plastique ou en métal.
Le dosage du volume à appliquer est confié à une racle rotative, qui se trouve intercalée à la suite sous forme d'un cylindre rotatif lisse ou éventuellement garni de fils de diamètres très différents. Dans ce dernier cas, la racle est définie par le vocable de "wire-bar" utilisé dans la technique anglaise.
Ces dispositifs sont appliqués, par exemple, dans la demande
de brévet allemand OS 15 77 647 qui utilise des rouleaux libres d'un diamètre d'environ 40 mm. Or, ce procédé comporte des inconvénients qui apparais-
<EMI ID=1.1>
sement de la racle, provoqué par le séchage du produit d'enduction et, à fortiori, à l'altération de la qualité de cette enduction par la formation de rayures ou autres inégalités.
Au fur et à mesure de la progression de la technique, on a pu aboutir aux dispositifs traditionnels utilisés de nos jours, dispositifs définis dans les demandes de brevets allemands OS 20 34 004 et 23 07 404. Ces systèmes sont en effet caractérisés par une réduction importante du diamètre du cylindre râcleur, par le logement de ce cylindre râcleur dans un support approprié, qui assure son guidage et en partie sa protection sur toute sa longueur, ainsi que par des aménagements sous forme d'arêtes de raclage, voire de rainures de rinçage, assurant la netteté du cylindre rotatif.
Malgré cette progression indéniable, ces installations révèlent encore des imperfections qui s'opposent à la généralisation de leur utilisation. Un inconvénient majeur réside dans le maintien de la combinaison entre le nouveau dispositif de dosage et le système d'enduction traditionnel à l'aide de cylindres trempeurs, de cylindres de transfert et/ou de cylindres enducteurs. Cet aménagement se répercute défavorablement surtout lors des opérations d'enduction à grande vitesse à l'aide de produits parti-' culièrement sensibles à certains effets extérieurs, connue par exemple les dispersions au polyvinylidène, particulièrement sensibles au cisaillement, se coagulant et moussant facilement. Pour aboutir à une application convenable du produit d'enduction, même aux grandes vitesses de déroulement
de la bande, c'est-à-dire à 300 à 400 m/minute, il apparaît que les cylindres d'application, accusant traditionnellement un diamètre relativement important, de l'ordre de 200 mm et plus, doivent tourner également à grande vitesse. Ces grandes vitesses provoquent, à brève échéance, des coupoles de mousse sur le bac de trempage et, à fortiori, une enduction bulleuse de mauvaise qualité.
Des mesures spécifiques, telles par exemple la réduction du diamètre du cylindre trempeur, ont provoqué des effets contraires. En effet pour maîtriser le volume du produit d'enduction, dosé par les rouleaux plus grands, il est bien évident que les rouleaux plus petits, disposant forcément de surfaces de contact plus petites, doivent tourner à des vitesses logiquement plus grandes.
La modification de la surface extérieure du rouleau, par le ménagement de rainures et de crans, ou par toute autre méthode analogue, en vue d'augmenter le volume de l'apport, n'a pas permis, comme on l'avait espéré, de réduire la vitesse de rotation de ce rouleau.
Pour contourner ces problèmes, on a fait appel, dans la majorité des cas, à une solution de secours, c'est-à-dire que l'on a procédé à un transvasement permanent, par pompage, du produit d'enduction. Or, cette solution, même si elle est obtenue à l'aide d'éléments parfaitement appropriés, tels des pompes à membranes par exemple, n'a pu que provoquer une altération supplémentaire de ce produit d'enduction.
A la longue liste des inconvénients apparaissant en cours de traitement, il faut ajouter, avec ces mêmes systèmes de racles, les difficultés provoquées par la technique appliquée à la construction de l'appareillage utilisé. Parmi ces difficultés il y a lieu de citer la préférence, réservée à certaines matières plastiques, pour la fabrication du logement de la racle, telles que le polyéthylène, le polypropylène, le polyamide, le polytétrafluoréthylène, voire aussi des produits de la famille des caoutchoucs.
Les racles proprement dites, soumises à l'usure et, de ce fait, à utilisation limitée, sont fabriquées séparément, soit par extrusion directe sous leur forme définitive, soit aussi par fraisage, rabotage, perforation etc... à partir d'un matériel plein. Ces procédés de fabrication cotiteux, d'autant plus que les racles usées sont jetées, ne sont guère défendables économiquement, surtout que leurs coûts de fabrication influencent les prix de l'enduction et que leur remplacement provoque des immobilisations gênantes de la machine.
Très souvent, l'adaptation des températures, c'est-à-dire, le refroidissement ou l'échauffement, du produit d'enduction ainsi que de la machine est une opération impérative, nécessaire au bon déroulement du processus. La mauvaise conductivité thermique du logement des râcles, en matière plastique, s'oppose, dans ces cas, au réglage des températures de fonctionnement optimales, ce qui s'ajoute encore aux inconvénients déjà cités des systèmes d'enduction traditionnels.
Un autre inconvénient( relevé à l'encontre des machines tradi-
<EMI ID=2.1>
ge des racles.
Etant donné que, traditionnellement, il n'est guère possible d'obtenir une étanchéité parfaite de ces systèmes, il ne peut être empêché que le produit de rinçage entre en contact avec le produit d'enduction. Dans le cas, par exemple, où il est fait usage de polyvinylidène comme produit d'enduction, le contact avec l'eau, utilisée de préférence comme produit de rinçage, peut conduire à l'altération, c'est-�-dire à la perte, de ce produit d'enduction. Ce même phénomène peut, bien entendu, se produire avec des embases de colle ou d'autres solutions, particulièrement sensibles. Les dépôts du coagulât ainsi provoqués non seulement bouchent les canaux de rinçage, mais peuvent de plus pénétrer par la racle rotative à l'intérieur du logement en matière plastique et rendre ce dernier complètement inutilisable.
Il s'est ainsi posé le problème de la création d'une machine d'enduction, révélant un net progrès technique et supprimant les inconvénients et les insuffisances cités, relevés à l'encontre des installations reflétant le niveau actuel de la technique.
Le problème ainsi posé est résolu par une machine assurant l'enduction continue de bandes en mouvement, en matériaux divers, à l'aide d'un
<EMI ID=3.1>
leur, caractérisés en ce que, vu dans le sens du déroulement de la bande, un canal en amont et un canal en aval sont reliés au bac de trempage fermé latéralement et en ce que les parois latérales de ces canaux sont adaptées aux rayons des cylindres râcleurs, qu'elles sont chargées de guider, et en ce que la largeur de ces canaux est inférieure au diamètre des cylindres râcleurs qui ainsi dépassent les parois latérales de ces canaux.
Dans la pratique, on a pu apprécier favorablement une installation dans laquelle les canaux étaient disposés obliquement par rapport au bac de trempage, de manière telle que la résultante du parallélogramme des forces, composé du sens et de la grandeur des forces générées par le guidage de la bande et agissant sur les cylindres râcleurs, soit dirigée, au moins approximativement, sur le centre des canaux.
Les forces résultent de la contrainte de traction et de l'angle d'enroulement imposé au matériel en forme de bandes (figures 2 et 3). La. position oblique fait qu'en travaillant à de grandes vitesse d'enduction et en utilisant des produits d'enduction de haute viscosité ou des cylindres rgcleurs de grands diamètres, on évite dans tous les cas l'éjection, voire le saut des racles, de leur système de guidage respectif.
Quoique les canaux puissent présenter une forme quelconque aussi longtemps qu'il est satisfait aux exigences du guidage , les canaux de section rectangulaire ou carrée se sont avérés particulièrement efficaces dans la pratique, étant donné surtout que ceux-ci sont facilement réalisables.
Même s'il est établi que les arêtes des canaux provoquent un certain raclage, il s'est néanmoins avéré utile de disposer, à l'intérieur des
<EMI ID=4.1>
la zone supérieure dépasse d'une hauteur de 0, 1 à 3,0 mm l'arête supérieure de ces canaux.
Avantageusement, ces bandes râcleuses en tôle sont disposées aur les deux parois et sur toute la longueur des canaux, à l'effet de quoi elles sont adaptées, sous forme de plaques coudées, au profil des canaux ou alors appliquées, sous forme de tôles isolées, contre les seules parois latérales et maintenues à l'aide de banettes de blocage.
Ces tôles râcleuses peuvent également être utilisées sous formede paquets, cumulant plusieurs épaisseurs individuelles variant entre 0,02 à 0,5 mm. Ces tôles râcleuses évitent l'usure des arêtes des canaux sous l'effet du frottement des cylindres racleurs, ce qui réduit les périodes d'immobilisation de la machine. Lorsque ces tôles sont usées jusqu'à la hauteur des arêtes supérieures des canaux, elles peuvent être facilement remplacées en n'engageant que des coûts de matériau très minimes. Par le fait que les tôles râcleuses font ressort, on obtient un effet de nettoyage efficace et régulier des cylindres racleurs.
Pour obtenir une rotation régulière des cylindres racleurs, ceuxci sont entraînés, de préférence, en sens opposé, de manière que les impuretés, véhiculées par ces cylindres râcleurs, se trouvent dans tous les cas raclées vers l'extérieur et n'aboutissent pas dans le bac de trempage.
Normalement, le diamètre des cylindres râcleurs se situe entre
5 et 50 mm et, de préférence toutefois, entre 10 et 25 mm. Pour obtenir un réglage particulièrement précis de l'enduction, il s'est avéré particulièrement avantageux de varier le diamètre des cylindres râcleurs, de manière que, vu dans le sens du passage de la bande, le cylindre se trouvant en aval
<EMI ID=5.1>
Dans la pratique, il s'est avéré utile d'aménager le bac de trempage, ainsi que les canaux, dans un bâti commun, en vue d'augmenter la stabilité de l'appareil et de permettre aussi la réalisation de procédés techniques nouveaux.
Ainsi, avec l'utilisation de produits d'enduction de haute viscosité, apparaît aussi la nécessité de la régulation thermique. A cet effet, le bâti a été doté de perforations permettant le passage d'un produit de régulation, comme l'eau chaude par exemple, qui échauffe le produit d'enduction, provoque un abaissement de la viscosité et contribue à l'amélioration de l'enduction en général. Le même effet peut être obtenu en ménageant des perforations dans les cylindres racleurs, en vue d'y canaliser les produits de régulation. Dans ce cas, les cylindres racleurs présenteront, de préférence, la forme d'un tuyau.
L'arrivée du produit d'enduction dans le bac de trempage peut être assurée par le haut, soit par remplissage périodique, soit par un système d'alimentation continue.
Sur une machine, de structure particulière toutefois, l'arrivée du produit d'enduction est assurée par le bas au travers de perforations ménagées dans le bâti et aboutissant dans le bac de trempage.
A l'intérieur du bac de trempage, l'arrivée se fait alors par une rainure qui s'étend sur toute la longueur du bac.
Pour assurer une arrivée particulièrement homogène du produit d'enduction sur toute cette longueur, un canal, compensateur de la pression, qui a été ménagé sur cette même longueur, se trouve relié au canal d'arrivée de la face inférieure.
Etant donné que les cylindres, qui assurent le guidage de la bande avant et après son passage sur la machine d'enduction, ne sont que très difficilement réglables en hauteur, il s'est avéré utile, dans la pratique, d'équiper le bâti d'un dispositif assurant le réglage en hauteur. Il est ainsi devenu possible de régler, d'une manière optimale, les rapports de tension entre les cylindres râcleurs et le système de guidage, tout comme il est devenu possible de dégager les équipements et de libérer la bande dans tous les cas où des interventions sur l'installation d'enduction, telles le remplacement des
<EMI ID=6.1>
Pour des travaux spécifiques, il s'est avéré utile d'entourer, dans le cadre des techniques connues, les cylindres de raclage avec des fils appropriés.
Compte tenu de l'éventail des produits d'enduction utilisés, il importe que l'appareillage en entier, ou en partie, &oit réalisé en un matériau insensible à l'action corrosive de ces produits. A cet effet, certaines matières plastiques et certains aciers inoxydables ont donné entière satisfaction. Dans ce cas, on pense surtout au bac de trempage ainsi qu'aux cylindres et aux tôles de raclage.
La machine définie par l'invention s'est avérée particulièrement efficace pour l'enduction des bandes se déroulant à grande vitesse, c'est-à- <EMI ID=7.1>
Il est ainsi possible d'enduire tout le matériel traditionnellement enductible sous forme de bandes, dont le papier, les métaux, et notamment les matières plastiques, voire la cellophane.
La machine à enduction ainsi que son fonctionnement seront commentés plus amplement ci-après en référence aux figures annexées, sans que l'invention soit limitée aux seules formes de réalisation représentées.
la figure 1 représente une vue/latérale d'une coupe transversale de l'exemple de réalisation le plus simple ; la figure 2 représente la vue latérale d'une coupe transversale ainsi que le principe de fonctionnement d'un exemple de réalisation avantageux de la machine et la figure 3 représente une vue en perspective de la machine faisant l'objet de la figure 2.
Sur la figure 1, la bande 15 passe sur le cylindre serre-flan 13, parallèle à la machine d'enduction, avant de passer sur les cylindres râcleurs 5, qui sont maintenus dans les canaux 2 et qui sont en contact direct avec le bac de trempage 7. Le cylindre serre-flan 13 à la sortie est également parallèle à la machine d'enduction. Le produit d'enduction, qui se trouve dans le bac de trempage 7, remplit celui-ci, de préférence jusqu'au bord supérieur.
Comme on peut le voir dans la figure 2, la machine définie par l'invention comporte, dans une structure avantageuse, un bâti de forme prismique 1 qui pour empêcher toute corrosion, est réalisé en un acier fin inoxydable. Dans ce bâti 1 se trouvent ménagés deux canaux 2 de section carrée qui forment un angle déterminé avec la verticale. L'obliquité des canaux permet un centrage précis de la racle 5 dans son support. Ainsi, la résultante du parallélogramme des forces, composé-de la valeur et du sens des forces agissant sur le cylindre râcleur, doit être dirigée dans le centre des canaux. Das barrettes de blocage 3, qui peuvent être en acier ou en matière plastique, maintiennent, à l'intérieur des canaux 2, des bandes racleuses 4, fines et étroites, en acier.
Pour empêcher toute corrosion et toute réaction catalytique toujours possibles entre ces bandes râcleuses et le produit d'enduction, il est recommandé d'utiliser des tôles râcleuses en acier fin. Ces tale râcleuses 4 ont à assurer deux fonctions qui consistent, d'une part, à soutenir et à maintenir le cylindre râcleur rotatif 5 sur toute sa longueur dans la position voulue et, d'autre part, à le libérer des particules solides qui peuvent y adhérer. Pour parfaire le processus de nettoyage des cylindres racleurs, ceux-ci sont rincés sur leur face extérieure. Comme produit de rinçage et de mouillage, on utilise le produit d'enduction proprement dit, tel par exemple une dispersion à base de polyvinylidène.
Ainsi, provenant du bac de trempage 7, limité par les cylindres racleurs 5 et par le couvercle de protection latérale 6, s'étalant sur toute la largeur d'enduction, cette dispersion aboutit, au travers des perforations de liaison 8, dans les canaux 2, qu'elle traverse dans le sens axial en direction des deux ouvertures latérales. Ce processus permet non seulement de mouiller et, le cas échéant, d'ajuster
la température du cylindre de raclage, mais aussi d'évacuer les particules solides ou autres produits d'encrassement qui auront été raclés du cylindre
<EMI ID=8.1>
produit d'enduction par l'ouverture 9 débouchant sur un canal 10, compensateur de la pression, qui s'étend sur toute la longueur du bâti 1. Ce canal 10 est relié au bac de trempage 7 par l'intermédiaire d'une fine rainure 11. Le creux de forure 12 assure la régulation thermique, c'est-à-dire l'échauffement ou le refroidissement de l'ensemble de l'installation.
Les cylindres serre-flan 13, réglables en hauteur, permettent de varier l'angle d'enroulement sur les cylindres râcleurs 5. Bien entendu, et dans le cas où l'on ne dispose que de cylindres 13 non réglables, cet angle d'enroulement peut être varié en agissant sur le dispositif 14 assurant le réglage en hauteur de l'ensemble de la machine d'enduction.
Sur la figure 3, on reconnaît avec netteté les couvercles de protection latérale 6, ainsi que les éléments moteurs 16 des cylindres râcleurs 5.
Par ailleurs, les mêmes chiffres désignent les mêmes éléments.
Le processus d'enduction, réalisé avec la machine définie par l'invention et schématisée dans les figures 2 et 3, se déroule comme suit.
Le produit d'enduction est dirigé, à l'aide d'un dispositif à débit réglable -une pompe par exemple ou encore un réservoir fixe- dans le canal
10, compensateur de la pression, au travers des perforations d'alimentation
9. De là, il remplit le bac de trempage 7 par l'intermédiaire de larainure 11. L'écoulement latéral incontr8lé du produit d'enduction est empêché par le couvercle de protection latérale 6. L'abaissement des cylindres 13 dans la position de travail schématisée provoque la fermeture totale du bac de trem-_
page 7 par la bande à enduire 15. Le produit d'enduction, ainsi appliqué sur
<EMI ID=9.1>
choix, dans le sens du passage ou dans le sens contraire, par les éléments moteurs 16. Ce n'est qu'une très faible partie de ce produit d'enduction qui, à partir du bac de trempage 7 et à travers les perforations 8, parvient dans les canaux 2 logeant les cylindres râcleurs 5. Ce produit d'enduction, en passant par les canaux 2,. assure le mouillage des cylindres racle tira 5, évite le dépôt de particules solides ou autres produits d'encras sage et évacue des canaux les corps étrangers qui ont été raclés des cylindres par les tôles râcleuses 4. Le produit de débordement est recueilli pour être inclus à nouveau dans le processus d'enduction.
Etant donné que l'on dispose d'un produit d'enduction ne comportant ni bulles, ni mousse -du fait que, même à grande vitesse d'application, ce produit n'est à aucun moment remué par une pièce quelconque en liaison avec le processus d'enduction- on peut supprimer les équipements auxiliaires, tels les bacs de décantation recueillant la mousse, utilisés sur les machines à enduction au polyvinylidène.
Le premier cylindre râcleur 5 n'intervenant pratiquement pas dans le dosage du produit à appliquer, on pourrait être tenté de le remplacer par une arête fixe. Or, il est apparu que la rotation prend un caractère primordial, nécessaire au bon déroulement du processus. On évite ainsi l'accumulation des poussières et autres produits d'encrassage, provenant de la bande à enduire, tout comme on évite les rayures toujours gênantes, ce qui n'est pas le cas avec l'appareil qui est décrit dans la demande allemande
16 52 402 mise à l'inspection publique et sur lequel la bande à enduire passe sur une surface arrondie fixe.
<EMI ID=10.1>
ce appel à des moteurs inversibles et à réglage progressif. Pour éviter toute perturbation du mouvement de rotation, nécessairement régulier, la transmission des forces entre le moteur et le cylindre râcleur est assurée par des éléments souples, tels que les embrayages, les arbres à cardan ou les joints à croisillon.
Le volume du produit d'enduction applicable avec le processus propre aux dispositifs définis par l'invention est fonction d'un certain nombre de facteurs, dont la grandeur des cylindres râcleurs utilisés. Des cylindres rScleurs, accusant un diamètre de 8 à 12 mm, permettent d'appliquer des <EMI ID=11.1>
quantité devra être dépassée, on devra faire appel à. des cylindres d'un diamètre maximal de 50 mm.
L'avantage d'ordre technique tout particulier du dispositif, défini par l'invention et commenté ci-dessus, réside d'une part dans le processus d'application du produit d'enduction, c'est-à-dire sans le moindre élément de transmission mobile tel que des rouleaux ou autres éléments analogues, et, d'autre part, dans le dosage spécifique qui s'y rattache. Ainsi sont don-' nées les conditons de traitement des substances liquides de toutes qualités et de toutes catégoriées.
REVENDICATIONS
1. Appareil assurant l'enduction continue de matériel en forme de bande en mouvement, à l'aide d'un produit d'enduction fluide, en utilisant un bac de trempage et un cylindre râcleur, caractérisé en ce que, vu dans le
sens du déroulement de la bande, un canal (2) en amont et un canal (2) en
aval sont reliés au bac de trempage (7), fermé sur les côtés (6), les parois latérales de ces canaux (2) étant adaptées aux rayons des cylindres râcleur
%;Il qu'elles sont chargées de guider, et la largeur de ces canaux (2) étant inférieure au diamètre des cylindres râcleurs (5) qui dépassent ainsi les parois latérales de ces mêmes canaux (2).