FR2667940A1 - METHOD FOR CONTINUOUSLY MEASURING THE DYNAMIC WATER RETENTION OF A COATING ON A SCROLLING MEDIUM AND IN PARTICULAR ON A PAPER SHEET - Google Patents
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Abstract
Ce procédé se caractérise en ce qu'il consiste: - tout d'abord, à émettre (1, 2, 3) un train d'ondes dans un plan quelconque par rapport à la direction du support (4) proprement dit à une distance d comprise entre zéro et deux mètres de la zone d'enduction (9) dudit support; - puis, à capter (7, 8) dans ce même plan, les signaux du train d'ondes réfléchis par le support (4), - puis, à extraire de ces signaux captés une grandeur représentative de la quantité de couche humide déposée; - puis, à réitérer cette mesure à une distance d' supérieure à la distance d de la première mesure, en vue d'extraire la valeur de la même grandeur, dans le but d'obtenir en fonction du temps la variation de celle-ci, compte tenu du défilement du support à vitesse constante; - et enfin à déduire la pente moyenne de cette variation, représentative de la rétention dynamique de liquide recherchée dans le support. Application: Industrie papetière.This method is characterized in that it consists: - first of all, in emitting (1, 2, 3) a wave train in any plane with respect to the direction of the support (4) proper at a distance d between zero and two meters from the coating zone (9) of said support; - then, in capturing (7, 8) in this same plane, the signals of the wave train reflected by the support (4), - then, in extracting from these picked up signals a quantity representative of the quantity of wet layer deposited; - then, to repeat this measurement at a distance greater than the distance d of the first measurement, in order to extract the value of the same quantity, in order to obtain the variation of the latter as a function of time , taking into account the travel of the support at constant speed; - And finally to deduce the average slope of this variation, representative of the dynamic retention of liquid sought in the support. Application: Paper industry.
Description
PROCEDE POUR MESURER EN CONTINU LA RETENTION D'EAUMETHOD FOR CONTINUOUS MEASUREMENT OF WATER RETENTION
DYNAMIQUE D'UNE ENDUCTION SUR UN SUPPORT EN DEFILEMENT ET DYNAMICS OF A COATING ON A SCROLLING SUPPORT AND
NOTAMMENT SUR UNE FEUILLE DE PAPIERNOTABLY ON A PAPER SHEET
L'invention concerne un nouveau procédé pour la mesure en continu de la rétention d'eau dynamique d'un liquide constituant l'élément véhiculant d'une enduction sur un support en défilement Plus spécifiquement, elle The invention relates to a new method for the continuous measurement of the dynamic water retention of a liquid constituting the element carrying a coating on a scrolling support.
concerne la mesure de la grandeur physique dite de réten- relates to the measurement of the physical quantity called retention
tion d'eau dynamique de la couche déposée sur une feuille dynamic water content of the layer deposited on a sheet
de papier en défilement, notamment après couchage. scrolling paper, especially after sleeping.
De manière traditionnelle, dans le cadre de la fabrication du papier, on a recours à une phase d'enduc- Traditionally, in paper making, an endocrine
tion superficielle de la feuille de papier, afin d'amé- liorer ses qualités propres Cette enduction est réalisée de manière connue par le dépôt d'une composition d'enduc- tion, également dénommée couchage, sur la feuille en déplacement Ce couchage est généralement composé d'une20 phase de pré-enduction et de lissage ou raclage de la composition couchée, afin d'obtenir une épaisseur de couche sur la feuille de papier aussi constante que pos- sible, et ce sur toute la laize Ces opérations de pré- enduction et de lissage sont particulièrement délicates,25 et demandent de fixer les paramètres qui les règlent de la manière la plus précise possible, lorsque l'on désire This coating is carried out in a known manner by the deposition of a coating composition, also called coating, on the moving sheet. This coating is generally obtained by coating the sheet of paper in order to improve its intrinsic qualities. consisting of a pre-coating phase and smoothing or scraping of the coated composition, so as to obtain a layer thickness on the paper sheet as constant as possible, and this over the entire width These pre-coating operations coating and smoothing are particularly delicate, and ask to fix the parameters that regulate them in the most precise way possible, when one wishes
obtenir un papier de qualité élevée. obtain a high quality paper.
Ces opérations sont suivies d'une phase de séchage propre à éliminer après la phase de couchage, l'eau cons- tituant le véhicule de l'enduction Cette phase de séchage s'avère relativement délicate compte tenu des différents paramètres à prendre en considération dans le cadre d'ob- tention d'une feuille de papier de bonne qualité Notam-35 ment, la température du système de séchage ainsi que la distance sur laquelle est soumise la feuille de papier en défilement au traitement de séchage, autrement dit sa durée, ont une importance fondamentale pour l'obtention d'un papier de qualité élevée La conduite du séchage en 5 production continue dépends du poids de couche, de l'extrait sec et des matières premières utilisées La qualité du produit après séchage en continu pourrait être améliorée, si, avant d'y soumettre le matériau, on pou- vait attendre que la totalité de l'eau de constitution10 de l'enduction ait migré par capillarité dans le support plus ou moins absorbant De fait, si un tel résultat pouvait être obtenu, la couche humide serait suffisamment consolidée pour permettre un séchage énergique ne provo- quant pas de migration des constituants.15 En pratique, dans les processus continus, le séchage est pratiqué dès la sortie de la tête de couchage; on These operations are followed by a clean drying phase to be removed after the coating phase, the water constituting the coating vehicle. This drying phase proves to be relatively delicate, given the various parameters to be taken into consideration in this process. the framework for obtaining a sheet of paper of good quality Notam-35 ment, the temperature of the drying system and the distance on which the scroll paper sheet is subjected to drying treatment, ie its duration are of fundamental importance for obtaining high quality paper. The production of continuous drying depends on the weight of the layer, the solids and the raw materials used. The quality of the product after continuous drying could be improved, if, before subjecting the material, it could be expected that all of the constitution water of the coating has migrated by capillarity into the support more or In fact, if such a result could be obtained, the wet layer would be sufficiently consolidated to allow vigorous drying which does not cause migration of the constituents. In practice, in the continuous processes, drying is practiced at the outlet. the sleeping head; we
peut distinguer trois phases dans ce processus de sécha- ge: le drainage, la consolidation, et l'élimination de20 l'eau résiduelle Chacune de ces phases doit être contrô- lée avec précision pour contenir la migration des diffé- Three phases can be distinguished in this drying process: drainage, consolidation, and removal of residual water. Each of these phases must be precisely controlled to contain the migration of the water.
rents constituants.constituents.
On comprend de la sorte tout l'interêt qui existe à pouvoir déterminer avec précision ces paramètres pour We understand in this way all the interest that exists to be able to determine precisely these parameters for
maîtriser le séchage Or, on s'est aperçu qu'ils dépen- to control the drying process.
daient pour partie essentielle de la rétention d'eau dynamique du système couche/support, autrement dit de la essential part of the dynamic water retention of the layer / support system, ie the
capacité pour une feuille de papier ou un support quel- capacity for a sheet of paper or a medium
conque d'absorber plus ou moins rapidement l'eau, après avoir subi une phase de couchage ou d'enduction De fait, de la connaissance de cette grandeur dépend la fixation des paramètres à instaurer au niveau de la phase de sé- chage et donc, la qualité finale du papier obtenu En35 outre, cette grandeur dépend également: du mode d'application de la substance liquide lors du couchage; et de la quantité de substance liquide déposée lors du couchage A ce jour, l'une des principales méthodes les plus utilisées pour déterminer cette grandeur est la méthode de S D WARREN Cette méthode statique consiste a posi- tionner un buvard étalon sur la composition de couchage10 que l'on désire analyser, sur lequel on place du perman- ganate de potassium (K Mn O 4) sous forme de cristaux On In fact, the knowledge of this quantity depends on the setting of the parameters to be introduced at the drying phase and therefore In addition, this quantity also depends on: the mode of application of the liquid substance during coating; and the amount of liquid substance deposited during coating. To date, one of the main methods most commonly used to determine this quantity is the SD WARREN method. This static method consists of positioning a standard blotter on the coating composition. which one wishes to analyze, on which one places potassium permanganate (K Mn O 4) in the form of crystals On
détermine alors la durée au bout de laquelle le permanga- nate vire au rouge Cette durée permet de fixer la valeur de la rétention d'eau statique caractéristique des compo-15 sants utilisés Néanmoins, cette méthode statique ne permet pas, de par sa conception, de mesurer cette gran- then determines the duration after which the permanganate changes to red. This time makes it possible to fix the value of the static water retention characteristic of the components used. Nevertheless, this static method does not allow, by its design, to measure this large
deur directement sur le support destiné à recevoir l'enduction, et ne peut donc s'effectuer sur site, lors de l'enduction du support papier selon divers procédés20 d'enduction, et selon les différents dépôts possibles En outre, la méthode statique utilise une épaisseur de cou- directly on the support intended to receive the coating, and can not be carried out on site, during the coating of the paper support according to various coating processes, and according to the different possible deposits In addition, the static method uses a thickness of
che humide considérable et sans rapport avec les dépôts à l'échelle industrielle De fait, elle ne fournit que des résultats comparatifs entre les diverses formulations25 d'enduction. In fact, it provides only comparative results between the various coating formulations.
L'un des objets de l'invention est donc une méthode apte à permettre de déterminer, et ce en continu et sur One of the objects of the invention is therefore a method capable of making it possible to determine, and this continuously and on
site, la valeur de la rétention d'eau dynamique d'une30 couche appliquée sur une feuille de papier. site, the value of the dynamic water retention of a layer applied to a sheet of paper.
Un autre objet de l'invention est de pouvoir définir par l'analyse de cette même valeur, le poids de couche humide, autrement dit la quantité totale de couche humide déposée par mètre carré de feuille de papier enduite, Another object of the invention is to be able to define by the analysis of this same value, the weight of wet layer, in other words the total amount of wet layer deposited per square meter of coated paper sheet,
toujours dans le but d'optimiser les conditions de sécha- always with the aim of optimizing drying conditions.
ge ainsi que les conditions d'enduction. ge as well as the conditions of coating.
Ce procédé pour mesurer en continu la rétention dynamique d'un liquide, constituant le véhicule d'une enduction ou d'une couche d'un matériau appliquée sur un support en défilement à vitesse constante, et notamment 5 dans une feuille de papier, après dépôt sur ce support d'une couche dudit matériau, consiste: This method for continuously measuring the dynamic retention of a liquid, constituting the vehicle of a coating or a layer of a material applied to a support running at a constant speed, and in particular in a sheet of paper, after depositing on this support a layer of said material, consists of:
tout d'abord, à émettre un train d'ondes de spec- tre de fréquences connu, par exemple située dans le visi- first of all, to emit a known frequency spectrum wave train, for example located in the visi-
ble ou l'infrarouge, dans un plan quelconque par rapport10 à la direction de défilement du support, et sous inciden- ce autre que la normale au plan défini par ledit support, et à une distance d suffisante de la zone d'enduction dudit support pour s'affranchir de tout risque de satura- tion des signaux mesurés;15 puis, à capter dans ce même plan, le train d'ondes réfléchi par le support enduit, puis à extraire de ces signaux captés une grandeur représentative de la quantité de couche humide appliquée sur le support;20 puis à réitérer cette mesure à une distance d' supérieure à la distance d de la première mesure mais inférieure à une distance pour laquelle le signal repré- sentatif de la quantité de couche humide n'est plus déce- lable et typiquement à distance de 3 mètres, en vue d'ex-25 traire la valeur de la même grandeur, dans le but d'obte- nir en fonction du temps la variation de celle-ci, compte or infrared, in any plane with respect to the running direction of the support, and under any other than the normal to the plane defined by said support, and at a sufficient distance from the coating zone of said support in order to overcome any risk of saturation of the measured signals, then to pick up in this same plane the wave train reflected by the coated support, then to extract from these received signals a quantity representative of the quantity of wet layer applied on the support and then repeat this measurement at a distance greater than the distance d of the first measurement but less than a distance for which the signal representative of the amount of wet layer is no longer dece - lable and typically at a distance of 3 meters, in order to ex-25 miler the value of the same size, in order to obtain as a function of time the variation thereof, account
tenu du défilement du support enduit à vitesse constante; et enfin à déduire la pente moyenne de cette va- kept scrolling the coated medium at a constant speed; and finally to deduce the average slope of this
riation, représentative de la vitesse de pénétration riation, representative of the speed of penetration
dudit liquide dans le support, et donc de la rétention dynamique de liquide recherchée dans le support. said liquid in the support, and therefore the desired dynamic retention of liquid in the support.
En d'autres termes, l'invention consiste à mesurer en deux points différents du support enduit en défilement sur la chaîne de fabrication, une valeur représentative de la quantité de couche humide enduite et typiquement un indice de brillant de la surface humide, afin de déduire de ces valeurs et ce de manière connue, la rétention In other words, the invention consists in measuring at two different points of the coated support traveling on the production line, a value representative of the amount of wet layer coated and typically a gloss index of the wet surface, in order to deduce from these values and in a known manner, the retention
dynamique du liquide et notamment de l'eau. dynamic of the liquid and in particular water.
Par "indice de brillant", on entend classiquement une valeur représentative de la surface de la couche humide, en rapport avec la teneur en eau et le poids total déposé sur un support papier Le brillant des sur- 5 faces est une grandeur normalisée, mesurée selon des angles d'incidence également normalisés Une surface The term "gloss index" conventionally means a value representative of the surface of the wet layer, in relation to the water content and the total weight deposited on a paper support. The gloss of the surfaces is a standardized, measured quantity. according to angles of incidence also normalized A surface
brillante étalon, telle que le verre poli, possède par définition un brillant de 100 %. A brilliant stallion, such as polished glass, has a gloss of 100% by definition.
Le brillant correspond à l'énergie mesurée au niveau de l'angle solide d'un faisceau réfléchi par exemple à 750 par rapport à la normale du support enduit dont on désire déterminer cette grandeur, cet angle solide étant défini par son intersection avec le plan contenant d'une15 part la génératrice dudit angle solide et d'autre part par l'une des perpendiculaires du support comme étant le The gloss corresponds to the energy measured at the level of the solid angle of a beam reflected for example at 750 relative to the normal of the coated support of which it is desired to determine this quantity, this solid angle being defined by its intersection with the plane containing at one end the generator of said solid angle and secondly by one of the perpendiculars of the support as being the
cône situé à plus ou moins 2,5 O de ladite génératrice. cone located at plus or minus 2.5 O of said generator.
Ce brillant est défini par rapport à l'étalon verre poli. This gloss is defined relative to the polished glass standard.
On obtient typiquement une gaussienne. A Gaussian is typically obtained.
Néanmoins, on peut définir un certain nombre de grandeurs non normalisées, corellées au brillant, puisque définies comme étant la hauteur de la gaussienne, sa largeur à mi-hauteur, etc.25 Par "indice de brillant", on entend une grandeur quelconque choisie parmi celles-ci, mesurée et rapportée Nevertheless, we can define a certain number of non-normalized quantities, corellated with the gloss, since defined as being the height of the Gaussian, its width at mid-height, etc.25 By "gloss index", one hears any size chosen among these, measured and reported
à l'étalon verre poli, pris avec la référence 100 %. to the polished glass standard, taken with the reference 100%.
Typiquement, la distance d de la première mesure de l'indice de brillant est située environ à un mètre des têtes de couchage alors que la seconde mesure s'effectue à une distance d' d'au moins 2 mètres ou 2,5 mètres desdites têtes de couchage En effet, si la première mesure est inférieure à cette distance d, le signal obtenu est Typically, the distance d from the first measurement of the gloss index is located approximately one meter from the coating heads while the second measurement is carried out at a distance of at least 2 meters or 2.5 meters from said In fact, if the first measurement is less than this distance d, the signal obtained is
saturé, autrement dit, l'indice de brillant obtenu cor- saturated, in other words, the gloss index obtained
respond à une valeur maximum, compte tenu de la très forte quantité d'eau encore contenue à la surface et à cette distance des têtes de couchage En revanche, si 5 cette distance d' excède 20 (vingt) mètres, et sauf utilisation d'une couche très riche en eau, la quasi totali- corresponds to a maximum value, taking into account the very large quantity of water still contained on the surface and at this distance from the coating heads. On the other hand, if this distance exceeds 20 (twenty) meters, and except for the use of a very rich layer of water, almost all
té de l'eau contenue dans la couche liquide d'enduction est absorbée par le support, notamment par la feuille de papier, de sorte que le signal de l'indice de brillant10 devient faible et de ce fait n'est plus exploitable En revanche, si cette distance d' devient inférieure à deux the water contained in the liquid coating layer is absorbed by the support, in particular by the sheet of paper, so that the signal of the gloss index 10 becomes weak and is therefore no longer usable. if this distance becomes less than two
mètres et si la vitesse de défilement du support devient élevée, on diminue la précision de la mesure finale de la rétention dynamique, compte tenu de la trop grande proxi- meters and if the speed of travel of the support becomes high, the accuracy of the final measurement of the dynamic retention is reduced, given the excessive proximity
mité des deux mesures effectuées, et donc du caractère plus aléatoire de la pente déterminée. mity of the two measurements made, and therefore of the more random nature of the determined slope.
La manière dont l'invention peut être réalisée et les avantages qui en découlent ressortiront mieux de The way in which the invention can be realized and the benefits that flow from it will emerge better from
l'exemple de réalisation qui suit, à l'appui des figures annexées. the embodiment which follows, in support of the appended figures.
La figure 1 est une représentation schématique du principe de mesure conforme à l'invention. Figure 1 is a schematic representation of the measuring principle according to the invention.
La figure 2 est une représentation schématique de l'installation de mesure selon l'invention FIG. 2 is a schematic representation of the measuring installation according to the invention
Les figures 3 à 7 sont des représentations graphi- ques correspondant à des exemples précis de mesure. Figures 3 to 7 are graphical representations corresponding to specific measurement examples.
Selon l'invention, on effectue ces mesures dans le According to the invention, these measurements are carried out in the
domaine visible ou infrarouge et ce au moyen du disposi- visible or infrared range by means of the
tif suivant, commercialisé par la société LIPKE Gmb H, et représenté schématiquement sur la figure 1 Une diode électroluminescente ( 1) éclaire de manière uniforme un Next, marketed by LIPKE GmbH, and schematically shown in FIG. 1 A light-emitting diode (1) uniformly illuminates a
diaphragme linéaire ( 2) selon une longueur d'onde appar- linear diaphragm (2) according to a wavelength of
tenant au visible ou à l'infrarouge L'image de cette diode ( 1) est ramenée à l'infini de manière classique au moyen d'une lentille convergente ( 3) Des rayons lumineux parallèles sont alors émis en direction de la feuille de papier en défilement ( 4) selon un angle d'environ 750 par 5 rapport à la normale à la feuille, typiquement au moyen d'un miroir plan ( 5) Les faisceaux réfléchis, reçus sur visible or infrared The image of this diode (1) is brought back to infinity in a conventional manner by means of a convergent lens (3). Parallel light rays are then emitted in the direction of the sheet of paper. in scrolling (4) at an angle of about 750 to the normal to the sheet, typically by means of a plane mirror (5). The reflected beams, received on
un miroir ( 6), sont focalisés au moyen d'une lentille convergente ( 7) sur un réseau ( 8) de photodiodes sensi- bles au domaine spectral considéré, et donc aptes à10 analyser ce faisceau, et à restituer après traitement approprié un indice de brillant. a mirror (6), are focused by means of a convergent lens (7) on a network (8) of photodiodes sensitive to the spectral domain considered, and therefore able to analyze this beam, and to restore after a suitable treatment a subscript of brilliant.
Cette même mesure est effectuée au moyen d'un dispo- sitif analogue, à trois mètres des têtes de couchage, en vue d'extraire une autre valeur de la même grandeur à savoir un indice de brillant De la sorte, on obtient une courbe représentative de l'indice de brillant déterminée dans l'échelle arbitraire en fonction de la racine carrée du temps, compte tenu de la vitesse constante du défile-20 ment de la feuille On obtient une portion de droite dont la pente correspond à la vitesse moyenne de pénétration This same measurement is carried out by means of a similar device, three meters from the coating heads, in order to extract another value of the same magnitude, namely a gloss index. In this way, a representative curve is obtained. of the gloss index determined in the arbitrary scale as a function of the square root of time, taking into account the constant speed of scrolling of the sheet. A right-hand portion whose slope corresponds to the average speed of the sheet is obtained. penetration
de l'eau de la couche d'enduction sur la feuille de papier pour un poids de couche et un extrait sec donnés. De fait, plus cette pente est élevée et plus le papier à25 tendance à absorber l'eau contenue dans le matériau de couchage,et plus faible est la rétention d'eau dynamique. water of the coating layer on the paper sheet for a given weight of layer and dry extract. In fact, the higher the slope, the more paper tends to absorb the water contained in the coating material, and the lower is the dynamic water retention.
Corrélativement, plus cette pente est faible, et plus longue sera la durée au cours de laquelle la totalité de l'eau sera absorbée par le support, et donc plus forte30 est la rétention d'eau dynamique La rétention d'eau dynamique est inversement proportionnelle à la pente des Correlatively, the lower this slope, and the longer the duration during which all the water will be absorbed by the support, and therefore the stronger30 is the dynamic water retention The dynamic water retention is inversely proportional at the slope of
courbes en question.curves in question.
Cette valeur influe au niveau du réglage de la zone de séchage, notamment au niveau des paramètres telle que This value affects the setting level of the drying zone, particularly in the parameters such as
la température et la durée de séchage En outre, la con- In addition, the temperature and the drying time
naissance de cette valeur permet d'influer tant au niveau de la composition de la couche d'enduction, qu'à celui du birth of this value makes it possible to influence both the level of the composition of the coating layer, and that of the
réglage des têtes de couchage En effet, selon les régla- adjustment of the sleeping heads In fact, according to the
ges, les matières premières, ou selon les procédés d'en- products, raw materials, or according to
duction utilisés, plus la couche humide est en surface, duction used, the more the wet layer is at the surface,
et plus le signal est élevé Sur un support non absor- and the higher the signal is on a non-absorbing medium
bant, la saturation est facilement atteinte avec un poids de couche humide de seulement 5 g/m 2 En revanche, sur un support absorbant, un poids de couche humide de 30 à 40 g/m 2 sera nécessaire pour saturer le signal Selon la pression dans la tête de couchage, l'enduction sera donc plus ou moins appliquée en surface, d'o la possibilité de suivre le front humide en surface en sortie de la tête In contrast, saturation is easily achieved with a wet-coat weight of only 5 g / m 2. On the other hand, on an absorbent support, a wet-coat weight of 30 to 40 g / m 2 will be required to saturate the signal. in the coating head, the coating will therefore be more or less applied on the surface, hence the possibility of following the wet front surface at the exit of the head
de couchage.Sleeping.
On a représenté sur la figure 2, le schéma de prin- FIG. 2 shows the schematic diagram of
cipe du procédé conforme à l'invention En sortie de la zone de couchage ( 9), au niveau de laquelle est effectuée 1 'enduction du support ( 4), une première mesure est effectuée au moyen du dispositif décrit précédemment Une seconde mesure est effectuée au moyen d'un dispositif25 analogue à environ trois mètres de la zone de couchage. Un ou plusieurs caissons de séchage ( 10) peuvent être placés entre les deux dispositifs de mesure, afin de suivre la cinétique de séchage avec et sans flux thermi- que.30 Les valeurs ainsi détectées permettent de remonter au poids de couche humide, à savoir plus précisément à la According to the process of the invention, at the outlet of the coating zone (9), at which the coating of the support (4) is carried out, a first measurement is carried out by means of the device described above. A second measurement is carried out by means of a device similar to about three meters from the sleeping area. One or more drying boxes (10) can be placed between the two measuring devices, in order to follow the drying kinetics with and without heat flux. The values thus detected make it possible to go back to the wet layer weight, namely specifically to the
quantité totale de matière déposée par unité de surface de la feuille de papier en défilement En effet, et comme35 on a déjà eu l'occasion de le préciser, l'indice de bril- total amount of material deposited per unit area of the scrolling paper Indeed, and as we have already had occasion to specify, the gloss index
lant est fonction de la quantité de matière appliquée à la surface de la feuille de papier en défilement Plus importante est cette valeur de l'indice de brillant et plus grande est la quantité de matière à la surface de la 5 feuille en défilement De la sorte, on peut corréler la valeur de l'indice de brillant et la quantité de matière This is a function of the amount of material applied to the surface of the scroll paper. More important is this value of the gloss index, and the greater the amount of material on the surface of the scrolling sheet. , we can correlate the value of the gloss index and the quantity of material
et donc le poids de couche humide Toutefois, on constate qu'au-delà d'une certaine valeur,le signal obtenu sature. Dans le cas o une film d'eau seul est déposé sur une10 surface non absorbante, la saturation du signal est obte- nue pour une valeur de 5 grammes par mètre carré ( 5 g/m 2). and therefore the weight of wet layer However, it is found that beyond a certain value, the signal obtained saturates. In the case where a single water film is deposited on a non-absorbent surface, the saturation of the signal is obtained at a value of 5 grams per square meter (5 g / m 2).
De la sorte, il est ainsi possible d'optimiser les condi- tions du couchage, afin d'obtenir un indice de brillant le pl-us élevé possible. 15 In this way, it is possible to optimize the conditions of the coating, in order to obtain a high gloss index as possible. 15
Les exemples qui suivent illustrent le procédé con- forme à l'invention. The following examples illustrate the process according to the invention.
On utilise une feuille support issue de bois appre- A support sheet made from wood is used.
té, d'un grammage de 50 g/m 2, dont le couchage est effec- tué sur la face feutre, respectivement au moyen d'un rouleau applicateur pleine laize, et d'un dispositif à têtes de couchages, ou bien d'un système couramment dénommé dans l'industrie papetière sous son appellation25 anglaise "Short Dwell Time Applicator" (SDTA), et réfé- rencé ultérieurement Short Dwell, suivi des mêmes têtes de couchage Quel que soit le dispositif de couchage, le dépôt de matière sèche effectué est de l'ordre de 10 g/m 2, pour les exemples 1 à 3, et varie pour l'exemple 4.30 of a weight of 50 g / m 2, the coating of which is carried out on the felt side, respectively by means of a full-width applicator roll, and of a coating head device, or of a system commonly referred to in the pulp and paper industry as the English "Short Dwell Time Applicator" (SDTA), and later referred to as "Short Dwell", followed by the same coating heads. Regardless of the coating device, dry matter deposition performed is of the order of 10 g / m 2, for Examples 1 to 3, and varies for Example 4.30
EXEMPLE 1EXAMPLE 1
La composition de la sauce d'enduction est consti- The composition of the coating sauce is
tuée d'un mélange de cent parties en poids de pigment KAOLIN, commercialisé sous la Marque Déposée SPS de killed from a mixture of one hundred parts by weight of KAOLIN pigment, marketed under the Registered Trademark SPS of
E.C C I,et de douze parties en poids de caoutchouc arti- E.C C I, and twelve parts by weight of
ficiel disponible sur le marché sous la marque déposée available on the market under the registered trademark
LATEX SB 023 (Rhône-Poulenc).LATEX SB 023 (Rhône-Poulenc).
En se référant aux courbes matérialisées sur la figure 3, représentatives de la variation de l'incide de brillant en fonction de la racine carrée du temps, et correspondant à un pourcentage de matières sèches de 60 %5 dans la sauce d'enduction, on obtient des indices de Referring to the curves shown in FIG. 3, representative of the variation of the incide of gloss as a function of the square root of time, and corresponding to a percentage of dry matter of 60% in the coating sauce, one gets clues from
pénétration d'eau calculés directement à partir des pen- water penetration calculated directly from the
tes de 42 pour un prédosage par rouleau et de 14 pour une 42 for roll pre-dosing and 14 for one
enduction par procédé Short Dwell, correspondant respec- Short Dwell process coating, corresponding to
tivement à une rétention d'eau dynamique de: to a dynamic water retention of:
100 = 2,4100 = 2.4
= 7,1= 7.1
Par ailleurs, on constate que la couche humide est davantage en surface avec une enduction par rouleau, Moreover, it is found that the wet layer is more surface with a roll coating,
compte tenu du signal plus élevé sur le premier capteur. considering the higher signal on the first sensor.
EXEMPLE 2EXAMPLE 2
On utilise comme sauce d'enduction un mélange de cent parties en poids de KAOLIN, de six parties en poids A mixture of one hundred parts by weight of KAOLIN and six parts by weight is used as the coating sauce.
de LATEX SB 023 et de six parties en poids d'amidon. of LATEX SB 023 and six parts by weight of starch.
Les courbes obtenues ont été matérialisées sur les figures 4 et 5 On en tire des indices de pénétration d'eau à partir des pentes, et l'on obtient respectivement pour un pourcentage de matières sèches de 60 % et de 56 %, 31 et 11 pour un procédé d'enduction par prédosage sur rouleau, et de 33 et une valeur quasiment nulle pour le procédé Short Dwell, correspondant respectivement à des The curves obtained have been materialized in FIGS. 4 and 5. Influence indices of water from the slopes are obtained from them, and a dry matter percentage of 60% and 56%, 31% and 11% respectively are obtained. for a roll pre-coating coating process, and 33 and a virtually zero value for the Short Dwell process, corresponding respectively to
valeurs de rétention d'eau dynamique de 3,2, 9,1 et 3. dynamic water retention values of 3.2, 9.1 and 3.
On observe donc une valeur de rétention d'eau dyna- There is therefore a value of water retention dyna-
mique très élevée pour un pourcentage de matières sèches de 56 %, comparativement à un pourcentage de 60 % de ces very high for a dry matter percentage of 56% compared to 60% of these
mêmes matières sèches.same dry materials.
EXEMPLE 3EXAMPLE 3
Le mélange de la sauce d'enduction a une composition de cent parties en poids de carbonate de calcium broyé vendus sous la marque déposée CARBITAL 90 (ECCI), et de The blend of the coating sauce has a composition of one hundred parts by weight of crushed calcium carbonate sold under the tradename CARBITAL 90 (ECCI), and
douze parties en poids de LATEX SB 023. twelve parts by weight of LATEX SB 023.
On obtient pour un pourcentage de matières sèches de % dans la sauce d'enduction, la courbe reportée à la figure 6, dont on tire l'indice de pénétration d'eau On obtient une valeur de 22 pour un procédé d'enduction par prédosage sur rouleau, et une valeur de 47 par procédé Short Dwell, correspondant respectivement à des valeurs de rétention d'eau dynamique de 4,5 et de 2,1.15 The curve shown in FIG. 6, from which the water penetration index is obtained, is obtained for a percentage of solids of% in the coating sauce. A value of 22 is obtained for a preseed coating process. on roll, and a value of 47 by Short Dwell method, respectively corresponding to dynamic water retention values of 4.5 and 2.1.15
Ces différentes mesures permettent en outre de mon- These different measures also make it possible
trer que plus le pourcentage de matières sèches dans le bain de couchage ou dans la sauce d'enduction est élevé, To ensure that the percentage of dry matter in the coating bath or in the coating is higher,
et plus l'indice de brillant mesuré est faible, confir- and the higher the measured gloss index, the more
mant ainsi le rôle de l'eau dans la mesure de cet indice. Corrélativement, plus ce pourcentage est élevé, et plus thus the role of water in measuring this index. Correlatively, the higher this percentage, and more
l'indice de pénétration de l'eau augmente pour un support donné, traduisant une rétention d'eau dynamique faible. the water penetration index increases for a given support, reflecting a low dynamic water retention.
EXEMPLE 4EXAMPLE 4
Le mélange de la sauce d'enduction a une composition de cent parties en poids de Kaolin (SPS) et douze parties en poids de Latex SB 023.30 On obtient pour un pourcentage de matières sèches de The mixture of the coating sauce has a composition of one hundred parts by weight of Kaolin (SPS) and twelve parts by weight of Latex SB 023.30 is obtained for a percentage of dry matter of
% dans la sauce d'enduction les courbes reportées dans la figure 7, dont on tire l'indice de pénétration d'eau. % in the coating sauce the curves shown in FIG. 7, from which the water penetration index is obtained.
On obtient une valeur de 42 pour 10 g/m 2 de matières35 sèches On obtient également la même valeur pour 14 g/m 2 de matières sèches (valeur correspondante de la rétention A value of 42 is obtained for 10 g / m 2 of dry matter. The same value is also obtained for 14 g / m 2 of dry matter (corresponding value of the retention
d'eau dynamique: 2,4).dynamic water: 2.4).
Les différentes mesures permettent donc de montrer que plus le poids de couche sec est élevé, plus l'indice de brillant est élevé, mais la rétention d'eau dynamique The various measurements thus make it possible to show that the higher the dry layer weight, the higher the gloss index, but the dynamic water retention.
demeure identique.remains the same.
On constate, qu'avec le procédé de l'invention, on peut aboutir en permanence, et en continu à la valeur de rétention d'eau dynamique d'un système couche/support, permettant ainsi de moduler les différents paramètres tant d'enduction que de séchage, ce que l'on ne savait faire jusqu'alors En effet, il suffit de munir le dispositif de mesure en place d'un ensemble de traitement constitué par exemple par un micro-ordinateur associé à un logiciel de calcul susceptible de calculer immédiate-15 ment les valeurs recherchées, et notamment les pentes des courbes découlant des mesures effectuées Ce type de logiciel est d'un usage largement répandu, de sorte qu'il n'est nullement besoin d'en décrire le contenu plus en détail. It can be seen that, with the method of the invention, it is possible permanently and continuously to obtain the dynamic water retention value of a layer / support system, thus making it possible to modulate the various parameters of both coating than drying, what we could not do hitherto Indeed, it is sufficient to provide the measuring device in place of a set of treatment consisting for example of a microcomputer associated with a computer software likely to immediately calculate the desired values, and in particular the slopes of the curves resulting from the measurements made. This type of software is widely used, so there is no need to describe the content in more detail. .
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