FR2733991A1 - Procede et appareil pour appliquer un film sur un substrat - Google Patents

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Abstract

Il s'agit d'un procédé pour appliquer un film (9), de préférence en polyéthylène (PET), sur une surface, de préférence la surface frontale de la plaque d'un tube à rayons cathodiques (13). On applique en premier lieu une résine (21) sur la surface sous un motif prédéterminé. Le film (9) est alors pressé contre une partie de la surface proche d'une bordure de celle-ci au moyen d'un rouleau (11a). Le rouleau est ensuite déplacé le long de la surface pour presser le film sur la résine (21). La pression exercée par le rouleau est réduite dans la partie centrale de la surface, par comparaison à celle qui est appliquée au niveau des bordures. Dans la partie médiane, on peut utiliser deux pressions différentes.

Description

La présente invention concerne un procédé pour appliquer un film sur un
substrat, en particulier pour appliquer un film protecteur sur une plaque de verre qui forme la partie frontale d'un tube à rayons cathodiques (CRT), et un appareil pour mettre en oeuvre ce procédé. Les tubes à rayons cathodiques sont généralement construits à partir d'un tronçon divergent et d'un tronçon de plaque, formés séparément. La plaque est moulée en découpant une longueur appropriée à partir d'un barreau de verre à haute température, en plaçant ensuite la longueur découpée dans un moule, dont les deux moitiés sont pressées ensemble pour former la plaque. La partie inférieure du moule correspond au côté frontal de la plaque et la partie supérieure à la surface intérieure. La surface intérieure doit être réalisée de manière très précise pour recevoir
les phosphores, et l'on prend la plus grande attention de celle-ci.
Lorsqu'on découpe la longueur depuis le barreau de verre à haute
température, ses extrémités sont refroidies par le couteau en métal.
Comme montré à la figure 1 des dessins ci-joints, lorsque la plaque 1 est comprimée en forme dans le moule, ses extrémités refroidies laissent des marques sur ce qui sera la surface frontale du tube, connues comme "marque de moule" 3 et "marque de partage" 5. La figure 1 montre également le "numéro de fond" 7 qui est souvent gravé par le fabricant dans le moule pour permettre l'identification du lot ou du moule dans lequel la plaque a été réalisée. La marque de moule et la marque de partage sont toutes deux des creux dans la surface de la plaque, la marque de moule est généralement plus profonde et peut avoir une profondeur jusqu'à 60 microns. A cause du fait que le numéro de fond est gravé dans la moitié inférieure du moule, il apparaît comme une
marque en relief sur la surface de la plaque, allant jusqu'à 70 microns.
La marque de moule, la marque de partage et le numéro de fond sont tous visibles sur la surface extérieure de la plaque et ils sont clairement indésirables du fait qu'ils affectent l'aspect de l'affichage terminé et obscurcissent l'image qui y est affichée. Il est parfois possible de s'arranger pour que ces marques soient formées sur les surfaces extérieures de la jupe de plaque, plutôt que sur sa face frontale, cependant elles sont généralement des imperfections encore suffisantes dans la surface frontale pour rendre nécessaire un traitement supplémentaire de celle-ci. Il est possible de meuler et polir la surface frontale jusqu'à une finition suffisamment lisse, mais ceci peut être coûteux. Au lieu de meuler la plaque, il a été proposé de la laminer avec une couche de résine ayant le même indice de réfraction que le verre, et un film protecteur extérieur. On applique en premier lieu une résine
durcissable aux ultraviolets sur la surface extérieure de la plaque 1.
Ensuite, on applique un filmn en utilisant un rouleau qui roule vers la droite d'un bout à l'autre du panneau frontal du tube à rayons cathodiques, pour presser le filmin sur la résine sans permettre à aucune bulle d'air de se former. Le rouleau est particulièrement lourd, et on le laisse s'appuyer sous son propre poids sur la plaque. Tandis que le rouleau est déplacé le long de la plaque, la pression exercée par le rouleau sur le film diminue sur la largeur du tube à rayons cathodiques, en raison de la forme de la plaque, telle que montrée à la figure 3A. La résine est ensuite durcie par exposition à la lumière ultraviolette. Le tube à rayons cathodiques avec le film laminé est assemblé dans le boîtier du récepteur de télévision ou du moniteur, et la zone périphérique de l'écran à l'extérieur de la zone de vue effective est couverte par le biseau frontal
du boîtier.
Ce procédé présente des inconvénients en ce que si l'épaisseur de la résine n'est pas suffisante, le numéro de fond peut être encore visible, tandis que si l'on augmente l'épaisseur de résine, une pression indésirable est exercée sur le panneau et sur le biseau frontal, avec pour résultat une
rupture éventuelle du biseau.
Selon la présente invention, on propose: un procédé pour appliquer un film sur une surface d'un substrat, le procédé comprenant les étapes consistant à: - appliquer une résine sur la surface; - presser, avec un organe de pressage, une partie du film contre une première bordure de la surface; et - déplacer ledit organe de pression le long de la surface vers une seconde bordure opposée à la première bordure pour presser le film contre la surface, la pression appliquée au film par ledit organe de pression dans une partie médiane de la surface étant inférieure à celle qui est appliquée
au niveau de partie adjacente aux deux bordures.
De préférence, l'organe de pression exerce une première pression prédéterminée, par exemple 15 kgf/organe, dans des parties adjacentes aux deux bordures, et seconde pression prédéterminée, par exemple 4 kgf/organe dans la partie médiane, la seconde pression prédéterminée étant inférieure à la première. De manière plus préférée, l'organe de pression exerce une seconde pression prédéterminée dans une première partie médiane de la surface voisine de la première bordure et une troisième pression prédéterminée dans une seconde partie médiane de la surface proche de la seconde bordure, la troisième pression prédéterminée étant supérieure à la seconde pression prédéterminée mais inférieure à la première pression prédéterminée. Dans ce cas, la première, la seconde et la troisième pression prédéterminée peuvent être respectivement de 15, 4 et 8 kgf/par organe. Les valeurs actuelles des pressions à appliquer dépendront, entre autres choses, de la forme et de
la taille de la plaque.
L'organe de pression est de préférence un rouleau. La pression qu'il exerce sur la plaque peut être commandée en le soulevant à l'encontre de son propre poids avec un cylindre à air qui exerce une force montante susceptible d'être commandée, plutôt qu'en exerçant une force
descendante additionnelle sur lui-même.
De préférence, la résine est appliquée à une partie de la surface adjacente à la première bordure. La résine peut également être appliquée
à des parties proches des extrémités de la seconde bordure.
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De préférence, la résine est une résine durcissable aux rayons ultraviolets par polymérisation d'un radical acrylate et le procédé comprend de préférence l'étape supplémentaire qui consiste à faire durcir la résine en l'exposant à la lumière ultraviolette. La viscosité de la résine est comprise de préférence entre 800 cps et 2500 cps à 25 C. La présente invention sera décrite plus en détail ci-après en se référant à
la description qui va suivre des modes de réalisation exemplaires et des
dessins ci-joints, dans lesquels: la figure 1 est une vue en plan de la face et d'une plaque non meulée pour un tube à rayons cathodiques; la figure 2 est une vue latérale schématique d'un appareil pour appliquer un film sur la surface frontale de la plaque avant d'un tube à rayons cathodiques; la figure 3A est un graphique qui montre la pression appliquée par un rouleau dans la technique antérieure; la figure 3B est un graphique qui montre la pression de commande montante appliquée au rouleau dans un premier procédé selon l'invention; la figure 3C est un graphique qui montre la pression réelle exercée par le rouleau sur la plaque dans le premier procédé selon l'invention; les figures 4A à 4F sont des vues en plan de la plaque avant d'un tube à rayons cathodiques, qui montrent différents motifs de revêtement en résine utilisés dans le procédé selon la présente invention; la figure SA est un graphique qui montre la pression appliquée par le rouleau dans un second procédé selon l'invention, et la figure 5B est une vue en coupe transversale de la plaque frontale; la figure 6 est un diagramme opérationnel de l'opération de laminage complète; et la figure 7 est une vue en coupe transversale d'une plaque frontale
laminée pour tubes à rayons cathodiques.
Dans les dessins, les mêmes parties sont désignées par les mêmes numéros. La figure 2 montre un appareil d'application de film utilisé dans l'invention. Le tube à rayons cathodiques 13 est maintenu au moyen de mandrins 15 et 17 au niveau de son col et sur le bord de la plaque avant 1 respectivement. Ces mandrins assurent que le tube est placé de manière précise pour le processus de laminage. L'ensemble à rouleau 11 inclut un rouleau principal 1 1a réalisé en caoutchouc, qui a approximativement 80 millimètres de diamètre. Ce rouleau pèse approximativement 15 kg. Le film 9, qui a été auparavant découpé à une longueur appropriée depuis une bobine continue, est guidé jusqu'au rouleau principal Il a au moyen de rouleaux de guidage en matière plastique 1 lc, d'un diamètre approximatif de 25 mm, et par le rail de guidage en matière plastique ld. Son extrémité est maintenue par la pince à film 19. L'ensemble à rouleau est déplacé en place sous forme d'une unité, après avoir mis en position le tube à rayons cathodiques 13, qui a été auparavant revêtu de la résine 21. La pression exercée par le rouleau sur la plaque est commandée par un cylindre à air 1 le qui exerce
sur le rouleau une force montante que l'on peut commander.
La figure 3B montre la force de commande appliquée au rouleau dans un premier procédé selon l'invention. Dans le graphique, la force descendante est montrée comme étant positive. Au départ, on n'applique aucune force de commande sur le rouleau, de sorte qu'il exerce une force relativement importante, par exemple de 15 kgf pour un tube à rayons cathodiques de 25" (25 pouces, ou 635 mm), en raison de son propre poids. On applique rapidement une force de commande montante, après avoir déplacé le rouleau d'un court trajet, de sorte que la pression exercée par le rouleau sur le verre est réduite rapidement et de manière sensible, par exemple jusqu'à 4 kgf pour le même tube. Tandis que le rouleau est déplacé plus loin le long de la plaque, on réduit en permanence la force de commande montante pour maintenir constamment la force réelle exercée sur la plaque. Tandis que le rouleau s'approche de l'autre bordure, on réduit la force de commande montante à zéro et on applique une force descendante de sorte que la pression du rouleau est augmentée rapidement jusqu'à son niveau initial pour la partie finale de la plaque. La force effective exercée par le rouleau sur le tube est montrée à la figure 3C. Si la surface de la plaque est plus plane, la pression montrée à la figure 3A sera également plus régulière, et la force de commande peut être également plus aplatie dans la partie médiane. Les figures 4A à 4C montrent les différents motifs de revêtement de résine utilisés. Chaque motif comprend une zone de revêtement principale 21a dans la moitié de la plaque sur laquelle le film est appliqué en premier lieu et des zones supplémentaires dans les coins qui sont atteints en dernier lieu par le film. Le choix du motif de revêtement qu'on utilise dépend de la moyenne entre la température ambiante du local de laminage et la température de la plaque à laquelle on doit appliquer la résine. Si cette température moyenne est au-dessous de 22 C, on utilise le programme de revêtement maximum, montré à la figure 4A. Ce motif utilise 53 g de résine. Si la température moyenne est comprise entre 22 et 23 C, on utilise le motif de revêtement standard, montré à la figure 4B, qui utilise 48 g de résine. Si la température moyenne est comprise entre 23 et 25 C, on utilise le motif de revêtement minimum, montré à la figure 4C, qui utilise 43 g de résine. Le choix du motif de revêtement qu'on utilise peut également dépendre des inégalités locales du profil de surface de la plaque. Si les inégalités sont importantes (la déviation par rapport au profil de surface extérieure nominal est supérieure à +/- 0,5 mm), le motif de revêtement montré à la figure 4D peut être utilisé. Si les inégalités sont moyennes (la déviation est comprise entre +/- 0,3 et 0,5 mm) on peut utiliser le motif standard montré à la figure 4E. Si les inégalités sont petites (la déviation est inférieure à +/- 0,3 mm), on peut utiliser le motif de revêtement
minimum montré à la figure 4F.
Les pressions appliquées au tube à rayons cathodiques dans un second procédé selon l'invention sont montrées à la figure 5A. Lorsqu'il est initialement abaissé sur la plaque, le cylindre à air commande le rouleau 1l a afin qu'il exerce une pression d'approximativement 4 kgf pour un écran de 25". On permet à cette pression d'augmenter jusqu'à une pression élevée d'approximativement 15 kgf lorsque le rouleau 1 la commence à se déplacer, et elle est maintenue à ce niveau jusqu'à ce que le premier numéro de fond soit dépassé. La progression du rouleau est alors réduite jusqu'à une faible pression d'approximativement 4 kgf jusqu'au point central de la plaque o elle est augmentée jusqu'à une pression moyenne d'approximativement 8 kgf. Après avoir passé le second numéro de fond, la pression du rouleau est à nouveau augmentée jusqu'à la pression élevée de 15 kgf pour le reste de la largeur de la plaque. Comme montré à la figure 5A, la pression exercée par le rouleau est commandée de manière à changer progressivement entre les différents niveaux pour éviter des changements soudains de l'épaisseur
de résine, qui pourraient être visibles.
Comme montré à la figure 5B, le but est d'atteindre une épaisseur de résine d'approximativement 30 à 150 microns sur les parties de bordure à l'extérieur des numéros de fond, et d'atteindre une épaisseur de résine d'approximativement 50 à 250 microns sur la partie médiane o se trouvent les numéros de fond ainsi que la marque de moule et la marque
de partage.
Parfois, la résine peut être exprimée hors des bordures du film. Cette résine est exposée à l'air et elle ne durcit pas correctement, en restant collante et en attirant la poussière. On a résolu ce problème en appliquant une bande, ou bien une couche de résine qui durcit
effectivement dans l'air, sur la résine exprimée vers l'extérieur.
La figure 6 est un diagramme fonctionnel du processus de laminage complet. En premier lieu, à l'étape Si, le tube à rayons cathodiques non- meulé provenant du stockage est amené à la température correcte et nettoyé avec un produit de nettoyage de verre, à l'étape S2. Sa température est alors vérifiée à la position CI. S'il est à la température correcte, le tube est chargé dans la machine de laminage, et son niveau est ajusté à l'étape S3. Sinon, il est ramené à l'étape SI1 pour poursuivre le réglage en température. Une fois que le tube est chargé dans la machine de laminage, il est à nouveau nettoyé avec de l'air ionisé, à l'étape S4. La quantité appropriée de résine est alors ajoutée, à l'étape S5. Par ailleurs, une feuille découpée de film en polyéthylène (PET) est
chargée sur l'ensemble à rouleaux à l'étape S6, et nettoyée à l'étape S7.
Le laminage lui-même est effectué à l'étape S8, et ensuite de l'air est soufflé au niveau des coins du film pour les empêcher de s'incurver à l'étape S9, et le tube à rayons cathodiques est exposé à la lumière ultraviolette pour faire durcir la résine à l'étape S1 0. À l'étape S 11 le tube est déchargé, et la bordure du film en PET est découpée à l'étape S12. Le laminage est inspecté à l'étape C2, et si l'inspection est positive, le tube est passé vers la procédure suivante dans le processus de fabrication. Si le laminage n'a pas été effectué correctement, le film est enlevé à l'étape S13, et le tube est ramené au commencement du processus. La figure 7 est une vue en coupe transversale de la plaque laminée dans la partie médiane. La surface brute de la plaque est montrée à la référence la et elle est couverte par une couche de résine 21 qui a une épaisseur moyenne d'approximativement 30 à 250 microns. Le film 9, qui forme la couche extérieure du laminage, comprend un substrat en PET 9a d'une épaisseur approximative de 130 à 350 microns. De part et d'autre de celui-ci sont situées des couches d'apprêt 9b et 9c d'une épaisseur approximativement inférieure à 0,01 micron. Sur la surface supérieure de la couche d'apprêt supérieure 9c est prévu un revêtement
dur 9d. Celui-ci a une épaisseur d'approximativement 5 à 20 microns.
Si on le désire, le film peut être de couleur, par exemple gris, pour
améliorer l'aspect de l'affichage.

Claims (16)

Revendications
1. Procédé pour appliquer un film (9) sur la surface d'un substrat (13), caractérisé en ce que le procédé comprend les étapes consistant à: appliquer une résine (21) sur la surface; - presser, avec un organe de pression (11), une partie du film (9) contre une première partie de bordure de la surface; et - déplacer ledit organe de pression (11) le long de la surface vers une seconde bordure opposée à la première bordure pour presser le film contre la surface, la pression appliquée au film par ledit organe de pression (11) dans une partie médiane de la surface étant inférieure à
celle qui est appliquée au niveau de partie adjacente aux deux bordures.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de pression (11) exerce une première position prédéterminée dans des parties adjacentes aux dec': bordures, et une seconde pression prédéterminée dans la partie médiane, la seconde pression prédéterminée
étant inférieure à la première.
3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de pression (11) exerce une seconde pression prédéterminée dans une première partie médiane de la surface proche de la première bordure, et une troisième pression prédéterminée dans une seconde partie médiane de la surface proche de la seconde bordure, la troisième pression prédéterminée étant supérieure à la seconde pression prédéterminée,
mais inférieure à la première pression prédéterminée.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé
en ce que ladite étape d'application de résine (21) comprend l'application
de résine sur une partie de la surface adjacente à la première bordure.
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite étape d'application de résine (21) comprend en outre l'application de résine sur
des parties proches des extrémités de la seconde bordure.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé en ce que la résine (21) est une résine durcissable aux rayons ultraviolets par polymérisation d'un radical acrylate, et en ce que le procédé comprend l'étape suivante consistant à faire durcir la résine en l'exposant à la lumière ultraviolette.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé en ce que le film est un film en polyéthylène (PET).
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé en ce que l'organe de pression (11) est un rouleau (1 la).
9. Procédé de fabrication d'un tube à rayons cathodiques (13) qui inclut
le procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé en ce que le substrat est la plaque frontale du tube, et le filmn
(9) est appliqué sur sa surface frontale.
10. Appareil pour appliquer un film (9) sur la surface d'un substrat (13), caractérisé en ce que l'appareil comprend: - des moyens d'application pour appliquer une résine (21) sur la surface; - un organe de pression (11) pour presser une partie du film (9) contre une première partie de bordure de la surface; - des moyens de déplacement pour déplacer ledit organe de pression (11) le long de la surface vers une seconde bordure opposée à la première bordure pour presser le film (9) contre la surface; et - des moyens de pressage (1 le) pour presser ledit organe de pressage (1 la) contre ledit film (9) à une pression inférieure dans une partie médiane de la surface que dans des parties adjacentes aux deux bordures.
11. Appareil selon la revendication 10, caractérisé en ce que les moyens de pressage (1 l e) exercent une première pression prédéterminée dans des parties adjacentes aux deux bordures, et une seconde pression prédéterminée dans la partie médiane, la seconde pression prédéterminée
étant inférieure à la première.
il
12. Appareil selon la revendication 10, caractérisé en ce que les moyens de pressage (1 le) exercent une seconde pression prédéterminée dans une première partie médiane de la surface proche de la première bordure, et une troisième pression prédéterminée dans une seconde partie médiane de la surface proche de la seconde bordure, la troisième pression prédéterminée étant supérieure à la seconde pression prédéterminée,
mais inférieure à la première pression prédéterminée.
13. Appareil selon la revendication 10, 1 1 ou 12, caractérisé en ce que lesdits moyens d'application sont adaptés à appliquer de la résine (21)
sur une partie de la surface adjacente à la première bordure.
14. Appareil selon la revendication 13, caractérisé en ce que lesdits moyens d'application sont en outre adaptés à appliquer de la résine (21)
à des parties proches des extrémités de la seconde bordure.
15. Appareil selon l'une quelconque des revendications 10 à 14,
caractérisé en ce que lesdits moyens de pressage comprennent un cylindre à air (1 le) adapté à exercer une force montante sur l'organe de
pression, pour commander la pression exercée par le poids de celui-ci.
16. Appareil selon l'une quelconque des revendications 10 à 15,
caractérisé en ce que ledit organe de pression comprend un rouleau
(1 la).
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