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"Production de matériaux cellulaire* structuraux"
La présente invention a trait à la production d'un matériau en nid d'abeilles structural du type dilatable à partir d'un matériau en feuille absorbant, par exemple du papier, en utilisant un adhésif humide. Dans sa forme dilatée, le matériau est largement utilisé comme noyau de structures stratifiées à cause de son rapport élevé entre la résistance et le poids et de son prix favorable.
Fondamentalement, la production du matériau destiné
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à être dilaté implique la fixation entre elles de couches de matériau en feuille en contact face contre face par des bandes parallèles de l'adhésif disposées de manière à ce que les bandes d'une face de n'importe quelle couche soient décalées par rapport aux bandes de l'autre face de cette couche.
On a proposé différentes méthodes pour mettre automatiquement les couches et l'adhésif dans la position désirée l'une par rapport à l'autre mais toutes ont présenté des désavantages. A l'exception d'une production de qualité inférieure, on doit prendre, dans la pratique, des dispositions pour assurer un repérage précis de l'adhésif humide entre les couches, lors du premier contact de celles-ci et pour éviter un déplacement ultérieur des couches lorsque l'adhésif est humide. De telles dispositions ont impliqué, jusqu'ici, l'adoption de machines qui fonctionnaient avec pertes ou dont le taux de rendement était décevant par rapport au capital investi, à l'espace occupé ou aux exigences de leur entretien.
Un type de méthode qui a été proposé implique le pliage d'une nappe continue du matériau en feuille portant l' adhésif humide de manière à former une pile dans laquelle les couches sont formées en pliant le matériau en arrière et en avant et c'est à ce type de méthode que se rapporte la présente invention.
La conception d'un appareil destiné à plier simplement un matériau en arrière et en avant est chose simple mais la nécessité d'effectuer un pliage précis en présence de l'adhésif humide fait surgir d'importantes difficultés. Une fois qu'une paire de couches a été assemblées, avec l'adhésif entre elles, leur déplacement relatif doit être empêché, sinon le tracé de l'adhésif est perdu et la quantité du produit est perdue. Donc, le premier contact d'une couche avec la suivante doit être effectué avec précision dans la position définitive
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exigée, car aucune correction ultérieure n'est possible. Les mécanismes de pliage qui ont été proposés pour assurer des résultats satisfaisants ont été d'une nature compliquée et d'un rendement peu élevé ou ont eu un fonctionnement sans sou- plesse et gaspilleur.
Une forme de la méthode de pliage qui aété proposée implique la descente verticale, vers un support, d'une nappe de papier empreinte sur les deux faces de lignes de colle et le pliage du matériau sur le support grâce à l'action de bras ou d'autres organes mécaniques agissant tour à tour depuis les extrémités opposées du support, les opérations d'alimentation et de pliage étant exécutées à des vitesses relatives telles qu'il y ait toujours une longueur suffisante de matériau suspendu pour permettre qu'il soit plié sans qu'il ait à supporter une traction appréciable. La vitesse de cette méthode dépend de la vitesse des organes mécaniques, qui doit être limitée afin d'éviter de déchirer le matériau suspendu.
En outre, les plis obtenus tendent à être grossiers plutôt que nets, avec pour résultat que des surépaisseurs prononcées se forment aux extrémités du bloc et que l'on encourt une perte considérable due au dressage.
Dans la description du brevet n 582.073, la demanderesse a décrit et revendiqué une méthode dans laquelle le matériau en nappe continue est accumulé dans les couches désirées en l'enroulant sur des faces planes d'une forme rotative tandis que les bandes d'adhésif sont appliquées de manière ')on- tinue. Le matériau en nappe se déplace sans secousses et de manière continue et son accumulation est effectuée de manière précise sans l'intervention de mécanismes à mouvements alternatifs. Malheureusement, une partie seulement du matériau est accumulée sur les faces planes ; entre les faces, aussi rapprochées qu'elles puissent être, une partie du matériau prend une
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configuration courbe et doit être perdue.
Un but de la présen- te invention est de procurer-une moidification de la méthode, suivant laquelle la perte est réduite au minimum tandis que les avantages sont maintenus.
La méthode modifiée procurée par la présente invention comprend la fourniture dt une nappe de matériau absorbant en feuille qui porte sur ses deux faces des bandes humides d'adhésif dans des positions telles que les bandes d'une face sont décalées par rapport aux bandes de l'autre face et qui est façonnée, à des intervalles équidistants le long de sa longueur, et de ce fait divisée en sections de feuille discontinues, avec des articulations, commodément des séries de fentes transversales situées sur la même droite qui laissent les feuilles assemblées entre elles grâce à des sections intermédiaires de matériau intact,
et l'abaissement de la nappe ainsi fournie vers un support avec un débit tel qu'elle se balance librement en arrière et en avant sous la réaction du support et qu'elle s'accumule sur celui-ci sous la forme d'une pile de couches dans laquelle chaque couche est constituée par une desdites feuilles, et les feuilles sont reliées par des plis à l'emplacement des articulations.
Par la méthode précitée, ce pliage de la nappe est obtenu, sans interférence mécanique avec celle-ci, d'une manière rapide et satisfaisante. Alors même que les bandes d'adhé sif sont humides pendant la descente et le pliage de la nappe, un repérage précis des bandes dans le matériau plié est obtenu.
Dans les conditions de balancement libre, chaque feuille est guidée avec précision en position pendant qu'elle ' descend par sa fixation articulée aux feuilles précédente et suivante. Il n'y a pas de perturbations impulsives provoquant
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de vagues de chocs ou d'autres sources de déviation. Le mou- vement du matériau en feuille ressemble de près, pendant la descente, à un mouvement ondulatoire, sans pliage marqué aux articulations jusqu'à ce que les feuilles distinctes qu'elles délimitent soient posées sur le support. Evidemment, la forme de ce mouvement est rendue complexe par l'amortissement de l' air et par les discontinuités introduites par les articulations là où les feuilles sont rattachées l'une à l'autre.
Comme exemple approximatif, l'on peut remarquer que la vitesse maximem du balancement libre est approximativement la vitesse d'un pendule simple dont la longueur égalerait la distance de descente libre. Le système serait trop complexe, même en l' absence de l'amortissement de l'air, pour pouvoir formuler des rapports précis, mais le mouvement requis est facilement obtenu en ajustant la vitesse d'alimentation de la nappe et/ou la distance de sa descente vers le support.
Le taux de rendement dépend de la fréquence du balancement libre, et pour une dimension convenable des couches, une vitesse de trente couches par minute est typique.
Parce que le pliage de la nappe est effectué sans l'aide d'organes mécaniques agissant par intermittence, l'appareillage requis est simple et la méthode est intéressante et économique rien que pour cette raison. De plus, la méthode permet un mode de travail qui n'avait jamais été applicable auparavant. Ainsi, le support peut être monté de manière à avoir un déplacement horizontal dans le sens de la longueur des feuilles accumulées de telle manière que, lors d'un tel déplacement, le matériau s'accumule en une nouvelle pile à coté de la première qui peut être déplacée sans interruption de l'alimentation de la nappe. Ceci est particulièrement avantageux lorsque les piles ne doivent avoir qu'un petit nombre de couches, comme dans la fabrication de nid d'abeilles avec une grande dimension de cellules pour des buts d'emballage.
De plus, l'opé-
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rateur peut retirer le matériau accumulé pour une consolidation sous pression, à de fréquents intervalles et sans interruption de l'opération, en augmentant de ce fait la qualité du produit en réduisant au minimum le temps s'écoulant entre l'application de l'adhésif humide et la consolidation.
D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description ci-après,donnée à titre d'exemple non limitatif. et en se référant aux dessins annexés, dans lesquels :
La figure 1 est une élévation latérale schématique d'un appareil employé dans la méthode suivant l'invention.
La figure 2 représente la disposition des fentes dans la nappe.
La figure 3 représente une partie de la nappe fendue après l'application de l'adhésif sur celle-ci.
Une nappe 1 de papier, par exemple du papier Kraft ou du carton mince, est tiré d'un rouleau d'approvisionnement 2 pour passer entre une paire de rouleaux à fendre 3 qui fonctionnent de manière à établir des articulations dans les séries de fentes transversales situées sur une même ligne, calculées de manière à laisser entre elles d'étroites parties d'articulation intactes 5 du matériau en nappe. Après une telle formation de fentes la nappe peut être considérée comme une série de feuilles 6 liées entre elles par les parties d'articulation 5.
La nappe traverse vers le bas des têtes d'impression 7 et 8 afin d'être empreinte de bandes parallèles longitudinales a et b d'adhésif humide, les bandes a imprimées d'un côté étant situées entre les bandes b imprimées de l'autre coté.
Comme représenté à la figure 3, l'on s'arrangera de préférence pour que les parties d'articulation 5 se trouvent sur quelques unea des bandes d'adhésif tandis que les autres bandes d'adhésif traversent les fentes.
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La nappe quittant la tête d'impression inférieure 8 descend vers un support horizontal 9 et s'y accumule en une pile de couches qui sont assemblées à leurs extrémités 10 et 11 par les parties d'articulation 5. Pendant l'accumulation de la pile,le matériau suspendu. 12 se balance en arrière et en avant dans le sens indiqué par les flèches, la vitesse d'alimentation de la nappe étant réglée de manière à ce que le balancement se fasse à la fréquence naturelle, qui est déterminée par la distance verticale depuis la tête d'impression inférieure 8 jusqu'au support 9.
Le support 9 est monté sur de*? rails 13 et après qu'un nombre choisi de couches se soit accumulé, le support est déplacé rapidement par un cylindre à air 14, sans interruption de l'alimentation de la nappe, afin d'amener un second support l' en position sous les têtes d'impression pour recevoir les couches suivantes.
Le matériau sur le support 9 est enlevé et consolidé sous pression pour la coupe en tranches classique dans la guillotine.
Des ajutages à air 15 agissant par intermittence sont prévus pour amorcer le balancement de la nappe lors de la mise en marche de l'appareil, mais ils ne sont pas essentiels.
La méthode décrite ici est spécialement avantageuse par rapport aux méthodes impliquant l'emploi d'une forme rotative, lorsqu'elles sont appliquées à une fabrication à partir de carton fin ou d'un autre matériau dont l'épaisseur fait que la perte caractéristique de ces méthodes, devient importante. La perte due au dressage lors de l'équarissage de l'extrémité de la pile est insignifiante.
Il est bien entendu que la description ci-avant d'un exemple de la méthode, donnée en se référant au dessin n'est
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proposée que dans .,un but d'illustration seulement. Dans d'au- tres exemples de la méthode, les séries de fentes 4 situées sur une même ligne sont remplacées par des rangées de perfora- tions ou par des lignes de rainure, c'est-à-dire des reliefs linéaires profonds qui permettent au matériau de se plier de la manière désirée.
REVENDICATIONS
1. Méthode pour la production d'un matériau en nid d'abeilles structural qui comporte la fourniture d'une nappe de matériau en feuille absorbant qui porte des bandes humides d'adhésif sur chacune de ses faces en des positions telles que les bandes d'une face sont décalées par rapport aux bandes de l'autre face et qui est façonnée à des intervalles équidistants sur sa longueur pour former des articulations et qui est divisée par ces dernières en sections de feuille discontinues, et l'abaissement de la nappe ainsi fournie vers un support,
à une vitesse telle qu'elle se balance librement en arrière et en avant sous la réaction du support et s'accumule sur celui-oi en prenant la forme d'une pile de couches dans laquelle chaque couche est constituée par une desdites feuilles et les feuilles sont reliées par des plis à l'emplacement désarticulations.
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"Production of cellular * structural materials"
The present invention relates to the production of a structural honeycomb material of the expandable type from an absorbent sheet material, for example paper, using a wet adhesive. In its expanded form, the material is widely used as the core of laminate structures because of its high strength-to-weight ratio and favorable price.
Basically, the production of the material intended
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to be expanded involves the bonding together of layers of sheet material in face-to-face contact by parallel strips of the adhesive arranged so that the strips of one side of any layer are offset from the sides. bands on the other side of this layer.
Various methods have been proposed for automatically bringing the layers and the adhesive into the desired position relative to each other but all have had disadvantages. With the exception of substandard production, practical arrangements must be made to ensure accurate registration of wet adhesive between coats, upon first contact with them and to prevent subsequent displacement. layers when the adhesive is wet. Such arrangements have heretofore involved the adoption of machines which operated with losses or whose rate of return was disappointing in relation to the capital invested, the space occupied or the requirements of their maintenance.
One type of method that has been proposed involves folding a continuous web of sheet material carrying the wet adhesive so as to form a stack in which the layers are formed by folding the material back and forth and that is. to this type of method that the present invention relates to.
The design of an apparatus for simply folding material back and forth is straightforward, but the need for precise folding in the presence of the wet adhesive presents significant difficulties. Once a pair of layers have been put together, with the adhesive between them, their relative movement must be prevented, otherwise the trace of the adhesive is lost and the amount of the product is wasted. Therefore, the first contact of one layer with the next must be made precisely in the final position
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required, as no subsequent correction is possible. The folding mechanisms which have been proposed to assure satisfactory results have been of a complicated nature and low efficiency or have had sluggish and wasteful operation.
One form of the folding method which has been proposed involves the vertical descent, towards a support, of a sheet of paper imprinted on both sides of lines of glue and the folding of the material on the support thanks to the action of arms or other mechanical members acting in turn from opposite ends of the support, the feeding and folding operations being performed at relative speeds such that there is always a sufficient length of suspended material to allow it to be folded without having to withstand appreciable traction. The speed of this method depends on the speed of the mechanical parts, which must be limited in order to avoid tearing the suspended material.
In addition, the folds obtained tend to be coarse rather than sharp, with the result that pronounced excess thicknesses form at the ends of the block and incur considerable loss due to dressing.
In the specification of Patent No. 582,073, Applicant has described and claimed a method in which the continuous web material is accumulated in the desired layers by winding it on planar faces of a rotating form while the strips of adhesive are being wound up. applied continuously. The sheet material moves smoothly and continuously and its accumulation is carried out precisely without the intervention of reciprocating mechanisms. Unfortunately, only part of the material is accumulated on the flat faces; between the faces, as close together as they may be, part of the material takes on a
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curved configuration and should be lost.
An object of the present invention is to provide a modification of the method, whereby the loss is minimized while the advantages are maintained.
The modified method provided by the present invention comprises providing a web of absorbent sheet material which carries on both sides wet strips of adhesive in positions such that the strips of one side are offset from the strips of the adhesive. 'other face and which is shaped, at equidistant intervals along its length, and thereby divided into discontinuous sheet sections, with hinges, conveniently series of transverse slits located on the same straight line which leave the sheets assembled between they thanks to intermediate sections of intact material,
and lowering the web thus supplied towards a support with a flow rate such that it swings freely back and forth under the reaction of the support and that it accumulates thereon in the form of a stack layers in which each layer is formed by one of said sheets, and the sheets are connected by folds at the location of the joints.
By the aforementioned method, this folding of the web is obtained, without mechanical interference therewith, in a rapid and satisfactory manner. Even though the adhesive bands are wet during the descent and folding of the web, precise registration of the bands in the folded material is obtained.
Under free swing conditions, each sheet is precisely guided into position as it descends through its hinged attachment to the previous and next sheets. There are no impulsive disturbances causing
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shock waves or other sources of deflection. The movement of the sheet material closely resembles, during descent, a wave movement, without marked bending at the joints until the separate sheets which they define are placed on the support. Obviously, the shape of this movement is complicated by the damping of the air and by the discontinuities introduced by the joints where the sheets are attached to each other.
As an approximate example, it may be noted that the maximum speed of free swing is approximately the speed of a simple pendulum whose length would equal the distance of free descent. The system would be too complex, even in the absence of air damping, to be able to formulate precise ratios, but the required movement is easily obtained by adjusting the web feed speed and / or the distance of the web. its descent towards the support.
The rate of efficiency depends on the frequency of free rocking, and for a suitable size of the layers, a speed of thirty layers per minute is typical.
Because the folding of the web is carried out without the aid of mechanical members acting intermittently, the required apparatus is simple and the method is attractive and economical for this reason alone. In addition, the method allows a way of working that had never been applicable before. Thus, the support can be mounted so as to have a horizontal displacement in the direction of the length of the accumulated sheets in such a way that, during such displacement, the material accumulates in a new stack next to the first which can be moved without interrupting the water supply. This is particularly advantageous when the stacks are to have only a small number of layers, such as in the manufacture of honeycombs with a large size of cells for packaging purposes.
In addition, the op-
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rator can remove accumulated material for consolidation under pressure, at frequent intervals and without interruption of operation, thereby increasing product quality by minimizing the time between adhesive application wet and consolidation.
Other details and features of the invention will emerge from the description below, given by way of non-limiting example. and with reference to the accompanying drawings, in which:
Figure 1 is a schematic side elevation of an apparatus employed in the method according to the invention.
FIG. 2 represents the arrangement of the slots in the web.
Figure 3 shows part of the slit web after application of the adhesive thereon.
A web 1 of paper, for example Kraft paper or thin cardboard, is pulled from a supply roll 2 to pass between a pair of slitting rollers 3 which function to establish joints in the series of transverse slots. located on the same line, calculated so as to leave between them intact narrow joint parts of the web material. After such a formation of slits the web can be considered as a series of sheets 6 linked together by the articulation parts 5.
The web passes down through the print heads 7 and 8 in order to be imprinted with longitudinal parallel bands a and b of wet adhesive, the bands a printed on one side being located between the bands b printed on the other side.
As shown in Figure 3, it will be preferably arranged that the hinge portions 5 lie on some of the adhesive strips while the other strips of adhesive pass through the slots.
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The web leaving the lower printhead 8 descends to a horizontal support 9 and accumulates there in a stack of layers which are joined at their ends 10 and 11 by the hinge parts 5. During the accumulation of the stack , the suspended material. 12 swings back and forth in the direction indicated by the arrows, the web feed speed being adjusted so that the sway is at the natural frequency, which is determined by the vertical distance from the head lower print 8 to support 9.
Bracket 9 is mounted on *? rails 13 and after a selected number of layers have accumulated, the support is moved rapidly by an air cylinder 14, without interrupting the supply of the web, in order to bring a second support 1a into position under the rails. print heads to receive subsequent layers.
The material on the support 9 is removed and consolidated under pressure for conventional slicing in the guillotine.
Intermittently acting air nozzles are provided to initiate the sway of the web when the apparatus is turned on, but they are not essential.
The method described here is especially advantageous over methods involving the use of a rotary form, when applied to manufacture from thin board or other material whose thickness causes the characteristic loss of these methods, becomes important. The dressing loss when squaring the end of the pile is insignificant.
It is understood that the above description of an example of the method, given with reference to the drawing is not
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proposed in., for illustrative purposes only. In other examples of the method, the series of slots 4 located on the same line are replaced by rows of perforations or by groove lines, that is to say deep linear reliefs which allow the material to bend in the desired way.
CLAIMS
1. A method for the production of a structural honeycomb material which comprises providing a web of absorbent sheet material which carries wet strips of adhesive on each of its faces at positions such as the strips of adhesive. 'one face are offset from the webs of the other face and which is shaped at equidistant intervals along its length to form joints and which is divided by the latter into discontinuous sheet sections, and lowering the web thereby supplied to a support,
at a speed such that it swings freely back and forth under the reaction of the support and accumulates thereon, taking the form of a stack of layers in which each layer consists of one of said sheets and the leaves are connected by folds at the location disarticulations.