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Papier extensible en tout sens et procédé pour la fabrication de celui-ci.
La présente invention a pour objet un papier extensible en tout sens, ainsi qu'un procédé pour la fabrication de celui-ci.
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Comme papier extensible et élastique, on connait le papier crêpe. Celui-ci est fabriqué sur le cylindre à crêper de la machine à papier, le ruban de papier humide étant refoulé sur ce dernier au moyen d'une lancette, de telle façon que le papier, par suite d'une formation plissée serrée, qui s'étend transversalement par rapport au sens longitudinal du ruban de papier, ne soit toutefois extensible que dans le sens longitudinal.
On a déjà également essayé de crêper le papier dans deux directions diagonales afin de lui donner une meilleure extensibilité.
D'autres procédés généralement utilisables pour la fabrication de papier élastique dans le sens longitudi- nal et transversal ne sont, jusqu'à maintenant, pas connus.
Le papier suivant la présente invention possède l'extensibilité et l'élasticité en tout sens désirées, par le fait qu'en de nombreux endroits, répartis d'une faon et densité quelconque sur la surface du ruban de papier, le matériel du ruban de papier est amassé sous forme de nombreuses fronces groupées autour du milieu des endroits déjà mentionnés, au moyen d'un froncement mécanique du papier, aussi bien dans le sens longitudinal du ruban, que dans le sens transversal. A ces endroits ou "nids de fronces" le sens de ces fronces peut être quelconque, notamment sous forme de rayonnement, d'anneau, d'étoile ou de croix ou dirigé transversalement.
Le nombre et la densité de ces nids de fronces détermine
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le degré d'extensibilité du papier qui, pour une disposition symétrique, est le même dans tous les sens.
Le fait que le papier est amassé à de nombreux endroits individuels de la surface en de courtes fronces qui, comme telles, ne sont pas en rapport les unes avec les autres et se dirigent dans toutes les directions, donne à ce papier, possédant une grande extensibilité et élastici- té topique en tout sens, une force de résistance considéra- ble contre la déformation par traction dans n'importe quelle direction.
Dans la fabrication de ce papier extensible en tout sens, l'invention part du fait que pour la formation des "nids de fronces", il doit y avoir suffisamment de matériel de papier aux différents endroits, et celui-ci doit être réparti uniformémento
Ceci est obtenu grâce au procédé suivant l'invention, par le fait qu'à de nombreux endroits, appelés nids de fronces, répartis sur la surface du papier, le papier est froncé autour du milieu de ces endroits sous forme de rayonnement, ainsi que dans d'autres directions, comme par exemple, sous forme d'anneau, d'étoile ou de croix ou de fronces transversales.
Pour obtenir ces nids de fronces, le ruban de papier courant est d'abord froncé sous forme ondulée, transversalement par rapport au sens de la course, puis froncé également en- tre des cylindres tournant l'un contre l'autre et dont les surfaces sont munies d'élévations et de dépressions appropriées. Les élévations et dépressions qui effec- tuent le froncement dans le sens longitudinal du ruban de papier, répartissent et fixent simultanément d'une
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façon uniforme la surface du papier froncée dans le sens transversal et longitudinal, de telle façon que, lors du traitement subséquent du ruban de papier, l'accumulation topique de la surface du papier soit conservée.
Pour effectuer cette répartition et ce fixage, le ruban de papier est embouti sur les élévations en forme de coupole d'un cylindre d'une paire de cylindres, et ainsi se forment les fronces qui se dirigent sous forme de rayons dans les dépressions avoisinantes.
La surface du papier, amassée de cette façon aux endroits surélevés, subit un froncement subséquent dans une opération ultérieureo Ceci est effectué, suivant la finesse et la disposition des fronces devant être obtenues, entre une ou plusieurs paires de cylindres à surface lisse ou ciselée en conséquence.
Afin que, lors de cette opération, les élévations de la surface du papier ne soient pas écrasées en arrière par rapport à la direction de marche, l'accumulation de matériel étant alors partiellement anéantie, il est nécessaire que le cylindre qui entre en contact avec la face du ruban de papier la plus empreinte d'élévations, possède vis-à-vis du contre-cylindre une certaine avance de mouvement périphérique, les endroits surélevés de la surface du papier étant entraînés par les cylindres, avant que ceux-ci se trouvent en prise la plus intense.
Le procédé pour la fabrication du papier extensible en tout sens suivant l'invention sera décrit maintenant sur la base du dessin qui représente schématique-
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ment à titre d'exemple une forme d'exécution d'une installa- tion pour la mise en oeuvre du procédé.
La fig. 1 du dessin représente schématiquement en élévation la disposition générale d'une telle installa- tion, la fig. la est une variante d'un détail de la figo 1, la fig. 2 est une vue en plan correspondant à la fig. 1, les fig. 3,4, 5, 6,7 et 8 représentent schématiquement les profils de paires de rouleaux succes- sifs d'un premier groupe qui fronce le ruban de papier transversalement, les fig. 9,9a, 9b, 10 et 11 représentent à titre d'exemples le profil et le mode de prise d'un deuxième groupe de cylindres qui produit les élévations en forme de coupole.
La fig. 12 représente une vue en plan d'une partie de la surface d'un cylindre du deuxième groupe, la figo 13 est une coupe d'après la ligne A-B de la figo 12, la figo 14 est une coupe d'après la ligne C-D de la fig.12, la fig. 15 est une coupe d'après la ligne E-F de la figo 12, la fig. 16 est une coupe d'après la ligne G-H de la fig. 12, la fig. 17 représente une vue d'en haut de la surface du papier munie des élévations en forme de coupole, , et
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la fig. 18 représente schématiquement le papier terminé.
1 désigne un rouleau de papier à partir duquel le ruban de papier 2 est conduit au premier groupe de cylindres 6,7, par l'intermédiaire d'un cylindre de guidage 3, d'un dispositif de moitage 4 et d'un cylin- dre de guidage 5 subséquent. Le premier groupe de cylindres est subdivisé en différents sous-groupes de cylindres 6a, 7a, 6b, 7b et 6c, 7c.
Le premier sous-groupe 6a, 7a qui, dans l'exemple représenté ne se compose que d'une seule paire de cylindres, mais peut également se composer de plusieurs paires de cylindres, a pour but de saisir d'abord le papier à un nombre de points relativement restreint et de le froncer grossièrement dans le sens transversal avec un frottement aussi minime que possible aux endroits de glissement.
La paire de cylindres 6a, 7a et la distance entre cette paire de cylindres et le cylindre de guidage déterminent le degré de froncement, c'est à dire, le quotient entre la diminution de largeur et la longueur du froncement.
Conformément à leur but, les cylindres de la paire 6a, 7a sont munis d'un profil relativement large, au moyen duquel sont produites des ondes d'une longueur relativement considérable, lorsque ces dernières sont considérées dans le sens transversal. La profondeur de saisissement de la paire de cylindres 6a, 7a se règle sur le degré de froncement désiré, qui doit se règler à son tour
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suivant la largeur et la sorte du papier En traitant, des rubans larges, par exemple d'une largeur de 2 mètres il est avantageux de calculer un degré de froncement inférieur à celui d'un ruban de 50cm de largeur par exemple, afin d'éviter des déchirures et des frottements.
Le deuxième sous-groupe de cylindres 6b, 7b a pour but de froncer le papier arrivant avec le degré de froncement qui lui a été imparti, jusqu'à l'accumulation transversale finale désirée du matériel en ondes de distance appropriée.
A cet effet, les cylindres 6b, 7b du deuxième groupe possèdent un profil subdivisé par rapport aux cylindres 6a, 7a du premier groupe, et on laisse toujours davantage décroître la distance entre les élévations des cylindres du deuxième groupe suivant le degré de froncement progressant et la diminution de lar- geur. La profondeur de saisissement du deuxième groupe de cylindres 6b, 7b est accru dans la même proportion.
Le troisième sous-groupe 6c, 7c a pour but de subdiviser encore davantage les ondes produites dans le papier, et de donner au papier, avant son entrée dans les cylindres du deuxième groupe principal, une direction parallèle par compensation des tensions sur les bords.
Dans ce but, le profil de ces cylindres du troisième sous-groupe 6c, 7c est également subdivisé d'une façon
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progressive telle, que chaque paire de cylindres comporte par exemple un nombre d'élévations double de la paire précédente. La configuration des cylindres 6,7 du premier groupe décrite est représentée schématiquement aux fig. 3 à 8.
La fig. 3 représente une forme appropriée du profil de cylindre avec des bourrelets en forme d'anneaux en général. Les paires de cylindres travaillant l'un contre l'autre par paires sont en prise l'un avec l'autre de telle façon qu'une élévation en forme d'anneau d'un cylindre se trouve toujours vis-à-vis d'un évidement de l'autre cylindre.
La fig. 4 représente le profil des cylindres 6a, 7a du premier sous-groupe avec une subdivision relativement grossière.
Les fig. 5 et 6 représentent le profil de la première, respectivement de la dernière paire de cylindres dans le groupe 6b, 7b,
Les fig. 7 et 8 représentent le profil de la première, respectivement de la dernière paire de cylindres dans le sous-groupe 6c, 7c.
Au surplus, pour tenir compte de la sorte de papier travailler et du résultat à obtenir, les espaces des paires de cylindres l'un contre l'autre peuvent être de préférence agencés réglables. Des profils échangeables ou réglables peuvent également être employés. Il est ainsi
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possible de modifier d'une façon extensive les quotients formés par la diminution de'largeur et la longueur du ruban de papier entre ces paires,-.de cylindres, c'est-à-dire le degré de froncement. Chaque paire séparée est de préférence aussi agencée de façon réglable par rapport aux espaces entre eux.
Les profils des cylindres sont avantageusement choisis et placés l'un vis-à-vis de l'autre de façon que le ruban de papier ne vienne si possible en contact qu'avec les endroits périphériques des bourrelets annulaires des deux cylindres où la vitesse circonféren- -belle des deux cylindres est la même; à tous les autres endroits le papier doit être tendu d'une façon aussi libre que possible entre les parties de cylindre touchées.
De cette façon on évite que le papier, par suite de son contact avec des parties de cylindres de vitesses circon- férentielles différentes, soit soumis à des efforts additionnels qui le compromettraient.
Le deuxième groupe principal de l'installation se compose d'une paire de cylindres 8, 9 de dimensions plus massives, ciselés, l'un des cylindres étant muni, sur sa surface, d'élévations en forme de coupole plus ou moins fortement prononcées qui se déroulent sur la surface du contre-cylindre munie de dépressions correspondantes.
Dans cette paire de cylindres, dans laquelle le ruban de papier venant du premier groupe de
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cylindres est introduit de préférence avec une faible inclinaison, par exemple de 10 environ par rapport à la tangente commune des deux cercles de cylindrage, la surface du ruban de papier, qui est refoulée lors de la première opération sous forme d'ondes transversales par rapport au sens de la marche, est transformée de telle façon que maintenant l'accumulation de matériel repose d'une façon fixe sous forme d'élévations en coupole.
Le profil des cylindres 8,9 ainsi que leur prise est représenté à titre d'exemple dans les fig. 9 à 16. Il consiste de préférence en ce que l'un des cylindres est muni d'élévations en forme de coupole, et l'autre de dépressions correspondantes. Les deux cylindres peuvent être exécutés comme cylindres métalliques, cependant le cylindre muni de dépressions peut être de préférence en matériel élastique, comme par exemple de matière comprimée. On peut de préférence fabriquer le contre-cylindre au moyen d'un cylindre ciselé muni d'élévations, en laissant tourner les deux cylindres.
Le cylindre supérieur 8 est muni par exemple d'élévations 10,11 en forme de bille, entre lesquelles se trouvent des dépressions élargies. La forme de ces dépressions est représentée en détail à la fig.12 et dans les représentations en coupe des fig.13 à 16.
Suivant ces figures les dépressions reçoivent la forme
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de calottas sphériques afin que l'accumulation de papier soit effectuée au même degré diagonalement et par conséquent aussi dans toute direction inclinée, comme dans le sens longitudinal et transversal. Cette condition est remplie par la configuration des dépressions représentées aux fig. 13 à 16, par ce qu'ici, la profon- deur des dépressions à partir d'un centre Z situé entre quatre coupoles 13, 14,15, 16 jusqu'à un centre Z' situé entre les coupoles 13 à 16 décroit graduellement et dans une mesure telle, que le rapport de la longueur de la ligne géodésique du profil entre les coupoles 16 à 14 à sa projection est le même que le rapport de la ligne géodésique entre les coupoles 16 et 13.
Dans le cas présent, la condition sus-énoncée est particulièrement importante parceque les coupoles du profil sont décalées l'une par rapport à l'autre sur le cylindre, suivant figo 12.
Ceci à pour conséquence une répartition particulièrement avantageuse de la surface du papier.
Les cylindres sont commandés au moyen de roues de transmission, dont le diamètre du cercle primitif différent aussi essentiellement de la disposition usuelle, ne correspond pas au diamètre moyen du cylindre profilé afférent.
Dans les cylindres d'estampage connus, les surfaces des deux cylindres possèdent une vitesse circon-
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férentielle moyenne identique, c'est à dire que les cercles de cylindrage théoriques pour le movement rotatif des cylindres se trouvent à moitié chemin entre le diamètre maximum et le diamètre minimum de la surface du cylindre ciselée. De cette façon, les élévations de l'un des cylindres s'adaptent aussi exactement que possible dans les dépressions de l'autre cylindre, en tenant compte de l'épaisseur de la matière à estamper.
Un estampage du ruban de matière entre de pareils cylindres est toujours effectué en étendant la structure fibreuse de la matière, donc sans accumulation de matière, mais au contraire avec un amoindrissement de la quantité de matière aux endroits estampés pouvant conduire à la destruction de la structure.
Contrairement à ce qui précède, le diamètre du cercle primitif de la roue de transmission afférent au cylindre muni d'élévations est calculé considérablement plus grand que le diamètre moyen de ce cylindre, tandis que d'autre part, le diamètre du cercle primitif de la roue de transmission afférente au cylindre muni de dépressions est calculé plus petit en conséquence que le diamètre moyen de ce cylindre. Par conséquent, la surface du cylindre muni de dépressions reçoit une avance par rapport à la surface du cylindre muni d'élé- vations. Les dépressions du cylindre 9 sont,soit par un travail mécanique approprié, soit par l'effet naturel de
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la marche contre les coupoles du cylindre 8, élargies dans le sens de la marche dans la mesure de l'avance précitée.
Il en résulte par conséquent une réception et un cylindrage point par point et graduellement constant du ruban de papier au moyen des s.aillies 10,19 en forme de coupole dans les dépressions élargies des contre-cylindres 17, 18.
Le processus est représenté schématiquement aux figo 9a, 9b.
20 représente une surface courbe à laquelle est appliquée une feuille de papier 21, d'abord seulement par son extrémité 22. Sur cette extrémité 22 se trouve une lourde bille librement mobile, que l'on laisse librement rouler en bas la surface 20. Le papier est alors appliqué graduellement, point par point à la surface 20 de la dépression élargie, de la façon représentée à la fig. 9b.
En partant de la fige 9, le processus de cylindrage peut être considéré comme suit:
Le ruban de papier avance entre les cylindres dans la direction de la flèche P, les flèches courbes de la fige 9 montrant la direction de rotation des cylindres. La coupole 19 saisit alors la feuille de papier 21 et l'applique, lors de la rotation subséquente du cylindre, point par point à la surface de la dépression 18, d'une façon analogue au mouvement de
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la bille suivant fig. 9a et 9b. Le contact et l'effort du papier a par conséquent toujours lieu point par point, suivant fig. 10 au point 24, suivant fig. 11 au point 25, etc.
Dans les fig. 9 à 11, T 1 représente le rayon du cercle primitif de la roue de transmission afférents au cylindre d'acier muni d'élévations ; R 1 est le rayon de la périphérie moyenne de ce cylindre; T 2 représente le rayon du cercle primitif de la roue de transmission afférente au cylindre inférieur muni de dépressions; R 2 est le rayon du cercle moyen de ce cylindreo
De ce qui précède ressortent sans autre ces grandeurs des rayons et des diamètres afférents déjà déterminés plus haut. Dans l'exemple représenté au dessin, les diamètres des cylindres sont choisis relative- ment petits, par conséquent la différence de grandeur en- tre le diamètre du cercle primitif et le diamètre de cylindre moyen est relativement minime.
Le degré d'avance de la circonférence moyenne du cylindre inférieur par rapport au cylindre supérieur est de 7% environ, pour l'exemple représenté au dessin.
Comme déjà mentionné, le cylindre inférieur muni de dépressions élargies reçoit, par rapport au cylindre supérieur portant les élévations, un mouvement circonférentiel accéléré, donc une avance. Géométriquement parlant, on peut exprimer la chose en disant que la
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surface totale du cylindre animé du mouvement d'avance différant des dispositions connues jusqu'à présent de cylindres d'estampage, augmente de la mesure de l'avance par rapport à la surface du cylindre animé d'un mouvement de retard. L'avance peut être pratiquement calculée de 3% à 10% environ par exemple.
Les deux cylindres sont de préférence agencés de façon réglable avec précision, aussi bien dans le sens axial que radial, de même que dans la direction de mouvement du ruban de papier.
L'essentiel de cette installation réside dans le fait que la formation des élévations n'est pas effectuée par estampage au détriment d'une extension des fibres, donc sans affaiblir'le matériel à ces endroits, mais au contraire en rétrécissant la surface du papier, donc par une accumulation de papier effectuée aux endroits surélevés et à leurs alentours, accumulation qui possède par exemple la forme de petits plis dirigés en forme de rayons. Grâce à l'accumulation de papier, le papier possède une grande extensibilité en tout sens déjà à l'état empreinté surélevé où il se trouve après la deuxième opération.
Les cylindres 26, 27 du troisième groupe de cylindres ont pour but d'aplatir de nouveau dans une certaine mesure le matériel de forme plastique accentuée provenant du deuxième groupe, en complétant et uniformisant
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la formation des fronces et en donnant au papier une surface de belle apparence.
A cet effet, les cylindres 26,27 peuvent être simplement lisses, ou ce qui est encore mieux, profilés ou ciselés. Ce profil ou ciselure se composant d'éléva- tions et de dépressions peut être configuré de façons très diverses suivant l'emploi spécial auquel le papier est destiné.
Parmi ces cylindres 26, 27, on donne de préfé- rence une avance au cylindre qui est tourné du côté des élévations en relief du ruban de papier, et qui a en premier lieu pour but d'aplanir ces élévations, ou de les mettre en plis ou d'influencer leur forme, d'une autre façon. Les dépressions de ce cylindre animé d'un mouvement d'avance sont avantageusement élargies.
Ici également, la surface totale du cylindre animé d'un mouvement d'avance est augmentée de la mesure de l'avance par rapport à la surface du cylindre animé du mouvement de retard.
Ce groupe decylindres peut également se com- poser de plusieurs paires de cylindres.
Il est encore important que les rapports de vitesses des trois groupes de cylindres puissent s'accorder les uns avec les autres. Ceci a lieu suivant l'invention, soit par le fait que tous les trois groupes de cylindres sont-commandés par une commande unique,
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par exemple un moteur électrique, et que la vitesse des différents groupes et paires de cylindres est réglée mécaniquement entre la source d'énergie et la commande respective de groupe au de cylindre, ou de façon que la com- mande des différents groupes ou sous-groupes soit effectuée par des moteurs électriques spéciaux, dont la vitesse circonférentielle est contrôlée électriquement.
Au lieu d'utiliser les cylindres 26, 27 pour le satinage partiel du papier, comme le montre la fig. la, ce satinage partiel peut être effectué au moyen de deux rubans sans fin 31, 32, qui possèdent la même vitesse que le ruban de papier, et qui passent sur les cylindres 33,34 respectivement 35, 36. L'espace entre les cylindres est choisi de telle sorte que les faces des rubans tournées l'une contre l'autre se rap- prochent graduellement à partir des cylindres 33,35 jusqu'aux cylindres 34, 36. Les rubans peuvent être par exemple en un treillis de fil de fer ou en feutre et peuvent conduire sur des tambours chauffés non représentés pour sécher le ruban de papier. Grâce à ces rubans on peut donner au ruban de papier l'empreinte d'un dessin ou d'un marquage, par exemple le dessin d'un tissu de jute.
La fig. 17 représente l'aspect du papier après avoir quitté le deuxième groupe de cylindres Le papier est ici muni d'élévations 28 des sommets desquelles partent
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des fronces en forme de rayons.
Dans la fig. 18, le papier est représenté après avoir quitté le dernier groupe de cylindres 26, 270 Ici, les élévations sont de nouveau plus ou moins abaissées de façon que, à part les fronces qui se dirigent sous forme de rayons, il se forme encore des fronces annulaires 30. Le nombre, la forme et la disposi- tion des fronces peut bien entendu varier suivant le profil des cylindres et l'emploi auquel est destiné le papier
L'installation décrite peut être constituée de façons variées conformément au but de l'invention.
Tous les trois groupes de cylindres peuvent par exemple être chauffables d'une façon connue. Ceci s'applique notamment au premier groupe de cylindres. Lorsque celui-ci est chauffé, les ondes du papier sont amenées des le début dans une forme relativement résistante, de sorte que le papier arrive au groupe de cylindres suivant sans avoir perdu cette forme.
Les papiers suivant l'invention peuvent être utilisés avec grand succès par exemple pour tous les buts exigeant un effort mécanique considérable du papier à des endroits changeants, comme par exemple pour la fabrication de cornets en papier pour l'emballage, comme succédané des enveloppes en toile ou en toile de voile, des revêtements de paroi, comme couche isolante contre les effets du son,
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de la chauleur et de l'humidité, etc. Des papiers de ce genre se laissent aussi facilement imprégner de la façon connue, par exemple avec des bitumes ou autres moyens, et également munir d'armatures métalliques connues, par exemple au moyen de fils de fer, rubans et analogues.
Revendications :
1. Papier extensible en tout sens dont l'extensibilité repose sur une formation de fronces obtenue au moyen d'un froncement mécanique de la surface du papier transversalement et longitudinalement, papier caractérisé par le fait qu'en de nombreux endroits répartis sur la surface du papier, le matériel du ruban de papier est amassé sous forme de fronces groupées autour du milieu des endroits mentionnés.
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Any direction stretchable paper and method of making the same.
The present invention relates to an extensible paper in all directions, as well as to a process for the manufacture thereof.
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As stretchable and elastic paper, we know the crepe paper. This is made on the crimping cylinder of the papermaking machine, the wet paper ribbon being forced onto the latter by means of a lancet, so that the paper, as a result of tight crimp formation, which extends transversely to the longitudinal direction of the paper web, however is only extensible in the longitudinal direction.
We have already tried to crimp the paper in two diagonal directions in order to give it better stretchability.
Other methods generally usable for the manufacture of elastic paper in the longitudinal and transverse direction have not heretofore been known.
The paper according to the present invention has the desired stretchability and elasticity in all directions, in that in many places, distributed in any way and density over the surface of the paper tape, the tape material. paper is gathered in the form of numerous gathers grouped around the middle of the places already mentioned, by means of a mechanical crimping of the paper, both in the longitudinal direction of the tape, as in the transverse direction. At these places or "nests of gathers" the direction of these gathers can be any, in particular in the form of radiation, ring, star or cross or directed transversely.
The number and density of these nests of gathers determines
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the degree of extensibility of the paper which, for a symmetrical arrangement, is the same in all directions.
The fact that the paper is gathered at many individual places on the surface in short gathers which, as such, are not in relation to each other and run in all directions, gives this paper, possessing great topical stretch and elasticity in any direction, a considerable resisting force against tensile deformation in any direction.
In the manufacture of this all-way stretchable paper, the invention is based on the fact that for the formation of "puckering nests" there must be sufficient paper material in the different places, and this must be distributed evenly.
This is obtained thanks to the method according to the invention, in that at many places, called nests of gathers, distributed on the surface of the paper, the paper is gathered around the middle of these places in the form of radiation, as well as in other directions, such as, for example, in the form of a ring, a star or a cross or transverse gathers.
To obtain these nests of gathers, the current paper tape is first gathered in corrugated form, transversely to the direction of travel, then also gathered between cylinders rotating against each other and whose surfaces have appropriate elevations and depressions. The elevations and depressions which effect the puckering in the longitudinal direction of the paper tape, simultaneously distribute and fix with a
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the surface of the paper gathered in the transverse and longitudinal direction uniformly, such that, in the subsequent processing of the paper tape, the topical build-up of the surface of the paper is retained.
To effect this distribution and fixing, the paper tape is stamped on the cupola-shaped elevations of a cylinder of a pair of cylinders, and thus the pleats are formed which are directed in the form of rays in the neighboring depressions.
The surface of the paper, gathered in this way at the raised places, undergoes a subsequent creasing in a subsequent operation. result.
In order that, during this operation, the elevations of the surface of the paper are not crushed behind in relation to the direction of travel, the accumulation of material then being partially destroyed, it is necessary that the cylinder which comes into contact with the face of the paper ribbon which is the most imprinted with elevations, has a certain advance of peripheral movement vis-à-vis the counter-cylinder, the raised places of the surface of the paper being driven by the cylinders, before the latter are find the most intense grip.
The process for the manufacture of the extensible paper according to the invention will now be described on the basis of the drawing which represents schematically.
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By way of example, an embodiment of an installation for carrying out the method.
Fig. 1 of the drawing shows schematically in elevation the general arrangement of such an installation, FIG. 1a is a variant of a detail of figo 1, fig. 2 is a plan view corresponding to FIG. 1, fig. 3, 4, 5, 6, 7 and 8 schematically represent the profiles of pairs of successive rollers of a first group which crumples the paper tape transversely, FIGS. 9,9a, 9b, 10 and 11 show by way of example the profile and the engagement mode of a second group of cylinders which produces the dome-shaped elevations.
Fig. 12 shows a plan view of part of the surface of a cylinder of the second group, figure 13 is a section along line AB of figure 12, figure 14 is a section on line CD of fig. 12, fig. 15 is a section taken along line E-F of fig 12, fig. 16 is a section taken along line G-H of FIG. 12, fig. 17 shows a top view of the surface of the paper provided with the cupola-shaped elevations, and
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fig. 18 schematically shows the finished paper.
1 denotes a paper roll from which the paper ribbon 2 is led to the first group of cylinders 6,7, by means of a guide cylinder 3, a halving device 4 and a cylinder. subsequent guide dre 5. The first group of cylinders is subdivided into different subgroups of cylinders 6a, 7a, 6b, 7b and 6c, 7c.
The first sub-group 6a, 7a which, in the example shown consists only of a single pair of cylinders, but can also consist of several pairs of cylinders, aims to first grab the paper at a relatively small number of points and crumple it roughly in the transverse direction with as little friction as possible at the sliding points.
The pair of cylinders 6a, 7a and the distance between this pair of cylinders and the guide cylinder determine the degree of puckering, that is, the quotient between the decrease in width and the length of the puckering.
In accordance with their purpose, the cylinders of the pair 6a, 7a are provided with a relatively wide profile, by means of which waves of relatively considerable length are produced when the latter are viewed in the transverse direction. The gripping depth of the pair of cylinders 6a, 7a is adjusted to the desired degree of frowning, which must in turn be adjusted
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depending on the width and the kind of paper When treating wide ribbons, for example with a width of 2 meters it is advantageous to calculate a degree of puckering less than that of a ribbon of 50cm wide for example, in order to avoid tearing and friction.
The purpose of the second sub-group of cylinders 6b, 7b is to crimp the incoming paper with the degree of crimp that has been assigned to it, until the desired final transverse accumulation of the material in waves of appropriate distance.
To this end, the cylinders 6b, 7b of the second group have a subdivided profile with respect to the cylinders 6a, 7a of the first group, and the distance between the elevations of the cylinders of the second group is always allowed to decrease more and more according to the increasing degree of frowning and the reduction in width. The gripping depth of the second group of cylinders 6b, 7b is increased in the same proportion.
The purpose of the third subgroup 6c, 7c is to further subdivide the waves produced in the paper, and to give the paper, before entering the cylinders of the second main group, a parallel direction by compensating for the tensions on the edges.
For this purpose, the profile of these cylinders of the third subgroup 6c, 7c is also subdivided in a way
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progressive such that each pair of cylinders comprises for example a number of elevations double of the preceding pair. The configuration of the cylinders 6, 7 of the first group described is shown schematically in FIGS. 3 to 8.
Fig. 3 shows a suitable shape of the cylinder profile with generally ring-shaped beads. The pairs of cylinders working against each other in pairs are engaged with each other so that a ring-shaped elevation of a cylinder is always opposite. a recess of the other cylinder.
Fig. 4 shows the profile of the cylinders 6a, 7a of the first subgroup with a relatively coarse subdivision.
Figs. 5 and 6 represent the profile of the first, respectively of the last pair of cylinders in group 6b, 7b,
Figs. 7 and 8 represent the profile of the first, respectively of the last pair of cylinders in the subgroup 6c, 7c.
Moreover, to take account of the kind of paper to be worked and the result to be obtained, the spaces of the pairs of rolls against each other can preferably be arranged adjustable. Exchangeable or adjustable profiles can also be used. It is so
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It is possible to vary extensively the quotients formed by the decrease in width and length of the paper tape between these pairs of cylinders, ie the degree of puckering. Each separate pair is preferably also arranged adjustably with respect to the spaces between them.
The profiles of the cylinders are advantageously chosen and placed one vis-à-vis the other so that the paper tape only comes into contact if possible with the peripheral locations of the annular beads of the two cylinders where the circumferential speed - -beautiful of both cylinders is the same; in all other places the paper should be stretched as freely as possible between the parts of the cylinder affected.
In this way it is avoided that the paper, as a result of its contact with parts of cylinders of different circumferential speeds, is subjected to additional forces which would compromise it.
The second main group of the installation consists of a pair of cylinders 8, 9 of more massive dimensions, chiseled, one of the cylinders being provided, on its surface, with more or less strongly pronounced cupola-shaped elevations. which take place on the surface of the counter-cylinder provided with corresponding depressions.
In this pair of cylinders, in which the paper ribbon coming from the first group of
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rolls is preferably introduced with a small inclination, for example about 10 with respect to the common tangent of the two rolling circles, the surface of the paper ribbon, which is pushed back during the first operation in the form of transverse waves with respect to in the direction of travel, is transformed in such a way that now the accumulation of material rests in a fixed manner in the form of dome elevations.
The profile of the cylinders 8, 9 as well as their socket is shown by way of example in FIGS. 9 to 16. It is preferably that one of the cylinders is provided with cupola-shaped elevations, and the other with corresponding depressions. Both cylinders can be designed as metal cylinders, however the cylinder provided with depressions can preferably be made of elastic material, such as, for example, compressed material. The counter-cylinder can preferably be made by means of a chiseled cylinder provided with elevations, while allowing the two cylinders to rotate.
The upper cylinder 8 is provided for example with elevations 10,11 in the form of a ball, between which there are widened depressions. The shape of these depressions is shown in detail in Fig. 12 and in the sectional representations of Figs. 13 to 16.
According to these figures the depressions receive the form
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of spherical caps so that the accumulation of paper is carried out to the same degree diagonally and therefore also in any inclined direction, as in the longitudinal and transverse direction. This condition is fulfilled by the configuration of the depressions shown in FIGS. 13 to 16, by what here, the depth of the depressions from a center Z located between four domes 13, 14,15, 16 to a center Z 'located between the domes 13 to 16 gradually decreases and to such an extent, that the ratio of the length of the geodesic line of the profile between the domes 16 to 14 to its projection is the same as the ratio of the geodesic line between the domes 16 and 13.
In the present case, the above-mentioned condition is particularly important because the domes of the profile are offset with respect to each other on the cylinder, according to figo 12.
This results in a particularly advantageous distribution of the surface of the paper.
The cylinders are controlled by means of transmission wheels, the diameter of the pitch circle of which also essentially differs from the usual arrangement, does not correspond to the average diameter of the related profiled cylinder.
In known stamping cylinders, the surfaces of both cylinders have a circumferential speed.
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identical mean ferential, ie the theoretical rolling circles for the rotary movement of the cylinders are located halfway between the maximum diameter and the minimum diameter of the chiseled cylinder surface. In this way, the elevations of one of the cylinders fit as closely as possible into the depressions of the other cylinder, taking into account the thickness of the material to be stamped.
A stamping of the strip of material between such cylinders is always carried out by extending the fibrous structure of the material, therefore without accumulation of material, but on the contrary with a reduction in the quantity of material at the stamped places which can lead to the destruction of the structure. .
Contrary to the above, the diameter of the pitch circle of the transmission wheel relating to the cylinder provided with elevations is calculated considerably larger than the average diameter of this cylinder, while on the other hand, the diameter of the pitch circle of the transmission wheel relating to the cylinder provided with depressions is calculated accordingly smaller than the average diameter of this cylinder. Consequently, the surface of the cylinder provided with depressions receives an advance relative to the surface of the cylinder provided with elevations. The depressions of cylinder 9 are either by appropriate mechanical work or by the natural effect of
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walking against the domes of cylinder 8, widened in the direction of travel to the extent of the aforementioned advance.
This therefore results in a point-by-point and gradually constant reception and rolling of the paper ribbon by means of the dome-shaped projections 10,19 in the widened depressions of the counter-cylinders 17, 18.
The process is shown schematically in Figs 9a, 9b.
20 shows a curved surface to which a sheet of paper 21 is applied, first only by its end 22. On this end 22 is a heavy, freely movable ball, which is allowed to roll freely down the surface 20. The Paper is then applied gradually, point by point to the surface 20 of the enlarged depression, as shown in FIG. 9b.
Starting from fig 9, the rolling process can be considered as follows:
The strip of paper advances between the rolls in the direction of arrow P, the curved arrows in fig 9 showing the direction of rotation of the rolls. The cupola 19 then grasps the sheet of paper 21 and applies it, during the subsequent rotation of the cylinder, point by point to the surface of the depression 18, in a manner analogous to the movement of
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the ball according to fig. 9a and 9b. The contact and the force of the paper therefore always takes place point by point, according to fig. 10 at point 24, according to fig. 11 in point 25, etc.
In fig. 9 to 11, T 1 represents the radius of the pitch circle of the transmission wheel relating to the steel cylinder provided with elevations; R 1 is the radius of the mean periphery of this cylinder; T 2 represents the radius of the pitch circle of the transmission wheel relating to the lower cylinder provided with depressions; R 2 is the radius of the mean circle of this cylindero
From what precedes emerge without other these magnitudes of the radii and the related diameters already determined above. In the example shown in the drawing, the diameters of the cylinders are chosen to be relatively small, therefore the difference in magnitude between the diameter of the pitch circle and the average cylinder diameter is relatively small.
The degree of advance of the average circumference of the lower cylinder relative to the upper cylinder is approximately 7%, for the example shown in the drawing.
As already mentioned, the lower cylinder provided with enlarged depressions receives, relative to the upper cylinder carrying the elevations, an accelerated circumferential movement, therefore an advance. Geometrically speaking, we can express the thing by saying that the
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total area of the cylinder driven by the advance movement, which differs from the hitherto known arrangements of stamping cylinders, increases by the measurement of the advance relative to the surface of the cylinder driven by a delay movement. The advance can be practically calculated from about 3% to 10%, for example.
The two cylinders are preferably arranged in a finely adjustable manner, both axially and radially, as well as in the direction of movement of the paper web.
The essence of this installation lies in the fact that the formation of the elevations is not carried out by stamping to the detriment of an extension of the fibers, therefore without weakening the material in these places, but on the contrary by shrinking the surface of the paper. , therefore by an accumulation of paper carried out in the raised places and in their surroundings, an accumulation which has for example the form of small folds directed in the form of rays. Thanks to the paper build-up, the paper has great stretchability in any direction already in the raised imprint state in which it is after the second operation.
The cylinders 26, 27 of the third group of cylinders are intended to flatten again to a certain extent the material of accentuated plastic shape coming from the second group, complementing and standardizing
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forming the puckers and giving the paper a nice looking surface.
For this purpose, the cylinders 26,27 can be simply smooth, or what is even better, profiled or chiseled. This profile or chasing, consisting of elevations and depressions, can be configured in a variety of ways depending on the special use for which the paper is intended.
Among these cylinders 26, 27, a feed is preferably given to the cylinder which is turned on the side of the raised elevations of the paper ribbon, and which is primarily intended to level these elevations, or to bring them into line. folds or influence their shape in some other way. The depressions of this cylinder driven by an advancing movement are advantageously widened.
Here also, the total area of the cylinder driven by a forward movement is increased by the measurement of the advance relative to the area of the cylinder driven by the delay movement.
This group of cylinders can also consist of several pairs of cylinders.
It is still important that the gear ratios of the three groups of cylinders can match each other. This takes place according to the invention, either by the fact that all the three groups of cylinders are controlled by a single control,
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for example an electric motor, and that the speed of the different groups and pairs of cylinders is regulated mechanically between the power source and the respective cylinder group control, or so that the control of the different groups or sub- groups is carried out by special electric motors, whose circumferential speed is controlled electrically.
Instead of using the cylinders 26, 27 for the partial satin finishing of the paper, as shown in fig. 1a, this partial satin finishing can be carried out by means of two endless ribbons 31, 32, which have the same speed as the paper ribbon, and which pass over the cylinders 33, 34 respectively 35, 36. The space between the cylinders is chosen so that the faces of the ribbons turned against each other gradually approach from the rolls 33,35 to the rolls 34, 36. The ribbons can be, for example, of a wire mesh. iron or felt and can drive over heated drums not shown to dry the paper tape. Thanks to these ribbons we can give the paper tape the imprint of a design or a marking, for example the design of a jute fabric.
Fig. 17 represents the appearance of the paper after leaving the second group of cylinders The paper is here provided with elevations 28 from the vertices from which start
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ray-shaped gathers.
In fig. 18, the paper is shown after leaving the last group of cylinders 26, 270 Here the elevations are again more or less lowered so that apart from the gathers which run in the form of spokes, gathers still form annular 30. The number, shape and arrangement of the gathers may of course vary according to the profile of the cylinders and the use for which the paper is intended.
The installation described can be constituted in various ways in accordance with the aim of the invention.
All three groups of cylinders can for example be heatable in a known manner. This applies in particular to the first group of cylinders. When this is heated, the waves of the paper are brought from the beginning into a relatively strong shape, so that the paper arrives at the next group of cylinders without losing that shape.
The papers according to the invention can be used with great success, for example for all purposes requiring considerable mechanical stress from the paper at changing locations, for example for the manufacture of paper cones for packaging, as a substitute for plastic envelopes. canvas or sailcloth, wall coverings, as an insulating layer against the effects of sound,
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heat and humidity, etc. Papers of this kind can also be easily impregnated in the known manner, for example with bitumens or other means, and also be provided with known metal reinforcements, for example by means of wires, tapes and the like.
Claims:
1. Paper extensible in any direction whose extensibility is based on a formation of creases obtained by means of a mechanical crimping of the surface of the paper transversely and longitudinally, paper characterized by the fact that in many places distributed over the surface of the paper. paper, the paper tape material is gathered in the form of gathers grouped around the middle of the places mentioned.