<Desc/Clms Page number 1>
: : PRCCEDE POUR LA FABRICATION DE TUBES EN PAPIER ET
ANALOGUE ET APPAREIL POUR LA MISE EN : :
OEUVRE DE CE PROCEDE.
L'invention a pour objet un procède pour la fabrica- %ion de tubes en papier et analogue et un appareil pour la mise en oeuvre de ce procède.
Elle vise en particulier un procède dans lequel un tube est fabrique en roulant des bandes planes de papier latéralement et en les combinant entre 'elles,, avec une bande entourant l'autre, les deux bords de chaque bande étant reotilignes et parallèles à l'axe. Le tube peut être termine avec chaque bande ayant ses deux bords l'un près de l'autre, aucun d'entre eux ne recouvrant l'autre.
<Desc/Clms Page number 2>
De tubes de ce type à joint rectiligne présentent des points de supériorité par rapport aux autres types de tubes en papier; mais, jusqu'ici, ils n'ont pas eu de succès commercial. Ils ont souvent l'inconvénient que leurs bords s'écartent du côté du tube, en se dressant; ou quelquefois les bords se recouvrent l'un l'autre; ou bien sont légèrement sé- parés l'un de l'autre; quelquefois le tube terminé est d'une forme imparfaite ou bien son intérieur est souillé par de la colle.
La présente invention a pour objet un procédé de fabri- cation sur et qui se satisfait d'un appareil simple pour sa mise en oeuvre. Par ce procède et cet appareil, on obtient un tube continu à surface lisse, du type à raccord rectiligne, à partir de deux (ou un plus grand nombre de) bandes ou ru- bans plats continus. Le tube continu peut être coupé à toute longueur désirée.
L'invention est remarquable par ce fait qu'elle permet d'obtenir une précision adéquate pour le positionnement des deux bords de chaque ruban ou bande. Elle évite tout gas- pillage de matière ainsi que d temps de travail, contrairement aux procédés précédente pour fabriquer de tels tubes dont le fonctionnement était souvent défectueux. Elle évite également le gaspillage de matière inhérent aux procédés selon lesquels les tubes sont fabriqués en enroulant les rubans en hélice, avec des joints hélicoïdaux. L'invention améliore les produits 'obtenus et réduit lesfrais de la fabrication de tubes à joints rectilignes commercialement convenables.
Des tubes selon l'invention peuvent être faits en tous
<Desc/Clms Page number 3>
matériaux variés se présentant en feuille mince., Le papier étant le type de ces matérlaux. Les tubes peuvent être de ' section transversale variée, suivant leurs formes et leurs dimensions, présenter toutes épaisseurs de paroi désirées, avoir un nombre quelconque de couches successives, être décou- pés à toutes longueurs, et convenir pour l'une quelconque des multiples utilisations, comme pailles ou chalumeaux pour aspirer des boissons, bobines pour du fil, noyaux pour rou- leaux, tubes pour les envois postaux; récipients de papier, bottes pour tiges, etc...
Suivant une forme de réalisation préférée', chaque ruban d'un matériau quelconque en feuille destiné à cons- tituer la paroi du tube est d'abord coupé suivant une lar- geur à plat égalant précisément la longueur ciroonférentielle de la position qu'il est destiné à occuper dans le tube terminé, avec ses bords en contact l'un avec l'autre sans recouvrement et sans intervalle entre eux,
Le tube prendra forme et sera achevé au fur et à mesure que les rubans se déplacent longitudinalement le long d'un mandrin fixe, non rotatif. La partie de finition du mandrin a le même diamètre que l'intérieur du tube terminé.
Le papier plat ordinaire a une propriété d'élasticité qui s'oppose à tout enroule ment du ruban et tend à faire revenir élastiquement les bords d'un ruban roulé vers la forme plate. L'invention prévoit une mesure destinée à in- verser l'élasticité d'un tel papier, de sorte que cette élas- ticité tande à appliquer ses bords vers une forme roulée
<Desc/Clms Page number 4>
ayant un diamètre moindre qua le diamètre présenté par ladite dernière partie du mandrin. Dans cette mesure pour inverser l'élasticité, le papier a) est xendu souple par humidification : b) est roule pendant qu'il est humide autour d'un mandrin de préparation dont la circonférence est plus faible que celle du mandrin de finition et c) est séché pendant qu'il est ainsi fermement main- tenu roulé.
Le mandrin plus petit de préparation peut être une tige qui sert également pour supporter le mandrin de finition.
En raison de la plus petite circonférence, les bords du ruban sont ainsi quelque peu au recouvrement l'un de l'autre.
Le séchage du papier dans Cette forme restaure son élasticité, mais cette élasticité restaurée est dirigée vers cette forme avec recouvrement. Ceci représente une inversion de sa tendance normale à la forme plane. Au cours de la progression le long du mandrin, les bords se recouvrant rencontrent un cône d'expansion dans le mandrin. Ce cône élargit graduellement l'enroulement du ruban séché jusqu'à ce qui il atteigne la dimension de la sec- tion de finition du mandrin. Ainsi, le recouvrement des bords diminue et finalement cesse. Les borda sont alors d'une manièxe précise au contact l'un de l'autre, c'est-à-dire qu'il n'y a pas recouvrement et qu'il n'y a pas d'espace appréciable entre eux.
Les deux bords du ruban sont appliquez étroitement contre cette partie plus grande du mandrin, car leur élasticité inverse acquise les sollicite vers une forme circulaire de diamètre plus petit.
Un autre ruban est ensuite enroulé et ajouté, en entourant le premier raban;, pour constituer la seconde couche de la paroi du tube, maintenant par adhésion le premier ruban et ses bords
<Desc/Clms Page number 5>
dans la position décrite. Le second ruban, préalablement coupé à la largeur convenable pour la circonférence de sa position finale, est amené du côté du mandrin où sont les borda du premier ruban, de aorte qu'il recouvre ces bords.
Après avoir été enduit de colle, ce qui le rend souple, il traverse un oonformateur concave qui l'enroule pour en%on- rer le ruban qui est déjà aux la partie de finition du man- drin. La partie finale de ce conformateur a une forme et une dimension propres à faire que la seconde couche s'adapte étroitement autour de la première couche. Les deux couches se déplacent ensuite le bng du mandrin entre le conformateur et le mandrin, dans et à travers une région chauffée qui sè- che et fait prendre la colle et ainsi rend le tube complet.
Au delà, on prévoit une paire de galets qui ont des surfaces de friotion et qui tirent d'une manière continue vers l'a- vant le tube terminé, tirant ainsi également les parties ar- rières du premier et du second ruban.
Le tube unique ainsi fait peut être coupé en ion- gueurs unités par des moyens appropriée. Si l'on désire que la paroi du tube ait une plus grande épaisseur, des couches additionnelles de toute sorte peuvent âtre ajoutées en suc- cession par le procédé utilisé pour appliquer la'seconde cou- che sur la première, en employant an appareil analogue.
En raison de ladite inversion d'élasticité tendant vers une dimension plus petite, et de l'expansion ultérieure du premier ruban contre cette élasticité, les bords de la couche interne sont en contact étroit avec le mandrin, dans leur position finale désirée, au moment où la seconde couche est appliquée, assurant ainsi un support lisse et précis pour @
<Desc/Clms Page number 6>
la seconde couche.
Dans la description qui suit, faite à titre d'exem- ple, on se réfère au dessin annexe, dans lequel:
La fig. 1 montre schématiquement un appareil suivant l'invention, en section verticale suivant la ligne 1-1 de la fig.5, tout près du plan où se rencontrent les bords des ru- bans enroulés ;
Les fige. 2,3 et 4 sont des sections transversales du tube partiellement formé et de l'appareil, suivant les lignes 2-2, 3-3, 4-4 respectivement, à plus grande échelle ;
La fige 5 est une coupe transversale suivant la ligne 5-5, encore à plus grande échelle, montrant la double paroi du tube terminé, comme il quitte l'appareil ;
La fige 6 est une élévation latérale avec coupe médiane partielle, d'une paille selon l'invention ;
La fig. 7 est une vue par bout de la paille mon- trée sur la fige 6, à plus grande échelle .
Le dessin représente l'invention en montrant la fabrication d'une paille artificielle montrée sur les fies.6 et 7 de la sorte utilisée pour aspirer les boissons. Cette paille consiste en un tube cylindrique avec un diamètre de trois ou quatre millimètres dont la paroi est constituée par une couche tubulaire A et une couche tubulaire B, chacune ensemble étant en papier ou autre matériau choisi et solidarisóes/par une couche de colle C.La colle est représentée par la ligne double sur les figs.5 et 7, et sa position est visible à échelle plus faible sur les figures 1, 4 et 6.
Le petit mandrin préliminaire9 est de préférence, quoique non nécessairement,une sorte de tige qui supporte @
<Desc/Clms Page number 7>
le mandrin de finition 10. Il fait saillie à partie de la con- sole 12 et supporte le cône 20 qui supporte la partie de fini- tion 10. Dans la forme de réalisation représentée, les diffé- rentes étapes du procédé et les éléments de l'appareil se déroulent ou se trouvent autour de la tige 9, du cône 20, et du mandrin 10 qui sont solidaires l'un de l'autre, fixes-et ' non rotatifs.
Le 'ruban A, qui est destine à devenir la couche in- terne, est tiré par les galets à frottement 30, qui sont ap- pliqaés sur la partie terminée du tube. Le ruban A commence à gauche en tant que ruban plat. Il est humidifié jusqu'à être souple par un cylindre 14 trempant dans une cuve, et , alors qu'il est souple, un conformateur 16 le roule latérale- ment à la forme et à la dimension de la tige 9 ,Autour de cette tige, sa courbure transversale surpasse légèrement 3600, comme'indiqué sur la fig, 2, Au-delà, un dispositif de chauf- fage électrique 18, entourant la tige 9 et le conformateur
16, sèche le ruban A conformé dans lesdites forme et dimen- sion.
Le séchage effectué dans la région 19 rend à nouveau. le papier élastique, mais la direction de son élasticité est maintenant dans la forme et la dimension dans lesquelles il est devenu sec. Au-delà de cette tige de mandrin préliminaire
9 esttle mandrin de finition 10, de plus grande dimension telle que le ruban A peut entourer la partie 10 seulement en se dilatant jusqu'à ce que le recouvrement de ses bords soit supprimé. Lorsque cette dimension est atteinte, les bords peuvent buter l'un contre l'autre comme montré sur la fig. 3.
Entre la tige en 19 et la dimension finale du mandrin en 21,
<Desc/Clms Page number 8>
on dispose de préférence une partie conique 20, procurant une dilatation progressive du mandrin à partir de la dimen- sion de la tige 9 à la dimension du corps de finition 10.
Toutefois, ce cône peut être omis ai on le désire car la traction des cylindres 30 dilaterait le ruban même si la plus grande dimension commençait avec un épaulement brusque,
L'élasticité inversée du papier applique ses bords sur ce plus grand mandrin 10 dans les directions indiquées pas' les petites flèches de la fig. 3.
Le ruban B, tiré de même par les galets 30, reçoit en 34 un revêtement de liquide adhésif, comme de la colle C, dont l'épaisseur est montrée exagérée sur les fige. 5 et 7.
Le ruban B, rendu souple par la colle C, pénètre dans le conformateur 26 qui le roule transversalement. Le conformateur applique le ruban B à l'extérieur du ruban A sur le mandrin 10 et ensuite entoure et maintient ensemble ces deux rubane d'une manière convenable quand ils circulent à travers un dispositif de chauffage 28 pour sécher la colle. Le tube à plusieurs couches ainsi complété, est aggripé par les deux galets de traction 30, qui le délivrent à l'extrémité du mandrin, sous forme d'un produit tubulaire continu terminé.
Les conformateurs 16 et 26 pauvexzt être de tout type classique. Ceux représentés sont des blocs fendus ayant des surfaces intérieures qui sont incurvées convenablement pour guider les rubans à partir de la planéité jusqu'à la' forme cylindrique Le conformateur 16 enroule les borde sui- vant le recouvrement convenable et les maintient au recou- vrement pendant que le papier acquièrt de l'élasticité par @
<Desc/Clms Page number 9>
l'effet de séchage du dispositif de chauffage 18.
Ensuite l'élargissement conique 20 du mandrin diminue progressive- ment le recouvrement de ces bords jusqu'à ce qu'on atteigne le diamètre de finition du mandrin et le recouvrement cesse laissant les deux bords du papier à la même distance radiale de l'axe, toute la largeur du ruban enserrant étroitement le mandrin 10 en raison de sa pression élastique vers la di@en- sion plus faible sous laquelle il est devenu sec en dernier lieu. Le confoxmateur 26 met en forme le ruban B recouvert de colle autour du ruban A de manière que les bords du ru- ban B soient en contact de butée l'un avec l'autre, le corps du ruban B recouvrant les bords ruban A.
Si on utilise une substance adhésive qui n'exige pas de séchage,, ou si l'on désire compléter l'adhésion par un simple séchage à l'air, le second sécheurs 28 peut être supprimé. Lorsque les deux couches deviennent fermement adhérentes l'une à l'autre, le ruban B maintient les .bords du ruban A exacte- ment a la dimension du mandrin 10, malgré leur élasticité inversée,
On obtient ainsi un tube par une opération con- tinue et il est produit en continu avec des joints qui sont rectilignes et lisses, La traction rectiligne permet un dé- bit à grande vitesse, le coût de fabrication étant relati- vement faible.
<Desc / Clms Page number 1>
:: PRCCEDE FOR THE MANUFACTURE OF PAPER TUBES AND
ANALOGUE AND APPARATUS FOR SETTING::
WORK OF THIS PROCESS.
The object of the invention is a method for the manufacture of paper tubes and the like and an apparatus for carrying out this method.
It relates in particular to a process in which a tube is made by rolling flat strips of paper sideways and combining them with one another, with one strip surrounding the other, the two edges of each strip being reotilinear and parallel to the strip. axis. The tube can be terminated with each strip having its two edges close to each other, neither of them overlapping the other.
<Desc / Clms Page number 2>
Tubes of this type with a straight joint have points of superiority over other types of paper tubes; but, so far, they have had no commercial success. They often have the disadvantage that their edges move away from the side of the tube, standing up; or sometimes the edges overlap each other; or are slightly separated from each other; sometimes the finished tube is of an imperfect shape or its interior is soiled with glue.
The object of the present invention is a manufacturing process which is safe and which is satisfied with a simple apparatus for its implementation. By this process and apparatus, a continuous tube with a smooth surface, of the type with a rectilinear connection, is obtained from two (or a greater number of) continuous flat strips or strips. The continuous tube can be cut to any desired length.
The invention is remarkable for the fact that it makes it possible to obtain adequate precision for the positioning of the two edges of each strip or strip. It avoids any waste of material as well as of working time, unlike the previous processes for manufacturing such tubes, the operation of which was often faulty. It also avoids the waste of material inherent in the processes in which the tubes are manufactured by winding the tapes in a helix, with helical joints. The invention improves the products obtained and reduces the costs of manufacturing commercially suitable straight joint tubes.
Tubes according to the invention can be made in any
<Desc / Clms Page number 3>
various materials in thin sheet., Paper being the type of these materials. Tubes can be of various cross-section, depending on their shapes and sizes, have any desired wall thickness, have any number of successive layers, be cut to any length, and be suitable for any of multiple uses. , as straws or torches for sucking beverages, spools for thread, cores for rolls, tubes for postal items; paper containers, bundles for rods, etc.
In a preferred embodiment, each strip of any sheet material for forming the wall of the tube is first cut to a flat width precisely equaling the circumferential length of the position it is. intended to occupy in the finished tube, with its edges in contact with each other without overlap and without gap between them,
The tube will take shape and be completed as the ribbons move longitudinally along a fixed, non-rotating mandrel. The finished part of the mandrel has the same diameter as the inside of the finished tube.
Ordinary flat paper has a property of elasticity which opposes any winding of the tape and tends to elastically return the edges of a rolled tape to the flat shape. The invention provides a measure for reversing the elasticity of such a paper, so that this elasticity forces its edges to apply to a rolled shape.
<Desc / Clms Page number 4>
having a diameter less than the diameter presented by said last part of the mandrel. To this extent to reverse the elasticity, the paper a) is made soft by moistening: b) is rolled while wet around a preparation mandrel whose circumference is less than that of the finishing mandrel and c ) is dried while it is thus held firmly rolled.
The smaller prep chuck may be a rod which also serves to support the finish chuck.
Due to the smaller circumference, the edges of the tape are thus somewhat overlapping each other.
Drying the paper in this shape restores its elasticity, but this restored elasticity is directed to this overlapping shape. This represents a reversal of its normal tendency to planar form. As you travel along the mandrel, the overlapping edges meet an expansion cone in the mandrel. This cone gradually widens the winding of the dried tape until it reaches the dimension of the finish section of the mandrel. Thus, the edge coverage decreases and finally ceases. The edges are then in a precise manner in contact with each other, that is to say that there is no overlap and that there is no appreciable space between them. .
The two edges of the tape are pressed tightly against this larger portion of the mandrel, as their acquired reverse elasticity urges them toward a circular shape of smaller diameter.
Another tape is then wound up and added, surrounding the first strip ;, to constitute the second layer of the wall of the tube, maintaining by adhesion the first strip and its edges
<Desc / Clms Page number 5>
in the position described. The second tape, previously cut to the width suitable for the circumference of its final position, is brought to the side of the mandrel where the edges of the first tape are, so that it covers these edges.
After having been coated with glue, which makes it flexible, it passes through a concave oonformer which winds it to% on the tape which is already at the finishing part of the core. The final part of this shaper has a shape and size such that the second layer fits tightly around the first layer. The two layers then move the end of the mandrel between the shaper and the mandrel, into and through a heated region which dries and sets the glue and thus makes the tube complete.
Beyond that there is provided a pair of rollers which have frictional surfaces and which continuously pull forward the finished tube, thus also pulling the rear parts of the first and second ribbon.
The single tube thus made can be cut into unit ionizers by suitable means. If the wall of the tube is desired to be of greater thickness, additional layers of any kind can be added in succession by the process used to apply the second layer to the first, employing a similar apparatus. .
Due to said reversal of elasticity tending to a smaller dimension, and the subsequent expansion of the first tape against this elasticity, the edges of the inner layer are in close contact with the mandrel, in their desired final position, at the time. where the second coat is applied, thus ensuring a smooth and precise backing for @
<Desc / Clms Page number 6>
the second layer.
In the following description, given by way of example, reference is made to the accompanying drawing, in which:
Fig. 1 schematically shows an apparatus according to the invention, in vertical section along line 1-1 of FIG. 5, very close to the plane where the edges of the wound bands meet;
Freezes them. 2, 3 and 4 are cross sections of the partially formed tube and apparatus, taken along lines 2-2, 3-3, 4-4 respectively, on a larger scale;
Fig 5 is a cross section taken on line 5-5, still on a larger scale, showing the double wall of the finished tube as it leaves the apparatus;
Fig 6 is a side elevation with partial median section, of a straw according to the invention;
Fig. 7 is an end view of the straw shown on fig 6, on a larger scale.
The drawing represents the invention by showing the manufacture of an artificial straw shown on fies. 6 and 7 of the kind used to suck drinks. This straw consists of a cylindrical tube with a diameter of three or four millimeters, the wall of which consists of a tubular layer A and a tubular layer B, each together being made of paper or other chosen material and secured / by a layer of glue C. The glue is represented by the double line in figs. 5 and 7, and its position is visible on a smaller scale in figures 1, 4 and 6.
The small preliminary mandrel9 is preferably, although not necessarily, some kind of rod which supports @
<Desc / Clms Page number 7>
the finishing mandrel 10. It protrudes from the console 12 and supports the cone 20 which supports the finishing part 10. In the embodiment shown, the various process steps and the elements of the process. the apparatus unwind or are located around the rod 9, the cone 20, and the mandrel 10 which are integral with one another, fixed and 'non-rotating.
The tape A, which is intended to become the inner layer, is pulled by the friction rollers 30, which are applied to the finished part of the tube. Ribbon A starts on the left as a flat ribbon. It is moistened until it is flexible by a cylinder 14 dipped in a tank, and, while it is flexible, a shaper 16 rolls it sideways to the shape and size of the rod 9, around this rod , its transverse curvature slightly exceeds 3600, as indicated in fig, 2, Beyond this, an electric heating device 18, surrounding the rod 9 and the shaper
16, dries the tape A shaped in said shape and size.
The drying performed in region 19 renders again. elastic paper, but the direction of its elasticity is now in the shape and dimension in which it became dry. Beyond that preliminary chuck shank
9 is a finishing mandrel 10, of larger dimension such that the tape A can surround the part 10 only by expanding until the overlap of its edges is removed. When this dimension is reached, the edges can abut against each other as shown in fig. 3.
Between the rod at 19 and the final dimension of the mandrel at 21,
<Desc / Clms Page number 8>
preferably a conical portion 20 is provided, providing a progressive expansion of the mandrel from the dimension of the shank 9 to the dimension of the finishing body 10.
However, this cone can be omitted if desired since the pulling of the rolls 30 would expand the tape even if the larger dimension started with a sharp shoulder.
The reverse elasticity of the paper applies its edges to this larger core 10 in the directions indicated by the small arrows in FIG. 3.
The tape B, pulled in the same way by the rollers 30, receives at 34 a coating of adhesive liquid, such as glue C, the thickness of which is shown to be exaggerated on the pins. 5 and 7.
The tape B, made flexible by the glue C, penetrates the shaper 26 which rolls it transversely. The shaper applies tape B to the outside of tape A on mandrel 10 and then surrounds and holds together these two tapes in a suitable manner as they flow through heater 28 to dry the glue. The multilayer tube thus completed is gripped by the two traction rollers 30, which deliver it to the end of the mandrel, in the form of a finished continuous tubular product.
The shapers 16 and 26 pauvexzt be of any conventional type. Those shown are split blocks having interior surfaces which are suitably curved to guide the tapes from flatness to cylindrical shape. Shaper 16 winds the edges to the proper overlap and holds them in overlap for a while. that the paper acquires elasticity by @
<Desc / Clms Page number 9>
the drying effect of the heater 18.
Then the conical widening of the mandrel gradually decreases the overlap of these edges until the finish diameter of the mandrel is reached and the overlap ceases leaving both edges of the paper at the same radial distance from the axis. , the entire width of the tape tightly encircling the mandrel 10 due to its elastic pressure towards the lower tension under which it last became dry. The confoxmator 26 shapes the tape B covered with adhesive around the tape A so that the edges of the tape B are in abutting contact with each other, the body of the tape B covering the tape edges A.
If an adhesive substance is used which does not require drying, or if it is desired to complete the adhesion by simple air drying, the second dryers 28 can be omitted. When the two layers become firmly adherent to each other, tape B holds the edges of tape A exactly to the size of mandrel 10, despite their reverse elasticity.
A tube is thus obtained by a continuous operation and it is produced continuously with joints which are rectilinear and smooth. The rectilinear pull allows a high speed throughput, the cost of manufacture being relatively low.