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"Production de matériaux cellulaires structuraux."
La présente invention a trait à la production d'un maté- riaux cellulaire structural à l'état non dilaté à partir duquel il peut être amené à se dilater pour passer à l'état cellulaire où ses propriétés mécaniques et, spécialement, son rapport élevé de la résistance au poids, le rendent utile pour bien des appli- cations structurales.
La formation du matériau non dilaté implique les opéra- tions consistant à disposer en couches la feuille métallique ou le papier résiné ou non résiné, le panneau de copeaux, la toile de verre ou d'autres matériaux en feuille dont on fait usage, et
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à fixer de manière adhésive les couches entre elles, le long de bandes parallèles qui doivent être disposées de manière à tomber dans deux groupes distincts, décalés entre eux. Dans le premier de ces deux groupes, l'adhésif fixe entre elles des paires alter- nes de faces de contact des couches et les paires des faces de contact situées entre lesdites paires alternes de faces sont fi- xées entre elles par l'adhésif disposé le long des bandes du second de ces groupes.
Cet agencement permet au matériau. de se dilater et de passer à l'état cellulaire et, en pratique, on coupe le matériau en tranches qu'on amène à se dilater séparé- ment ou on l'amené à se dilater en bloc et on le coupe subsé- quemment en tranches si on le désire.
Pour assurer un agencement régulier des cellules et, donc, une qualité uniforme du matériau dilaté, les oandes de chaque groupe doivent être exactement au droit l'une de l'autre être repérées et, pour obtenir les meilleurs résultats, le déca- lage doit être tel que les bandes d'un groupe se disposent exac- tement à mi-distance des bandes de l'autre groupe.
Les procédés préférés de production du matériaux sous la forme d'une pile en accumulant la pile couche par couche en empilant les feuilles du matériau en feuille ou en pliant une nappe contique/de ce dernier, présentés dans les descriptions des brevets n 591.772, 628.180 et 659.075 au même nom, sont aptes à donner d'excellents résultants dans la pratique indus- trielle, spécialement si l'adhésif est appliqué sur la surface apparente ou exposée de chaque couche après qu'elle a été positionnée sur la pile. Toutefois, ils présentent certains désa- vantages. Ainsi, le pliage d'une nappe continue requiert des machines de pliage qui sont complexes même dans leurs formes les plus fondamentales. La nécessité de fournir l'adhésif les ren- dent encore plus complexes.
Si l'adhésif est appliqué avant le pliage, les machines doivent être aptes à plier avec une très
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grande précision pour assurer l'exactitude du repérage et du dé- calage et si l'adhésif est appliqué après que chaque couche a été pliée et mise en position, de manière que quelque inexacti- tude du pliage puisse être tolérée, la complexité provient de la nécessité de prévoir des moyens destinés à effectuer l'appli- cation de l'adhésif sans gêner l'opération du pliage. Ces diffi- cultés se rencontre@nt, sous forme modifiée, dans les machines conçues pour manutentionner le matériau en feuille ayant la forme de feuilles coupées. D'autres difficultés pro- viennent de la nécess@ité d'appliquer l'adhésif à l'état humide.
La machinerie ne doit pas se souiller d'adhésif; l'agencement doit être tel que l'adhésif ne touche la matière qu'aux endroits où il est finalement requis ou bien la machinerie doit être pourvue d'un appareil de séchage et être employée seulement avec des adhésifs qui peuvent être activés à l'état sec, ce pour quoi on doit prévoir un appareil supplémentaire d'activation. Un moyen destiné à supporter le matériau seulement entre les bandes d'adhésif apporte une solution au problème de souillage, solu- tion qui peut être satisfaisante dans les longues séries de pro- duction, mais qui est difficilement applicable lorsqu'il est nécessaire de pourvoir au changement de l'espacement des bandes, pour produire des lots de matériau en nids d'abeille à mailles différent d'un lot à l'autre.
Il a été trouvé avantageux, dans la pratique industriel- le, d'éviter la complication mécanique en constituant le maté- riau à la main à partir de feuilles séparées. Toutefois, il est difficile d'éviter que le préposé commette certaines fautes, par exemple de mauvais repérages, et le nombre des opérations de transfert individuelles en jeu tend à rendre le procédé laborieux et difficile si les feuilles sont de grande taille.
La présente invention a pour un de ses buts de présenter un procédé qui permet d'écarter certaines des difficultés susdi-
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tes, selon la forme sous laquelle elle est appliquée. Un autre but est de proposer un procédé qui peut être avantageusement appliqué à la production automatique de matériau cellulaire structural non dilaté à partir d'un matériau en nappe oontinue, lorsque les bandes d'adhésif sont orientées transversalement à la nappe plutôt que suivant sa longueur. Cette orientation tend à aggraver certaines des difficultés susdites.
Un autre but consiste à proposer un procède simple qui peut être appli- qué à la production automatique d'unepile lorsqu'on doit apporter des changements fréquents aux dimensions des couches, sans gaspiller indûment le matériau en feuille.
Selon la présente invention, on propose un procédé de production d'un matériau cellulaire structural à l'état non dilaté, à partir d'un matériau en feuille, procédé dans lequel le matériau en feuille est stetifié avec des bandes parallèles d'adhésif, pour former un matériau composé conte- nant un petit nombre et, de préférence, un nombre pair de couches individuelles de matériau en feuille, et le matériau composé est constitué en matériau cellulaire structural non dilaté en fixant entre elles ses couches par d'autres bandes parallèles d'adhésif, les bandes stratifiant les couches indi- viduelles dans e matériau composé et les autres bandes étant disposées de manière à coopérer pour permettre à l'ensemble du produit de se dilater pour passer à l'état cellulaire,
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Diverses méthodes sont possibles dans le domaine de l'invention. Les méthodes préférables tombent dans une des deux formes principales du procédé et vont maintenant être décrites tour à tour. annulé 1 mot ajouté 1 mot Dans la première forme principale du procédé, le approuvé matériau composé est constitué de manière à former une pile, en superposent des couches séparées de ce matériau, couches qui pour plus de commodité, seront appelées ci-dessous "feuilles
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composés"..
Les feuilles composées sont aisément produites par- des procédés mécaniques ou manuels. Dans ce dernier cas, on obtient un avantage substantiel, même s@ la pile est fors ¯ à la main, car le travail qui consiste à amener toutes les couches individuelles à former la pile finale devient un pro- cessus à phases multiples qui peut être distribué parmi des ouvriers ou qui offre plus de variété pour un seul ouvrier; en outre, le comptage des couches s'en trouve simplifié.
Il est préférable, pour mettre l'invention en oeuvre, d'employer des feuilles composées qui consistent en deux cou- ches individuelles du matériau en feuille. Dans ce cas, toutes les bandes d'adhésif qui stratifient les couches individuelles employées pour former les feuilles composée, appartiennent à un même groupe (des deux groupes distincts dont il a été question plus haut); les bandes de l'autre groupe sont toutes employées pour fixer les feuilles composées dans leur position très empilée;
le repérage exact est effectué d'une manière/simple et le décalage exact est obtenu sans grande difficulté en utilisant un appareil manuel ou autre. les couches sont formées en stratifiant continûment les Dans une des méthodes préférées/la matière en feuille à l'état de nappe continue et/en coupant la nappe composée ainsi formée, de manière à former des feuilles composées qui sont fixées entre elles dans ladite position empilée.
Si l'on em- ploie une paire de nappes individuelles qui sont traitées de cette manière et entre lesquelles et seulement entre elles on a disposé l'adhésif, les feuilles composées peuvent former fixée une pile/par adhésif en les empilant une à une et en appliquant ajouté 9 mots des bandes d'adhésif sur la race supérieure de chaque couche approuvé composée alors qu'elle est exposée sur la pile. Cette opéra- tion peut être effectuée à la main ou mécaniquement et il faut observer que la pile ou le dispositif d'application d'adlié- sif ne doivent exécuter aucun mouvement alternatif pour obtenir
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le décalage . Le volume de la production obtenue dans ces circonstances est bien supérieur à celui qu'on obtient en empilant une à une des couches simples.
D'autres part, si une pare de nappes individuelles sont employées et si l'on appli- que des bandes d'adhésif, qui sont décalées par rapport aux bandes disposées entre les nappes individuelles (bandes que peut l'on/commodément appeler respectivement les bandes "externes" et "internes"), à la nappe composée, ou si on les applique avant ou pendant la stratification sur la face d'une des nappes, face qui sera exposée après la stratification, et que l'on coupe la nappe composée résultante pour former des feuilles composées, il n'est pas nécessaire d'appliquer des bandes d'adhésif pendant l'empilage des feuilles composées, pour former la pile, et un appareil simple peut être employé pour fixer les feuilles composées entre elles, car un seul coté, qui est de préférence le côté supérieur,
porte de l'adhé- sif (il faut observer que, dans le cas où une seule nappe est traitée par l'adhésif avant de former une pile par son pliage, elle doit avoir de l'adhésif sur les deux côtés) et, deux feuilles individuelles étant manipulées à la fois, la vitesse du fonctionnement de l'appareil pour un volume donné de la production ne doit être que de la moitié de cellp d'un appareil utilisé de manière ordinaire. En outre, le maté r @i@2 composé est moins souple que la nappe dont il est formé et ce faoteur facilite la manutention mécanique-.
En formant la nappe composée, les bandes internes et externes peuvent être appliquées sur la même nappe indviduelle , mais il est habituellement préférable d'appliquer les bandes internes à une nappe et les bandes externes à l'autre. Dans une forme préférée du procéda selon l'invention, une première nappe de matériau en feuille re coit l'application des bandes d'adhésif transversalement sur une de ses faces, ladite face est pressée en contact avec une face d'une seconde nappe, des bandes d'adhésif sont appliquées transverslament sur la face opposée de la seconde nappe avant, pendant ou après le pres-
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sage desdites faces en contact et la nappe composée ainsi formée est coupée pour former des feuilles composées qui sont fixées entre elles par adhésion, par les bandes d'adhésif ap- pliquées sur ladite face opposée.
Un procédé commode d'application des bandes d'adhésif sur une nappe continue lors de la mise en oeuvre de l'invention consiste à leur donner une impression à l'aide de rubans de matière élastomère fixés à un cylindre rotatif. Pour les ban- des habituelles longitudinales d'adhésif, les rubans sont disposés circonférentellement, tandis que pour les bandes transversales, les rubans sont disposés parallèlement à l'axe rotation de @@@@@@/du cylindre.
Il est du domaine de l'invention d'amener une partie du matériau en feuille à la pile sous la forme de couches in- dividuelles (non composées). @@r exemple, les couches compo- sées peuvent consister en un nombre impair de couches indi- vidulles et peuvent avoir des bandes d'adhésif sur les deux faces apparentes, les bandes d'une face apparente étant déca- lées par rapport aux bandes de l'autre face apparente et ces couches composées peuvent être interfoliées de couches indi- viduelles sans adhésif lors de la formation de la pile ; sui- vant une variante d'agencement, une seule face de chaque cou- che composée et de chaque couche individuelle peut porter des bandes d'adhésif.
Il est aussi du domaine de l'invention de prendre les couches composées et de les stratifier entre elles pour former des couches composées dont chacune contient un nombre accru de couches individuelles ; parexemple, deux bobines de stratifié dont chacun est produit à partir de deux bobines de matériau en feuille peuvent être acheminées ensemble dans la machine dans laquelle elles furent produites, pour fournir un matériau quadruplex avec des bandes d'adhésif correctement re- pérées et décalées, et le fonctionnement peut être répété s' il le faut, jusqu'à ce que le matériau stratifié devienne trop
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épais pour être manutentionné, avant d'être finalement coupé et empilé.
Un tel procédé, tout comme d'autres procédés tom- bant dans le domaine de l'invention et où des couches composées formées de plus de deux couches individuelles sont utilisées, est très utile dans le cas où la pile doit être formée de manière à comporter un agencement régulier de couches de dif- férents matériaux en feuille, lors de le fabrication de maté- riaux cellulaires ayant des propriétés visuelles ou mécaniques spéciales.
Toutefois, il est habituellement préférable de tirer avantage de la simplicité du cas où les couches composées, fixées en pile, consistent en deux couches individuelles seu- lement. Dans ce cas spécial..les bandes d'adhésif qui servent à lier le matériau en feuille lors de la formation de la pile finale appartiennent toutes à la même série et sont au droit (en repère) entre elles. Toutes les autres bandes, c'est-à- dire celles de l'autre série, qui sont décalées par rapport à celles de la première série, sont contenues dans les cou- ches composées et sont amenées dans la pile avec ces der- nières et, du fait que lesdites autres bandes appartiennent toutes à la même série, les couches composées peuvent être produites d'une manière fondamentalement commode.
Ainsi, l'en- semble du processus de la formation de la pile à partir du matériau en feuille peut être effectué en appliquant l'adhé- sif en deux opérations qui peuvent être effectuées simultané- ment et si on le désire, dont aucune ne doit être scindée en phases décalées (par exemple en donnant un mouvement de va- et-vient à une bobine ou à un autre dispositif d'imp ression) et qu'en outre, on applique facilement de manière qu'il ne soit pas nécessaire de prévoir un matériau de support mouillé sur les deux races.
Dans le seconde forme principale du procédé, la stra-
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tification du matériau en feuille pour former le matériau com- posé et la constitution du matériau cellulaire à partir du matériau composé sont effectuées simultanément en enroulant ensemble deux ou plusieurs nappes continues de matériau en feuille dont une au moins est sous tension, sur une forme rotative.
La forme rotative employée peut être un tambour à surface cylindrique sur laquelle le matériau est accumulé en cylindre. Tandis qu'un tel cylindre est satisfaisant pour cer- tains usages, sa courbure donne lieu, lorsqu'on le coupe, à des difficultés, si l'on tente de le couper en tranches qui doivent avoir une épaisseur uniforme lorsqu'on les amène à se dilater pour passer à l'état cellulaire ouvert ; l'importan- ce de ces difficultés dépend du rapport du diamètre du tambour à l'épaisseur totale des couches accumulées là-dessus et sont généralement significatives pour un tambour dont la taille permet une installation commode.
Pour écarter la difficulté, il est préférable d'em- ployer une forme rotative comportant deux ou plusieurs faces sensiblement planes (une telle forme est appelée ci-dessous platine) sur chacune desquelles le matériau est accumulé sous une forme sensiblement plane.
Comme l'emploi d'une platine (selon la définition ci-dessus) est grandement préférable, il ne sera pas fait mention de l'emploi de formes d'autres types dans la descrip- tion qui suit ; toutefois, il est en-tendu que ladite des- cription doit être comprise comme s'appliquant à l'emploi de formes d'un type quelconque voulu, sauf si le contexte re- quiert qu'il en soit autrement.
La structure continue produite sur la platine peut être employée de différentes manières. Par exemple, elle peut être coupée pour séparer le matériau plane du matériau courbe formé aux jonctions des faces, avec ou sans enlèvement préala-
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ble de la platine; il peut être fendu et ouvert et ensuite coupé en tranches avec ou sans séparation préalable du maté- riau plane; ou il peut être 8té intact de la platine, pressé pour lui donner une double épaisseur et ensuite coupé en tran- ches de matériau en nids d'abeille non dilaté allant par deux pièces à la fois.
Dans les formes les plus simples du procédé, on em- ploie deux nappes du même matériau en feuille, l'adhésif étant appliqué sur les deux côtés de la même nappe ou sur les cotés correspondants des deux nappes (c'est-à-dire sur les côtés qui sont internes ou externes sur la platine), par exemple par des cylindres imprimante rotatifs, lorsque les nappes s'avancent vers la platine.
On peut faire usage de plus de deux nappes pour obte- nir une production plus rapide, pour obtenir une séquence voulue de matériaux en feuille dans le produit ou pour obtenir une séquence variant régulièrement de la configuration dee bandes dans l'épaisseur du matériau cellulaire, formée en faisant varier la largeur et/ou l'espacement des bandes, lors de la production du matériau dilaté ayant des cellules de plus d'une taille dans les cas où des effets spéciaux (par exemple des régions discontinues de résistance accrue à la compression, due à une diminution de la taille des cellules) sont recherchés.
Les bandes d'adhésif peuvent s'étendre longitudinale- ment ou transversalement à la direction suivant laquelle le matériau ohemine dans la machine. Le premier agencement est mé- caniquement le plus facile à réaliser, tandis que le second présenté l'avantage de permettre de produire un matériau cel- lulaire d'une taille raisonable voulue quelconque sans grand gaspillage par coupage, pourvu qu'on puisse disposer d'une platine rotative ayant des faces de taille convenables.
Pour .réaliser une localisation précise des bandes dans le cas où
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elles courent transversalement à la direction d'avance sus- dite, l'adhésif est appliqué avantageusement alors que le ma- tériau est exposé sur la platine et, à cet effet, on peut employer deux dispositifs d'impression mécaniquement synchro- nisés, situés à différentes stations autour de la platine, l'un imprimant des bandes qui, dans le produit, sont décalées par rapport à.celles qu'imprime l'autre.
Le nombre des faces prévues sur la platine employée peut allier de deux jusqu'au nombre pour lequel la platine devient diamétralement trop grande pour la taille requise de la face. Une platine à deux faces convient spécialement au cas où le matériau en feuille a la souplesse nécessaire pour se plier à 180 sur un petit rayon convenable, sens produire de protubérance localisée nocive, à mesure que le matériau s'accumule. En outre, pour une taille diamétrale donnée, une platine à deux faces a des faces de la plus grande taille possible.
Après l'accumulation du matériau en feuille là-dessus, une platine à deux faces peut être placée dans une presse pour consolider l'adhésif et le coupage de la structure conti- nue, effectué sensiblement aux extrémités des faces de la pla- tine, pour obtenir deux plaques planes de matériau non dilaté, peut être exécuté d'une manière propre et précise dans la guillotine normalement utilisée à l'usine pour le coupage des plaques en tranches. Les platines à plus de deux faces tendent, bien qu'elles soient utiles pour la manipulation des matériaux en feuille moins souples, à devenir trop grandes et lourdes et, pour une taille diamétrale totale donnée, fournissent des plaques de dimensions relativement plus petites.
En outre, l'enlèvement de la structure continue de la platine par son coupage est moins aisé et, du fait des difficultés de la mani- tention, doit normalement être effectué sans démonter la pla- tine, par exemple par une scie circulaire montée pour se dépla-
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cer le long d'un parcours parallèle à l'axe de rotation de la platine, la platine étant rainée ou comportant une surface creusée aux endroits de coupage.
La combinaison du nombre des faces de la platine, du nombre des nappes et du type de l'agencement d'application d'adhésif, qui doit être adoptée, dépend des circonstances et l'on estime que la présente description sert à indiquer les facteurs qui requièrent considération. Toutefois, il faut ob- server que, quel que soit l'agencement, les parcours d'amenée des nappes à la platine sont de préférence aussi symétriques que possible par rapport à l'axe de rotation. Non seulement cet agencement fournit un dispositif compact, mais il contri- bue effectivement au repérage des bandes du produit. Par exem- ple, si l'on fait usage de deux nappes et que l'adhésif est appliqué sur les deux côtés de la première, le repérage dé- pend entièrement de la précision de l'enroulement de ladite première nappe.
Si les nappes sont amenées à la platine le long du même parcours (et,elles peuvent fort bien être strati- fiées avant leur enroulement ) le repérage et aussi la compaci- té des plaques obtenues sont inférieurs au repérage et à la compacité obtenus lorsqu'elles sont amenées à la platine des côtés opposés de celle-ci.
Avec les matériauxen feuille de l'épaisseur employée à la production du métariau cellulaire structural et même si lesdits matériaux en feuille sont de caractère absorbant, le papier non résiné, et que l'adhésif est à l'état humide ou collant comme, par exemple,/l'adhésif ne peut, par lui-même, lier le matériau suffisamment rapidement pour empêcher le déplacement relatif des couches après son epplication. En fait, une liai- son suffisamment rapide ne peut être obtenue qu'avec un maté- riau absorbant d'une épaisseur telle qu'il ne peut être uti- ajouté 13 mots lisé dans cette technique.
Le procédé a donc recours, pour approuvé empêcher le déplacement, à la traction appliquée à une ou plusieurs des nappes, de préférence par le freinage ou par un
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autre moyen par lequel cette traction peut être gardée cons- tante. Bien des types de matériaux en feuille employés à la fabrication de matériaux cellulaires structuraux, par exemple certains papiers, présentent une diminution de la résistance à la traction lorsqu'ils sont mouillés par les adhésifs.
Pour cette raison, les tonnes de l'invention, où une ou plusieurs nappes sous traction sont enroulées sans application préala- ble de l'adhésif, sont généralement préférables dans le cas de tels matériaux en feuille, toute nappe ou toutes les nappes qui arrivent à la platine en portant de l'adhésif étant empê- chées de se déplacer par ladite ou lesdites nappes soumisse à la traction.
L'effet de la traction appliquée lors de la mise en oeuvre du procédé peut être accru en donnant aux faces de la platine une légère courbure et il est entendu qu'en parlant de faces sensiblement planes, le demanderesse y inclut les faces ayant une légère courbure servant à cet effet.
Si on le désire, la platine peut être dilatable et gardée à l'état sollicité vers l'extérieur pendant l'opération de l'enroulement. De cette façon, les couches sont continûment maintenues de l'intérieur sous une compression de consalidation.
Il est du domaine de l'invention de proposer un moyen destiné à appliquer une pression mécanique au matériau en voie d'accumulation, de préférence sur la région située en dessous de l'axe de la platine lorsque ledit axe est horizontal, comme on le préfère habituellement, afin de consolider le matériau et/ou de contribuer à l'empêcher de s'affaisser. A cet effet, on peut utiliser des cylindres sollicités en contact avec le matériau par une charge élastique ou autre, suivant une varian- te ou en outre, on peut utiliser des courroies soumisses à trac- lion, agencées pour maintenir la pression tout en permettant la rotation de la platine.
Les cylindres et/ou les courroies sont de préférence agencés de manière à ne venir en contact
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avec le matériau en feuille qu'entre les bandes d'adhésif préa- lablement appliquées, bien que, si on le désire, ils puissent être agencés de manière à servir eux-mêmes d'organes d'applica- tion d'adhésif.
Si l'appareil destiné à la mise en oeuvre de la secon- de forme principale du procédé perfectionné ici décrit, doit fonctionner à grande vitesse, on doit convenablement pourvoir eu freinage des bobines qui fournissent habituellement le ma- tériau en feuille. Il faut aussi pourvoir à la protection du matériau en feuille pour en empêcher la déchirure par suite de l'effet d'enroulement intermittent de la platine, si celle- ci tourne à une vitesse angulaire uniforme;
par exemple, le matériau en feuille peut être avancé en tonnant des boucles (comme dans la technique cinématographique) et en passant, ensuite, par des moyens tendeurs, ou encore la platine peut être actionnée par une transmission mécanique ou un mécanisme suiveur réglé par le mouvement des nappes, ladite transmis- sion ou ledit mécanisme fonctionnant pour rendre uniforme l'ef- fet d'enroulement.
La description qui suit, où il est fait référence aux dessins annexés, sert à illustrer le procédé selon l'in- vention.
La figure 1 représente une machine convenant à la mise en oeuvre de la première forme principale du procédé.
La figure 2 représente schématiquement une manière de modifier le fonctionnement de la machine.
Les figures 3 et 4 représentent la relation favorable entre certaines dimensions, relation obtenue à la faveur du fonctionnement modifié selon la figure 2.
La figure 5 représente une machine convenant à la mise en oeuvre de la seconde forme principale du procédé.
La figure 6 représente une autre machine apte à la mise en oeuvre de la seconde forme principale du procédé.
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Lorsque la machine, représentée figure 1, fonctionne, une nappe supérieure 1 et une nappe inférieure 2 de papier, de carton mince ou d'un autre matériau en feuille, sont tirées de bobines (non représentées) et reçoivent continûment, sur leurs surfaces supérieures, 1*impression de bandes longitudi- nalement orientées d'adhésif , effectuée par des cylindres
3 et 4 ayant des éléments d'application d'adhésif ayant le forme de bandes de caoutchouc fixées circonférentiellement autour de leurs surfaces cylindriques, et sont réunies entre elles en 5 pour former une nappe composée dont les deux cou- ches sont rendues adhérentes entre elles par l'adhésif appli- qué sur la nappe 2.
La nappe composée est coupée par une cisaille mécanique 6 en parties de longueur égale qui sont transportées par une bande transporteuse 7 vers un dispositif d'empilage 8 qui les dispose en une pile 9 sur un support 10 qui descend à mesure que la pile s'accumule. Dans lapile, les- dites parties sont rendues adhérentes entre elles par l'adhé- sif appliqué sur la nappe 1, les bandes appliquées par le cylindre 3 étant décalées par rapport à celles qu'applique le cylindre 4, de manière @ue la pile puisse être amenée à se dilater pour passer à l'état cellulaire après un traitement quelconque à pression ou à chaleur, qui peut être requis pour favoriser ou consolider l'adhésion.
Si les bandes de caoutchouc sont fixées parallèle- ment aux axes des cylindres sur leurs surfaces cylindriques, les bandes d'adhésif sont orientées transversalement par rap- port à l'axe principal des nappes, figure 2, où les bandes de la nappe supérieure et de la nappe inférieure portent res- pectivement les références 11 et 12. Après le coupage par la cisaille 6 en partie 13 de longueur b, elles peuvent être empilées en une pile 9'. Chacune des tranches, telles que la tranche 14 (figure 3), coupées de la pile, peut alors être
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amenée à se dilater pour former une plaque 15 de matériau cel- lulaire structural.
La largeur B de la plaque 15, mesurée perpendiculairement aux axes des cellules et à la direction de dilatation, est plus petite que la longueur b, mais y est liée par une relation à facteur prédéterminable qui dépend du degré requis de dilatation. La longueur C dépend du nombre des couches de la pile et peut donc être aisément réglée et l'épaisseur A est identique à l'épaisseur dee tranches. Comme le montre la figure 4, qui représente la relation entre l'o- rientation des bandes 12, les dimensions A et b, et la largeur W de la nappe 2, on ne gaspille du matériau en feuille que si W n'est pas un multiple exact de A, de sorte qu'une tranche mince, d'une épaisseur A' subsiste en excédant après le coupa- ge en tranches.
Toutefois, si les bandes d'adhésif sont orien- tées longitudinalement, la largeur B de la plaque 15 est né- cessairement rixe par rapport à la largeur 'si. Par conséquent, B non seulement a une limite supérieure fixe pour un degré don- né de dilatation, mais ne peut être réduit sans perte de maté- riau. Pour écarter ces difficultés il est difficile de choisir en pratique des nappes ayant une largeur liée à B par une rela- tion correcte, spécialement lorsque B est très grand.
Ainsi, en donnant à la machine représentée figure 1 des cylindres dont les éléments d'application d'adhésif sont parallèles à leurs axes, une transmission qui permet de modifier à volonté les longueurs coupées par la cisaille 6 et un dispositif d'em- pilage 8 sous une forme réglable, on peut obtenir une écono- mie et une souplesse substantielles de l'exploitation. Il faut observer en outre que l'agenement transversal des bandes d'adhésif permet une tolérance plus large vis-à-vis de toute tendance des nappes à osciller, tendance qui affecte directe- ment la précision du repérage et du décalage si l'on emploie l'agencement longitudinal.
Vu que ces avantages proviennent
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du coupage en tranches de la pile dans la direction longitudi- nale du matériau, on les.conserve lorsque les bandes d'adh- air sont orientées à travers les nappes en diagonale.
En utilisant le procéda et l'appareil représentés figure 5 des dessins, on dévide deux nappes 102 et 104 de papier fort de 0,009 pouce de bobines 106 et 108 maintenues pour rotation par des supports 110 et 112, pour les envider sur une platine rotative 114 ayant deux faces planes 116d et 118.
Comme elle s'approche de la platine, la nappe 102 reçoit l'application de bandes longitudinales d'adhésif, sur chacune de ses faces, application effectuée par des cylindres d'im- pression 120 et 122 qui font partie d'un dispositif d'impres- sion 124, les,organes producteurs de bandes d'un cylindre étant décalés par rapport à ceux de l'autre cylindre.
Dans le matériau accumulé sur la platine, les couches provenant de la nappe 102 et portant de l'adhésif sont inter- foliées avec les couches provenant de la nappe 104 sens adhé- sif, l'adhésif appliqué sur la nappe 102 servant à lier l'en- semble des couches entre elles et les bandes d'adhésif étant correctement disposées pour produire une structure en nids d'abeille.
L'amenée des nappes depuis les côtés opposés de l'axe de rotation de la platine (comme on le¯voit) assure que cha- cune des extrémités 126 et 128 de la platine plie pratiquement à tout moment, du matériau en feuille. Le matériau accumulé est donc continûment maintenu bien en position par la traction exercée sur les nappes (réglée par exemple par un moyen à freins, non représenté), ce qui assure un envidage ou enroulement pré- cis.
Lorsqu'une quantité utile de matériau en feuille a été
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ecaumu'A per exem-n1", 11n'" nnc....+i+ telle que celle d-...."i':"1:1iii-u.-'" ' accunmiée, par excisple une quantité telle que celle Qu'indique la ligne en pointillé 130, on ôte la platine 114 et on poursuit
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l'enroulement sur une autre platine. On met alors la platine 130 dans une presse pour consolider l'adhésif et on élimine les par- ties terminales 132 et 134 du matériau accumulé, par le tranchage dans une guillotine suivant les plans 136 et 138 qui coïncident avec les extrémités 126 et 128 de la platine. Deux plaques de matériau en nids d'abeille non dilaté sont ainsi obtenues.
Si l'on désire Oter le matériau accumulé avant de le presser et sans le couper, on peut avantageusement utiliser une platine repliable.
Comme il faut l'observer, des résultats semblables peuvent ttre obtenues en imprimant de l'adhésif sur un seul côté de chaque nappe,.les¯cylindres d'impression 120 ou 122 étant supprimés et un dispositif d'impression étant prévu en 136, bien qu'un tel agencement ne soit pas préférable. Comme on peut aussi l'observer, divers autres agencements sont possibles ; exem- ple, les deux nappes peuvent recevoir une impression sur les deux faces et des nappes supplémentaires, mais sans impression d'adhésif, peuvent être fournies à la platine suivant les par- cours indiqués en 140 et 142 ou être stratifiées avec les nappes 102 et 104 par des cylindres disposés en 144 et 146.
L'appareil peut être modifié en utilisant, au lieu ae ia platine 114, une platine ayant plus de deux faces, c'est-à- dire ayant une section transversale voisine d'un polygone régulier tel qu'un triangle, un quadrilatère ou un hexagone. Spécialement s'il s'agit d'un polygone ayant un petit nombre de côtés et, donc, des angles relativement aigus (par exemple un triangle ou un carré) il est désirable d'employer autant de nappes symé- triquement avancées qu'il y a de faces à la platine.
L'emploi d'une platine à six faces est schématiquement représenté figure 6.
Une nappe 102 est envidée ou enroulée sur une platine hexagonale 150 après avoir reçu l'impression de lignes d'adhésif, effectuée par des cylindres d'impression 120 et 122, avec
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une nappe 104 qui est soumise à une traction du fait de son pas- sage entre des cylindres 151. Des plaques de matériau en nids d'abeille non dilaté, reliées par des plis 152, sont constituées sur chacune des six faces. Lorsque les plaques ont atteint l'épaisseur requise, le matériau est ôté de la platine en le coupant suivant deux plis ou davantage, en faisant usage d'une scie circulaire 153 montée pour se déplacer parallèlement à l'axe 154 de la platine, la platine étant rainée aux coins pour permettre de couper complètement le matériau.
Facultativement, on peut utiliser une ou plusieurs courroies 156,raidies par des cylindres tendeurs 158, pour appli- quer une pression sur le matériau lorsqu'il se trouve sur le dessous de la platine.
Le procédé et l'appareil peuvent être mis en oeuvre, sensiblement comme on vient ae le décrire, pour la production d'un matériau en nids d'abeille à partir d'un matériau en feuille autre que le papier dont il a été spécifiquement quaation, par exemple à partir du papier résiné ou ae la toile de verre. Cer- tains matériaux et, spécialement, le métal en feuille, ne peu- vent être envidés avec de l'adhésif à l'état humide, du fait de leur imperméabilité. On peut toutefois les envider en utilisant un adhésif thermodurcissable qui a été appliqué en solution et séché jusqu'à devenir solide, tout en restant durcissable. Pour ces adhésifs, on peut utiliser une chambre de séchage disposée entre les cylindres d'application d'adhésif et la platine rota- tive.
Un moyen peut être prévu pour garder la platine à une tem- pérature de durcissement pour faire durcir l'adhésif pendant ou après l'opération de l'enroulement, ce qui permet d'ôter le maté- riau enroulé sans déplacer les couches l'une par rapport à l'au- tre ; suivant une variante, un tel déplacement relatif peut être empêché en agrafant les couches entre elles.
Finalement, il faut observer que lorsqu'on envide une
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partie d'un matériau absorbant tel que le papier sous sa forme sèche, sans adhésif, les changements dimensionnels éventuels que la partie sèche subit lorsqu'elle est mouillée lors de l'envidage tendent à compenser les changements dimensionnels opposés, subis par la partie mouillée en cédant une partie de son humidité.
Il faut observer que diverses variantes peuvent être proposées aux méthodes détaillées ici décrites, sans s'écarter du domaine de l'invention. Par exemple, toute tendance des nappes à osciller pendant leur passage dans les machines ou toute tendance des parties coupées, produites par la machine de la figure 1 à se déplacer sur le transporteur 7, peut être réduite par un dispositif correcteur électromécanique actionné par un transducteur qui peut être, par exemple, du type électro- statique, électromagnétique ou photoélectrique.
Le fonctionne- ment d'un tel transducteur peut être amélioré en métallisant au moins une des bobines d'apport à une extrémité ou aux deux, de manière que le matériau en feuille qu'il fournit porte un mince revêtement métallique le long d'un bord longitudinal ou des deux bords longitudinaux.
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"Production of cellular structural materials."
The present invention relates to the production of a structural cellular material in an unexpanded state from which it can be caused to expand into the cellular state where its mechanical properties and, especially, its high ratio. resistance to weight, make it useful for many structural applications.
The formation of the unexpanded material involves the operations of layering the metal foil or resinated or unresinated paper, chipboard, glass cloth or other sheet materials used, and
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in adhesively fixing the layers together, along parallel strips which must be arranged so as to fall into two distinct groups, staggered between them. In the first of these two groups, the adhesive fixes between them alternate pairs of contact faces of the layers and the pairs of contact faces located between said alternate pairs of faces are fixed to each other by the adhesive placed. along the bands of the second of these groups.
This arrangement allows the material. to expand into the cellular state and, in practice, the material is cut into slices which are caused to expand separately or caused to expand en bloc and subsequently cut into slices. slices if desired.
To ensure an even arrangement of the cells and therefore a uniform quality of the expanded material, the bands in each group should be exactly flush with each other be spotted and, for best results, the offset should be such that the bands of one group are placed exactly halfway between the bands of the other group.
The preferred methods of producing the material in the form of a stack by accumulating the stack layer by layer by stacking sheets of the sheet material or by folding a web / of the latter, disclosed in Patent Specification Nos. 591,772, 628,180 and 659,075 of the same name, are apt to give excellent results in industrial practice, especially if the adhesive is applied to the exposed or exposed surface of each layer after it has been positioned on the stack. However, they have certain disadvantages. Thus, folding a continuous web requires folding machines which are complex even in their most basic forms. The need to provide the adhesive makes them even more complex.
If the adhesive is applied before bending, the machines should be able to bend with a very high
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high precision to ensure the correctness of registration and offset and if the adhesive is applied after each layer has been folded and placed in position, so that whatever inaccuracy of the folds can be tolerated, the complexity arises from the need to provide means for effecting the application of the adhesive without interfering with the folding operation. These difficulties are encountered, in modified form, in machines designed to handle sheet material having the shape of cut sheets. Further difficulties arise from the need to apply the adhesive in a wet state.
The machinery must not get dirty with adhesive; the arrangement should be such that the adhesive only touches the material where it is ultimately required or the machinery should be provided with a drying apparatus and be used only with adhesives which can be activated by dry state, for which an additional activation device must be provided. A means for supporting the material only between the strips of adhesive provides a solution to the soiling problem, a solution which may be satisfactory in long production runs, but which is difficult to apply when it is necessary to provide. changing web spacing, to produce batches of honeycomb mesh material that differ from batch to batch.
It has been found advantageous in industrial practice to avoid mechanical complication by making the material by hand from separate sheets. However, it is difficult to prevent the attendant from making certain mistakes, such as mis-registration, and the number of individual transfer operations involved tends to make the process laborious and difficult if the sheets are large.
The present invention has for one of its aims to present a method which makes it possible to overcome some of the above difficulties.
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tes, depending on the form in which it is applied. Another object is to provide a method which can be advantageously applied to the automatic production of unexpanded structural cellular material from a continuous web material, when the adhesive strips are oriented transversely to the web rather than along its length. . This orientation tends to aggravate some of the above difficulties.
Another object is to provide a simple procedure which can be applied to the automatic production of a stack when frequent changes in the dimensions of the layers are required, without undue wasting the sheet material.
According to the present invention, there is provided a method of producing a structural cellular material in an unexpanded state from a sheet material, wherein the sheet material is stetified with parallel strips of adhesive, to form a composite material containing a small number and preferably an even number of individual layers of sheet material, and the composite material is made of unexpanded structural cellular material by securing its layers between them by other bands parallel strips of adhesive, the strips laminating the individual layers in the compound material and the other strips being arranged so as to cooperate to allow the whole of the product to expand to pass into the cellular state,
.
Various methods are possible in the field of the invention. Preferable methods fall into one of the two main forms of the method and will now be described in turn. canceled 1 word added 1 word In the first main form of the process, the approved compound material is formed in such a way as to form a stack, by superimposing separate layers of this material, layers which for convenience will be referred to below as "sheets
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compounds "..
Composite sheets are readily produced by mechanical or manual processes. In the latter case, a substantial advantage is obtained, even if @ the stack is drilled by hand, because the work of getting all the individual layers to form the final stack becomes a multi-phase process that can be done. distributed among workers or which offers more variety for a single worker; in addition, the counting of the layers is simplified.
It is preferable for the practice of the invention to employ composite sheets which consist of two individual layers of the sheet material. In this case, all the strips of adhesive which laminate the individual layers used to form the composite sheets belong to the same group (of the two distinct groups referred to above); the bands of the other group are all used to secure the composite sheets in their heavily stacked position;
the exact registration is carried out in a simple manner and the exact offset is obtained without great difficulty using a manual or other apparatus. In one of the preferred methods, the layers are formed by continuously laminating the sheet material as a continuous web and / cutting the composite web thus formed, so as to form composite sheets which are secured together in said position stacked.
If one employs a pair of individual webs which are treated in this manner and between which and only between them the adhesive has been placed, the composite sheets can form an adhesive bonded stack by stacking them one by one and by applying added 9 word strips of adhesive onto the top race of each approved compound layer while it is exposed on the stack. This operation can be carried out by hand or mechanically and it should be observed that the battery or the adhesive application device must not perform any reciprocating movement to obtain
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the shift. The volume of production obtained under these circumstances is much greater than that obtained by stacking the single layers one by one.
On the other hand, if a layer of individual plies are employed and if strips of adhesive are applied, which are offset from the bands disposed between the individual plies (bands which can be conveniently called respectively the "external" and "internal" bands), to the composite web, or if they are applied before or during the lamination on the face of one of the plies, which face will be exposed after the lamination, and that the resultant composite web to form composite sheets, it is not necessary to apply adhesive strips during stacking of the composite sheets, to form the stack, and a simple apparatus can be employed to secure the composite sheets together , because only one side, which is preferably the upper side,
door of the adhesive (it should be observed that, in the case where a single sheet is treated by the adhesive before forming a stack by its folding, it must have adhesive on both sides) and, two individual sheets being handled at a time, the speed of operation of the apparatus for a given volume of production should be only half that of an apparatus in ordinary use. In addition, the maté r @ i @ 2 compound is less flexible than the web of which it is formed and this faoteur facilitates mechanical handling.
In forming the composite web, the inner and outer bands can be applied to the same individual web, but it is usually preferable to apply the inner bands to one web and the outer bands to the other. In a preferred form of the process according to the invention, a first ply of sheet material receives the application of the adhesive strips transversely on one of its faces, said face is pressed into contact with one face of a second ply, strips of adhesive are applied transversely to the opposite side of the second web before, during or after pressing.
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between said faces in contact and the composite web thus formed is cut to form composite sheets which are fixed together by adhesion, by the adhesive bands applied to said opposite face.
A convenient method of applying the adhesive tapes to a continuous web in practicing the invention is to imprint them with ribbons of elastomeric material attached to a rotating cylinder. For the usual longitudinal strips of adhesive the tapes are disposed circumferentially, while for the transverse tapes the tapes are disposed parallel to the axis of rotation of the cylinder.
It is within the scope of the invention to feed a portion of the sheet material to the stack in the form of individual (non-compound) layers. For example, the composite layers may consist of an odd number of individual layers and may have strips of adhesive on both exposed faces, the strips of one exposed face being offset from the strips. of the other visible face and these composite layers can be interleaved with individual layers without adhesive during the formation of the stack; Depending on an alternate arrangement, only one side of each compound layer and each individual layer may carry adhesive strips.
It is also within the scope of the invention to take the compound layers and laminate them together to form compound layers each of which contains an increased number of individual layers; for example, two rolls of laminate each produced from two rolls of sheet material can be fed together into the machine in which they were produced, to provide quadruplex material with properly marked and offset strips of adhesive, and the operation can be repeated if necessary, until the laminate material becomes too
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thick to be handled, before finally being cut and stacked.
Such a method, as well as other methods falling within the scope of the invention and where composite layers formed of more than two individual layers are used, is very useful in the case where the stack is to be formed in such a way that include a regular arrangement of layers of different sheet materials, in the manufacture of cellular materials having special visual or mechanical properties.
However, it is usually preferable to take advantage of the simplicity of the case where the compound, stacked layers consist of two individual layers only. In this special case ... the strips of adhesive which serve to bind the sheet material during the formation of the final stack all belong to the same series and are in line with each other. All the other bands, that is to say those of the other series, which are offset from those of the first series, are contained in the compound layers and are brought into the stack with these last ones. and, since said other tapes all belong to the same series, the composite layers can be produced in a fundamentally convenient manner.
Thus, the whole process of forming the stack from the sheet material can be carried out by applying the adhesive in two operations which can be carried out simultaneously and if desired, neither of which. must be split into staggered phases (for example by giving a back and forth movement to a coil or other printing device) and that in addition, it is easily applied so that it is not necessary to provide a wet backing material on both breeds.
In the second main form of the process, the stra-
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tification of the sheet material to form the compound material and the building up of the cellular material from the compound material are carried out simultaneously by winding together two or more continuous webs of sheet material, at least one of which is under tension, on a rotating form .
The rotary form employed may be a drum with a cylindrical surface on which the material is accumulated in a cylinder. While such a cylinder is satisfactory for some uses, its curvature gives rise, when cutting it, to difficulties, if one attempts to cut it into slices which must have a uniform thickness when brought. to expand into an open cell state; the extent of these difficulties depend on the ratio of the diameter of the drum to the total thickness of the layers accumulated thereon and are generally significant for a drum whose size allows for convenient installation.
To avoid the difficulty, it is preferable to employ a rotating form having two or more substantially planar faces (such a form is referred to below as a platen) on each of which material is accumulated in a substantially planar form.
As the use of a stage (according to the above definition) is greatly preferable, no mention will be made of the use of shapes of other types in the description which follows; however, it is understood that said description is to be understood as applying to the use of shapes of any type desired, unless the context requires otherwise.
The continuous structure produced on the platen can be used in various ways. For example, it can be cut to separate the planar material from the curved material formed at the junctions of the faces, with or without prior removal.
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ble from the platinum; it can be split and opened and then cut into slices with or without prior separation from the flat material; or it may be removed intact from the platen, pressed to give it a double thickness and then cut into slices of unexpanded honeycomb material going in two pieces at a time.
In the simpler forms of the process, two webs of the same sheet material are employed, the adhesive being applied to both sides of the same web or to the corresponding sides of the two webs (i.e. on the sides which are internal or external on the platen), for example by rotary printing cylinders, when the webs advance towards the platen.
More than two webs can be used to achieve faster production, to achieve a desired sequence of sheet materials in the product, or to achieve a regularly varying sequence of the pattern of bands in the thickness of the cellular material. formed by varying the width and / or spacing of the bands, when producing the expanded material having cells of more than one size in cases where special effects (e.g. discontinuous regions of increased compressive strength , due to a decrease in cell size) are sought.
The strips of adhesive may extend longitudinally or transversely to the direction in which the material flows through the machine. The first arrangement is mechanically the easiest to achieve, while the second has the advantage of making it possible to produce cellular material of any desired reasonable size without much wastage in cutting, provided that sufficient is available. a rotary stage having suitably sized faces.
To achieve a precise localization of the bands in the event that
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they run transversely to the aforesaid direction of advance, the adhesive is advantageously applied while the material is exposed on the platen and, for this purpose, two mechanically synchronized printing devices, located at different stations around the platen, one printing bands that in the product are offset from those the other prints.
The number of faces provided on the plate used can range from two up to the number for which the plate becomes diametrically too large for the required size of the face. A two-sided platen is especially suitable where the sheet material has the flexibility to bend 180 degrees to a suitable small radius, meaning that noxious localized protrusion is produced as the material accumulates. Also, for a given diametral size, a two-sided stage has faces of the largest possible size.
After the sheet material has accumulated thereon, a two-sided platen can be placed in a press to consolidate the adhesive and the cutting of the continuous structure, performed substantially at the ends of the faces of the platen. to obtain two flat plates of unexpanded material, can be executed in a clean and precise manner in the guillotine normally used at the factory for cutting plates into slices. More than two-sided stages tend, although useful for handling less flexible sheet materials, to become too large and heavy and, for a given total diametral size, provide relatively smaller sized plates.
Furthermore, the removal of the continuous structure from the plate by cutting it is less easy and, due to the difficulties of handling, should normally be carried out without dismantling the plate, for example by a circular saw mounted for move
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cer along a path parallel to the axis of rotation of the plate, the plate being grooved or having a hollowed out surface at the cut points.
The combination of the number of platen faces, the number of webs and the type of adhesive application arrangement which is to be adopted depends on the circumstances and it is believed that this description serves to indicate the factors. that require consideration. However, it should be observed that, whatever the arrangement, the paths for feeding the plies to the plate are preferably as symmetrical as possible with respect to the axis of rotation. Not only does this arrangement provide a compact device, but it effectively assists in the registration of product bands. For example, if two plies are used and the adhesive is applied to both sides of the first, the registration depends entirely on the precision of the winding of said first ply.
If the layers are brought to the plate along the same path (and, they can very well be laminated before their winding) the registration and also the compactness of the plates obtained are inferior to the registration and the compactness obtained when they are fed to the platen from opposite sides thereof.
With sheet materials of the thickness employed in the production of the structural cell metariau and even if said sheet materials are absorbent in character, the unresinated paper, and the adhesive is in a wet or tacky state such as, for example , / the adhesive cannot, by itself, bond the material fast enough to prevent relative displacement of the layers after application. In fact, a sufficiently rapid bond can only be obtained with an absorbent material of such thickness that it cannot be used in this art.
The method therefore uses, in order to prevent displacement, the traction applied to one or more of the webs, preferably by braking or by a brake.
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another means by which this traction can be kept constant. Many types of sheet materials employed in the manufacture of cellular structural materials, for example certain papers, exhibit a decrease in tensile strength when wetted by adhesives.
For this reason, the tons of the invention, where one or more webs under tension are wound up without prior application of the adhesive, are generally preferable in the case of such sheet materials, any web or all webs which arrive. to the plate carrying adhesive being prevented from moving by said web or webs subjected to traction.
The effect of the traction applied during the implementation of the method can be increased by giving the faces of the plate a slight curvature and it is understood that speaking of substantially flat faces, the Applicant includes therein the faces having a slight curvature. curvature serving for this purpose.
If desired, the platen can be expandable and kept in the outward biased state during the winding operation. In this way, the diapers are continuously held from the inside under consolidating compression.
It is within the scope of the invention to provide a means intended to apply a mechanical pressure to the material in the process of accumulation, preferably on the region situated below the axis of the plate when said axis is horizontal, as is the case. usually preferred, in order to consolidate the material and / or to help prevent it from sagging. For this purpose, it is possible to use rollers urged into contact with the material by an elastic or other load, depending on a variant or, in addition, it is possible to use belts subjected to traction, arranged to maintain the pressure while allowing rotation of the turntable.
The cylinders and / or the belts are preferably arranged so as not to come into contact
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with the sheet material only between the pre-applied adhesive strips, although, if desired, they can be arranged to serve as adhesive applicators themselves.
If the apparatus for carrying out the second principal form of the improved process described herein is to operate at high speed, proper braking must be provided to the coils which usually supply the sheet material. Protection must also be provided for the sheet material to prevent tearing due to the intermittent winding effect of the platen, if the latter rotates at a uniform angular speed;
for example, the sheet material can be fed by thundering loops (as in the film technique) and then passing by tensioning means, or the turntable can be operated by a mechanical transmission or a follower mechanism set by the movement of the webs, said transmission or said mechanism operating to make the winding effect uniform.
The following description, in which reference is made to the accompanying drawings, serves to illustrate the process according to the invention.
FIG. 1 represents a machine suitable for carrying out the first main form of the method.
Figure 2 schematically shows one way of modifying the operation of the machine.
Figures 3 and 4 show the favorable relationship between certain dimensions, a relationship obtained through the operation modified according to Figure 2.
FIG. 5 represents a machine suitable for carrying out the second main form of the method.
FIG. 6 represents another machine suitable for implementing the second main form of the method.
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When the machine, shown in Figure 1, is in operation, an upper web 1 and a lower web 2 of paper, cardboard or other sheet material, are drawn from spools (not shown) and continuously receive, on their upper surfaces , 1 * printing of longitudi- nally oriented strips of adhesive, effected by cylinders
3 and 4 having adhesive application members in the form of rubber bands fixed circumferentially around their cylindrical surfaces, and joined together at 5 to form a composite web, the two layers of which are adhered to each other by the adhesive applied to the web 2.
The composite web is cut by a mechanical shear 6 into parts of equal length which are transported by a conveyor belt 7 to a stacking device 8 which arranges them in a stack 9 on a support 10 which descends as the stack sinks. accumulated. In the stack, said parts are made adherent to each other by the adhesive applied to the web 1, the bands applied by the cylinder 3 being offset with respect to those applied by the cylinder 4, so that the stack may be caused to expand into the cellular state after any pressure or heat treatment, which may be required to promote or consolidate adhesion.
If the rubber bands are fastened parallel to the axes of the cylinders on their cylindrical surfaces, the adhesive bands are oriented transversely to the main axis of the plies, Figure 2, where the bands of the top ply and of the lower ply bear the references 11 and 12 respectively. After cutting by the shears 6 in part 13 of length b, they can be stacked in a stack 9 '. Each of the slices, such as slice 14 (Figure 3), cut from the stack, can then be
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caused to expand to form a plate 15 of structural cellular material.
The width B of the plate 15, measured perpendicular to the axes of the cells and to the direction of expansion, is smaller than the length b, but is related to it by a predetermined factor relationship which depends on the required degree of expansion. The length C depends on the number of layers of the stack and can therefore be easily adjusted and the thickness A is identical to the thickness of the slices. As shown in Figure 4, which shows the relationship between the orientation of the webs 12, the dimensions A and b, and the width W of the web 2, sheet material is only wasted if W is not an exact multiple of A so that a thin slice of thickness A 'remains in excess after slicing.
However, if the strips of adhesive are oriented longitudinally, the width B of the plate 15 is necessarily fixed relative to the width si. Therefore, B not only has a fixed upper limit for a given degree of expansion, but cannot be reduced without loss of material. In order to avoid these difficulties it is difficult in practice to choose webs having a width related to B by a correct relation, especially when B is very large.
Thus, by giving the machine shown in FIG. 1 cylinders whose adhesive application elements are parallel to their axes, a transmission which makes it possible to modify at will the lengths cut by the shears 6 and a stacking device. 8 in an adjustable form, substantial economy and flexibility of operation can be achieved. It should also be observed that the transverse arrangement of the adhesive bands allows a wider tolerance with respect to any tendency of the webs to oscillate, a tendency which directly affects the accuracy of the registration and the offset if one. employs the longitudinal arrangement.
Since these benefits come from
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by slicing the stack in the longitudinal direction of the material, they are retained when the adhesive strips are oriented across the webs diagonally.
Using the process and apparatus shown in Figure 5 of the drawings, two webs 102 and 104 of 0.009 inch strong paper are unwound from reels 106 and 108 held for rotation by supports 110 and 112, to be fed onto a rotating platen 114. having two plane faces 116d and 118.
As it approaches the platen, the web 102 receives the application of longitudinal strips of adhesive on each of its faces, application carried out by printing cylinders 120 and 122 which form part of a device for printing. Print 124 with the webbing members of one cylinder offset from those of the other cylinder.
In the material accumulated on the platen, the layers from web 102 and carrying the adhesive are interlayered with the layers from web 104 in the adhesive direction, the adhesive applied to web 102 serving to bond the adhesive. the layers together and the adhesive strips being properly disposed to produce a honeycomb structure.
Feeding the webs from opposite sides of the platen rotational axis (as seen) ensures that each of the platen ends 126 and 128 is bending sheet material at virtually all times. The accumulated material is therefore continuously maintained in good position by the traction exerted on the plies (regulated for example by means of brakes, not shown), which ensures precise winding or winding.
When a useful amount of sheet material has been
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ecaumu'A per exem-n1 ", 11n '" nnc .... + i + such that d -.... "i':" 1: 1iii-u.- '"' accummiée, by excisple a quantity such than that Indicated by the dotted line 130, we remove the plate 114 and we continue
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winding on another plate. The plate 130 is then placed in a press to consolidate the adhesive and the end parts 132 and 134 of the accumulated material are removed by slicing in a guillotine according to the planes 136 and 138 which coincide with the ends 126 and 128 of platinum. Two plates of unexpanded honeycomb material are thus obtained.
If one wishes to remove the accumulated material before pressing it and without cutting it, one can advantageously use a folding plate.
As will be seen, similar results can be obtained by printing adhesive on only one side of each web, the printing cylinders 120 or 122 being omitted and a printing device being provided at 136, although such an arrangement is not preferable. As can also be seen, various other arrangements are possible; for example, the two webs can be printed on both sides and additional webs, but without adhesive printing, can be supplied to the platen following the paths indicated at 140 and 142 or be laminated with webs 102 and 104 by cylinders arranged at 144 and 146.
The apparatus can be modified by using, instead of the stage 114, a stage having more than two faces, i.e. having a cross section close to a regular polygon such as a triangle, a quadrilateral or a hexagon. Especially if it is a polygon having a small number of sides and, therefore, relatively acute angles (for example a triangle or a square) it is desirable to employ as many symmetrically advanced layers as there are sides to the plate.
The use of a six-sided plate is schematically shown in figure 6.
A web 102 is wrapped or wound on a hexagonal platen 150 after having received the printing of lines of adhesive, performed by printing cylinders 120 and 122, with
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a web 104 which is subjected to tension due to its passage between cylinders 151. Plates of unexpanded honeycomb material, joined by pleats 152, are formed on each of the six faces. When the plates have reached the required thickness, the material is removed from the stage by cutting it in two or more folds, using a circular saw 153 mounted to move parallel to the axis 154 of the stage, the plate being slotted at the corners to allow the material to be completely cut.
Optionally, one or more belts 156, stiffened by tension rollers 158, can be used to apply pressure to the material when it is on the underside of the platen.
The method and apparatus may be used, substantially as just described, for the production of honeycomb material from sheet material other than the paper specifically described for. , for example from resin paper or glass cloth. Some materials, and especially sheet metal, cannot be stripped with the adhesive in the wet state due to their impermeability. However, they can be envidered by using a thermosetting adhesive which has been applied in solution and dried until it becomes solid, while remaining curable. For these adhesives, a drying chamber can be used which is disposed between the adhesive application rolls and the turntable.
Means may be provided to keep the platen at a curing temperature to cure the adhesive during or after the winding operation, thereby allowing the wound material to be removed without moving the layers. one in relation to the other; alternatively, such relative displacement can be prevented by stapling the layers together.
Finally, it should be observed that when we envide a
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part of an absorbent material such as paper in its dry form, without adhesive, the possible dimensional changes which the dry part undergoes when wet during the wrapping tend to compensate for the opposite dimensional changes undergone by the wetted part by relinquishing part of its moisture.
It should be noted that various variants can be proposed to the methods detailed here described, without departing from the scope of the invention. For example, any tendency of the webs to oscillate during their passage through the machines or any tendency of the cut parts, produced by the machine of figure 1 to move on the conveyor 7, can be reduced by an electromechanical correcting device actuated by a transducer. which can be, for example, of the electrostatic, electromagnetic or photoelectric type.
The operation of such a transducer can be improved by metallizing at least one of the feed coils at one or both ends so that the sheet material which it feeds bears a thin metallic coating along one end. longitudinal edge or both longitudinal edges.
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