FR2467811A1 - Procede pour enrouler et derouler un ruban en elastomere souple et bobine enroulee obtenue - Google Patents

Abstract

Le domaine technique de l'invention est celui de l'enroulage et du déroulage d'un ruban R en élastomère souple destiné notamment à la fabrication de couches hygiéniques à jeter. Le problème technique posé consiste à fournir des rubans de grandes longueurs qui ne s'emmêlent pas et ne se vrillent pas à l'enroulage et au déroulage. Ce procédé est caractérisé en ce que le ruban R est amené dans un organe de guidage vertical 21 à mouvement alternatif, après quoi on enroule le ruban sur la bobine à rotation libre 30 entraînée par un cylindre 25. On fait varier horizontalement les positions de l'organe de guidage 21 et de la bobine 30 pour obtenir un enroulement, puis on inverse le sens horizontal de roulement lorsque le ruban R s'approche de l'extrémité de la bobine 30, en maintenant une tension entre la bobine d'alimentation 10 et la bobine d'enroulement 30. L'invention est principalement utilisée pour l'enroulement de rubans élastomères destinés à des couches hygiéniques.

Description

Procédé pour enrouler et dérouler un ruban en élastomère souple et bobine enroulée obtenue.

L'invention a pour objet un procedé pour enrouler un ruban en élastomère souple sur une bobine classique. L'invention s'étend à la bobine enroulée ainsi obtenue.

On utilise les rubans élastomères de façon croissante dans l'industrie des vêtements parce que ces rubans sont minces, tenaces et faciles à fabriquer.

Un ruban à base de polyuréthane constitue un exemple d'un tel ruban en élastomère souple. Ce ruban est généralement fabriqué sous forme de film soufflé ou de matière en feuille par extrusion d'une feuille découpée à la largeur voulue. Ce ruban est vendu en rouleaux d'une seule largeur ou encore empilé en vrac dans de grandes boites. I1 serait très avantageux qu'un ruban en polyuréthane élastomère puisse être enroule sur de grandes bobines et déroule suivant les procédes du commerce.

On rencontre cependant des inconvénients lorsqu'on utilise ainsi un ruban en polyuréthane. En raison de la nature même de la matière, le ruban en polyuréthane s'emmêle aisément et se vrille. Cela empêche l'enroulement de grandes longueurs et contribue à la mise à disposition du ruban en polyuréthane sous forme de rouleaux decoupés de ruban à simple épaisseur ou de boites encombrantes de ruban empile en vrac. Comme on peut s'y attendre, plusieurs problèmes se posent pour utiliser ces boîtes ou rouleaux dans les procédés du commerce. Le probleme le plus evident est que la réserve de fourniture à partir d'une boîte ou d'un rouleau est vite épuisée pendant la fabrication à grande vitesse d'un article utilisant l'élastomère.Tel est le cas pour la fabrication de couches à jeter utilisant l'élastomère en tant qu'élément de liaison pour l'ouverture des jambes. Etant donne qu'on n'a pas trouvé de moyen mécanique pour réaliser un éclissage volant entre les extrémités des rubans en polyuréthane, le déroulement du procédé doit être arrêté et on doit mettre en oeuvre un nouveau rouleau. Cela est genant et entraîne des "temps morts" de durée élevée dans un procédé à grande vitesse qui est par ailleurs hautement automatisé. Si au cours de l'amerée du ruban, on utilise une boite de matière, on constate fréquemment des vrillages et des emmêlements qui nuisent à l'appareillage et entrainent encore des temps morts importants, même si la quantité totale de ruban en polyuréthane contenue dans les boîtes est plus grande que celle qui est enroulée en simple largeur sur des rouleaux.

Conformément a l'invention, on peut enrouler un ruban en élastomère souple sur une grande bobine assurant un stockage en vrac important et une fourniture ultérieure du ruban à grande vitesse en utilisant en combinaison : une bobine d'enroulement commandée en surface, un organe de guidage vertical disposé entre le mécanisme d'alimentation et la bobine d'enroulement mais à proximité de la bobine d'enroulement, un déplacement alternatif horizontal étant obtenu soit par le mouvement horizontal de la bobine et du cylindre d'entrainement, soit par le mouvement horizontal alternatif de l'organe de guidage vertical pour obtenir un arrêt déterminé de l'action d'enroulement près des bords extérieurs de chaque côté de la bobine et une tension pendant le transport du ruban au cours du processus d'enroulement suffisante pour permettre l'enroulement sans flèche importante, cette tension n' étant cependant pas suffisante pour provoquer une extension notable du ruban.

Un ruban en élastomère souple tel que celui utilisé dans la presente invention rentre dans la catégorie des matieres ayant un haut degré d'élasticité mais aussi urie déformabilité de surface importante. Un exemple d'une telle matière est constitué par le polyuréthane Tuftane 410. Tuftane 410 est une marque de fabrique enregistrée de B.F.Goodrich Company, Akron, Ohio. D'après l'essai ASTM D 882-61 T (MD), cette matière a une résistance a la traction de 6000 kg/cm2, un module à 100 % d'allongement de 120 k9/UD2 (polir un film de 25fi) et un allongement a la rupture égal à 350 Q. D'autres élastonières ayant des pro priétés similaires tels que certains silicones élastomères et même le caoutchouc souple peuvent etre utilisés en accord avec la présente invention.Le terme "ruban" utilisé pour la présente invention se rapporte à une bande à surface plane en élastomère ayant une largeur au plus égale à 50 mm environ et un rapport de la largeur a l'épaisseur au moins egal a 3 (le polyuréthane Tuftane mentionné plus haut a une épaisseur de 38 et un rapport de la largeur à l'épaisseur egal à 333,3 sur 1). Il est clair que les difficultés rencontrées au cours de l'enroulement sont accrues par un ruban qui est relativement mince et étroit. Lorsque le ruban s'approche des dimensions d'une matière en feuille, il est plus difficile à manipuler en ce qui concerne les diverses étapes du procédé de l'invention; le problème de pliage et de vrillage pendant l'enroulement avec une stratification inégale sur la bobine n'est pas alors particulièrement aigu.En consequence, la mise en application est particulièrement avantageuse pour les rubans minces et étroits, c'est-à-dire ceux presentant un rapport de la largeur à l'épaisseur de 10 sur 1 et de préférence de 100 sur 1 et davantage avec une largeur égale ou inférieure à 2,5 cm.

L'invention sera mieux comprise en regard de la description ci-après et des dessins annexés representant un exemple de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels
- la Fig. 1 est une vue en perspective d'une installation d'enroulement pouvant être utilisée pour la mise en application du procédé conforme à l'invention;
- la Fig. 2 est une vue en plan de l'installation.

En se référant aux dessins, on va décrire un mode de realisation préférentiel de l'invention dans lequel un rouleau de polyuréthane de 1,25 cm de largeur, contenant 1 220 mètres, est placé sur un ensemble à axe et broche designé d'une façon genérale par 10 sur la Fig. 1. Le rouleau est déroulé autour de l'axe 13 qui est monte sur un support 12. Le rouleau a éte enroulé en usine autour du noyau ,1 Le ruban R pi;sse sur un galet de positionnement 14 po'Jr su- rer l'alignement horizontal et suit un chemin passant entre des cylindres de guidage verticaux 21 à faible inertie.Le ruban passe sous la surface du cylindre d'entraînement 25 et arrive sur une bobine dienrou- lement uniforme désignée d'une façon genérale par 30. Le cylindre d'entraînement direct 25 est commande par un moteur à courroie M. La vitesse du cylindre d'entraînement est liée à un dispositif de déplacement transversal alternatif 20 des cylindres 21 par une commande à courroie 22.

Bien que les cylindres de guidage verticaux 21 soient représentés ici comme étant montés sur le dispositif de dépla cément transversal alternatif 20 et qu'un tel montage soit approprié, il n'est pas indispensable que ces cylindres soient présents sur ce dispositif. En se référant plus particulièrement à la Fig. 2, on voit représentés schematiquement des organes de positionnement 24 montrant la disposition particulière relative à l'espacement vis-à-vis de la bobine à enroulement uniforme 30 ainsi que des cylindres de guidage verticaux 21.

En se référant à nouveau à la Fig. 1, on voit que la bobine d'enroulement 30 est montee sur un axe 33 disposé dans l'élément en forme de fourche 31 muni de dents d'engrenage 32. Cet axe est reglé par positionnement le long des diverses dents d'engrenage lorsque l'épaisseur du rouleau croît ou décroît. On peut utiliser d'autres modes de réalisation tels qu'un arbre en porte- -faux sur un pivot pour faire varier la position du pivot lors de l'enroulement, D'autres modes de réalisation peuvent aussi être envisagés par les spécialistes.

Les organes de guidage verticaux représentés ici sous forme de cylindres 21 sont indispensables dans la présente invention car ils évitent le pliage pendant l'enroulement. Pour remplir cette fonction, il est essentiel que les cylindres de guidage soient disposés à proximité de la bobine d'enroulement. Dans le cas du ruban particulier en polyuréthane Tuftane mentionné précédemment, les cylindres de guidage verticaux doivent être disposés au moins à 100 mm du cylindre à surface d'entrainement pour agir effectivement. Mais il est nécessaire qu'ils soient disposés relativement près pour éviter la flèche ou le vrillage traditionnellement associés à la manipulation d'une telle matière. Les cylindres ont pour fonction propre de maintenir une tension uniforme dans l'installation.

Il y a lieu, bien entendu, de s'attendre à ce que la distance critique varie en fonction de la matière éTastomère particulière choisie, de la tension utilisée, de la rigidité en largeur et de l'épaisseur de la matière, parmi d'autres facteurs. Mais la distance indiquée est un guide pour les matières de ce type.

Une installation convenant pour la mise en application du procédé suivant la présente invention a été décrite dans le brevet U.S. 2 940 322. Cette installation est vendue par Amacoil
Machiner, Inc., New-Rochelle, New-York 10801, le brevet correspondant- étant incorporé à la présente description par cette référence. Bien qu'une installation de ce type ait été utilisée antérieurement pour enrouler du fil métallique et des produits similaires, personne n'a utilisé antérieurement, pour autant qu'on le sache, une telle installation pour enrouler un ruban du type décrit precedemment.

A partir des dessins, il est clair que l'en enroulement du ruban est sensiblement plus simple si la position d'enroulement sur la bobine de montage, le mécanisme d'alimentation et l'organe de guidage sont dans un même plan horizontal. Il s'agit là effectivement d'un mode de realisation préférentiel bien qu'il soit évident que certaines modifications sont acceptables et qu'on désire les inclure dans le cadre de la présente invention.

Il est également envisagé de monter un mécanisme de positionnement à retardement permettant un certain retard avant l'inversion du sens d'alimentation. Cette caractéristique peut, dans quelques cas, favoriser l'enroulement d'un bord plus vertical sur la bobine en raison du retard du mouvement horizontal sur le pourtour de la bobine, ce qui accroît la quantité de ruban que la bobine peut contenir.

Cette fonction depend de l'installation utilise et existe sur les installations appropriées fournies par la Société Amacoil.

Il est également essentiel que le mouvement transversal alternatif soit aisément réglable entre les deux bords, de telle sorte que lorsque l'épaisseur de la bobine augmente, la course du mouvement alternatif diminue, ce qui conduit aux bords reguliers et in clinés de la bobine représentés sur la Fig. 2.

Si le Tuftane 410, qui est disponible en rouleaux de 1220 mètres, est enroule conformément à la description asso cié aux dessins annexés, on peut réaliser une bobine appropriée dans laquelle le Tuftane est enroulé avec une épaisseur de 25 cm, une largeur de 30 cm et une longueur de 16 470 mètres qui est à comparer aux 1 220 mètres corresponiant au rouleau unique et découpe classique.

Il rentre dans le cadre de la présente invention d'utiliser des mécanismes d'alimentation multiples et des organes de guidage multiples en associant un jeu d'organes de guidage verticaux et d'organes-de mouvement alternatif et de positionnement avec un mécanisme d'alimentation. On peut ainsi enrouler simultanement plusieurs rouleaux sur la bobine, chacun d'eux remplissant des parties differentes de la bobine, ce qui permet d'accélérer notablement l'opération d'enrou1 ement.

Dans le cadre de l'invention, on envisage également d'inverser le processus décrit précédemment, de telle sorte que la bobine puisse servir de mécanisme d'alimentation pour des procé dës commerciaux utilisant une matière élastomère,par exemple pour la fabrication des couches. Conformement à ces procédés, la matière est amenee, à partir de la bobine enroulée par l'intermédiaire d'organes de guidage verticaux fixes, cette bobine enroulée étant encore commandée en surface par le cylindre, sur un appareillage de reception linéaire pour une addition directe au dernier processus commercial, suivant les besoins.

Par suite de la présence d'une grande longueur et de l'elimination du vrillage associé aux essais d'alimentation antérieurs, étant donné que les épissures ne sont pas nécessaires de façon régulière, l'utilisation d'une telle matière dans les processus commerciaux est simple et directe.

Elle se prête en outre à un fonctionnement continu nécessairement associé à de tels processus.

Claims (5)

REVENDICATIONS

10) - Procédé pour enrouler un ruban en elastomère souple sur des bobines ayant une largeur essentiellement plus grande que la largeur du ruban, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes dans lesquelles a) - on amène le ruban (R) à partir d'une source de ruban (10) entre

deux éléments sensiblement verticaux (21) très rapproches qui for

ment un organe de guidage vertical animé d'un mouvement transversal

alternatif, cet organe de guidage présentant des surfaces à frotte

ment réduit qui viennent contre le ruban, b) - on enroule ensuite le ruban sur une bobine à rotation libre (30), c) - on fait tourner cette bobine par un cylindre d'entraînement comman

de (25) venant en contact par sa surface sensiblement sur toute la

longueur de la bobine (30); d) - on maintient une faible tension de contact de surface entre le cy

lindre (25) et la bobine (30), cette tension étant sensiblement

uniforme le long de la surface de la bobine; e) - on fait varier horizontalement les positions relatives d'amenée en

tre l'organe de guidage à mouvement alternatif et la bobine pour

obtenir un enroulement uniforme sur la surface de la bobine; f) - on positionne de façon mobile les points d'extrémité du mouvement

alternatif transversal pour obtenir un bord incliné des couches

individuelles d'elastomère enroulé à plat; g) - on inverse le sens horizontal d'enroulement lorsque le ruban s'ap

proche de l'extrémité de la bobine en maintenant la tension entre

la bobine d'alimentation (10) et la bobine d'enroulement (30) pour

éviter toute flèche notable tout en ne faisant pas subir une exten

sion notable au ruban.

2") - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ruban (R) est amené, à travers l'organe de guidage mobile (21) à la bobine (30) dans un plan horizontal.

30) - Procéde selon la revendication 1, caracterisé en ce que le ruban élastomère est un ruban en polyurethane ayant une résistance à la traction de 6000 kg/cm2, un module d'allongement de 120 kg/cm2 à 100 % d'allongement et un allongement à la rupture égal à 350 %, la distance entre l'organe de guidage vertical (21) et la bobine (30) étant au moins égale à 100 mm tout en étant suffisamment faible pour que la fonction de guidage soit assurée.

4 ) - Procédé selon la revendication 1, caracterisé en ce qu'on effectue l'amenée à partir de sources multiples, chaque source ayant son propre organe de guidage vertical.

50) - Procédé selon la revendication 1, caracterisé en ce que l'organe de guidage vertical (21) peut tourner autour de son axe.

60) - Procédé selon la revendication 1, caractérise en ce qu'on provoque un retard dans l'inversion du mouvement transversal alternatif pour obtenir un enroulement plus rapproche de l'extré- mité de la bobine.

70) - Procedé selon la revendication 1, caracterisé en ce que le mécanisme d'amenee est un organe d'extrusion.

8 ) - Procédé selon la reveidication 1, caracté- rise en ce que le rapport de la largeur du ruban (R) à sori epaisseur est au moins égal à 3 sur 1.

9 ) - Bobine de ruban r='l.istomére souple, bbtenue à l'aide du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractériseeen ce que sa longueur est au moins égale à cinq fois la largeur du ruban, l'épaisseur de ruban étant au soins égale à cent Fois l'épaisseur d'une seule couche de ruban, le rapport de la largeur d'une seule couche de ruban à son épaisseur étant supérieure à 3 sur 1.

10 ) - Bobine selon la revendication 9, caracte- risée en ce que l'élastomère est un polyuréthane ayant une résistance à la traction de 6000 kg/cm2, un module d'allongement à 100 % égal à 120 kg/cm et un allongement à la rupture égal a 350 %.

11") - Procédé pour dérouler une grande bobine d'élastomère souple, caractérisé-en ce qu'il comprend les étapes dans lesquelles a) - on entraîne une bobine à rotation libre (30) contenant l'élastomère

par des organes d'entrainement (25) agissant en surface; b) - on fait passer le bord de tête du ruban entre des organes de guidage

verticaux (21) étroitement rapprochés,c) - on effectue le déroulement à travers les organes de guidage verti

caux, et d) - on amène le bord de tete à des organes de reprise appropriés.