BR112012024974A2

BR112012024974A2 - processo para desenrolar um rolo-mãe para formar mútiplos rolos de produto

Info

Publication number: BR112012024974A2
Application number: BR112012024974-6A
Authority: BR
Inventors: James Leo Baggot; Steven James Wojcik; Dennis Marvin Jobs; Kenneth Allen Pigsley
Original assignee: Kimberly-Clark Worlwide, Inc.
Priority date: 2010-03-30
Filing date: 2011-02-21
Publication date: 2020-09-01
Also published as: US8757533B2; BR112012024974B1; US20110057068A1; WO2011121460A2; WO2011121460A3; EP2552816A4; EP2552816A2; EP2552816B1

Abstract

  PROCESSO PARA DESENROLAR UM ROLO-MÃE PARA FORMAR MÚLTIPLOS ROLOS DE PRODUTO A presente invenção provê um bobinador para bobinamento de uma trama para produzir um produto enrolado. O bobinador inclui um aparelho de transporte de trama que é usado para transporte da trama. Em uma modalidade exemplar também está incluída uma plurali-dade de módulos de bobinamento independentes. Os módulos de bobinamento estão posicionados de maneira independente para se engatarem, de maneira independente, com a trama conforme a trama seja transportada pelo aparelho de transporte de trama. Os módulos de bobinamento podem ser configurados para enrolar a trama para formar um produto enrolado por bobinamento de centro, bobinamento de superfície e combinações de bobinamento de centro e de superfície. Os módulos de bobinamento são estrutural-mente e operacionalmente independentes uns dos outros, no sentido que, se um módulo for desabilitado, outro ainda pode operar para produzir o produto enrolado sem paralisar o bobinador.

Description

,^J '3 = ¥ --Y "PROCESSO PARA DESENROLAR UM ROUJ-MÃE PARA FORMAR MÚLTIPLOS ROLOS DE PRODUTD"

HISTÓRICO Bobinadores (winders) são máquinas que enrolarrt 5 compriwentos de papel, comumente conhecidos como tramas de papel, em rolos. Essas máquinas são capazes de enrolar comprimentos de trama em rolos em altas velocidades através de um processo automatizado. Bobinadores de torre são bem conhecidos na técnica. Bobinadores de torre convencionais compreendem um conjunto de 10 torre rotativo, que suporta urna pIuralidade de mandris para rotação em torno de um eixo de torre. Os mandris transitam em uma trajetória circular em uma distância fixa a partir do eixo da torre. Os mandris se engatam a núcleos ocos sobre os quais um papel possa ser enrolado. Tipicamente, a trama de papel é 15 desenrolada a partir de urri rolo-mãe de uma maneira contínua, e o bobinador de torre enrola novamente a traIrla de papel por sobre os núcleos suportados nos mandris para fornecer toras (logs) individuais de diâmetros relativamente pequenos. A tora de produto enrolado é, então, cortada em comprimentos designados para formar 20 o produto final. Os produtos fíinais tipicamente criados por essas máquinas e processos são rolos de papel tíssue higiênico, rolos de toalhas de papel, rolos de papel e os similares.

A téenica de bobinamento usada erri bobinadores de torre é conhecida como bobinamento de centro. Um aparelho de 25 bobinamento de centro, por exemplo, conforrne descrito na patente U.S. reconcedida Número 28.353 para Nystrand, a qual é aqui incorporada por re£erência. No bobinamento de centro, um mandril é girado a Eim de enrolar uma trama para formar um rolo/tora, ccm ou sem urn núcleo. Tipicamente, o núcleo é montado em um mandril que 30 gira em altas velocidades no início de um ciclo de bobinamento e, então, desacelera conforwe o tamanho do produto enrolado sendo bobinado aumente, a fim de manter uma velocidade de superfície constante, correspondendo aproximadamente corn a velocidade da trama. Bobinadores de centro funcionam bem quando a trama que 35 estiver sendo enrolada apresentar uma superfície impressa, texturizada ou escorregadia. Àlém disso, tipicamente, bobinadores t' - "tí—/ W'

Y 2/45

T % y. de centro são preferíveis para produzir, cie maneira eficiente, produtos enrolados com volumes mais elevados, bobinados macios.

Um segundo tipo de bobinamento é conhecido na técnica como bobinamento de superfície. Uma máquina que usa a 5 técnica de bobinainento de superfÍcie é descrita na Patente U.S. No. 4.583.698. Tipicamente, no bobinamento de superfície, a trama é enrolada por sobre q núcleo via contato e atrito desenvolvidos com rolos rotativos. Um nip é tipicamente formado entre dois ou mais sisterrias de rolos que atuam conjuntamente. No bobinamento de 10 superfície, o núcleo e a trama que é enrolada em torno do núcleo são usualmente impelidos por rolos rotativos que operam aproximadamente na mesma velocidade que a velocidade da trama. O bobinamento de superEície é preferível para produzir, de maneira eficiente, produtos enrolados com volumes mais baixos, bobinados 15 rígidos.

Um problema encontrado em bobinadores tanto de centro quanto de superfÍcie envolve a paralisação do bobinador quando ocorre uma condição, tal como a falha de carga de um núcleo ou uma falha por rompimento da trama. Se um núcleo ern um bobinador 20 de torre, por exemplo, não for carregado ãe ínaneira apropriada por sobre o mandril, a máquina tein que ser paralisada para que a falha seja corrigida. Sirnilarmente, uma falha por rorripimento da trama em um bobinador de superfície também resujtará na paralisação da máquina. Isso resulta ern uma perda de produção e na exigência 25 irnediata de se obter serviços de reparo. A presente invenção fornece uma maneira de se eliminar tais problerrtas, permitindo que a máquina continue a produzir produto enrolado, muito embora uma condição de falha tenha ocorrido. Adicionalmente, a invenção incorpora as vantagens do bobinamento tanto de centro quanto de 30 superfície para produzir produtos enrolados apresentando várias características, por uso de bobinatrtento de centro, de bobinamento de superfície ou uma combinação de bobinamento de centro e de superfície.

Outro problema com bobinadores tanto de centro 35 quanto de superfície convencionais é que os bobinadores propiciam controle liwitado sobre as propriedades do produto enrolado resultante. Por exemplo, com respeito a bobinadores de centro, o

G 3 /45 4- único mecanismo de controle para controlar o volume de rolo do produto acabado é a tensão de trama. Portanto, bobinaãores de centro somente podem produzir produtos apresentando uma gama limitada de volumes de rolo sem causar atraso excessivo ou 5 aumentando a resistência do produto a níveis indesejados.

Bobinadores de superfície tarrtbérn são sirrtilarmente

L limitados na capacidade de controlar o volume de rolo de produtos resultantes. Bobinadores de superfície, por exemplo, dependem do atrito de superfície para impelir o rolo de bobinamento. 10 Tentativas de produzir produtos com um vcjume de rolo relativamente elevado exigem que a pressão de contato entre o material sendo enrolado e o dispositivo de bobinamento de superfície seja diminuída. A pressão de contato decrescente, entretanto, também diminui o atrito e resulta em perda de controle 15 sobre o produto sendo formado conduzindo a problemas de qualidade e a problemas de produtividade associados com instabilidade de tora no compartimento de bobinamento. Bobinadores de superfície também apresentam problemas quando se corre em velocidades relativamente raais elevadas, quando da produção de produtos com 20 volumes de rolo mais elevados.

Ern vista do acirna, existe atualmente uma demanda por um sistema e um processo que sejam capazes de produzir produtos enrolados apresentado uma maior gaina de características de volurne de rolo. Ern adição, existe uma demanda por urri sistema e 25 um processo capazes de produzir produtos ou apresentando tun baixo volume de rolo ou um elevado volume de rolo, embora também produzindo os produtos em velocidades relativamente elevadas e sem interrupção.

Na técnica anterior, urri bobinador é tipicamente 30 conhecido como urn aparelho que realiza de fato o primeiro bobinar daquela trama, de maneira geral formando o que é conhecido como um rolo-mãe (parent roll). Um rebobinador, por outro lado, é um aparelho que enrola a traina a partir do rolo-mãe por sobre um rolo que seja essencialmente o produto acabado. Deve ser observado que 35 a técnica anterior não é consistente em designar o que é e o que não é um bobinador ou unt rebobinador. Por exemplo, rebobinadores f "1 íf' 4/45 são, algumas vezes, chainados de bobinadores, e, algumas vezes, refere-se aos bobinadores como rebobinadores.

RESUMO objetos e vantagens da invenção serão ruostrados 5 ern parte na descrição seguinte, ou poderrt ser óbvios a partir da 7 descrição, ou podem ser aprendidos a partir da prática da presente invenção.

Conforme usado aqui, "bobinador" é genérico em relação a uma ínáquina para formação de um rolo-mãe, e uma máquina 10 (rebobinador) para formação de um rolo/tora a partir de um rolo- mãe. Em outras palavras, a palavra "bobinador" é ampla o bastante para cobrir um "bobinador" e um "rebobinador".

A presente invenção também inclui uma aparelho de transporte de trama para transportar uma trama até um bobinador 15 para bobinamento da trama para produzir um produto enrolado. Além disso, uma pluralidade de mÓdulos de bobinamento independentes pode estar presente. Os mÓdulos de bobinamento são posicionados, de maneira independente, para se engatarem, de maneira independente, à trama, conforme ela seja transportada pelo 20 aparelho de transporte de trarna. Os mÓdulos de bobinamento se engatam à trama e enrolam a trama para Eormar um produto enrolado.

Os rnódulos de bobinamento são configurados para enrolar usando bobinamento de centro, bobinamento de superfÍcie ou uma combinação de bobinarriento de centro e de superfície. Os mÓdulos de 25 bobinamento são controlados e posicionados independentemente um do outro. Portanto, se um módulo de bobinamento for desabilitadg, outro mÓdulo de bobinamento ainda poderá operar para produzir o produto enrolado sem se ter que paralisar o bobinador.

Também de acordo com a presente invenção, um 30 bobinador é descrito conforme acima, errt que a pluralidade de wódulos de bobinamento independentes pode, cada um, apresentar um aparelho de carregamento de núcleo e um aparelho de extração (stripping) de produto.

De acordo com a presente invenção, tambérrí é 35 descrito um bobinador conforme apresentado acima, ern que a pluralidade de módulos de bobinarnento independentes, cada um,

'S 5/45 b apresenta urrí rnandril impelido de centro por sobre o qual a trarna é enrolada para formar o produto enrolado.

De acordo corrí a presente invenção, também é descrito um método de produção de um produto enrolado a partir de 5 urria trama. Esse rnétodo inclui a etapa de transporte da trama por u um aparelho de transporte de trama. Outra etapa no método da presente invenção pode envolver o bobinamento da trama para formar c) produto enrolado por uso de uir ou mais mÓdulos de bobinamento.

Isso pode envolver o bobinamento da trama por um ou iríais mÓdulos 10 de bobinamento da pluralidade de mÓdulos de bobinamento em qualquer dado instante. O processo que é usado para enrolar a trarna pode ser bobinamento de centro, bobinamento de superfície ou uma combinação de bobinamento tanto de centro quanto de superfície. Os mÓdulos de bobinamento podem atuar de maneira 15 independente um do outro para permítir que um ou mais módulos de bobinamento ainda enrolem a trama para produzir um produto enrolado sem se ter que paralisar a pIuralidade ãe mÓdulos de bobinamento, se qualquer um dos mÓdulos de bobinamento restantes falhar ou forem desabilitados. O método de acordo com a presente 20 invenção tambérn inclui a etapa de transporte do produto enrolado a partir do mÓdulo de bobinamento.

Outra modalidade exemplificativa da presente invenção pode incluir urrí bobinador, que é usado para bobinamento de uma trama, para produzir í-un produto enrolado, que apresente um 25 aparelho de transporte de trama para transportar uma trama. Essa modalidade exernplificativa também apresenta uma pluralidade de mÓdulos de bobinamento independentes montados dentro uma armação, em que cada rnÓdulo de bobinarrtento apresenta urrt aparelho de posicionamento para mover o mÓdulo de bobinamento para engate com 30 a trama. Cada mÓdulo de bobinamento também apresenta um rnandril que seja girado, sobre o qual a trama é enrolada para formar q produto enrolado. Os módulos de bobinamento são operacionalmente independentes uns dos outros, ern que se qualquer dos módulos de bobinamento for desabilitado, os mÓdulos de bobinamento restantes 35 poderiam continuar a operar para produzir o produto enrolado serrt se ter que paralÁsar o bobinador. A velocidade de rotação do mandril e a distância entre o mandril e o aparelho de transporte

\.m h + 6/45 de trama podem ser controladas, de modo a produzir um produto enrolado cqhè as características desejadas. Os mÓdulos de bobinamento são coníiigurados para enrolar a trama por bobinaníento de centro, bobinamento de superfície e combinações de bobínamento 5 de centro e de superfície.

Outro aspecto da presente invenção inclui uma ..

modalidade exemplificativa do bobinador conforme imediatamente discutido, ern que cada rríódulo de bobinamento pode apresentar um aparelho de carregamento de núcleo para carregamento de um núcleo 10 por sobre o rnandril. Essa modalidade exemplificativa também apresenta un aparelho de extração de produto enrolado para remoção do produto enrolado do mÓdulo de bobinamento.

Por exernplo, em uma modalidade, o aparelho de carregamento de núcleo pode cornpreender um conjunto de 15 carregamento de núcleo montado de maneira deslizante sobre um mandril. O conjunto de carregamento de núcleo pode incluir um dispositivo de agarramento e um estabilizador. O dispositivo de agarramento pode incluir pelo menos dois membros de agarramento, que sejam mÓveis ein direção e estejam afastados urn do outro. Por 20 exemplo, os membros de agarramento podem ser atuados pneumaticamente ou hidraulicamente. O estabilizador, por outro lado, pode ser engatado de maneira deslizante no mandril, para estabilízação do mandri7 conforme o dispositivo de agarramento puxa um núcleo por sobre o mandril. O estabilizador, por exemplo, 25 pode apresentar uma configuração similar ao dispositivo de agarramento. O estabilizador pode incluir pelo menos dois membros de estábilização, que sejam mÓveis em direção e estejam afastados uns dos outros e cn1e circundem o mandril. De maneira similar ao dispositivo de agarramento, os membros de estabilização podem ser 30 atuados pneumaticamente ou hidraulicamente.

O conjunto de carregamento de núcleo pode ser fixado a um atuador, que seja configurado para mover o conjunto de carregamento de núcleo para trás e para frente através do rnandril. Nessa modalidade, a fim de carregar um núcleo por sobre o rnandril, 35 cis rnembros de agarramento do dispositivo de agarramento se engatam a um núcleo na primeira extremidade do rnandril, enquanto o atuador move q conjunto de carregamento de núcleo eui direção à segunda rj 7 /45 extremidade do mandril, por meío disto puxando um núcleo por sobre o material. O atuador, por exemplo, pode compreender uma trilha linear que é impelida por um servo motor.

Em urna modalidade, os rnembros de agarramento 5 apresentam um formato que circunda uma porção substancial do núcleo conforme ele seja puxado através do mandril. Por exemplo,

X os membros de agarramento podem definir um formato de seção transversal semelhante a retângulo, que seja configurado para se engatar a um núcleo sem prejudicar o núcleo. 10 Ern uma modalidade, um controlador, tal como um microprocessador, pode ser colocado em comunicação com c) atuador e o conjunto de carregamento de núcleo. O controlador pode ser configurado para carregar um núcleo por sobre c) mandril de acordo com uíria sequência predeterminada, para posicionamento do núcleo ern L5 uma localização particular.

Uma vez que o núcleo esteja carregado sobre o mandril, uma trama de material é enrolada por sobre o núcleo para formar urn rolo. Em uma modalidade, o conjunto de carregamento de núcleo pode ser usado para empurrar um rolo forTnado para fora do 20 mandril.

Outro aspecto da presente invenção está direcionado a um aparelho para romper urrta trama em movimento enquanto a trama estiver sendo enrolada por sobre os mandris. Em particular, o aparelho para romper a trama é particularmente bern 25 adequado para romper a trama a fim de forrnar uma nova borda de ataque sein se ter que parar ou desacelerar a trama.

Em urna modalidade, por exemplo, c) aparelho pode incluir um priweiro braço rotativo e um segundo braço rotativo, que estejam posicionados adjacentes a uma superfície 30 transportadora. O primeiro braço rotativo pode estar espaçado à montante a partir do segundo braço rotativo. O prímeiro braço rotativo define uma primeira superfície de contato, que entra em contato com a superfiície transportadora, quando o braço for girado, e o segundo braço rotativo define uma segunda superfície 35 de contato, que tambérn entra em contato corn a superfície transportadora, quando o braço for girado.

ü 8/45 A fim de romper uwa trarua em movimento sobre a superfície de contato, ambos os braços são girados Eazendo com que cada uma das superEícíes de contato entre em contato corrt a trama ern movimento sobre a superfície transportadora simultaneamente. O 5 segundo braço rotativo, contudo, é girado em uma velocidade mais rápida do que o primeiro braço rotativo, durante o contato -com a trama em movimento, fazendo com que a trama ern rnovimento se rornpa entre as primeira e segunda superfícies de contato.

Em urna modalidade, por exemplo, uma linha de 10 perfuração pode ser forrnaãa na trama em movimento, que seja, de maneira geral, perpendÍcular à direção do movimento. A linha de perfuração pode ser posicionada entre as primeira e segunda superfícíes de contato dos braços rotativos, durante o processo de rompimento, fazendo com que a trama se rompa ao longo da linha de 15 perfuração.

A superfície transportadora, em uma modalidade, pode cornpreender um rolo rotativo que gire, de rnaneira geral, na mesma veiocidade que a trama esteja se rnovendo. Por exemplo, em uma modalidade particular, a superfície transportadora pode 20 ccuupreender um rolo a vácuo que não somente gire, mas que mantenha a trama por sobre a superfície transportadora.

Durante o processo de rompimento, a primeira superfície de contato pode estar de movendo, de maneira geraj, a cerca da rnesma velocidade que a trama em movirnento durante o 25 contato. A segunda superfície de contato, por outro lado, pode estar se movendo de cerca de 2% a cerca de 200% mais rápido do que a primeira superfície de contato. Quando as superfícies que se contatam estiverem simultaneamente entrando em contato com a trama em movirrtento, as superfícies que se contatam poãem estar afastadas 30 entre si por qualquer distância adequada. Por exernplo, em urna modalidade, as superfícies de contato podem estar afastadas entre si de cerca de 5,1 cm (2 polegadas) a cerca de 30,5 cm (12 poIegadas), tal como afastadas entre si de cerca de 10,2 cm (4 polegadas) a cerca de 20,3 cm (8 polegadas).

35 Ainda outra modalidade exernplificativa da presente invenção inclui urrí bobinador conforme substancialmente discutido acima, ern que cada um dos rnÓdulos de bobinamento

[ 9/45 apresente um meio de bobinamento de centro, um rneio de bobinamento de superfície e urría combinação de meios de bobinamento de centro e de superfície.

Em uma modalidade de um processo e de um sistema 5 feitos de acordo corn a presente invenção, bobinamento de centro e *· d de superfície são usados em combinação para controlar pelo menos uma propriedade do produto enrolado sendo formado. Em uma modalidade, por exemplo, o processo inclui as etapas de desbobinamento de uma traina de tecido a partir de um rolo-mãe e de lO transporte da trama de tecido à jusante e,m um aparelho de transporte de trama em uma tensão. Uma pluralidade de mÓdulos de ;r bobinamento pode ser posicionada adjacente ao aparelho de transporte de trama. Cada mÓdulo ãe bobinainento pode incluir um mandril, que esteja em associação operativa com uírt dispositivo 15 impelidor. Um mandril rotativo pode ser posicionado adjacente ao aparelho de transporte, para formar um nip entre o aparelho de transporte de trama e o rnandril.

Uma trama de papel tissue pode ser transportada para o nip Eorrrtado entre o rnandril e o aparelho de transporte de 20 trama, de modo a iniciar o bobinamento da trama por sobre c) rnandril. De acordo com a presente invenção, a pressão de nip, a tensão que chega e/ou o torque do mandril podem ser controlados, a firn de controlar o volurne de rolo de um rolo sendo enrolado. Em particular, o processo acima é capaz de produzir produtos 25 enrolados apresentando urna ampla gama de características de volume de rolo. Por exemplo, a pressão de nip, a tensão que chega e o torque do mandril podem ser todos controlados em ccmbinação, para produzir produtos enrolados apresentando um volume de rolo desejado em qjualquer ponto entre cerca de 2 crnjg a cerca de 30 14 cm3/g, tal como de cerca de 3 cmÜg a cerca de 13 cm'/g.

Conforme descrito acima, cada mÓdulo de bobinamento é capaz de operar de maneira independente de outro módulo de bobinamento no sisterna. Dessa maneira, mÓdulos de bobinamento diferentes podem ser configurados para produzir 35 produtos apresentando as mesmas ou diferentes características. Por exemplo, em uma modalidade, um módulo de bobinamento pode ser configurado para produzir produtos apresentando um certo voltune de

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V 10/45 rolo, enquanto que outro módulci de bobinamento no sistema pode ser ? configurado para produzir simultaneamente produtos apresentando um diferente volurne de rolo. Ern adição a diferentes volumes de rolo, os diferentes módulos também podem produzir produtos apresentando 5 diferentes diâmetros de rolo.

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BREVE DESCRTÇÃO DOS DESENHOS A Figura 1 é urna vista em perspectiva de uma modalidade exernpiificativa de um bobinador da presente invenção.

Esse bobinador inclui uma pluralidade de módulos de bobinamento 10 independentes, que estão posicionados na direção da trama com Y' respeito uns aos outros e substanciaimente contidos dentro de uma armação wodular.

A Figura 2 é uma vista em perspectiva de uma modalidade exemplificativa de um bobinador da presente invenção. 15 Esse desenho mostra uma pluralidade de mÓdulos de bobinamento independentes, que estão realizando as várias funções de urn ciclo de bobinamento de tora.

A Figura 3 é uma vista em planta de uma modalidade exemplificativa de um bobinador da presente invenção. O 20 desenho mostra uma pluralidade de rnÓdulos de bobinarnento independentes linearmente situados corn respeito uns aos outros e realizando as várias funções de um ciclo de bobinamento de tora.

A Figura 4 é uma vista de elevação frontal de uina rriodalidade exemplificativa de um bobinador da presente ínvenção. O 25 desenho mostra urria pluralidade de módulos de bobinamento independentes linearmente situados com respeito uns aos outros e realizando as várias funções de urn ciclo & bobinamento de tora.

A Figura 5 é uma vista de elevação lateraí cie uma modalidade exerríplificativa de um bobinador da presente invenção. Q 30 desenho mostra uma pluralidade de módulos de bobinamento em adição a outros módulos, que realizam funções em urna trama.

A Figura 6 é uma vista de elevação lateral de tuna modalidade exemplificativa de um mÓdulo de bobinamento independente de acordo com a presente invenção. O desenho mostra o 35 módulo de bobinamento se engatando a uma trama e formando um produto enrolado.

T 11/45 A Figura 7 é uma vista de elevação lateral de uma rríodalidade exemplificativa de um mÓdulo de bobinamento de acordo com a presente invenção. O desenho mostra o módulo de bobinamento usando rolos para formar um produto enrolado somente via 5 bobinamento de superfície. & 4 A Figura 8 é uma elevação lateral de uma rnodalidade exemplificativa de um bobinador de acordo com a presente invenção. O desenho mostra uma pluralidade de mÓdulos de bobinamento independentes estando situados radialnente com iO respeito uns aos outros e interagindo com um aparelho de transporte de trama circular.

A Figura 9 é uma vista de elevação lateral de uma modalidade exemplificativa de urn módulo de bobinamento independente de acordo com a presente invenção. O desenho mostra 15 um módulo de bobinamento que interage corn um aparelho de transporte de trarna circular. A Figura 10 é uma vista em perspectiva de uma trama sendo transportada por um aparelho de transporte de trama para proxirnidade com um mandril apresentando um núcleo. 20 A Figura 11 é uma vista em perspectiva de um mandril rotativo e núcleo, que estão bobinando urrta trama.

A Figura 12 é uma vista em perspectiva de um produto enrolado com urn núcleo, que é mostrado sendo extraído de um mandril. 25 A Figura 13 é uma vist-a em perspectiva de um mandril, que está em posição para carregamento de urn núcleo.

A Figura 14 é uma vista em perspectiva, que mostra um núcleo sendo carregado por sobre um mandril através de um aparelho de carregamento de núcleo.

30 A Figura 15 é uma vista lateraí de urna modalidade de urri aparelho para rorupimento de uma trama em movirnento.

As Figuras 16 até 23 são vistas em perspectiva de uma modalidade alternativa ãe um aparelho de carregamento de núcleo mostrando sequencialmente um núcleo sendo carregado por 35 sobre um mandril e, então, sendo extraído do mandril. A Figura 24 é uma vista lateral do conjunto de carregamento de núcleo ilustrado nas Figuras 16 até 23.

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DESCRIÇÂO DETALHADA i Agora, será feita referêncía em detalhes a modalidades exempiificativas da invenção, um ou mais exemplos dos quais são ilustrados nos desenhos. Cada exemplo é fornecido por ·3 5 meio de explicação da invenção, e não são entendidos como uma iimitação da invenção. Por exemplo, características, ilustradas ou descritas corrto parte de uma modalidade exernplificativa, podem ser usaãas com outra modalidade exemplificativa, para produzir ainda uma terceira modalidade exemplificativa. Pretende-se que a 10 presente invenção inclua essas e outras rnodificações e variações.

Um bobinador é fornecido na presente invenção, que é capaz de bobinar a trama diretamente a partir de um rolo- mãe, para formar urrí produto enrolado. O bobinador pode compreender um mÓdulo de bobinamento, que apresenta um mandril rotativo, que 15 se engata à borda de ataque de uma trama em wovimento. Quando da transferência da borda de ataque da trama para q núcleo, o mandril de bobinamento é desengatado do aparelho de transporte removendo qualquer pressão de nip para o restante da bobina. A trama pode ser enrolada em torno do núcleo através da rotação do mandril 20 irnpelido de centro. Esse tipci de bobinamento é conhecido como bobinamento de centro. Àdicionalmente, c) rnandril pode ser colocado por sobre a trama para formar e manter pressão de nip entre q mandril de bobinamento e a trama. a trama pode ser enrolada em torno do núcleo através da rotação do mandril impelido de 25 supertície. Esse tipo de bobinamento é uma. forma de bobinamento de superfÍcie. Como tal, o mÓdulo de bobinartento da presente invenção pode enrolar trarna para formar um produto enrolado por bobinarnento de centro, bobinamento de superfície e combinações de bobinamento de centro e de superfície. Isso propicia a produção de produtos 30 enrolados COKl graus variáveis de maciez e firuíeza.

Por exemplo, em uma modalidade, o aparelho de bobinamento pode incluir um mandril de irnpelido e urrta correia transportadora impelida e c) aparelho pode incluir controle sobre a posição do mandril, o controle de impulsão do mandril e o controle 35 de impulsão da correia transportadora de urrta maneira que controle a tensão de trama, as forças no nip e a geração de torque entre o impulso de centro e o impulso de superfície para aumentar. a

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D 13/45 2 capacidade de bobinamento de produto. Dessa maneira, por exemplo, m

V o aparelho pode ser usado para produzir produtos apresentando volurries de rolos relativamente baixos, produtos apresentando volumes de rolos relativamente elevados, e produtos apresentando 5 volumes de rolos em qualquer ponto entre esses extremos. Ern 3 adição, q controle aperfeíçoado sobre condições de bobinamento também propicia resistências de perfuração reduzidas, quando da produção de produtos perfurados. De particular vantagern, todos os produtos acirna podern ser produzidos em velocidades relativamente 10 rápidas, tais como em velociàades maiores do que 457,2 m/rnin (1.500 pés por minuto), tal como em' velocidades maiores do que 548,6 m/min (1.800 pés por minuto),,·'tal corno mesmo ern velocidades maiores cío que 609,6 m/min (2.000 E$éS por minuto).

Àíérrí disso, a" presente invenção propicia urn 15 bobinador que apresenta uma pluralidade de módulos de bobinamento independentes. Cada mÓdulo de bobinamento individual pode enrolar a trama, tal que, se um ou mais mÓdulos forem desabilitados, os mÓdulos restantes podem continuar a enrolar sem interrupção. Isso permite que assistência do operador e manutenção de rotina ou 20 reparos de urn raÓdulo sejam feitos sern paraíisação do bobinador.

Essa configuração apresenta a vantagem particular pelo fato ãe que resíduos sejam eliminados e a eficiência e a velocidade da produção do produto enrolado sejam aperfeiçoadas.

A presente invenção Eaz uso de um módulo de 25 bobinamento 12, conforme mostrado na Figura 1, a fim de enrolar uma trama 36 e formar um produto enrolado 22. Embora uma pluralidade de módulos de bobinamento independentes 12 possa ser usada na presente invenção, para produzir produtos enrolados 22, a explicação do funcionamento de somente um mÓdulo de bobinamento 12 30 é necessária, a fim de se entender c) processo de construção' do produto enrolado 22.

Referindo-se à Figura 5, uma trama 36 é transportada por um aparelho de transporte de trama 34, conforrrie mostrado. A trama 36 é cortada em um comprimento predeterminado 35 por uso de, por exemplo, um módulo de corte (cut-off) 60 que pode ser configurado como uma barra de aperto (pinch), conforme descrito na Patente U.S. No. 6.056.229. No entanto, qualquer outra a 14/45 maneira adequada para cortar a trama 36 em um ccunprimento desejado pode ser empregada. Por exemplo, outra modalidade de uin módulo de corte 60, de acordo com a presente invenção, é mostrada na Figura 15, a qual será descrita ern maiores detalhes abaixo.

5 Adicionalmente, a trama 36 pode ser perfurada por um módulo de perfuração 64 e ter um adesivo aplicado a ela por um módulo aplicador de adesivo de vedação de transferência/cauda 62, contorme também mostrado na Figura 5. Àdicionalmente, em outras modalidades exemplificativas, adesivo pode ser aplicado ao núcleo 10 24, confiorme Qposto à trama 36. Referindo-se novamente à Figura 10, o mandril 26 é acelerado, de modo que a velocídade do mandril 26 corresponda à velocidade da trama 36. O mandril 26 apresenta um núcleo 24 Iocalizado sobre ele. O mandril 26 é abaixado para uma posição pronta para enrolar e aguarda a trama 15 36. O núcleo 24 é movido para entrar em contato com a borda de ataque da trama 36. A trama 36 é', então, enrolada por sobre o núcleo 24 e é fixada ao núcleo 24, por exemplo, pelo adesivo previamente aplicado e/ou pelo contato entre o núcleo 24 e a trama

36.

20 A Figura ii rnostra a trama 36 sendo enrolada por sobre o núcleo 24. O bobinamento da trama 36 por sobre o núcleo 24 pode ser controlado pela conipressão do núcleo 24 por contra o aparelho de transporte de trama 34 para forrrtar urn nip. A magnitude com a qual o núcleo 24 é cornprirnido contra o aparelho de 25 transporte de trama 34 cria uma pressão de nip, que pode controlar o bobinamento da trama 36 por sobre o núcleo 24. Àdicionalmente, a tensão que chega da traina 36 pode ser controlada a fim de efetuar o bobinamento da trama 36 por sobre q núcleo 24. Outro controle que é possível para enrolar a trama 36 por sobre o núcleo 24 30 envolve o torque do mandril 26. A variação do torque sobre o mandril 26 causará uma variação no bobinamento da trama 36 por sobre o núcleo 24. Todos os três desses tipos de controles de bobinamento, "nip, tensão e diferencial de torque", podem ser empregados na presente invenção. Além disso, o bobinamento da 35 trama 36 pode ser afetada simplesmente usando um ou mais desses controles. A presente invenção, portanto, permite que qualquer

Q « 15/45 T, combinação de controles de bobinamento seja empregada a fim de enrolar a trama 36.

Se não feito antes, a trama 36 pode ser cortada, uma vez que o comprimento desejado de trama 36 tenha sido enrolado 5 por sobre o núcleo 24. Nesse ponto, a borda de ataque da prÓxima ,> trama 36 será movida pelo aparelho de transporte de trama 34 para t entrar em contato com outro mÓdulo de bobinamento 12.

A Figura 12 mostra o mandril 26 sendo movido a partir de um local imediatamente adjacente ao aparelho de 10 transporte de trama 34, na Figura 10, para uma pòsição r ligeiramente acima do aparelho de transporte de trama 34. O comprimento enrolado da trama 36 é mostrado na Figura 12, corno sendo um produto enroiado 38 com um núcleo 24. Agora," uma Eunção de extração é realizada, que Klove o produto enroiaào 38 com um 15 núcleo 24 para fora do mandril 26. Esse mecanismo'é mostrado como um aparelho de extração de produto 28, na Figura 2. O produto enrolado 38, com um núcleo 24, é movido por sobre um apareího de transporte de produto enrolado 20, conforme mostrado nas Figuras 1 e 2. 20 Uma vez que o produto enrolado 38, com um núcleo 24, seja extraído do rnandril 26, o mandril 26 é movido para urna posição de carregamento de núcleo, conforme rnostrado na Figura 13.

O aparelho de extração de produto 28 é mostrado errt mais detalhes na Figura 2. Uma vez que o aparelho de extração de produto 28 25 acabe a extração do produto enrolado 38, com um núcleo 24, o aparelho de extração de produto 28 é posicionado na extremidade do mandril 26. Esse posicionamento atua para estabilizar Cl mandril 26 e impedi-lo de se mover devido à confíiguração de cantilever do mandrit 26. Em adição, o aparelho de extração de produto 28 30 auxilia a posicionar apropriadamente o ponto de extremidade de mandril 26 para c) carregamento de um núcleo 24.

A Figura 14 mostra uma modalidade de um núcleo 24 sendo carregado por sobre o mandril 26. O carregamento do núcleo 24 é afetado por um aparelho de carregamento de núcleo 32. O 35 aparelho de extração de produto tambérrt pode servir corno um aparelho de carregamento de núcleo. O aparelho de carregamento de núcleo 32 pode ser simplesmente urn engate friccional entre o y 16/45 :L aparelho de carregamento de núcleo 32 e o núcleo 24. No entanto, o * aparelho de carregamento de núcleo 32 pode ser configurado de outras maneiras conhecidas na técnica. Por exerrtplo, outra modalicíade de um aparelho de carregamento de núcleo, feito de 5 acordo com a presente invenção, é rnostrada nas Figuras 16-24, a qual será descrita errí maiores detalhes abaixo. Ern uma modalidade da presente invenção, uma vez que o núcleo 24 seja carregado, um braço de acoplamento (cupping) 70 (mostrado na Figura 6) se fecha.

Quanão do carregamento do núcleo 24 por sobre o mandril 26, o 10 mandril 26 é movido para a posição pronta para enrolar, conforme mostrado na Figura 10. Os núcleos 24 são posicionados em um aparelho de fornecirnento de núcleo 18, conforme mostrado nas Figuras, 1, 2, 3 e 4.

A Figura 1 mostra uma modalidade exemplificativa 15 de um bobinador de acordo corri a invenção, corno um "rebobinador" 10 com uma pIuralidade de mÓdulos de bobinamento i2 independentes, dispostos de uma maneira linear com respeito uns aos outros. Uma armação 14 suporta a pluralidade de módulos de bobinamento 12 independentes. Um aparelho de transporte de trama 34 está 20 presente, o qual transporta a trarna 36 para contato eventual com a pluralidade de mÓdulos de bobinarnento 12 independentes. A armação 14 é composta por uma pluralidade de montantes 16, por sobre os quais a pluralidade de mÓdulos de bobinamento 12 indepenãentes são engatados de maneira deslizável e suportados. A armação 14 também 25 pode compreender seções de armações rnodulares, que se engatariam a cada uma outra para formar uma estrutura rígida. 0 número de seções de arrriações modulares coincidiria com o número de módulos de bobinamento utilizados. Sítuada adjacente à armação 14 há uma série de 30 aparelhos de fornecimento de núcleo 18. Uma pluralidade de núcleos 24 pode ser incluída dentro de cada aparelho de fornecimento de núcleo 18. Esses núcleos 24 podem ser usados pela pIuralidade de mÓdulos de bobinamento 12 independentes para formar produtos enrolados 22. Urna vez formados, os produtos enrolados 22 podem ser 35 removidos da pIuralidade de rnÓdulos de bobinamento 12 independentes e colocados por sobre uín aparelho de transporte de produto enrolado 20. O aparelho de transporte de produto enrolado r- Y' 17/45 20 é posicionado prÓximo à armação 14 e ao aparelho de transporte de trama 34.

A Figura 2 rnostra um bobinador 10 conforme substancialmente descrito na Figura 1, mas apresentando a armação 5 14 e outras partes removidas por clareza. Nessa rriodalidade exerríplificativa, a pluralidade de módulos de bobinamento 12 :. independentes é composta por seis módulos de bobinamento 1-6.

Entretanto, deve ser entendido que a presente invenção inclui modalidades exemplificativas apresentando qualquer número de 10 mÓdulos de bobinarríento L2 independentes sendo diferente de seis em número, por exemplo, somente um mÓdulo de bobinamento 12 pode ser usado em outra modalidade exemplificativa.

Cada rnódulo de bobinamento 1-6 é mostrado realizando tma função diferente. O mÓdulo de bobinamento 1 é 15 mostrado no processo de carregamento de urn núcleo 24 sobre ele. A pluralidade de rrtÓdulos de bobinamento i2 independentes é àotada com um aparelho de carregamento de núcleo para posicionamento de um núcleo 24 por sobre urn mandril 26, da pluralidade de mÓdulos de bobinamento 12 independentes. Qualquer núrríero de variações de um 20 aparelho de carregamento de núcleo pode ser utilizado ern outras modalidades exernplificativas da presente invenção. Por exemplo, o aparelho de carregamento de núcleo pode ser urna combinação de uma haste qjue se estende para o aparelho de fornecimento de núcleo 18 e empurra um núcleo 24 parcialmente por sobre o mandril 26 e um 25 rnecanismo fixado ao atuador linear do aparelho de extração de produto 28, que se engata friccionalmente e puxa o núcleo 24 pela distância restante por sobre o mandril 26. Conforme mostrado na Figura 2, o rnódulo de bobinamento 1 está no processo de puxar um núcleo 24 do aparelho de fornecimento de núcleo 18 e posicionar o 30 núcleo 24 sobre o mandril 26.

Referindo-se às Figuras 16-24, é mostrada uma modalidade de um aparelho de carregamento de núcleo, que pode ser usado de acordo com a presente invenção. Ern particular, as Figuras 16-23 ilustram uma sequência de carregamento de um núcleo 24 por 35 sobre um mandril 26, a Eirri de formar um produto enrolado 22, que, então, é extraído do mandril 26.

TT u 18/45 Conforme mostrado na Figura 16, o aparelho de carregamento de núcleo incíui um conjunto de carregamento de núcleo 200, que desliza para trás e para frente através do mandril

26. O conjunto de carregamento de núcleo 200 inclui um dispositivo 5 de agarramento 202 para engatar o núcleo 24 e, opcionalmente, do

G estabilizador 204. O conjunto de carregamento de núcleo 200 é fixado a um atuador 208, tal como um atuador linear, conforme mostrado. Em particular, o conjunto de carregamento de núcleo 200 é montado ao atuador linear, que é posicionado paralelo ao mandril 10 26. O atuador 208 inclui urn motor 210, que impele uma trilha 212.

A trilha 212 é Eixada ao conjunto de carregamento de núcleo 200, tal que o conjunto de carregamento de núcl"eo atravesse para trás e para frente o mandril 26, confiorme o motor 206 impulsione a trilha

212. A trilha 2í2 pode compreender, por exerriplo, uma correia, 15 conforme mostrado ou pode ser urna corrente ou qualquer outro dispositivo adequado.

Em adição ao atuador linear 208, conforme mostrado na·Figura 16, deve ser entendido que qualquer atuador adequado pode ser usado, que seja capaz de mover o conjunto de 20 carregamento de núcleo 200 ao longo do mandril 26. Por exemplo, em outras modalidades, pode ser usado um atuador pneumático ou hidráulico. Alternativamente, um parafuso de esfíera ou os sirnilares podetn ser usados como o atuador.

O mandril 26, conforme mostrado, é suportado em 25 uma extremidade por um mancal 214. Na extremidade oposta, o mandril 26 é engatável corn um braço de acoplamento 70. O braço de acoplamento 70 está em cornunicação ccun urn motor 206. O rnotor 206 faz com que o braço de acoplamento gire, por meio disto se engatando com a, e se desengatando da, extremidade do mandril 26. 30 Por exemplo, na Figura 20, o braço de acoplamento 70 é mostrado na pQsição engatada para suportar a extremidade do mandril 26. O braço de acoplainento 70 é usado para engatar e suportar a extremidade do rnandril 26 durante o bobinanento. Quando do carregamento do núcleo 24 ou quando da extração de um produto 35 enrolado do mandril 26, por outro lado, o braço de acoplamento 70 se desengata do mandril 26. Quando o braço de acoplamento 70 é desengatado do mandril 26, o estabilizador 204 do conjunto de

Í ¥' *' 19/45 carregamento de núcleo se engata com o mandril para suportar çg mandril, enquanto um núcleo estiver sendo carregado.

Conforme ilustrado na Figura 16, c) dispositivo de agarramento 202 e o estabilizador 204 estão contidos dentro de um 5 alojamento 216 para formar o conjunto de carregamento de núcleo

200. Uma vista ampliada, do dispositivo de agarramento 202 e do estabilizador 204 com o alojamento removido, é mostrada na Figura 18. Uma vista de seção transversal do dispositivo de agarramento 202 tarrtbérrt é ilustrada na Figura 24. Conforme mostrado 10 na Figura 24, o ãispositivo de agarramento 202 inclui meMbros de agarramento 218, que se pretende que circundern e agarrern o núcleo

24. Na modalidade ilustraãa na Figura 24, quatro membros de agarramento 218 são mostrados. Deve ser entendido, contudo, que um maior ou menor número de merribros de agarramento pode ser 15 utilizado. Os merábros de agarramento são móveis em direção a, e para longe uns dos outros para agarramento e liberação do núcleo

24.

Por exernplo, em uma modalidade, os rnembros de agarramento 218 podern ser atuados pneumaticamente ou 20 hidraulicamente. A esse respeito, conforme mostrado na Figura 18, o dispositivo de agarrarríento 202 inclui uma entrada de fluido 220 e uma saída de fluido 222. A entrada de fluido 220 e a saída de fluido 222 são para escoamento de um fluido para dentro e para fora do dispositivo de agarramento 202 para rnover, 25 respectivamente, os membros de agarramento 218 em direção a, e para longe uns dos outros.

Na wodalidade ilustrada na Figura 24, os membros de agarramento 218, de maneira geral, formam urri formato de seção transversal semelhante a retângulo para engate corn o núcleo 24.

30 Entretanto, deve ser entendido que pode. ser utilizado qualquer formato de seção transversal adequado capaz de circundar o núcleo 24 para engate com o núcleo. Por exemplo, em uma modaliãade alternativa, o dispositivo de agarraInento 202 pode incluir somente dois membros de agarramento que apresentem um formato semelhante a 35 arco.

Pretende-se que os membros de agarramento 218 do dispositivo de agarramento 202 se engatem e segurem o núcleo 24 m '¥

Ò 20/45 para puxar o núcleo por sobre o mandril 26 sem daníficar o núcleo.

W Por exernplo, tendo-se os rnembros de agarramento 218 sendo controlados por fluido permitem-se ajustes finos na quantidade de pressão sendo coIocada no núcleo 24. Em adição, os mernbros de 5 agarramento 218 podem pivotar, o que possibilita que os membros de agarramento se acomodem por algum desalinhamento.

Por exernplo, conforme mostrado na Figura 24, q dispositivo de agarramento 202 inclui um'primeiro meínbro de pivô 223 definindo um primeiro ponto de pivô 224 e um sègundo rriembro de 10 pivô 225 definindo um segundo ponto de pivô 226. Em adição, o dispositivo de agarramento 202 inclui quatro molas 228. Mais particularmente, o ponto de pivô 224 é circundado por uma rrtola superior e inferior 228, enquanto que o ponto de pivô 226 tambérn é circundado por uma mola superior e inferior 228. Os pontos de pivô 15 e as molas permitem que aos mernbros de pivô 223 e 225 e, portanto, aos membros de agarramento 218, alguma flexibilidade de movimento. Mais particularmente, o par direito de membros de agarramento 218 pode pivotar ern torno do ponto de pivô 224, enquanto que o par esquerdo de membros de agarramento 218 pode pivotar em torno do 20 ponto de pivô 226. Dessa maneira, quando o núcleo 24 for engatado pelos membros de agarramento, os menibros de agarramento podem não somente se mover para trás e para Erente, mas também podem pívotar para puxar o núcleo por sobre o mandril sem desalinhamento e sern danificar o núcleo. 25 Os membros de agarramento 218 podem ser feitos a partir de qualquer material adequado capaz de se engatar com o núcleo 24 sem danificar o núcleo. Os merribros de agarramento 218, por exernplo, podem ser feitos a partir de.qualquer material rígido ou macio adequado. Erri uma modalidade particular, por exemplo, os 30 membros de agarramento 218 podem ser feitos a partir de um metal.

Conforme mostrado na Figura 18, o conjunto de carregamento de núcleo 200 tambéru incZui o estabilizador 204. O estabilizador 204 pode ser incluído no conjunto a fim de estabilizar o mandril, conforme o núcleo está sendo carregado por 35 sobre Ci mandril. Em urna rnodalidade, conforme mostrado na Figura 18, o estabilizador 204, de rnaneira geral, pode apresentar a mesrna construção que o dispositivo de agarramento 202. Por

^

W 21/45 exemplo, o estabilizador 204 pode incluir pelo menos dois melnbros * de estabilização, que se engatam de maneira deslizável com o

W rnandril 26 e se movern em direção a, e para longe uns dos outros por escoamento de um Eluido através de uma entrada de fluido 230 e 5 de uma saída de fíluido 232. Em uma modalidade, o estabilizador 204 pode incluir quatro membros de estabilização apresentando a mesma configuração exata que os membros de agarramento 218. Os rrtembros de estabilização, entretanto, são para engate de maneira deslizantie coin o mandril 26. A esse respeito, os membros de 10 estabilização podern apresentar uma superfície de baixo atrito feita de um material lubrificante, tal corno urrta poliolefina. Os membros de estabilização, por exemplo, podem incluir uma superfície de polietileno ou de polipropileno, que deslize entre o uiandril 26, conforme o núcleo 24 seja carregado.

15 O conjunto de carregamento de núcleo 200 e o atuador 208 podern ser posicionados em comunicação corn um controlador, tal COúlO um microprocessador, que seja capaz de atuar uma sequência para carregamento de um núcleo por sobre c) mandril erri uma posição desejada e, então, extrair um produto enrolado a 20 partir do rnaterial. Uma sequência para carregamento de um núcleo por sobre o mandril é ilustrada nas Figuras 16-23.

Por exemplo, conforme mostrado na Figura 16, a fim de carregar o núcleo 24 por sobre o rnandril 26, o braço de acoplamento 70 é primeiramente desengatado do mandril 26 e o 25 conjunto de carregarüento de núcleo 200 é posicionado na extrernidade aberta do mandril 26. Dessa maneira, nãcj somente o conjunto de carregamento de núcleo 200 está em uma posição para engate corn o núcleo 24, mas, também, estabiliza o mandril 26, quando o braço de acoplamento 70 for desengatado.

30 Conforrne mostrado nas Figuras 17 e 18, o dispositivo de agarramento 202 circunda uma circunferência externa do núcleo 24 para engate com o núcleo. O núcleo pode ser fornecido ao dispositivo de agarramento a partir de um aparelho de fornecimento de núcleo. 35 Uma vez que o núcleo esteja engatado, c) núcleo 24 é puxado por sobre o manãril 26, conforme mostrado na Figura 19 usando o atuador 208. O atuador 208 pode ser configurado para m 22/45 posicionar o núcleo 24 em uma posição particular sobre c) mandril

26. Uma vez que o núcleo 24 esteja posicionado em uma posição particular, o dispositivo de agarramento 202 pode liberar o núcleo, conforme mostrado na Figura 20. o conjunto de carregamento 5 de núcleo 200 é, então, movido adicionalmente para a extremidade do mandril, para prevenir a interferência com o núcleo 2á, conforme a trama de material seja enrolada por sobre o núcleo. Àlém ãisso, conforme wostrado na Figura 20, o braço de acoplamento 70 é rnovido de volta para engate com q mandril 26. 10 Urna vez que o núcleo 24 seja carregado por sobre o mandril 26, conforrne mostrado na Figura 20, um produto enrolado 22 é formado sobre o mandril, conforrne mostrado na Figura 21. De particular vantagern, nessa rnodalidade, q conjunto de carregaraento de núcleo 200 também pode ser usado para extrair o produto 15 enrolado 22 do mandril 26. Por exemplo, conforme mostrado na Figura 22, uma vez que o produto enrolado 22 é formado, o atuador 208 pode mover q conjunto de carregamento de núcleo 200 para engate com o produto enrolado para deslizar para fora o produto enrolado do mandril 26, conforme mostrado na Figura 23. O produto 20 enrolado 22, uma vez extraído do mandril 26 pode, então, ser alimentado a um aparelho de transferência de produto enrolado. De particular vantagem, o conjunto de carregarnento de núcleo 200 estabiliza o mandril conforme ele empurra o produto enrolado para fora do mandril. Em particular, o conjunto de carregamento de 25 núcleo 200 mantém a extremidade livre aberta do mandril, o que reduz c) arranque (whip) do mandril e, portanto, evita contra desalinhamentos. Adicionalmente, uma vez que o produto enrolado é extraído do mandril, o conjunto de carregamento de núcleo 200 está em uma posíção para engate e para puxar um novo núcleo por sobre o 30 rnandril.

O aparelho de carregamento de núcleo descrito acima pode fornecer vários benefícios e vantagens quando da formação dos produtos enrolados. Por exemplo, o aparelho de carregamento de núcleo, conforme descrito acima, é capaz de puxar 35 os núcleos por sobre o mandril para uma posição fixa. Em adição, o rnandril é estabilizado e mantido em posição durante o processo de carregamento. Por minimização de mudanças de posição do núcleo e do mandril, a probabilidade de carregamento de'núcleo bem sucedido é vastamente aperfeiçoada, o que maximiza a produtividade e minimiza qs resíduos, com respeito às operações de carregamento de núcleo. Além disso, o aparelho de carregamento de núcleo, conforme 5 descrito acima, é condizente a várias condições de material e rigidez de núcleo. Pof exemplo, núcleos moles ou flácidos podern ser puxados por sobre mandris ao invés de material de papel rígido, se desejado. Errt adição, o aparelho de carregamento de núcleo tarnbém serve como um dispositivo de extração de tora depois 10 que o produto enrolado seja formado. Essa dupía função é vantajosa « i : porque ela siínplifica o projeto e minimiza as ferragens.

Referindo-se novamente à Figura 2, o módulo de i bobinamento 2 é rnostrado como tendo-se removido o produto enrolado 22 de seu mandril 26. O produto enrolado 22 é colocado por sobre 15 urn aparelho de transporte de produto enrolado 20. Nesse caso, o produto enrolado 22 é um produto enrolado corn um núcleo 38. Um tal produto enrolado com um núcleo 38 é um produto enrolado 22, que é formado tendo-se a trama 36 sendo einbrulhada de maneira espiral em torno de um núcleo 24. Deve ser entendido que o produto enrolado 20 22 também pode ser um produto enrolado que não apresenta um núcleo 24 e, ao invés disto, é simplesmente urn rolo sódio de trama enrolada 36. Tanibérn pode ser o caso que o produto enrolado 22, formado pela presente invenção, não inclua um núcleo 24, mas apresente tuna cavidade no centro do produto enrolado 22.. Várias 25 contigurações de produto enrolado 22 podern, portanto, ser formadas de acordo com a presente invenção.

Cada um da pluralidade de mÓdulos de bobinamento 12 independentes é dotado com um aparelho de extração de produto 28, que é usado para remover o produto enrolado 22 dos módulos de 30 bobinamento 1-6. O mÓdulo de bobínamento 3 é mostrado corno estando no processo de extração de um produto enrolado 22 a partir do mÓdulo de bobinamento 3. O aparelho de extração de produto 28 é mostrado como sendo um flange, que estabiliza o mandril 26 e entra em contato com uma extremidade do produto enrolado 22 e ernpurra o 35 produto enrolado 22 para fora do rnandril 26. Àlém dísso, o aparelho de extração de produto 28 auxilia a posicionar a extremidade do mandril 26 na posição apropriada para o

> ^ 24/45 carregamento de um núcleo 24. O aparelho de extração de produto B enrolado 28, portanto, é um aparelho mecânico que se move na direção do aparelho de transporte de produto enrolado 20. O aparelho de extração de produto 28 pode ser configurado de maneira 5 ãiferente em outras modalidades exemplificativas da invenção.

O mÓdulo de bobinamento 4 é mostrado como estando no processo de bobinamento da trama 36, a fim de forrnar o produto ,.q enrolado 22. Esse processo de bobinamento pode ser bobinamento de t: ·1 ' centro, bobinamento de superfície ou urna cornbinação de bobinamento - L' "/^ .

h" · 10 de centro e de superfície. Esses processos serão explicados em m - - e" maiores detalhes abaixo. 'i,á ' O rnódulo de bobinamento 5 é mostrado em uma posição, na qual ele está pronto para enrolar a trama 36 uma vez que c) módulo de bobinamento 4 termine o bobinamento da trama 36, 15 para produzir um produto enrolado 22. Ern outras palavras, o módulo de bobinamento 5 está em uma posição "pronta para enrolar". O módulo de bobinamento 6 é mostrado, na Figura 1, em uma posição "racked out". Pode ser o caso, em que c) mÓdulo de bobinarnento 6 tenha falhado cju tenha a necessidade de 20 manutenção de rotina e é, portanto, substancialrnente movido para fora da armação 14 para acesso por pessoal de manutenção ou de operações. Como tal, o módulo de bobinamento 6 não está em uma posição para enrolar a trama 36, para produzir o produto enrolado 22, mas os outros cinco módulos de bobinamento 1-5 ainda são 25 capazes de Euncionar sem interrupção para produzir o produto enrolado 22. Por atuação como bobinadores individuais, a pluralidade de rnÓdulos de bobinarnento 12 independentes permite a produção ininterrupta, mesmo quando um ou mais dos mÓdulos de bobinamento se tornern desabilitados. 30 Cada módulo de bobinamento 12 pode apresentar um aparelho de posicionamento 56 (Figura 4). O aparelho de posicionamento 56 rnove o módulo de bobinamento perpendicularmente corri respeito ao aparelho de transporte de trama 34, e para dentro e para fora do engate com a trama 36. Embora os módulos 12 sejam 35 mostrados como sendo movidos em uma direção substancialmente vertical, outras modalidades exemplificativas da invenção podem apresentar os mÓdulos 12 movidos horizontalmente ou rnesrno girados

À 25/45 para posição com respeito à trama 36. Outras rnaneiras de posicíonamento dos módulos 12 podem ser vislumbradas.

Portanto, cada um de uma pluralidade de rrtÓdulos de bobinamento 12 independentes pode ser uma unidade autocontida e 5 pode realizar as funções conforme descrito com respeito aos módulos de bobinamento 1-6. O rnÓdulo de bobinamento 1 pode carregar um núcleo 24 por sobre o mandril 26 se um núcleo 24 for desejado para o produto enrolado particular 22 sendo produzido. A seguir, o módulo de bobinamento 1 pode ser posicionado 10 linearmente, de modo a estar em uma posição "pronta para enrolar". á' Àlém disso, o mandril 26 pode ser girado até uma velocidade rotacional desejada e, então, posicionado pelo aparelho de 'S posicionamento 56, a fim de iniciar o contato com a trama 36. A velocidade rotacional do mandril 26 e a posição do mÓdulo de 15 bobinamento I corn respeito à trama 36 podern ser controladas durante a construção do produto enrolado 22. Depois de ccmpletar o bobinamento, a posição do mÓdulo 1 cotr respeito à trama 36 será variada de rnodo que o mÓdulo de bobinamento 1 esteja em uma posição para efetuar a remoção do produto enrolado 22. O produto 20 enrolado 22 pode ser removido pelo aparelho de extração de produto 28, tal que o produto enrolado 22 seja posicionado no aparelho de transporte de produto enrolado 20. Finalmente, o mÓdulo de bobinamento I pode ser posicionado, tal que ele seja capaz de carregamento de um núcleo 24 por sobre o mandril 26, se assim for 25 desejado. Novarnente, se urrí produto enrolado incolor deve ser produzido como o produto enrolado 22, a etapa de carregamento de um' núciecj 24 seria pulada. Deve ser entendido que outras modalidades exemplificativas da presente invenção podern fazer com que a operação de carregamento ãe núcleo 24 e a operação de 30 extração de núcleo 24 ocorram na mesma posição ou ern posições diferentes com respeito ao mandril 26.

O bobinador 10 da presente invenção pode Eormar produtos enrolados 22, que apresentam características variáveis por rnudança do tipo de processo de bobinamento sendo utilizado. O 35 mandril 26 impelido permite o bobinamento de centro da trama 36, a firn de produzir um produto enrolado 22 mais macio, de baixa densidade. O aparelho de posicionamento 56 em combinação com o

= 26/45 aparelho de transporte de trama 34 perrnite o bobinamento de superfície da trama 36 e a produção de um produto enrolado 22 bobinado mais rígido, de alta densidade. O bobinamento de superfície é induzido pelo contato entre o núcleo 24 e a trama 36 5 para formar um nip 68 (rríostrado na Figura 6) entre o núcleo 24 e o g. aparelho de transporte de trama 34. Uma vez iniciado, o nip 68 será formado entre o produto enrolado 22, conforrne ele seja construído, e o aparelho de transporte de trama 34. Conforme pode ser visto, o bobinador 10 da presente invenção, portanto, propicia 10 tanto o bobinamento de centro quanto o bobinamento de superfície, q a fim de produzir produtos enrolaãos 22. Em adição, uma combinação ~ de bobinamento de centro e de bobinamento de superfície pode ser 'S utilizada, a firn de produzir um produto enrolado 22 apresentando características variáveis. Por exemplo, q bobinamento da trama 36 15 pode ser afietada, em parte, por rotação do mandril 26 (bobinamento de centro) e, em parte, por pressão do nip aplicada pelo posicionamento do aparelho 56 por sobre a trama 36 (bobinamento de superfície). Portanto, d bobinador 10 pode incluir uma modalidade exemplificativa que propicie bobinamento de centro, bobinamento de 20 superfície e qualquer combinação entre elas. Adicionalrríente, como uma opção a se usar um motor para controlar a velocidade/torque do mandril, pode estar presente um dispositivo de frenagern (não rnostrado) sobre os módulos de bobinamento 12, a fim de controlar adicionalmente os procedimentos de bobinamento de superfÍcie e de 25 centro.

A pluralidade de módulos de bobinamerito 12 independentes podem ser ajustados, a fim de se acomodarem à construção do produto enrolado 22. Por exemplo, se o bobinarríento de superfície fosse desejado, a pressão entre c) produto enrolado 30 22 conforrrie ele estiver sendo construído e o aparelho de transporte de trama 34 pode ser ajustado pelo uso do aparelho de posicionamento 56 durante a construção do produto enrolado 22. Em adição a controlar o torque do mandril e.a pressão do nip conforme descrito acima, a tensão de trama também 35 pode ser controlada durance o processo. A tensão de trama pode ser controlada de várias maneiras. A tensão de trama pode ser controlada, por exemplo, por variação de uma tiragem da trama de

- Wd.

~ .€ > 27/45 papel tissue entre o rnandril e um dispositivo de tensão à montante. O dispositivo de tensão à montante, por exemplo, pode compreender o dispositivo que desbobina c) rolo-mãe ou pode compreender outro dispositivo de tensão de trama posicionado antes 5 do aparelho de transporte de trama. Em uma modalidade, por exemplo, um dispositivo de sucção, tal coino um rolo a vácuo, pode ser posicionado no sistema antes do aparelho de transporte de trama 34. A tensão de trama pode, então, ser controlada por variação da tiragem entre o mandril e o rolo a vácuo ou por 10 variação da tiragem entre o mandril e o aparelho de transporte de G- trama combinados e o rolo a vácuo.

d7 Ao invés de, ou em adição ao acima, a tensão de '2 trama também pode ser controlada de várias outras maneiras. Por exemplo, a tensão de trama também pode ser controlada por controle 15 da velocidade do mandril em relação à quantidade de força sendo exercida sobre a trama de papel tissue pelo aparelho de transporte de trama.

A utilização de uma pluralidade de módulos de bobinamento 12 independentes permite a um bobinador 10, que é 20 capaz de produzir simultaneamente produto enrolado 22 apresentando atributos variáveis. Por exemplo, os produtos enrolados 22 que são produzidos podem ser feitos, tal que eles apresentern diferentes contagens de folhas. Além disso, o bobinador 10 pode ser operado em taxas de ciclo tanto elevadas quanto baixas, com os módulos 12 25 sendo ajustados da ínaneira a mais eficiente para o produto enrolado 22 sendo construído. Os módulos de bobinamento 12 da presente invenção podem apresentar controles de bobinamento específicos para cada mÓdulo 12, com unt controle de máquina comum. Mudanças em tempo real podem ser feitas, onde diferentes tipós de 30 produtos enrolados 22 sejam produzidos sem se ter que modificar de maneira significativa ou parar o bobinador 10. Atributos de rolo erri tempo real podem ser medidos e controlados. A presente invenção inclui modalidades exemplificativas que não estão limitadas à taxa de ciclo. 35 A presente invenção tambán é capaz de produzir um amplo espectro de produtos enrolados 22, e não está limitada no sentido de uma largura específica da trama 36.

# e 28/45 . Em uma modalidade particular, a presente" invenção é particularmente dirigida a um sistema que seja capaz de produzir produtos apresentando qualquer volume de rolo desejado dentro de uma faixa de volumes de rolo relativamente grande. O volume de 5 rolo do produto resultante, por exemplo, pode ser controlado por : controle de pelo menos um dentre a pressão de nip, da tensão que chega da trama de papel tissue e/ou do torque do mandril, conforme descrito acima. Em urria modalidade, por exemplo, sQmente umá das condições de processo acima podem ser controladas para variar o volume de rolo, tal como a pressão de nip. Em outra modalidade, à 10 pelo menos duas das condições de processo acima podem ser controladas para produzir produtos. Ern ainda outra modalidade, % todas as três das condições de proeesso acima podern ser controladas ern conjunto para produzir um produto apresentando um 15 volume de rolo desejado. Por exemplo, rolos rríais macios apresentando níveis de volume de rolo relativamente elevados podem ser criados por redução do torque do mandril, pela redução da pressão de nip entre o mandril e o transportador de transporte e/ou pela redução da tensão que chega, que pode ser a tensão entre 20 o mandril e um dispositivo de tensão à montante, tal como um rolo a vácuo. Inversarrtente, mais rolos firmes apresentando volume de rolo menor podem ser feitos por aumento do torque do mandril, por aumento da pressão de nip elou por aumento da tensão que chega. O sistema da presente invenção, por exemplo, é 25 capaz de produzir produtos enrolados apresentando um volurne de rolo ern qualquer ponto entre cerca de 2 cm3/g a cerca de 14 cm3/g, tal corno cerca de 3 cm3/g a cerca de 13 cm3/g. Bobinadores convencionais, tais corno bobinadores impelidos de superfície ou bobinadores impelidos de centro, por outro lado, simplesmente não 30 são capazes de produzir produtos dentro de uma tal faixa ampla de volumes de rolo de maneira eficiente ou ern velocidades de produção consistenteínente elevadas.

De vantagem particular,. os produtos podem ser Eeitos dentro da faixa inteira de volume de rolo descrita acima 35 sem se ter quel reduzir substancialrnente a velocidade do sistema. Ern particular, os produtos apresentando qualquer volume de rolo desejado podem ser produzidos enquanto a trama de papel tissue r- e 29/45 estiver transitando em uma velocidade maior do que cerca de í 457,2 rn/min (1.500 pés/minuto), tal como maior do que cerca de 548,6 m/min (1.800 pés/minuto), tal como maior do que 609,6 m/min (2.000 pés/minuto). Ern uma modalidade, por exemplo, os produtos 5 podern ser produzidos enquanto a trama de papel tissue estiver se movendo em uma velocidade de cerca de 609,6 m/min (2.000 pés/minuto) a cerca de 914,4 m/min (3.000 pés/minuto), tal corno mesrno maior do que 762 m/min (2.500 pés/minuto).

Em uma modalidade particular, o sistema da 10 presente invenção é usado para produzir produtos apresentando um q volume de rolo relativamente elevado) tais como produtos q apresentando um volume de rolo maior do que cerca de 8 crn3/g, tài como ainda maiores do qjue 10 cm3/g. Na produção de produtos apresentando um volume de rolo relativamente elevado, uma das 15 vantagens do sistema da presente invenção é que a trama de papel tissue pode ser alimentada ao rríandril em urna tensão de trama substancialmente igual a zero. Em adição, uma vez que o produto seja produzido no mandril, a folha ãe papel tissue pode ser cortada ern tensão de trama muito baixa, especialmente quando se 20 usar o mÓdulo de corte 60, conforme mostrado na Figura 15. Em particular, a trama de papel tissue pode ser cortada em um comprimento de destaque de rnenos do que cerca de 2,2 N (220 gramas de força), tal como rnenos do que cerca de 2,0 N (200 gramas de força), tal como menos do que cerca de 1,9 N (190 gramas de 25 força), tal como ainda menos do que cerca de 1,8 N (180 grainas de força) em uma largura de rolo de 10,6 cm (4,2 polegadas).

A pluralidade de rriÓdulos de bobinamento 12 independentes pode ser projetada de uma maneira tal que a rnanutenção possa ser realizada ern qualquer um ou mais dos mÓdulos 30 de bobinamento 1-6, sem se ter que interromper a operação, conforme previamente discutido corn o rnÓdulo de bobinamento 6. Um mÓdulo de bobinamento 12 pode ser removido e trabalhado enquanto os restantes permanecem em operação. Adicionalmente, tendo-se uma pluralidade de módulos de bobinamento 12 independentes permite-se 35 um aumento nos intervalos de ternpo disponíveis para as funções de carregamento do núcleo 24 e para as funções de extração do produto enrolado 22. Permitindo-se turi aumento nesses intervalos de tempo b e 30/45 t reduz-se grandemente a ocorrência de erros de carregamento e de extração. Além disso, aparelhos da técnica anterior experimentando interrupção da operação de bobinamento Produzirão um produto enrolado 22, que não é completo. Esse resíduo, ern conjunto com o 5 resíduo criado pela mudança de um rolo-mãe ou mudança de formato de produto, será reduzido como um resultado do bobinador 10, de acordo com a presente invenção. O resíduo pode ser removido a partir da bobina IO por uso de um aparelho de remoção de resíduo 200 (Figura 5), conforme é conhecido na téCnica.

<» 10 A Figura 3 mostra um bobinador 10 apresentándo uma armação 14 disposta em torno de uma pluralidade de mÓdulos de bobinamento 12 independentes. A armação 14 apresenta uma g pluralidade de elementos transversais 42 atravessando as extremidades da armação 14. O aparelho de Posicionamento 56, que 15 se ccmunica com os rnÓdulos de bobinaínento 1-6, é engatado em uma extremidade em relação aos elementos transversais 42, conforme mostrado na Figura 4. Um membro de suporte linear vertical 44 está presente na pluralidade de módulos de bobinamento 12 independentes, a fim de fornecer urrí mecanismo de Eixação para o 20 aparelho de Posicionainento 56 e para propiciar estabilidade aos módulos de bobinarnento. O aparelho de posicionamento 56 pode ser um atuador de parafuso de enrolador impelido. No entanto, outros meios de posicionamento da pluralidade de módulos de bobinamento 12 independentes podem ser utilizados. Os membros de suporte 25 vertical 44 tamibém podem se engatar com um suporte de cursor linear vertical 58, que é Eixado aos montantes 16 na armação 14. Urrta tal conexão pode ser de várias configurações, por exemplo, um mancal linear ou uma conex.ão de trilho deslizante. Urna tal conexão é mostrada como um cursor linear vertical. 52, que corre dentro do 30 suporte de cursor linear vertical 58, na Figura 4.

Um membro de suporte linear horizontal 46 taínbém está presente na pluralidade de rnÓdulos de bobinamento 12 independentes. O merribro de suporte linear horizontal 46 pode se comunicar com um cursor linear horizontal 54 (conforrne rnostrado na 35 Figura 6) para permitir que alguns ou toda a pluralidade de rnÓdulos de bobinamento 12 independentes seja movida do lado de fora da armação 14. O cursor linear horizontal 54 pode ser umq m b 31/45 \- conexão de tipo de trilho linear. No entanto, várias configurações Z são vislumbradas sob a presente invenção. A Figura 6 mostra uma vista em aproxirríação de uma rríodalidade exernplificativa de uin mÓdulo de bobinamento de acordo 5 com a presente invenção. O servomotor 50 poãe ser suportado pela armação de módulo 48, por sobre a qual um braço de acoplamento de mandril 70 é configurado. O braço de acoplarrtento de mandril 70 é usado para engatar e suportar a extremidade do mandril 26 oposta ao impulso durante o bobinamento. Como pode ser visto, q aparelho ¥ 10 de posicionamento 56 pode mover o rnÓdulo de bobinamento para engate por sobre a trama 36, conforme a trama 36 seja transportada pelo aparelho de transporte de trama 34. Fazendo-se assirrt, i produzir-se-á um nip 68 no ponto de contato entre c) mandril 26 e o aparelho de transporte 34, com a trama 36, depois disto, sendo 15 enrolada por sobre o mandril 26, para produzir um produto enrolado

22.

A Figura 7 mostra outra modalidade exemplifícativa de um rnÓdulo de bobinador de acordo com a presente invenção. A modaíidade exempiificativa da Figura 7 é 20 substancialrnente similar à modalidade exemplificativa mostrada na Figura 6, corrt a exceção de se ter o processo de bobinamento sendo um procedimento de superfície puro. Um rolo de tambor 72 é posicionado aproxirnadamente no mesmo local que o mandril 26 da Hgura 6. Em adição, a modalidade exemplificativa mostrada na 25 Figura 7 tanibém apresenta outro rolo de tambor 74 em conjunto com um rolo a vácuo 76. Errt operação, a trama 36 é transportada pelo aparelho de transporte de trama 34 na, direção da seta A. O aparelho de transporte de trana 34 pode ser um transportador a vácuo ou um rolo a vácuo. Entretanto, deve ser entendido que uma 30 variedade de aparelhos de transporte de trama 34 pode ser utilizada, e a presente invenção não está lirrtitada a um tipo específico. Outra rnodalidade exemplificativa da presente invenção emprega um aparelho de transporte de trama 34, que é uma correia eletrostática que usa uma carga eletrostática para manter a trama 35 36 sobre a correia. O rolo a vácuo 78 tira a trama 36 do aparelho de transporte de trama 34 e a puxa contra o rolo a vácuo 76. A trama 36 é, então, girada em torno do rolo a vácuo 76 até que ela alcance urrt local aproximadamente igual à distância do rolo de tambor 72, rolo de tambor 74 e rolo a vácuo 76. Em tal instante, a trama 36 não mais é puxada pelo vácuo, no rolo a vácuo 76, e, portanto, é capaz de ser bobinada no produto enrolado 22, por meio 5 de bobinamento de superfície, pelo rolo de, tambor 72, pelo rolo de tambor 74 e pelo rolo a vácuo 76. O produto enrolado 22, que é formado na modalidade exemplificativa mostrada na Figura 7, é um produto enrolado incolor sem uma cavidade 78. O mÓdulo de bobinamento tarnbém pode ser modificado, tal que mais do que, ou 10 menos do que, três rolos sejam usados para se conseguir o processo de bobinamento de superfície. Adicionalmente, a produção do e produto enrolado 22, apresentanão urrt núcleo 24 ou uma cavidade incolor no produto enrolado 22, pode ser conseguida em outras modaiidades exemplificativas usando-se uma configuração similar, 15 conforme mostrado na Figura 7.

A pluralidade de mÓdulos de bobinamento 12 tarnbém pode ser modificada, tal que aperfeiçoamentos adicionais sejam realizados. Por exemplo, um aparelho de vedação de cauda 30 pode ser incluído na pluralidade de módulos de bobinamento 12 20 independentes. Conforme mostrado na Figura 2, o aparelho de vedação de cauda 30 é posicionado no lado de baixo da placa 48. O aparelho de vedação de cauda 30 pode ser uma série de orifícios,'a partir dos quais um adesivo é pulverizado por sobre o produto enrolado 22, conforme os comprimentos finais da trama 36 forem 25 enrolados por sobre o produto enrolado 22. O adesivo faz com que a extrernidade de cauda (tailing end) da trama 36 seja aderida ao produto enrolado 22. Portanto, é possível vedar a cauda do produto enrolado 22 antes de ser descarregado para o aparelho de transporte de produto enrolado 20. Obviamente, também pode ser 30 possível fornecer adesivo à trama 36 em um ponto diferente que na pluralidade de módulos de bobinamento 12 independentes. Conforme afirmado, por exerríplo, o adesivo pode ser aplicado pelo módulo de vedação de cauda 62, conforme mostrado na Figura 5. Além disso, também pode ser o caso que a vedação da cauda da trama 36 por 35 sobre o produto enrolado 22 possa ser feita fora de linha (offline), além do bobinador.

± * 33/45 3 A fim de se ter a trama 36 por sobre o mandril a 26, o mandril 26, conforme mostrado na Figura 6, pode ser um mandril suprido com vácuo. Um tal mandri-l a vácuo 26 puxará a trama 36 por sobre q mandril 26 por meio de um vácuo fornecido 5 através de todo ou de partes do rnandril a vácuo 26. Outras 3 maneiras de se auxiliar a transferência da trama 36 por sobre o mandril 26 são também possíveis. Por exemplo, um jato de ar poãe ser fornecido sob a superfície do aparelho de transporte de trama 34 ou urrt aparelho de cane pode ser coIocado sob o aparelho de 10 transporte de trama 34 para propelir a trama 36 para entrar em 4' contato corn o mandril 26. Além dísso, o aparelho de posicionamento ¶ 56 pode ser usado para empurrar o módulo de bobinamento para baixo 'g por sobre a trama 36 para efetuar o bobinarnento. Novamente, o bobinador 10 da presente invenção é, portanto, capaz de produzír i5 um produto enrolado 22, que apresente urn núcleo, que seja sólido sem um núcleo ou cavidade através dele, ou que não apresente 1jIlí núcleo, mas que apresente uma cavidade através dele. Um tal produto 22, que é produzido sem um núcleo 24, ainda apresentando uma cavidade através dele, poderia ser produzido por uso de um 20 mandril fornecido a vácuo 26.

a Figura 5 mostra uma modalidade exemplificativa de um bobinador 10, que faz uso de vários módulos à montante da pluralidade de módulos de bobinamento 12 independentes. Por exemplo, um mÓdulo de corte 60 é utilizado, de rnodo que corta a 25 trama 36 urría vez que uma quantidade desejada de trama 36 seja transportada para a produção de urri produto enrolado 22. Esse corte cria uma nova borda de ataque para o prÓximo rnÓdulo de bobinamento 1-6 disponível se engatar. No entanto, deve ser entendido que um módulo de corte 60 pode ser utilízado em locais imediatamente 30 adjacentes a ou no nip 68 da pluralidade de mÓdulos de bobinamento 12 independentes. Além disso, a Figura 5 mostra um rnódulo de aplicação de adesivo 62 no aparelho de transporte de trarna 34.

Esse módulo de aplicação de adesivo 62 pode ser urn aparelho para aplicação de adesivo ou uma fita adesiva por sobre a trama 36, de 35 urna maneira tal que o adesivo seria aplicado à extrernidade de cauda da folha de produto enrolado 22. O módulo de aplicação de adesivo 62 pode aplicar adesivo à trama 36, de modo que o produto enrolado 22 seja vedado quando da conclusão e a borda de ataque da trama 36 apresente uma fonte de adesão para transferência para o núcleo do prÓximo mÓdulo sucessivo. Um módulo de perfuração 64 também é fornecido a fim de perfurar a trama 36, tal que folhas 5 individuais possam ser mais facilmente removidas a partir dela. m Uma modalidade particular de urn mÓdulo de corte ·% 60, que é particuiarmente bem adequado para romper a trama 36 enquanto se move, é mostrada na Figura 15. Em particular, o mÓdulo de corte 60, conforme ilustrado na Figura 15, pode formar um +WJ 10 rowpiwento na trama 36 sem se ter que parar ou desacelerar a trarria durante o processo de bobinamento.

ã Conforme rrtostrado, o rnÓdulo de corte 60 inclui um rolo rotativo 300, tal corno um rolo a vácuo que gira com a trama 36 e define uma superfÍcie transportadora 302. Nessa rnodalidade, o 15 rolo a vácuo 300 é posicionado adjacente a um rolo de guia 304, que pode receber a trama 36 a partir de um rolo-mãe ou diretamente a partir de um processo de fabricação de papel. Não é mostrado um mÓdulo de perfuração 64. A trama 36, contudo, pode ser perfurada conforme ela seja desenrolada ou pode ser perfurada previamente.

20 Conforme mostrado na Figura 15, q módulo de corte 60 inclui um primeiro braço rotativo 306 espaçado à montante de um segundo braço rotativo 308. O primeiro braço rotativo 306 define uma primeira superfílcie de contato 310, enquanto que o segundo braço rotativo 308 define uma segunda superfície de contato 312.

25 Conforme mstrado, as superfícies de contato 310 e 312 entram em contato simultaneamente com a trama 36 em movimento, enquanto sobre a superfície transportadora 302, quando os braços forem girados. A fim de girar os braços 306 e 308, os braços poãern ser montados por sobre um mancal e impelidos por qualquer dispositivo 30 de impulsão adequado, tal como um motor.

Na modalidade ilustrada na Figura 15, os braços rotativos 306 e 308 são mostrados em uma posição de engate para romper a trama 36 em movimento e formar uma nova borda de ataque. Quando a trama 36 estiver sendo alimentada para o processo, os 35 braços 306 e 308 podem ser girados, de rnodo a não interferir com o desenrolar da trama a partir do rolo-mãe 304. Em particular, os braços 306 e 308, em uma modalidade, podem apresentar uma posição

*.

35/45 de repouso logo fora do engate no sentido horário com a trama em movimento.

Quando for desejável formar um rompirnento na trama, entretanto, cada um dos braços 306 e 308 podern ser 5 acelerados rotacionalmente, de modo que ambas as superfícies de contato 310 e 312 entrem em contato com a trama em movimento na superfície transportadora 302 simultaneamente. A fim de se rcmper a trama, contudo, o segundo braço rotativo 308 é girado levemente mais rápido do que o primeiro braço rotativo 306. Dessa maneira, o 10 primeiro braço rotativo 306 serve para manter a trama contra a

R superfície transportadora, enquanto que o segundo braço 308 puxa 'e rompe a trama. Em uma modalidade, qs braços são espaçados em uma distância e o processo é cronometrado, de modo que arribas as superfÍcies de contato 310 e 312 entrem em contato com a trama 36, 15 quanão houver uma linha de perfuração localizada entre as duas superfícies de contato. Dessa maneira, o rompimento ocorre ao longo da linha de perfuração.

Mais particularrrtente, a fim de formar um rompimento na trama, o primeiro braço 306 é acelerado para uma 20 velocidade, tal que a superfície de contato 310 entre ern contato com a trama 36 em uma velocidade que seja mais lenta ou que seja substancialmente a rnesma velocidade, na qual a trama estiver se movendo.

Conforme descrito acima, o segundo braço 308 é 25 girado em uma velocidade, tal que a superfície de contato 312 entra em contato com a trama ern movimento em uma velocidade maior do que a velocidade, na qual a primeira superfície de contato 310 estiver se movendo. Por exemplo, em uma modalidade, a segunda superfície de contato 312 pode estar se rnovendo em uma velocidaãe 30 que seja de cerca de 2% a cerca de 200% mais rápida do que a velocidade, na qual a prirneira superfície de contato 310 estiver se movendo. Por exemplo, em uma modalidade particular, a segunda superfície de contato 312 pode estar se movendo em uma velocidade que seja de cerca de 5% a cerca de 30% mais rápida do que a 35 velocidade, na qual a primeira superfície de contato 310 estiver se raovendo, quando ocorrer o contato corn a trama.

g" 36/45 A superfície de contato 312 do segundo braço 308, .

Y por exemplo, pode estar transitando em uma velocidade que seja substancialrrtente a mesma velocidade, na qual a trama estiver se movendo, quando a velocidade da primeira superfície de contato 3LO 5 Eor mais baixa do que a velocidade da trama. Alternativamente, a segunda superfície de contato 312 pode estar se movendo em uma velocidade mais rápida do que aquela na qual a trama estiver'se movendo.

Quando as superfícies de contato 310 e 312 #t 10 entrarem ern contato com a trarría em movimento, em urna modalidade, a prirneira superfície de contato 310 entra ern contato com a trama e antes que a segunda superfície de contato 312. Arríbas as superfícies de contato 310 e 312, contudo, estão, de maneira geral ern contato com a trama, conforrne a trama estiver sendo rompida. 15 Durante o processo de rompimento, a prirrLeira superfície de contato 310 mantém a trama durante uiti breve instante de tempo, enquanto que a segunda superfície de contato 312 puxa por sobre a trama com força suficiente para que o rornpimento ocorra.

O espaçamento entre o primeiro braço 306 e o 20 segundo braço 308, durante o contato com a trama, pode variar grandernente dependendo do tipo particular de material de trama sendo transportado e de vários outros fatores. Por exemplo, em uma modalidade, as superfícies de contato 310 e 312 podem estar espaçadas em cerca de 2,54 cm (l.polegadas) a cerca de 50,8 cm (20 25 polegadas) urria da outra. Quando do processamento de papel tissue higiênico, as superfícies de contato, por exemplo, podem estar espaçadas ern cerca de 5,1 cm (2 polegadas) a cerca de 30,5 crri (12 polegadas) uma da outra, tal como em cerca de 10,2 cm (4 polegadas) a cerca de 20,3 cm (8 polegadas) uma da outra, durante 30 o contato com a trama. O espaçamento, por exemplo, pode ser ajustado de modo que os braços não interfiram um corn o outro e propicie a acurácia no posicionanento de uma linha de perfuração entre as duas superfícies de contato.

As superfÍcies de contato 310 e 312 podem ser 35 feitas a partir do mesmo material ou a partir de inateriais diferentes. Em uma modalidade, por exemplo, a segunda superfície de contato 312 pode apresentar um coeficiente de atrito mais g "r rê .

37/45 elevado do que a primeira superfície de contato 3í0. Por exeínplo,

F a segunda superfície de contato 312 pode ser feita de um material semelhante à borracha, que melhor agarre a trama durante o processo de rompimento. A primeira superfície de contato 310,'"por 5 outro lado, pode ser um material de baixo atrito, que impeça a

Y interferência com a trama em movimento. Por exemplo, em uma < modalidade, o primeiro material de contato 310 pode ser feito de um material têxtil, tal couto um material de laço.

O rriÓdulo de corte 60, conforme mostrado na 10 Figura 15, pode fornecer várias vantagens e benefícios. Por ~.

exeeplo, usando-se de duas superfícies de contato 310 e 312, a trama 36 pode ser rompida e cortada, de maneira eficiente e àe maneira efetiva, sobre urna arripla gama de propriedades de trama e de condições de processarrtento. Em adição, os dois braços 15 rotativos, conforme descrito acima, coIoca tensão sowente em urn curto comprimento da trama 36 durante o rornpimento. Em particular, a trama está somente sob tensão entre os dois pontos de contato dos braços, que impede a trama em movimento de enrugar, dobrar ou de outro rrtodo recair em desalinhamento. O mÓdulo de corte também 20 fornece controle de trama à raontante e à jusante da borda cortada, o que minimiza o afrouxamento na trama no rolo de bobinamento que estiver sendo acabado, assim como na porção de ataque da nova trmna para q novo rolo a ser enrolado. O aparelho também írripede que a trama deslize à montante e permite um rompirnento robusto ern 25 alta ou baixa velocidade e ern aita ou baixa tensão de trama.

Tambérn é mostrado na Figura 5 um apareiho de remoção de resíduo 200 para remover trama 36 extra, que resulte de falhas, tais como rornpimentos de trama e partidas de máquinas.

Esse resíduo é movido para a extremidade do aparelho de 30 transferência de trama 34 e, então, removido. O uso de uma pluralidade de mÓdulos 12 individuais reduz a quantidade de resíduo porque, uma vez que uma Ealha seja detectada, o módulo afetado 12 é paralisado antes que o produto enrolado seja cornpletamente enrolado. a trama é cortada no ponto exato e uma 35 nova borda de ataque é transferida para c) prÓximo módulo disponível. Qualquer resíduo é movido para a extremidade do aparelho de transferência de trama 34 e, então, removido.

t < 38/45 Acredita-se o uso de urn aparelho de transporte de trama 34, que apresenta urrt transportador a vácuo ou um rol'o 'a vácuo auxiliará no amortecimento de vibrações do mandril 26, que ocorrem durante a transferência da trama 36 por sobre o mandril e 5 tambán durante o bobinamento do mandril 26 para formar um produto ¥ enrolado 22. Fazendo-se assim, serão propiciadas velocidades de - máquina mais elevadas e, portanto, aperfeiçoará a capacidade do bobinador 10.

Cada um os mÓdulos de bobinador 1-6 da 10 pluralidade de módulos de bobinamento 12 independentes não se baseia na operação bern sucedida de qualquer dos outros mÓdulos 1-

6. Isso possibilita que o bobinador 10 opere sempre que surjam problemas que ocorram comurnente durante o processo de bobinamento.

Tais problemas poderiam incluir, por exanplo, rowpimentos de 15 trama, rolos balonados, transferências perdidas e erros de carregamento de núcleo. O bobinador 10, portanto, não terá que ser paralisado sempre que um ou mais desses problemas ocorram porque os módulos de bobinamento 1-6 podem ser programados para detectar um problema e trabalhar ern torno do problema particular sem 20 paralisação. Por exemplo, se ocorreu um problerna de rompimento de trama, o bobinador 10 pode realizar um corte de trama por um mÓdulo de corte 60 e, então, iniciar uma nova sequência de transferência, a fim de iniciar um novo bobinamento ein torno do próximo mÓdulo de bobinamento 1-6 disponível. Qualquer porção da 25 trama 36, que não foi enrolada, transitaria até a extrerríidade do aparelho de transporte de trama 34, ern que um aparelho de remoção de resíduo 200 poderia ser usado para remover e transportar o resíduo para urrí local remotci do bobinador 10. O aparelho de remoção de resíduo 200 poderia ser, por exemplo, urrt sistema de 30 transporte por ar. O módulo de bobinamento 1-6, cujo ciclo de bobinamento foi interrompido devido ao rompimento de trama, poderia, então, ser posicionado de maneira correspondente e iniciar a remoção do produto enrolado formado de maneira inapropriada. Subsequentemente, o rrtódut.o de bobinamento 1-6 35 poderia restaurar a operação normal. Durante todo esse tempo, o bobinador 10 não teria que ser paralisado.'

?.

n -.

39/45 Outra rnodalidade exemplificativa da presente invenção envolve o uso de uma trama com fendas. Aqui, a trama 36 é cortada uma ou mais vezes na direção da máquina e cada seção de fenda é roteada para urna pIuralidade de mÓdulos de bobinamento 12. 5 Assim, é possível bobinar a trama 36 por dois ou rnais mÓdulos ao mesmo tempo. Modalidades exemplificativas da presente invenção podem permitir que o processo de bobinamento seja realizado na extremidade traseira de uma máquina de papel tissue. Dessa 10 maneira, a trama de papel tissue 36 poderia ser convertida + diretamente para produzir rolos dimensionados 22, que, por sua vez, contornam a necessidade de primeiío enrolar um rolo-mãe durante a fabricação e c) processo de rebobinamento subsequente. Ainda outra modalidade exemplificativa da presente invenção faz 15 uso de somente um módulo de bobinamento 12 único, ao invés de uma pluralidade de mÓdulos de bobinamento 12.

A modalidade exemplificativa ão rebobinador mostrado na Figura 5 é uma possível configuração para o movimento da pluralidade de módulos de bobinamento 12 independentes. Urn 20 membro de aparelho de posicionamento 66 está presente e é fixado à armação 14. O rnembro de aparelho de posicionamento 66 se estende para baixo até um local prÓxirno ao local de bobinamento ãa trama

36. A pluralidade de módulos de bobinamento 12 independentes está engatada de maneira deslizável com qs membros de aparelho de 25 posicionamento 66, de modo que o procedimento de bobinamento de centro, de superfície ou de centro/superfície possa ser realizado. Deve ser entendido que maneiras alternativas de montagem e de deslizamento da pIuralidade de módulos de bobinainento 12 independentes em uma direção vertical podem ser realizadas pelos 30 técnicos no assunto. A pluralidade de módulos de bobinamento 12 independentes da Figura 5 estão dispostos em uma direção substancialmente linear. Ern adição, o aparelho de transporte de trama 34 tambérn é de orientação linear no local próximo à pluralidade de rnódulos de bobinamento 12 independentes. As 35 modalidades retratadas são de uma orientação do dispositivo de transporte de trama eui um plano substancialmente horizontal. Nc) entanto, deve ser percebido que qualquer orientação diferente da

± © ~" r X 40/45 horizontal poderia ser utilizada. Aíém disso, as rnodalidades retratadas utilizam mÓdulos que somente se engatarrt com urn lado do aparelho de transporte de trama. Deve ser entendido que um bobinador poderia ser configurado, onde os mÓdulos de bobinamento 5 se engatam com mais do que Llkl lado do aparelho de transporte de % trama. a Figura 8 rnostra uma configuração alternativa tanto do aparelho de transporte de trama 34 quanto da pluralidade de módulos de bobinamento 12 independentes. A rnodalidade ~ 10 exemplificativa mostrada na Figura 8 é uma pluraliãade de rnÓdulos de bobinamento 12, que estão radialmente dispostos com respeito uns aos outros, e um aparelho de transporte de trama 34, que é de forrnato cilíndrico. O aparelho de transporte de trama 34, nesse caso, pode ser, por exeinplo, um rolo a vácuo. Cada um dos mÓdulos 15 de bobinainento 1-6 é disposto erri torno do aparelho de transporte de trama 34, tal que os mÓdulos de bobinamento 1-6 sejam movidos em direção e para longe do aparelho de transporte de trama 34 pelo aparelho de posicionamento 56.

A operação da modalidade exemplificativa rnostrada 20 na Figura 8 é substancialmente similar àquela previainente discutida. O módulo de bobinamento I é rnostrado no processo de carregamento de um núcleo 24. O mandril 26 do módulo de bobinamento 1 apresenta uma distância a partir do centro do aparelho de transporte de trama 34 projetado como urría posição de 25 carregamento de núcleo 100. O módulo de bobinamento 3 é mostrado no processo de extração de tun produto enrolado 22. O centro do mandril 26 do mÓdulo de bobinamento 3 está localizado em uma posição de extração 102 a partir do centro do aparelho de transporte de trama 34. O mÓdulo de bobinamento 4 é mostrado no 30 processo de engate com a trama 36 e c) bobinamento da trarrta 36 por sobre o núcleo 24, que está carregado sobre o mandril 26 impelido, para formar urn produto enrolado 22. Um nip 68 é forrnado entre o núcleo 24, que está carregado sobre o mandril 26, e o aparelho de transporte de trama 34. O nip 68 é posicionado em urna posição de 35 bobinamento 104 em uma distância a partir do centro do aparelho de transporte de trama 34.

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' " " '; t 41/45 Os módulos de bobinamento 2 e 6 são posicionados na posiçãb de carregamento de núcleo 100. No entanto, esses mÓdulos poderrt ser posicionados tal que a manutenção possa ser realizada neles, ou que possa estar na posição "pronta para 5 enrolar". O módulo 5 está na posição de extração 102. Entretanto, o módulo 5 também pode estar no processo se apenas concluir a extração de tun produto enrolado 22.

A Figura 9 descreve uma modalidade exemplificativa de urn módulo de bobinamento, que é usada na 10 configuração descrita na Figura 8. O mÓdulo de bobinarnento da Figura 9 é substancialmente o mesmo que o mÓdulo de bobinamento mostrado na Figura 6, embora contigurado para urría configuração de arranjo circular, em oposição a uma configuração de arranjo linear. 15 A presente invenção pode ser rnelhor entendida com referência ao seguinte exemplo.

EXEMPLO 1 Um sistema de bobinamento conforme mostrado na Figura 1 e conforme descrito acima foi usado para produzir vários 20 produtos de papel tissue enrolados. Ern particular, os produtos enrolados compreendiaw papel tissue higiênico. Depois que os produtos foram produzidos, os produtos foram testados em relação a várias propriedades.

Durante o processo de bobinaAlento, c) torque ão 25 mandril, a pressão do nip e a tensão da trama foram controlados, a fim de variar a firmeza do rolo e o volurne do rolo. Os seguÍntes testes foram conduzidos sobre os produtos: VoIume de RoIo O Volume de Rolo é q volume de papel dividido por 30 sua massa no rolo enrolado. O Volume de Rolo é calculado multiplicando-se pi (3,142) pela quantidade obtida calculando-se a diferença do diâmetro de rolo ao quadrado em centímetros quadrados (cm2) e do diâmetro externo ãe núcleo ao quadrado em centímetros quadrados (cm') diviãido por 4 dividido pela quantidade de 35 comprimento de Eolha em cm rnultiplicaClo pela contagem de folhas

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W 42/45 multiplicada pela Grarnatura seca da folha em gramas (g) por centímetro quadrado (cm2).

Volume de Rolo ern crrt'/g = 3,142 vezes (DiâmetrD de Rolo ao qjuadrado em crrí2 - DiâInetro Externo de Núcleo ao 5 quadrado em cm2)/(4 vezes Comprimento de Folha em cm vezes a Contagem de Folhas vezes Gramatura em g/cm2) ou Volume de Rolo em cm'/g = 0,785 vezes (Diâmetro de Rolo ao quadrado ern crn' - Diâmetro Externo de Núcleo ao quadrado em crrl2)/(Comprimento de Folha em crrí vezes Contagem de Folhas vezes Gramatura em g/cm2), % 10 Firmeza O Teste de Kershaw é um teste usado para 7 u determinação de firrneza de rolo. O Teste de Kershaw é descrito erri detalhes na Patente U.S. No. 6.077.590, para Archer, et al., a qual é aqui incorporada por referência. O aparelho está disponível 15 de Kershaw Instrumentation, Inc., Swedesboro, Nova jersey, e é conhecido comcj Mòdel RDT-2002 Roll Density Tester. Durante o teste, um produto enrolado é colocado ern um eixo ern uma mesa transversal. O movimento da mesa transversal faz com que uma sonda de sensoriamento faça contato corri o rolo de toalha ou de papel 20 tissue higiênico. O momento em que a sonda de sensoriamento entra em contato corn o rolo, a força exercida sobre a célula de carga excederá o ponto de ajuste baixo de 6 gramas e o rnostrador ..'le deslocamento será zerado e começará indicando a penetração da sonda. Quando a força exercida sobre a sonda de sensoriamento 25 exceder o ponto de ajuste elevado de 687 granas, o valor será registrado. Depois que o valor for registrado, a mesa transversal parará e retornará ao ponto de partida. O mostrador de ãeslocamento indica o deslocamento/penetração em milímetros. O testador registrará essa Ieitura. A seguir, c) testador girará o 30 rolo de papel tissue ou de toalha 90 graus sobre o eixo e repetirá o teste. O valor de firmeza de rolo é a média das duas leituras. q teste necessita ser realizado erri um ambiente controlado de 23'C (73,4 + 1,8 graus F) e 50% ± 2% de umidade relativa. Os rolos a serern testados necessitam ser introduzidos nesse ambiente pelo 35 menos 4 horas antes da testagem.

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a. "-"—~-~ ' ¢ 43/45 msístência à Tração. Resi8têncía à Tra£ão Média Gecmétriea (GMT) e Energía de Tra£ão Médía Geamétr"ica Ábsorvida (GMTEA): O teste de tração que foi realízado usando amostras de papel tissue, que foram condicionadas à 23'C + l'C e 5 50% ± 2% de umidade relativa durante urn período mínimo de 4 horas.

as amostras foram cortadas errt tiras de 7,6 cm (3 polegadas) de largura na direção da máquina (MD) e na direção transversal à maquina (CD) usando urn cortador de arríostra de precisão modelo JDC 15I!à-1O, disponível de Thwing-Albert Tnstruments, um negÓcio 10 apresentando escritÓrios localizados na Filadél£ia, PA, EUA.

O comprimento do mediãor da estrutura de tração foi ajustado para 10,2 cm {quatro polegadas). A estrutura de tração era uma estrutura Alliance RT/I operada com c) programa de computador TestWoeks 4. A estrutura de tração e o programa de 15 computador estão disponíveis de MTS Systems Corporation, um negócio apresentando escritÓrios localizados em Minneapolis, Minn., EUA.

Uma tira de 7,62 CKl (3") foi, então, colocada nas garras da estrutura de tração e submetida a uma tensão aplicada em 20 uma taxa de 25,4 cm por minuto até c) ponto de falha da amostra..O estresse sobre a tira de papel tissue é monitorado como uma função da tensão. As saídas calculadas incluíram a carga de pico (gramas- força/3". medida em qrWas for"ça), o estiramento de pico (%, calculado por divisão do alongamento da amostra pelo comprimento 25 original da amostra e por multiplicação por 100%), a percentagem de estiramento ern 5 N (500 gramas-força), a absorção de energia de tração (TEA) na ruptura (grarnas-£orça*cm/cm.sup.2, calculado por integração ou tomando-se a área sob a curva de estresse-tensão até o ponto de falha, em que a carga cai para 30% de seu valor de 30 pico), e a iríclinação A (quilogramas-força, medida como a inclinação da curva de estresse-tensão a partir de 0,5-1,5 N (57- 150 gramas-força)).

Cada cÓdigo de papel tissue (rnínimo de cinco replicatas) foi testado na direção da máquina (MD) e na direção 35 transversal à máquina (CD). Forarri calculaãas médias geométricas da resistência à tração e absorção de energia de tração (TEA) como a raiz quadrada do produto da direção da máquína (MD) e a direção transversal à máquina (CD). Isto forneceu um valor médio que é independente da direção de testagem.

MÓdulo E1áBtíco (Inc1ina£ão Máxijna) e MÓdulo Médío GeométrícÓ (WM) c Medi£õe8 de Fírmeza de Folha: 5 O Módulo Èlástico (Inclinação Máxima) E(kg.sub.f) é o mÓdulo elástico determinado no estado seco e é expresso em unidades de quilogramas de força. Amostras condicionadas de TAPPI com uma largura de 7,6 cm (3 polegadas) são coIocadas nas garras do testador de tração com um comprimento de medidor (distância r - 10 entre as garras) de 10,2 cm (4 polegadas). As garras se afastam urrta da outra ern uma velocidade de cruzeta de 25,4 cm/min e a inclinação é tomada como o ajuste de mínirnos quadrados dos dados entre valores de estresse de 0,5 N (57 gramas de força) e 1,5 N (i50 gramas de força). Se a amostra for fraca demais para 15 sustentar um estresse de pelo rrienos 2,0 N (200 gramas de Eorça) sern falhar, uma camada adicional é repetidamente adicionada até que uma amostra com múltiplas camadas possa resistir a pelo menos 2,0 N (200 gramas de força) sem falhar. O mÓdulo geométrico médio ou a inclinação geométrica média foi calculada corno a raiz 20 quadrada do produto dos módulos elásticos na direção da máquina (MD) e na direção transversal à máquina (CD) (inclinações máximas), fornecendo um valor médio que é" independente da direção de testagem.

Os seguintes resultados foram obtidos. Conforme 25 mostrado abaixo, o volume de rolo foi variado entre cerca de 2 crrL3/g a cerca de 14 Cm3/g.

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GF% ~ ·4 ' 'S . ' "~~ I Ç' ' ' 'M·" 45/45 r' C' ' - - j" C . . Tabela 1 Volume de Diâmetro Fimeza BW lnclinação MD TEAMD Amostra Produto Amostra MD MD% cm'/g mm mm g/m' Kg-força J/m' < 1 1 camada 14,089 108 9 26,69 1350 19,36 3499,77 13,358 2 1 camada 9,638 125 3,3 28,99 1435 12,92 12365,27 14,152 3 1 camada 7,360 8" 3 36,81 2870 18,41 15235,63 363% G.

4 2 camada 10,899 124 7,2 42,95 1542 11,% 7112,52 10,297 5 1 camada 5,071 124 3,1 24,43 1096 10,68 7808,83 7,053 6 1 camada 13,830 135 · 28,8 - 7 1 camada 5.632 108 - 28,8 8 1 camada 6,132 112 - 28,8 - F .

f 9 j camada 8,112 124 - 28,8 - 10 1 camada 2,390 112 1 30,89 1632 14,15 17098,9 18,719 11 2camada 3,465 125,5 Í 27,23 2091 11,27 18052,41 18,302 ^ e Tabela 2 lnclinação CD TEACD GMT Calibre Amostm Produto CD CD% Destaque MDED Kg-força JhN gf mm 1 1 camada 824 6,81 10205,57 3,858 780 1055 1,638 0,4100 2 1 camada 712 5,91 10476,16 3,077 1002 1011 2,014 0,2540 3 lcamada 2014 10,8 8110,83 11,873 2016 2404 1,425 0,4953 4 2camada 884 8,48 8134 5,071 1530 1167 1,745 0,5613 5 1 camada 511 6,44 8329,58 2,42 807 748 2,147 0,2870 6 | 1 camada i - l - i - I - i · ! - i - ) 0,4250 | 7 1 camada - - - - 0,2625 . 8 1 camada - - - · - - - 0,2625 9 1 camada - - - · - - - 0,2625 10 1 camada 794 4,91 15939,77 2,906 1179 1138 2,055 0,1325 11 i 2 camada l 690 | 5,68 ) 17463,5 i 3,412 ) 1590 i 1201 ) 3,033 i 0,1525 i Deve ser entendido que a invenção inclui várias modi ficações que podem ser realizadas em relação às modalidades 5 exemplif icativas do rebobinador/bobinador de centro/de superfície descritas aqui como recaindo dentro do escopo das reivindicações anexas e seus equivalentes . Àlém disso, deve ser entendido que o termo "bobinador" , conf orme usado nas reivindicações , é amplo o suficiente para englobar tanto um bobinador quanto um rebobinador.

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Claims

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REIVINDICAÇÕES

1. Processo para desenrolar um rolo-rnãe para formar rnúltiplos rolos de produto, caracterizado por compreender: desenrolar uma trama de papel tissue a partir de 5 um rolo-mãe e transportar a trama de papel tissue à jusante sobre um aparelho de transporte de trama em urrta tensão, e sendo que uma pluralidade de módulos de bobinamento está posicionada adjacente ao aparelho de transporte de trama, cada mÓdulo de bobinamento contendo um mandril, os mandris estando em associação operativa 10 com um dispositivo impelidor; posicionar um mandril rotativo adjacente em relação ao aparelho de transporte para formação de um nip entre o aparelho de transporte de trama e o mandril, o dispositivo impelidor impelindo o mandril em uma velocidade e o mandril 15 estando posicionado ern direção ao aparelho de transporte em uma pressão de nip; transportar a trama de papel tissue para o nip, formado entre q mandril e o aparelho de transporte de trama, de modo a iniciar o bobinamento da trama por sobre o mandril; e 20 controlar pelo rnenos um dentre a pressão de nip, a tensão que chega e o torque do mandril, a fim de controlar um volume de rolo de um rolo sendo enrolado.

2- Pr"ocesso, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o volume de rolo é controlado pelo 25 controle de pelo menos dois dentre a pressão de nip, a tensão que chega e o torque do rnandril.

3. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o volume de rolo de um rolo sendo enrolado é controlado por controle da pressão de nip, da tensão 30 que chega e do torque do mandril.

4. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ser capaz e de estar configurado para produzir rolos bobinados apresentando um volume de rolo em qualquer ponto entre 3 Cm3/g a 13 cm3/g unicamente por controle de 35 pelo menos um dentre a pressão de nip, a tensão que chega e o torque do mandril.

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5. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo Eato de ser capaz e de estar configurado para produzir rolos bobinados apresentando um volume de rolo em qualquer ponto entre 2 cm3/g a 14 Cm3/g unicamente por controle de 5 pelo menos um dentre a pressão de nip, a tensão que chega e o torque do mandril.

6. Processo, de acordo corn a reivinàicação 1, caracterizado pelo fato de que o volurne de rolo é aumentado por diminuição da pressão de nip, por diminuição da tensão que chega 10 ou por diminuição do torque do mandril. ':

7. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o voluine de rolo é diminuído por aumento da tensão de trama, por aumento da pressão de nip ou por aumento do torque do rnandril. 15 8. Processo, de acordo corn as reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente a etapa de corte da trama de papel tissue conforme urn produto enrolado esteja acabando de ser formado sobre o mandril e de que a trama de papel tissue é cortada ern uma tensão de trama de menos do que 20 2,2 N, corn base em uma largura de folha de 10,6 cm.

9. Processo, de acordo com as reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que a trama de papel tissue é transportada sobre o aparelho de transporte de trama, enquanto estiver sendo enrolado por sobre o mandril ern uma velocidade média 25 de 457,2 m/min a 914,4 m/min.

10. Processo, de acordo com a reivindicação 1, 8 ou 9, caracterizado pelo fato de que o volume de rolo é controlado unicamente por variação da pressão de nip.

11. Processo, de acordo com as reivindicações 1 a 30 10, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente a etapa de aceleração do mandril para urrta velocidade de rotação que corresponda à velocidade do aparelho de transporte de trama antes da formação do nip entre o aparelho de transporte de trama e o mandril. 35 12. Processo, de acordo com as reivindicações 1 a il, caracterizado pelo fãtQ de compreender adicionalmente a etapa de colocação de um núcleo por sobre o mandril antes do

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S 3/4 'â' - posicionamento do mandril adjacente ao aparelho de transporte, a trama de papel tissue sendo enrolada sobre c) núcleo. í3. Processo, de acordo com as reivindicações 1 a 9 ou 10, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente as II 5 etapas de:

È 1 carregar um núcleo sobre o mandril; | acelerar o mandril até urna velocidade de rotação desej ada; posicionar o módulo de bobinamento para iniciar q 10 contato entre o núcleo de rotação e a trama de papel tissue; e extrair o produto enrolado do módulo d"e bobinamento.

14. Processo, de acordo corn as reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de que o bobinamento sobre o mandril é 15 realizado por uso de uma combinação de bobinamento de centro e bobinamento de superfície, o bobinamento de centro ocorrendo por impulsão do mandril e o bobinamento de superfície ocorrendo por posícionarriento do mandril em direção ao aparelho de transporte de trama em uma magnitude controlável para criar a pressão de nip. 20 15. Processo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de mÓdulos de bobinamento inclui pelo menos três módulos de bobinamento, que estão posicionados adjacentes ao aparelho de transporte de trama e de que, durante o processo, ao mesmo ternpo, i-ua núcleo é 25 posicionado em um primeiro mandrii de um primeiro mÓdulo de bobinamento, urri rolo de material é formado em um segundo mandril de urn segundo mÓdulo de bobinamento e tun rolo enrolado é extraído de urri terceiro mandril de um terceiro mÓdulo de bobinamento.

16. Processo, de acordo com as reivindicações 1 a 30 15, caracterizado pelo fato de ccmpreender adicionalmente as etapas de: cortar a trama de papel tissue depois que um produto enrolado é Eorrnado sobre o mandril; continuar a desenrolar da trama de papel tissue a 35 partir do rolo-mãe e transportar uma borda de ataque da trama de papel tissue à jusante no aparelho de transporte de trarna; e

A 4/4 ^ q transportar a trama de papel tissue para um nip formado entre o aparelho de transporte de trama e um segundo mandril, de modo a iniciar o bobinamento da trama sobre o segundo mandril, de uírta maneira contínua, tal que uma velocidade do 5 aparelho de transporte de trama permaneça constante.

W i7. Processo, de acordo com as reivindicações i a 7 16, caracterizado pelo fato do aparelho de transporte compreender uma correia transportadora, a correia transportadora compreehdendo unía correia transportadora a vácuo para manter a trama de papel 10 tissue contra a superfície da correia transportadora conforme trama seja transportada à jusante.

18. Processo, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que os rolos são produzidos em um primeiro mandril apresentando um primeiro volume de rolo e de que 15 rolos são produzidos no segundo mandril apresentando um segundo volume de rolo e sencio que o primeiro volume de rolo é diferente do segundo volume de rolo.

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