ES2213274T3 - Sistema de distribucion de hojas de una a una. - Google Patents
Sistema de distribucion de hojas de una a una.Info
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Abstract
UN SISTEMA DE DISTRIBUCION DE UN MATERIAL FIBROSOS EN HOJA TAL COMO LA GUATA DE CELULOSA O NO-TEJIDO, DE GRAMAJE COMPRENDIDO ENTRE 15 Y 90 G(M 2 , QUE COMPRENDE UNA BANDA CONTIN UA DE DICHO MATERIAL FIBROSO ENROLLADO EN BOBINA (1) Y PRECORTADO PARA DEFINIR UNA SUCESION DE HOJAS UNIDAS ENTRE SI POR UNA HILERA DE ESPIGAS, Y UN CONO DE DISTRIBUCION (5), ESTANDO EL MATERIAL DISTRIBUIDO A TRAVES DE DICHO CONO (5) POR EL VERTICE (S) DE MENOR DIAMETRO CARACTERIZADO PORQUE LA PROPORCION DE ESPIGAS DEL PRECORTE SE ELIGE CON UN VALOR DE COMO MAXIMO 30 % SUPERIOR AL QUE CONSTITUYE EL LIMITE DE MECANIZABILIDAD DE DICHO MATERIAL FIBROSO Y PORQUE EL DIAMETRO DEL VERTICE (S) DEL CONO (5) ESTA COMPRENDIDO ENTRE UN VALOR MINIMO QUE CORRESPONDE A UNA FUERZA DE EXTRACCION JUSTO SUPERIOR A LA FUERZA DE RUPTURA DE DICHO MATERIAL Y UN VALOR MAXIMO QUE CORRESPONDE A UN RENDIMIENTO E SUPERIOR O IGUAL A 90 %, Y PARTICULARMENTE SUPERIOR O IGUAL A 95%.
Description
Sistema de distribución de hojas de una a
una.
La invención se refiere a la distribución hoja a
hoja de un material fibroso, tal como un trapo de limpieza, una
servilleta o una toalla de papel o de no tejido, que se devana a
partir del centro de una bobina de este último y a través de un
orificio de distribución de forma cónica, por ejemplo.
Se conocen servilletas, toallas o trapos de
limpieza de papel que se presentan en forma de una banda continua
arrollada en bobina. Unos precortes transversales a distancia fija
a lo largo de esta banda delimitan los servicios que se pueden
separar unos tras otros. Así, cada servicio puede utilizarse
individualmente. En las colectividades, se utilizan por ejemplo unas
bobinas de relativamente gran capacidad alojadas en el interior de
cajas. Están provistos de un órgano que provoca el corte por
desgarro del material y su distribución.
La invención se refiere a los sistemas de
distribución del tipo de devanado central.
En un sistema de este tipo el rodillo está sin
mandril cuando tiene lugar su utilización, y la hoja es arrastrada
desde su centro a través de un elemento de distribución de sección
reducida. Este último presenta por ejemplo la forma de un tronco de
cono hueco cuyo diámetro más pequeño está girado hacia el exterior.
La hoja penetra en la pieza troncocónica por su diámetro más grande
y después es extraída por tracción a través del orificio opuesto,
de diámetro más pequeño. Este último produce una cierta resistencia
a la tracción ejercida por el usuario. Su sección se elige de
manera que cuando el usuario tira de la hoja, se produce una
ruptura a nivel del precorte entre una lámina ya extraída del cono
y la siguiente, aún introducida en el interior de la pieza. Así, se
libera un servicio tras otro. Siendo la fuerza necesaria para
extraer la hoja a través del cono superior a la fuerza necesaria
para desgarrar los puentes de la zona precortada, la separación
entre dos hojas sucesivas está asegurada en cuanto la primera ha
salido completamente del cono.
La fuerza de desgarro del precorte depende
esencialmente de dos factores: de la resistencia a la ruptura del
material a distribuir y del porcentaje de puentes definidos entre
las perforaciones del precorte.
La fuerza de extracción depende de varios
parámetros:
- -
- el estado de superficie, el gramaje y el espesor del material a distribuir,
- -
- la anchura de la bobina, el número de capas que componen la hoja; en particular, la cantidad de material que atraviesa el cono es directamente proporcional al ancho de la bobina,
- -
- el material que constituye el cono y su estado de superficie,
- -
- el diámetro del orificio de salida del cono.
En particular, en lo que se refiere a este último
parámetro, se conoce la patente US nº 4905868 que se refiere al
cono de un distribuidor de papel con devanado central. Según esta
patente, el orificio de salida del cono comprende por lo menos una
porción que se puede retirar. Así, se puede ajustar la sección del
orificio de salida en particular al espesor del papel utilizado,
unos dos o tres capas.
Según la patente US nº 5246137, se regula la
dimensión del orificio de salida por medio de inserciones
convenientemente elegidas.
La pieza troncocónica sufre una erosión
importante en el curso de su utilización debido al carácter
abrasivo de la guata de celulosa. Muy rápidamente, debido al
aumento en la sección del orificio de salida, las fuerzas de
fricción que se oponen al paso de la hoja disminuyen. Llega entonces
un momento en el que el usuario encuentra menos resistencia cuando
tira de la hoja. Resulta de ello que la hoja ya no se rompe
sistemáticamente a lo largo de la línea de precorte.
La eficacia del distribuidor se ve así muy
reducida. Una solución podría consistir en reparar el cono por
medio de una inserción según el documento citado anteriormente.
Otra solución conocida por la patente US nº 5310083 consiste en
retrasar el desgaste de la parte cónica prolongando esta última con
una porción cilíndrica. El desgaste de la pared disminuye al
aumentar la superficie de contacto de la hoja en la zona en la que
se produce una fuerte fricción.
Un objetivo de la presente invención es proponer
un nuevo sistema de distribución hoja a hoja de un material
fibroso, del tipo que comprende una banda continua de dicho
material arrollada en una bobina, estando las hojas definidas por
unos precortes transversales, y un cono de distribución con un
orificio de salida de diámetro (S) a través del cual las hojas son
extraídas una a una.
Otro objetivo de la presente invención es
proponer un sistema de distribución cuya eficacia, es decir el
porcentaje de éxito de extracción una a una de las hojas, ha
aumentado y es superior o igual a 90%, y en particular superior a
95%.
Otro objetivo de la presente invención es
asegurar la mejor optimización del sistema de distribución durante
un mayor período de utilización, a pesar del desgaste de la pared
del cono debido al rozamiento del material fibroso.
Otro objetivo de la invención es proponer un
sistema de distribución que permita la utilización de diversos
materiales para la realización del cono, siendo en efecto de menor
importancia la precisión concerniente al diámetro del cono.
Otro objetivo de la invención es proponer un
sistema de distribución susceptible de ser adaptado a cualquier
tipo de producto de guata de celulosa o de no tejido, presentado en
forma de bobina de devanado central.
El sistema de distribución de acuerdo con la
invención es tal como se define en la reivindicación 1.
Otras características ventajosas de la invención
están definidas en las reivindicaciones subordinadas 2 a 7.
En la presente solicitud los diferentes términos
y expresiones son definidos como sigue:
- -
- Material fibroso designa en particular la guata de celulosa crepada o no crepada, fabricada a partir de pasta de papel virgen o de pasta destintada, de una o varias capas, y cuyo gramaje puede, para cada una de las capas, variar de 15 a 45 g/m^{2}. Esta expresión comprende también los productos no tejidos, por ejemplo del tipo air-laid constituidos esencialmente por fibras papeleras, fabricados por vía seca o por vía húmeda, y ligados por cualquier medio conocido, por ejemplo por un látex reticulable en caliente u otro ligante tal como un ligante termofusible. El gramaje de estos productos no tejidos puede variar de 30 a 90 g/m^{2}.
- -
- El precorte es una sucesión de perforaciones alineadas, aquí en el sentido transversal al desenrollado de la hoja, que realizan entre sí unos puentes. El porcentaje de puentes es igual a la relación de la suma de las anchuras del conjunto de los puentes de un precortade y la anchura de la hoja.
- -
- El límite de maquinabilidad corresponde al porcentaje de puentes por debajo del cual la hoja se rompe en la fabricación durante la operación que precede al arrollado de la hoja. En efecto, el precorte se realiza durante la operación de transformación de la hoja antes de que ésta sea puesta en el rodillo. Los esfuerzos de tracción a los cuales la hoja es sometida en este momento pueden generar su ruptura en la zona en la que presenta una mayor debilidad. Se trata precisamente de la zona de precorte. El porcentaje de puentes debe por tanto ser suficiente teniendo en cuenta el material para que la hoja no se rompa en el curso del arrollado.
- -
- El cono es un elemento de distribución conocido en el presente campo técnico.
Éste tiene una forma general de tronco de cono
hueco. Sirve de guía a la hoja durante su extracción y asegura un
apriete de ésta a su paso por el orificio de salida de menor
diámetro.
El cono puede estar prolongado por una porción
cilíndrica o presentar cualquier otra forma equivalente, en la
medida en que cumple la misma función. Puede ser metálico o de
material plástico como el ABS, el polipropileno o cualquier otro
material equivalente.
- -
- La fuerza de extracción es la fuerza de tracción que se debe ejercer sobre la hoja para deslizarla a través del cono.
- -
- La eficacia es, expresada en porcentaje, igual al número de veces, en las que, tirando del extremo libre de la hoja que sale del cono, se haya separado ésta de la siguiente, convenientemente a lo largo de la línea de precorte e inmediatamente corriente abajo del vértice del cono. Así, una eficacia del 90% significa que sobre 100 ensayos de extracción a través del cono, se han conseguido separar convenientemente 90 hojas una a una. Los diez restantes pueden corresponder a una ruptura fuera de la línea de precorte o bien al arrastre de varias hojas antes de la ruptura.
La invención se pondrá más claramente de
manifiesto a partir de la descripción siguiente de un modo de
realización, acompañada de los dibujos y esquemas en los
cuales:
- la figura 1 representa, vista en sección, una
caja que contiene una bobina de material fibroso con un cono de
distribución,
- la figura 2 representa unas curvas que muestran
la variación de la eficacia del sistema de distribución en función
del diámetro del cono y para varios valores del porcentaje de
puentes.
En la figura 1 se ha representado un sistema de
distribución convencional del tipo de devanado central y cono de
distribución. La bobina (1) de guata de celulosa u otro material
fibroso está contenida en una caja (3) que comprende un orificio
central (31) sobre su placa de fondo. Un cono hueco (5), perforado
en sus dos extremos, está dispuesto sobre el fondo de la caja y
comunica con el orificio (31). El vértice (S) de pequeño diámetro
del cono constituye el orificio de distribución del material
fibroso. La bobina no comprende ningún mandril y se devana por su
centro. Este sistema de distribución conocido funciona de la
siguiente manera. Se libera el extremo interior de la hoja continua
que constituye la bobina (1) y se desliza por el interior del cono
de forma que se le haga salir por el orificio de diámetro pequeño.
La hoja está precortada transversalmente a intervalos regulares y
las líneas de precorte delimitan unos servicios que se pueden
separar individualmente. Así, cuando se tira del extremo libre de
la hoja, ésta se rompe a lo largo de una línea de precorte después
de que el precorte haya pasado el orificio de diámetro pequeño del
cono. En efecto, si el sistema está convenientemente dimensionado,
la fuerza con la cual se tira de la hoja para hacerla deslizar
hacia el exterior del cono excede la resistencia a la ruptura del
precorte. Cuando ésta es arrastrada fuera del cono, no resiste más
y se rompe.
Se comprende que un equilibrio sea necesario para
que el sistema funcione convenientemente. Si la resistencia a la
ruptura del precorte es demasiado elevada, no se producirá ninguna
ruptura y se devanarán varios servicios sin separar las hojas
individuales entre sí. Ocurre lo mismo si el orificio (S) es
demasiado ancho. Por esta razón es necesario cambiar regularmente
esta pieza cuando se utilice guata de celulosa o no tejidos puesto
que son materiales muy abrasivos.
La elección de la dimensión inicial del orificio
está condicionada por las características del material fibroso, en
particular su espesor, la anchura de la bobina y su resistencia. No
debe ser demasiado pequeño para evitar que sea inducido a ejercer
una tracción demasiado fuerte sobre la hoja. Esto es por un parte
molesto para el usuario, y por otra parte puede ocasionar la ruptura
de la hoja prematuramente. Inversamente no debe ser demasiado ancho
por la misma razón que se ha referido más arriba a propósito del
desgaste.
Se ha constatado con sorpresa que se podía
aumentar la duración de utilización del cono eligiendo el precorte
con una resistencia a la ruptura predeterminada. En efecto, unos
ensayos han mostrado que si se elige un valor de resistencia a la
ruptura tan débil como sea posible, teniendo en cuenta los
esfuerzos de maquinabilidad de la hoja, se puede disminuir
correlativamente la fuerza necesaria para la extracción de
servicio. Así, la zona de diámetros compatibles es más amplia.
Resulta de ello una mayor duración de utilización del cono de
distribución, en función de la rapidez a la que se desgaste el
cono.
Se han realizado unos ensayos de extracción a
partir de un distribuidor estándar pero con conos de diferentes
diámetros y diferentes productos de guata de celulosa con dos
capas:
Los productos eran los siguientes:
Los productos B, C, D, E son productos del
mercado. El producto A corresponde al de la invención.
Se ha determinado el porcentaje de eficacia de
cada uno de estos productos contando el número de casos en los que
las hojas se separaban convenientemente después de la extracción y
se han indicado en una base ortonormada los valores en tanto por
ciento para el porcentaje y el diámetro.
Se constata en la figura 2 que para el producto
A, con un 14% de puentes que es un valor muy cercano al límite de
maquinabilidad del producto, la curva presenta una meseta bastante
ancha para unos diámetros de conos de 8 a 10,5 mm.
Para los demás productos la meseta es muy
estrecha. Se debe por tanto esperar la necesidad de deber cambiar
el cono en un plazo más corto que para A.
Se ha realizado una segunda serie de ensayos para
un cono de diámetro definido, en este caso de 9,5 mm, y se ha
determinado la fuerza de extracción, la de ruptura del precorte así
como el porcentaje de eficacia de la distribución sobre tres
productos:
(F) Una guata de celulosa estándar vendida bajo
la marca Lotus Professional por el solicitante. Se trata de un
producto con dos capas de 20 g/m^{2} cada una. El porcentaje de
puentes es del 35%.
(G) Una guata de celulosa de acuerdo con la
invención, con dos capas de 20 g/m^{2} cada una y un porcentaje
de puentes del 16%.
(H) Una guata según la invención de otra calidad,
con dos capas de 20 g/m^{2} cada una y un porcentaje de puentes
también del 16%.
Un aparato de distribución se cuelga en la célula
de medición de un dinamómetro. Después de haber instalado el
aparato y la bobina en el aparato, se ha iniciado la distribución
del primer servicio. Entonces, la célula de medición del
dinamómetro ha sido tarada.
Entonces, se ha tirado manualmente de la hoja
para sacar una, y se ha leído la fuerza máxima de extracción
registrada por el dinamómetro. Se ha procedido así en varias series
de mediciones. Para la fuerza de desgarro del precorte, se ha
utilizado el mismo aparato. Después de haber extraído el precorte
entre dos servicios del cono, se ha bloqueado la hoja en el interior
del cono de manera que se detenga su extracción, se ha unido la
lámina inferior a la mordaza inferior del dinamómetro y se ha puesto
en movimiento. La medición ha sido efectuada a baja velocidad 100
mm/min.
Se han realizado así varias series de ensayos, y
calculado el valor medio y la separación tipo de los valores
leídos. El porcentaje E de eficacia fue obtenido por simple
cálculo.
Los resultados se recogen en la siguiente
tabla.
Se verifica que reduciendo, comparativamente con
el producto F, el valor de la fuerza de ruptura para el producto G
mientras que la guata presenta sensiblemente las mismas
características de resistencia, se obtiene un porcentaje de
eficacia excelente. Se constata que para H el porcentaje E también
es bueno. Se constata igualmente que con respecto a la fuerza de
extracción, la fuerza de ruptura es así de 10 a 20% menor. Esto es
cierto siempre que el procedimiento de fabricación del "tisú"
(guata de celulosa) es estabilizado y que el "tisú" que
resulta presenta poca variación en sus características: gramaje,
espesor y resistencia a la ruptura.
Se ha observado que era necesario un porcentaje
de puentes suficiente para asegurar la fabricación industrial. Este
porcentaje es de 12% como mínimo, para los "tisús" que se
encuentran comúnmente en el mercado, de guata de celulosa crepada y
cuyo gramaje está comprendido entre 18 y 35 g/m^{2} por capa.
Se sabe que, en la práctica, las diferencias en
la fabricación pueden ser importantes. En este caso, se ha
constatado que era necesaria una diferencia suficiente entre la
fuerza necesaria para la extracción de la hoja a través del
orificio de distribución y la resistencia a la ruptura de la parte
precortada de la hoja para obtener como mínimo una eficacia de 95%
en la distribución hoja a hoja. Conviene que la fuerza de
extracción sea por lo menos 50% superior a la resistencia de la
parte precortada. Preferentemente, esta fuerza es 100% superior a la
primera. Dicha diferencia permite absorber las variaciones en las
características del "tisú" alrededor de los valores nominales -
gramaje, espesor, resistencia - lo mismo que las variaciones
dimensionales del orificio de distribución- ampliación que resulta
de la abrasión por el "tisú" cuando tiene lugar su extracción.
Se han realizado unos ensayos sobre diferentes lotes de
"tisú", cuyo gramaje era de 20 g/m^{2} por capa, en dos
capas. Los porcentajes de perforación han conducido a unos
porcentajes de puentes residuales de 12,5, 14,3, 16 y 35%.
Se constata que para un cono más pequeño la
fuerza de extracción es desde luego más elevada pero que no basta
para asegurar una eficacia satisfactoria, es necesario también que
la diferencia entre los valores de las fuerzas de extracción y de
la resistencia del precorte sea importante. En la práctica, se ha
podido constatar que un valor de fuerza de extracción que doble el
valor de fuerza de ruptura permite obtener una eficacia en la
distribución próxima a 100%, siempre superior a 99%.
De acuerdo con otra característica de la
invención, no representada, se favorece el arrancado de los
servicios cuando tiene lugar su paso a través del cono de
distribución, iniciándose una ruptura sobre los bordes de la hoja a
nivel de la línea de precorte. Por ejemplo, se crea una entalladura
a uno y otro lado de la anchura de la bobina. Esta entalladura será
preferentemente de menos de 10 mm de largo.
Claims (7)
1. Sistema de distribución de un material fibroso
en hoja tal como la guata de celulosa o un no tejido, de gramaje
comprendido entre 15 y 90 g/m^{2} por capa, que comprende una
banda continua de dicho material fibroso arrollado en bobina y
precortado de forma que se defina una sucesión de hojas unidas entre
sí por una hilera de puentes, y un cono de distribución, siendo el
material distribuido a través de dicho cono por el vértice (S) de
menor diámetro, caracterizado porque el porcentaje de
puentes del precorte está comprendido entre 12 y 30% y porque el
diámetro del vértice (S) del cono está comprendido entre 8 y 11 mm
correspondiente a una eficacia E superior o igual a 90% y en
particular superior o igual a 95% y porque la fuerza de extracción
es superior por los menos 50% a la de la resitencia a la ruptura
del precorte, medida cuando tiene lugar la extracción.
2. Sistema de distribución según la
reivindicación anterior, caracterizado porque el material es
guata de celulosa de dos capas.
3. Sistema de distribución según la
reivindicación anterior, caracterizado porque el gramaje de
cada uno de las capas está comprendido entre 15 y 45 g/m^{2},
preferentemente entre 18 y 25 g/m^{2}.
4. Sistema de distribución según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el
porcentaje de puentes está comprendido preferentemente entre 14 y
18%.
5. Sistema de distribución según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el cono al
nivel de su vértice (S), presenta un diámetro comprendido
preferentemente entre 8,5 y 10 mm.
6. Sistema de distribución según la
reivindicación 1, caracterizado porque el material es un
no tejido, por ejemplo de tipo air-laid de gramaje
comprendido entre 30 y 90 g/m^{2}.
7. Sistema de distribución según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las líneas
de precorte que separan dos piezas sucesivas comprenden por lo
menos un inicio de ruptura, preferentemente en el borde de las
piezas.
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