MX2011006497A - Un aparato para proporcionar una trama con perforaciones excepcionales. - Google Patents

Abstract

Se describen aparatos que incluyen equipo adecuado para formar diseños y patrones de perforación seleccionados en sustratos de trama. Los diseños y patrones de perforación pueden formarse de manera lineal y no lineal, pueden extenderse en dirección transversal o en la dirección de máquina, y pueden formarse para complementar o coincidir con un diseño grabado o impreso sobre la trama. Los diseños y patrones de perforación pueden formarse usando diversas técnicas de perforación mecánica.

Description

UN APARATO PARA PROPORCIONAR UNA TRAMA CON PERFORACIONES EXCEPCIONALES CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere, generalmente, a aparatos para perforar una trama y a productos de trama perforada que tienen diversas capacidades, características y propiedades. Más particularmente, la presente invención se refiere a aparatos que tienen una confiabilidad significativamente mejorada, costos de fabricación más bajos, mayor flexibilidad y calidad de perforación más alta.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Durante muchos años, ha sido bastante común perforar productos fabricados a partir de tramas tales como toallas de papel, papel higiénico y lo similar, para así facilitar el retiro de lienzos de un rollo mediante rasgado. Se han propuesto una variedad de tipos de aparatos mecánicos y diversos métodos diferentes para formar las perforaciones de estos productos. Típicamente, se ha usado una cuchilla en movimiento para perforar una trama a medida que ésta pasa entre la cuchilla en movimiento y un yunque fijo, en donde la cuchilla en movimiento se extiende de forma perpendicular a la dirección de desplazamiento de la trama.

Si bien esta operación convencional ha sido ampliamente adoptada, existe una serie de inconvenientes bastante conocidos en términos de la confiabilidad general, costos de fabricación, flexibilidad y calidad de perforación. Entre los inconvenientes está el hecho de que se sabe que la interacción de la cuchilla en movimiento y el yunque fijo imponen una limitación de velocidad, ya que las vibraciones producidas a altas velocidades afectan de forma negativa la calidad general de las perforaciones formadas en una trama. Más aun, las vibraciones causadas por la interacción de la cuchilla en movimiento y el yunque fijo pueden tener como consecuencia roturas de trama costosas o el mal funcionamiento del equipo, lo que requiere el apagado de la operación de fabricación.

Por ejemplo, se sabe que los dientes de la cuchilla en movimiento se vuelven romos o se rompen después de un periodo de uso. Esto no solamente dará como resultado un nivel inferior e inaceptable de la calidad de perforación, sino que también requerirá un apagado temporal de la operación de fabricación para reemplazar la cuchilla en movimiento y para descartar el producto deficiente producido inmediatamente antes del apagado. Tal como se comprenderá, esto tiene como resultado un desperdicio inaceptable y costos de fabricación significativamente aumentados.

Adicionalmente, otro inconveniente del equipo convencional ha sido la incapacidad de cambiar rápidamente de un formato de patrón de perforación (o longitud de lienzo) a otro, sin una pausa significativa para la conversión. Típicamente, se ha dado el caso de que este tipo de conversión requiere que se apague la operación de fabricación por al menos varias horas. Mientras está teniendo lugar la conversión, obviamente, no se está produciendo ningún producto y el personal debe estar involucrado activamente en implementar la conversión, todo lo cual conduce a costos de fabricación significativamente aumentados.

En otro sentido, ha existido una continua necesidad de una mayor flexibilidad con el fin de producir productos que tengan una aumentada conveniencia para el consumidor. Por ejemplo, sería conveniente estar en la capacidad de producir perforaciones tanto lineales como no lineales, así como perforaciones que se extienden tanto en la dirección transversal a la máquina como en la dirección de máquina. Si bien se han sugerido diversas aproximaciones, ninguna ha ofrecido el nivel requerido de calidad de perforación que daría como resultado un producto completamente aceptable.

Además, sería conveniente tener perforaciones que sean lo suficientemente fuertes como para resistir el enrollado de una trama, pero también para debilitar suficientemente la trama, al menos en los bordes, como para facilitar la separación de un lienzo del siguiente. Más aun, sería conveniente tener una trama perforada enrollada o devanada que se fabrique de tal manera que sea posible que una línea de perforaciones complemente, tenga correspondencia o coincida con un patrón grabado o impreso en la trama.

Si bien en el pasado se han realizado diversos esfuerzos orientados a superar uno o más de los problemas mencionados anteriormente y/o a proporcionar una o más de las características mencionadas anteriormente, persiste la necesidad de aparatos y métodos de perforación y de productos de trama perforada que tengan una confiabilidad mejorada, costos de fabricación más bajos, mayor flexibilidad, y calidad de perforación más alta.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Si bien se sabe cómo fabricar productos de trama perforados, tales como toallas de papel, papel higiénico, y lo similar, para facilitar el retiro de lienzos de un rollo mediante rasgado, persiste la necesidad de proporcionar aparatos de perforación que superen los problemas mencionados y que proporcionen las características mencionadas. Las modalidades de la presente descripción proporcionan aparatos de perforación que tienen características mejoradas que dan como resultado múltiples ventajas que incluyen contabilidad mejorada, costos de fabricación más bajos, mayor flexibilidad, y calidad de perforación más alta. Tales aparatos no sólo superan los problemas mencionados con las operaciones de fabricación usadas actualmente, sino que también hacen posible diseñar y producir productos perforados tales como toallas de papel, papel higiénico, y lo similar, con una conveniencia práctica y estética mejorada para el consumidor.

En ciertas modalidades, el aparato usa un rodillo rotativo con anillos y un rodillo rotativo con patrón, con proyecciones circulares sobre el rodillo con patrón ubicadas en una seleccionada alineación cooperante con una ranura circular en el rodillo con anillos. El aparato facilita el transporte de la trama a lo largo de un trayecto que se extiende entre el rodillo rotativo con anillos y el rodillo rotativo con patrón. Más aun, el aparato hace que se imparta rotación al rodillo con anillos y al rodillo con patrón para hacer que las proyecciones circulares penetren la trama a medida que ésta es transportada entre el rodillo con anillos y el rodillo con patrón para producir un diseño de perforación seleccionado.

En estas modalidades, el aparato hace que las proyecciones circulares estén ubicadas sobre el rodillo con patrón en una seleccionada alineación cooperante con la ranura circular en el rodillo con anillos a medida que el rodillo con anillos y el rodillo con patrón son rotados mientras la trama pasa entre ellos, de manera que las proyecciones circulares pueden penetrar la trama para formar el diseño de perforación seleccionado. Las proyecciones circulares sobre el rodillo con patrón pueden estar dispuestas para producir un diseño de perforación no lineal seleccionado y, además, las proyecciones circulares en el rodillo con patrón pueden disponerse de manera adecuada para producir un diseño de perforación que complemente o coincida con un patrón estético que haya sido grabado o impreso sobre la trama.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS Figura 1 es una vista en perspectiva de un aparato ilustrativo para perforar una trama que usa un rodillo rotativo con anillos que tiene al menos una ranura circular y un rodillo rotativo con patrón que tiene proyecciones circulares en alineación cooperante con al menos una ranura circular; Figura 2 es una vista detallada que ilustra las proyecciones circulares en el rodillo rotativo con patrón en alineación cooperante con al menos una ranura circular en el rodillo rotativo con anillos y con las proyecciones circulares que penetran una trama para formar perforaciones; Figura 3 es una vista detallada de la región designada como 3 en la Fig. 1 ; ¦ Figura 4 es una vista detallada de la región designada como 4 en la Fig. 1 ; Figura 4A es una vista alternativa detallada de la región designada como 4 en la Fig. 1 ; Figura 5 es una vista esquemática que ilustra una manera de ajustar el aparato de la Fig. 1 para variar !a profundidad de la perforación; Figura 6 es una vista frontal en elevación que ilustra un diseño de perforación seleccionado que usa el aparato dé la Fig. 1 ; Figura 7 es una vista en planta de un solo lienzo de un producto de trama perforada que tiene formado sobre sí un patrón grabado o impreso y que también tiene el diseño de perforación seleccionado usando el aparato configurado como en la Fig. 6; Figura 7A es una vista en planta de un solo lienzo de un producto de trama perforada que tiene otro de muchos diseños o formas de perforación diferentes que se extienden de manera no lineal en la dirección transversal, así como en la dirección de máquina de la trama; Figura 8 es una vista en perspectiva de un aparato para perforar una trama que usa un rodillo rotativo con anillos y un rodillo rotativo con patrón similar a la Fig. 1 , pero con proyecciones circulares ubicadas para formar perforaciones no lineales tanto en la dirección transversal como en la dirección de máquina.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Como se usa en la presente invención, el término "dirección de máquina" (MD, por sus siglas en inglés) significa la dirección de desplazamiento de una trama a través de cualquier equipo de procesamiento. El término "dirección transversal" (CD, por sus siglas en inglés) es ortogonal y coplanar a ella. El término "dirección Z" es ortogonal a ambas direcciones de máquina y transversal.

Las diversas modalidades de la presente descripción, descritas en detalle más abajo, proporcionan diversos ejemplos no limitantes de aparatos de perforación, métodos, y diversos y distintos productos de trama perforada con características mejoradas que dan como resultado una confiabilidad mejorada, costos de fabricación más bajos, mayor flexibilidad, y calidad de perforación más alta. Con respecto a estos ejemplos no limitantes, los aparatos y métodos descritos hacen posible diseñar y producir, de manera eficaz y eficiente, una variedad de diferentes productos de trama perforada que tienen una conveniencia práctica y estética mejorada.

Primero con respecto a la Fig. 1 , un aparato 100 para perforar una trama incluye un rodillo rotativo con anillos 102 y un rodillo rotativo con patrón 104. El rodillo con anillos 102 tiene al menos una ranura circular 106 que se extiende alrededor de una superficie externa 108 (es decir, el rodillo con anillos 102 puede tener una sola ranura circular que se extiende helicoidalmente alrededor de la superficie externa 108 desde un extremo 1 10 hasta el otro extremo 1 12 del rodillo con anillos 102). Sin embargo, el rodillo con anillos 102 también puede formarse de manera que tenga una pluralidad de ranuras circulares paralelas 106 dispuestas entre los extremos 1 10 y 1 12.

Tal como se muestra en las Figs. 2 y 3, la superficie externa 108 del rodillo con anillos 102 está provista de una pluralidad de ranuras circulares 106. Resultará fácilmente evidente, a partir de estas dos vistas, que cada una de las ranuras circulares 106 son paralelas entre sí, aunque se puede usar una sola ranura circular helicoidal que se extiende alrededor de la superficie externa 108 desde un extremo 1 10 hasta el otro extremo 1 12 del rodillo con anillos 102 en lugar de las ranuras circulares paralelas 106 ilustradas.

Con respecto nuevamente a la Fig. 1 , el rodillo con patrón 104 está provisto de proyecciones 14 que se extienden desde una superficie externa 1 16 de ella. Las proyecciones 1 14, en un ejemplo no limitante, pueden estar dispuestas desde un extremo 1 18 hasta el otro extremo 120 del rodillo con patrón 104, y estar ubicadas de una manera no lineal, tal como se muestra, o de una manera lineal en conjunto.

En cualquier aspecto, las proyecciones 1 14 pueden estar ubicadas en cualquier lugar de la superficie del rodillo con patrón 104, de manera que, colectivamente, las proyecciones 1 14 formarán un patrón deseado que tiene virtualmente cualquier característica en MD y CD. En otras palabras, las proyecciones 1 14 están ubicadas con relación a la(s) ranura(s) circular(es) 106, tal como se muestra en la Fig. 2 para que estén en la seleccionada alineación cooperante con la(s) ranura(s) circular(es) 106. Las proyecciones 1 14 pueden estar formadas, prácticamente, tal como se muestra en la Fig. 4, aunque se comprenderá que las proyecciones 1 14 pueden tener otras formas diferentes. A manera de ejemplo, éstas pueden tomar la forma piramidal o trapezoidal de las proyecciones 1 14' en la Fig. 4A. Además, tal como se sugirió anteriormente, pueden estar ubicadas circularmente en cualquier lugar en la superficie externa 1 16 del rodillo con patrón 104. Al seleccionar el lugar de cada una de las proyecciones 1 14 en la superficie externa 1 16 del rodillo con patrón 104 es posible producir una línea de debilidad en forma de un diseño de perforación seleccionado, que puede ser lineal o puede ser no lineal con relación a la CD (es decir, que tiene componentes en MD y CD), tal como el ejemplo no limitante ilustrado en la Fig. 1 .

En un estado preliminar, el rodillo con patrón 104 está provisto de al menos una ranura circular (o una pluralidad de ranuras circulares paralelas) similar al rodillo con anillos 102. La formación de las proyecciones 1 14 puede conseguirse al moler, triturar o de cualquier otra forma retirar porciones de las ranuras circulares del rodillo con patrón 104. Los lugares en donde se desea tener una proyección 1 14 no se procesan así.

En otras palabras, en un ejemplo no limitante, el rodillo con anillos 102 y el rodillo con patrón 104 pueden empezar como rodillos prácticamente idénticos, por lo que el rodillo con patrón 104 se forma al moler, triturar o de cualquier otra forma retirar material hasta que permanezcan solamente las proyecciones 1 14 deseadas formando el diseño de perforación seleccionado que tiene componentes en MD y/o CD. Las proyecciones 1 14 se ubican en alineación cooperante con la(s) ranura(s) circular(es) 106 al montar de manera adecuada el rodillo con anillos 102 en relación con el rodillo con patrón 104, de manera que estarán dispuestas prácticamente tal como se ilustra en la Fig. 2.

Tal como se muestra en la Fig. 2, una trama 122 puede transportarse a lo largo de un trayecto entre el rodillo con anillos 102 y el rodillo con patrón 104 mediante un dispositivo que puede comprender una rebobinadora convencional de trama de un tipo bastante conocido en la industria. Además, puede impartirse rotación al rodillo con anillos 102 y al rodillo con patrón 104 mediante un motor convencional y una disposición de equipo bastante conocida en la industria. De esta manera, puede hacerse que las proyecciones 1 14 penetren la trama 122 a medida que ésta se transporta a lo largo del trayecto entre el rodillo con anillos 102 y el rodillo con patrón 104 para producir un diseño de perforación seleccionado.

Tal como se usa a lo largo de la especificación y reivindicaciones, la palabra "penetrar" y las variantes de ella, significan 1 ) interrumpir la estructura de fibra de una trama para debilitarla al comprimir o separar las fibras, o 2) desviar o desplazar una trama en la dirección "Z", es decir, perpendicular al plano o superficie de una trama, o 3) desviar o desplazar una trama lo suficiente como para proporcionar una perforación visualmente perceptible, o 4) extender completamente a través de la trama, para, así, facilitar el rasgado o separación de lienzos sucesivos de una estructura fibrosa por parte de un consumidor en lugares definidos, p. ej., en perforaciones formadas a lo largo de rollos de toallas de papel, papel higiénico, y lo similar.

Tal como se comprenderá, las proyecciones 1 14 que se extienden desde la superficie externa 1 6 del rodillo con patrón 104 penetran la trama 122 al coincidir con una(s) ranura(s) circular(es) 106 correspondientes que se extienden alrededor de la superficie externa 108 del rodillo con anillos 102. La Fig. 2 ilustra que el rodillo con anillos 102 está ubicado en relación con el rodillo con patrón 104 para proporcionar un grado de penetración de la trama seleccionado 122 mediante las proyecciones 14, para controlar el grado de debilitamiento de la trama 122. Con referencia a la Fig. 5, se comprenderá que el grado de penetración de la trama 122 por parte de la proyección 1 14 puede controlarse ajusfando la posición del rodillo con patrón 104 con relación al rodillo con anillos 102, la posición del rodillo con anillos 102 con relación al rodillo con patrón 104, y combinaciones de los mismos, tal como se representa mediante la línea de flechas 124.

Como se usa a lo largo de la especificación y las reivindicaciones, la frase "grado de penetración" y cualquier variante de ella significa 1) la medida en la cual las fibras en una trama se comprimen o separan, o 2) la medida en la cual se deflexiona o desplaza la trama en la dirección "Z", es decir, la dirección perpendicular al plano o superficie de una trama, o 3) el tamaño de las aberturas que se forman en una trama, lo que determina la resistencia o debilidad de la trama entre lienzos sucesivos definidos después de que un diseño de perforación seleccionado se ha formado en la trama.

Además, y tal como se usa a través de la especificación y las reivindicaciones, la frase "grado de debilitamiento" y cualquier variante de ella significa la medida en la cual la resistencia del material de trama dispuesto entre lienzos de trama sucesivos 122 ha sido debilitada como resultado de la penetración de la trama por parte de las proyecciones 1 14, la que puede ser controlada al seleccionar el tamaño y/o seleccionar el paso y/o seleccionar el bisel de cada proyección individual 114. Específicamente, el tamaño de cada proyección 1 14 que incluye la dimensión de su longitud y/o perímetro y/o forma (véase, p. ej., en las Figs. 4 y 4A dos ejemplos de la amplia variedad de formas que pueden usarse) puede seleccionarse individualmente para proporcionar a las proyecciones 1 14 iguales o diferentes profundidades y/o amplitudes y/o huellas de acoplamiento con la trama 122 para controlar así el grado de debilitamiento de la trama 122, p. ej., en las direcciones transversal y/o de máquina. Además, las profundidades hasta las que se extienden las proyecciones 1 14 pueden controlarse al variar las longitudes de algunas o de todas las proyecciones 1 14 y al controlar la distancia entre los respectivos ejes del rodillo con anillos 102 y el rodillo con patrón 104 para controlar la medida en que las proyecciones 114 se extienden dentro de las ranuras circulares 106.

Al emplear una o más de estas técnicas, cada línea de perforación puede estar provista de resistencia a la perforación diferencial. Por ejemplo, las perforaciones en la dirección transversal de la trama 122 pueden estar formadas para que sean más débiles en, o cerca de, los bordes de la trama 122 que las perforaciones en el centro de la trama 1 2 para facilitar el inicio de la separación de un lienzo del siguiente lienzo de la trama 122. De esta manera, las perforaciones en el centro de la trama 122 pueden ser más resistentes de manera que la trama 122 pueda soportar las fuerzas de manipulación del material durante la fabricación.

Por supuesto, como se comprenderá, la capacidad para formar todas las proyecciones 1 14 separada e individualmente hace posible variar la resistencia de cada perforación en cualquier forma y para cualquier propósito proporcionando en cualquier caso posibilidades prácticamente ilimitadas.

Se comprenderá que el término "paso" significa la distancia entre el inicio de una proyección circular 1 14 y el inicio de la siguiente proyección circular 1 14 adyacente. Se comprenderá que el término "bisel" significa el ángulo que tiene la superficie de una proyección circular con relación a una línea perpendicular a los ejes del rodillo con patrón.

Adicionalmente, puede dimensionarse y/o formarse cada proyección 1 14 para que proporcione un grado de debilidad seleccionado a esa porción respectiva de la trama 122 cuando las proyecciones 1 14 penetran la trama 122 para producir un diseño de perforación seleccionado. De manera alternativa, las proyecciones 1 14 pueden estar provistas, individual o colectivamente, de un paso o bisel seleccionado para controlar el grado de debilitamiento de la trama 122 cuando las proyecciones 1 14 penetran la trama 122. Las proyecciones 1 14 pueden extenderse, generalmente, a lo largo de un eje de rotación 126 del rodillo con patrón 104 (véase la Fig. 1 ), y pueden estar ubicados individualmente en forma circular alrededor de la superficie externa 116 para producir el diseño de perforación seleccionado.

Todavía con referencia a la Fig. 1 , se muestran las proyecciones 1 14 que se extienden desde un extremo 1 18 al otro extremo 120 del rodillo con patrón 104 para formar perforaciones individuales que se extienden, generalmente, en la dirección transversal de la trama 122. En la Fig. 1 se muestra solamente un conjunto de las proyecciones 1 4, pero puede haber dos o más conjuntos espaciados igualmente en forma circular alrededor de la superficie externa 1 16 del rodillo con patrón 104, dependiendo de la longitud de lienzo que se desea formar perforando en ciclos la trama 122. Si se proporciona sólo un conjunto de proyecciones 1 14 en la superficie externa 1 16 del rodillo con patrón 104, la longitud de lienzo formada perforando la trama 122 será igual a la circunferencia del rodillo con patrón 104. De manera similar, si hay dos conjuntos de las proyecciones 1 14, la longitud de lienzo formada perforando la trama 122 será igual a la mitad de la circunferencia del rodillo con patrón 104, si hay tres conjuntos de las proyecciones 1 14, la longitud de lienzo formada perforando la trama 122 será igual a un tercio de la circunferencia del rodillo con patrón 104, etc. Si se desea, es posible proporcionar dos o más conjuntos de proyecciones circulares espaciados a distancias desiguales alrededor de la superficie externa 1 16 del rodillo con patrón 104 si se deseara proporcionar longitudes de lienzo que varían pero que se repiten mientras se perfora la trama 122 de manera cíclica.

Si bien no se muestra en la Fig. 1 , se comprenderá que las proyecciones individuales 1 14 pueden formarse en cualquier lugar de la superficie externa 1 16 del rodillo con patrón 104. Por lo tanto, puede producirse cualquier diseño de perforación seleccionado en la trama 122 con perforaciones que se extienden, generalmente, en la dirección transversal y/o, generalmente, ' en la dirección de máquina de la trama.

Además, el diseño de perforación seleccionado puede ser en conjunto lineal o no lineal, generalmente, en la dirección transversal y/o en la dirección de máquina, y/o puede incluir perforaciones completamente aleatorias.

Ya que las proyecciones individuales 1 14 pueden estar ubicadas virtualmente en cualquier lugar de la superficie externa 1 16 del rodillo con patrón 104, sólo con la condición de que cada proyección circular 1 14 esté alineada en cooperación con una ranura circular 106, el diseño de perforación que puede producirse con el aparato 100 puede tomar, virtualmente, cualquier forma, tal como se comprenderá de la Fig. 6.

Con respecto a la Fig. 7, se ilustra un solo lienzo 128 formado en la trama 122 mediante el aparato 100 y que tiene una marca distintiva o patrón estético grabado o impreso 130. El único lienzo 128 tiene un patrón de perforación 133 que se extiende, generalmente, en la dirección transversal, lo que al menos complementa e incluso puede coincidir con una marca distintiva o patrón estético 130, si se desea. Tal como se muestra, los contornos del patrón de perforación 133 forman una forma de comilla, que es complementaria a la marca distintiva o patrón estético 130, mediante el adecuado arreglo de las proyecciones 1 14. Un aparato ilustrativo, pero no limitante, y un proceso para hacer coincidir el patrón de perforación 133 formado, que están formados en la trama 122 con la marca distintiva o configuración estética 130, se describen en las patentes de los EE. UU. núm. 7,222,436 y 7,089,854.

Con respecto nuevamente a la ' Fig. 6, se ilustra la medida en que las proyecciones 1 14 pueden estar dispuestas sobre la superficie externa 1 16 del rodillo con patrón 104 para producir un patrón de perforación formado tal como 133. Esta vista también ilustra que cada proyección circular 1 14 puede alinearse con una ranura separada de una pluralidad de ranuras circulares paralelas 106. Así, la trama 122 puede ser penetrada por las proyecciones 114 para producir el patrón de perforación 133 formado a medida que la trama 122 es transportada entre el rodillo rotativo con anillos 102 y el rodillo con patrón 104 en la Fig. 6.

La trama 122 puede estar formada de papel o un material similar, que tiene una o más hojas, y que tiene un primer lado 122a y un segundo lado 122b. La trama 122 puede incluir una pluralidad de líneas de perforación separadas y que se repiten. Estas líneas de perforación separadas y que se repiten pueden ser tanto lineales como no lineales, p. ej., como los patrones de perforación modelados 133 en la Fig. 7.

Tal como se muestra en la Fig. 7, las líneas de perforación que se repiten 132 pueden comprender una pluralidad de perforaciones individuales 134 que se extienden, prácticamente, desde el primer lado 122a hasta el segundo lado 122b de la trama 122. Cada una de la pluralidad de las perforaciones individuales 134 se ubica de manera selectiva con relación a aquellas adyacentes de las perforaciones individuales 134. De esta manera, se proporciona un diseño de perforación seleccionado, tal como los patrones de perforación formados 133, por cada una de las líneas de perforación 132 que se repiten, las que se forman a lo largo de la trama 122 por medio del aparato 100.

Todavía con referencia a la Fig. 7, los lienzos tales como 128, que se producen en una trama mediante el aparato 100, pueden estar formados de tal manera que cada una de las líneas de perforación que se repiten, tal como 132, esté ubicada de manera selectiva con relación a las líneas de perforación adyacentes que se repiten, para definir un formato de patrón de perforación o longitud de lienzo seleccionados. Esto puede hacerse, por ejemplo, al variar el diámetro del rodillo con patrón 104, o al ubicar dos o más conjuntos de proyecciones 1 14 alrededor de la circunferencia del rodillo con patrón 104. En otras palabras, la separación o distancia entre las líneas de perforación tales como 132 que se extienden, generalmente, en la dirección transversal de una trama, tal como 122 para así definir un lienzo, tal como 128 en la trama, puede seleccionarse y variarse tal como se describió, para formar un producto de trama que tiene un formato de patrón de perforación o longitud de lienzo deseados.

A partir de lo anterior, se comprenderá que el aparato 100 puede producir líneas de perforación que se repiten, que comprenden una pluralidad de puntos individuales de penetración de trama. La pluralidad de puntos individuales de penetración de trama producida con el aparato 100 forma las perforaciones individuales 134 correspondientes, las que pueden extenderse desde el primer lado 122a hasta el segundo lado 122b de una trama 122, en donde cada uno de la pluralidad de puntos de fatiga extrema individuales de la trama está ubicado selectivamente con relación a los puntos individuales de penetración de trama adyacentes. De esta manera, las líneas de perforación 132 son capaces de formar un patrón de perforación 133 seleccionado producido al ubicar las proyecciones 1 14 de manera adecuada.

Tal como se describió anteriormente, los lienzos 128 producidos por el aparato 100 pueden tener un patrón estético 130 grabado o impreso que puede ser producido de cualquier manera convencional. El patrón de perforación 133 seleccionado, que comprende perforaciones 134 formadas mediante la pluralidad de puntos de penetración de trama individuales, puede al menos complementar, e incluso coincidir o estar coordinado con, el patrón estético 130 grabado o impreso. Adicionalmente, puede hacerse que los contornos del patrón de perforación 133 tengan virtualmente cualquier forma debido a la capacidad de ubicar cada una de las proyecciones 1 14 del rodillo con patrón 104 en cualquier posición.

En una modalidad no limitante, se presenta la trama 122 al consumidor como un producto de papel enrollado o devanado de manera superpuesta. Tal producto es adecuado para ser usado como toallas de papel, papel higiénico, y lo similar, y puede tener una longitud en la dirección de máquina de al menos 1270 cm (500 pulgadas) y con la máxima preferencia hasta al menos aproximadamente 2540 cm (1000 pulgadas). Puede usarse un corte de separación para terminar un producto enrollado de manera superpuesta útil para el consumidor y comenzar el siguiente producto durante la fabricación.

Para conseguir lo mencionado anteriormente, el aparato 100 puede incluir además un rodillo de corte de separación 36 y un rodillo de lecho 38 corriente abajo del rodillo con anillos 102 y el rodillo con patrón 104, para formar un corte de separación de la manera ilustrada y descrita en la patente de los EE. UU. núm. 7,222,436. El patrón de perforación formado por el rodillo con anillos 102 y el rodillo con patrón 104 puede ser lineal o no lineal, y puede o no extenderse de manera perpendicular a la dirección de máquina de la trama 122. De manera similar, el corte de separación puede tomar varias formas, aunque en una modalidad no limitante, el corte de separación puede tener una forma en lugar de ser recto, p. ej., y solamente a manera de ejemplo, el corte de separación puede tener forma de comilla, prácticamente, en la forma mostrada en la Fig. 7. Tal como se describió anteriormente, la Fig. 7 ilustra las líneas de perforaciones 132 que, convenientemente, pueden tomar la forma de un patrón de perforación 133 modelado. Sin embargo, el rollo de corte de separación puede ser formado de manera que, solamente el corte de separación tiene forma en el caso que las líneas de perforación 132 se extiendan perpendiculares a la dirección de máquina de la trama. En cualquier caso, un corte de separación con forma puede ayudar a los consumidores a comenzar el retiro de lienzos de a partir de un extremo expuesto de un producto perforado enrollado o devanado sobre sí mismo.

En otras palabras, el corte de separación en el extremo expuesto del producto enrollado o devanado, tal como toallas de papel, papel higiénico, y lo similar, puede tener una forma o diseño igual o similar a las líneas de perforación 132, o puede tener una forma completamente diferente, p. ej., una comilla, al darle forma apropiadamente al rollo de corte de separación para que proporcione la forma deseada en el extremo del último lienzo formado en el producto perforado enrollado o devanado sobre sí mismo, es decir, el primer lienzo retirado por el consumidor.

En una modalidad alternativa, el rodillo con anillos 102 puede estar formado para que tenga dos conjuntos de proyecciones 1 14, en donde un conjunto produce un patrón de perforación que es, en conjunto, lineal en la dirección transversal de la trama 122, y el otro conjunto produce un patrón de perforación que tiene forma (tiene tanto dirección de máquina como dirección transversal). También es posible que los dos conjuntos de proyecciones circulares tengan forma, pero que tengan formas diferentes, y/o que cada uno de los dos conjuntos sea formado en un rodillo con anillos diferente en relación funcional con el mismo rodillo con patrón 104. Se comprenderá que todavía se pueden formar otras secuencias de patrones de perforación al proporcionar dos o más conjuntos de proyecciones circulares en dos o más rodillos con anillos, para proporcionar ciclos repetitivos de patrones de perforación diferentes en un producto de papel enrollado o devanado sobre sí mismo.

Si bien no se muestra específicamente, se comprenderá que en las modalidades descritas anteriormente, puede formarse un patrón o diseño de perforación seleccionado que incluye perforaciones que se extienden no solamente en la dirección transversal, sino que también se extienden en la dirección de máquina.

Como se comprenderá, esto puede lograrse al ubicar de manera adecuada las proyecciones 1 14 en el rodillo con patrón 104 en alineación cooperante con una(s) ranura(s) circular(es) 106 correspondientes en el rodillo con anillos 102. En una forma no limitante, las proyecciones 1 14 en el rodillo con patrón 104 pueden formarse para que se extiendan, generalmente, tanto en la dirección del eje de rotación del rodillo con patrón 104, como, generalmente, alrededor de la circunferencia del rodillo con patrón 104, de tal manera que estén en alineación con la(s) ranura(s) circular(es) 106, respectivamente.

Con respecto a lo mencionado anteriormente, y en referencia a la Fig. 8, el rodillo con patrón 104 puede estar formado para que tenga proyecciones 1 14 que se extienden en ambas o cualquiera de las direcciones, dirección transversal y dirección de máquina, para perforar mecánicamente de ese modo la trama 122 en la dirección transversal y en la dirección de máquina. El rodillo con patrón 104 también puede ser usado para perforar la trama 122, de tal manera que algunos o todos los diseños de perforación resultantes sean lineales o no lineales. Con respecto nuevamente a la Fig. 8, el rodillo con patrón 104, tal como se ilustra, tiene proyecciones 1 14 ubicadas para perforar mecánicamente la trama 122, tanto en la dirección transversal como en la dirección de máquina, de manera que el diseño de perforación resultante sea no lineal tanto en la dirección transversal como en la dirección de máquina.

Con respecto a la Fig. 7A, se ilustra un solo lienzo 128' cuando es producido con un rodillo con patrón 104 que tiene las proyecciones 1 14 de manera no lineal, tanto en la dirección transversal como en la dirección de máquina. Tal como se ilustra, el único lienzo 128' tiene un patrón de perforación 133' formado por líneas de perforación 132a' no lineales que se extienden, generalmente, en la dirección transversal, y una línea de perforaciones 132b' no lineal que se extiende, generalmente, en la dirección de máquina. Tal como se comprenderá, los contornos de las líneas de perforación 132a' y 132b' pueden tomar, virtualmente, cualquier forma y/o lugar mediante el arreglo adecuado de las proyecciones 114 en el rodillo con patrón 104.

Adicionalmente a lo mencionado anteriormente, las diversas modalidades ilustradas y descritas dan como resultado una confiabiiidad incrementada y costos de fabricación más bajos, a la vez que hace posible formar virtualmente cualquier patrón o diseño de perforación deseado.

En todas las modalidades y configuraciones mencionadas anteriormente, se comprenderá que, ya que las tramas pueden ser transportadas a lo largo de un trayecto en relación con los componentes del aparato descrito mediante un dispositivo que puede comprender una rebobinadora convencional de trama de un tipo bastante conocido en la industria, los detalles de la rebobinadora y la manera en la que ésta transporta la trama no han sido expuestos. Además, no es necesario conocer los detalles de la rebobinadora de trama, las propiedades excepcionales de las modalidades y configuraciones descritas en la presente invención y la manera en la que funcionan. De manera similar, se comprenderá que no es necesario exponer los detalles de los controladores, motores y equipo asociado adecuado para controlar y conducir los diversos rodillos de perforación, grabado y/o impresión, tampoco de los controladores para controlar la impresión de dispositivos de impresión sin contacto, tales como impresoras de inyección de tinta e impresoras láser, porque éstos son bastante conocidos en la industria.

Con respecto a las modalidades no limitantes que usan múltiples rodillos, cilindros o cuchillas, se comprenderá que éstos pueden usar accionadores lineales y/o componentes similares para fines de acoplamiento y desacoplamiento de los diversos rollos, cilindros y/o componentes similares, de una manera bastante conocida para aquellos con experiencia en la industria.

"Estructura fibrosa" como se usa en la presente, significa una estructura que comprende uno o más elementos fibrosos. En un ejemplo, una estructura fibrosa de conformidad con la presente invención significa una asociación de elementos fibrosos que forman en conjunto una estructura capaz de desempeñar una función.

Las estructuras fibrosas de la presente invención pueden ser homogéneas o estratificadas. Si están en capas, las estructuras fibrosas pueden comprender de al menos 2 y/o al menos 3 y/o al menos 4 y/o al menos 5 y/o al menos 6 y/o al menos 7 y/o al menos 8 y/o al menos 9 y/o al menos 10 a aproximadamente 25 y/o a aproximadamente 20 y/o a aproximadamente 18 y/o a aproximadamente 16 capas.

En un ejemplo, las estructuras fibrosas de la presente invención son desechables. Por ejemplo, las estructuras fibrosas de la presente invención son estructuras fibrosas no textiles. En otro ejemplo, las estructuras fibrosas de la presente invención pueden ser eliminadas con agua, tal como el papel higiénico.

Los ejemplos no limitantes de procesos para elaborar estructuras fibrosas incluyen los conocidos procesos para fabricar papel tendido en húmedo, procesos para fabricar papel tendido al aire, y procesos para hilar filamentos en húmedo, en solución y en seco, a los que típicamente se menciona como procesos no tejidos. Se puede llevar a cabo un procesamiento ulterior de la estructura fibrosa de tal manera que se forme una estructura fibrosa terminada. Por ejemplo, en los procesos típicos de elaboración de papel, la estructura fibrosa terminada es la que se enrolla en la bobina al finalizar el proceso de elaboración. La estructura fibrosa terminada puede convertirse, posteriormente, en un producto terminado, por ejemplo, un producto de papel sanitario.

"Elemento fibroso", como se usa en la presente invención, significa una partícula alargada que tiene una longitud que excede ampliamente su diámetro promedio, es decir, una relación de longitud a diámetro promedio de al menos aproximadamente 10. Un elemento fibroso puede ser un filamento o una fibra. En un ejemplo, el elemento fibroso es un solo elemento fibroso en lugar de un hilo que comprende una pluralidad de elementos fibrosos.

Los elementos fibrosos de la presente invención pueden hilarse a partir de composiciones fundidas de polímero mediante operaciones de hilado adecuadas, tales como fusión por soplado y/o unión por hilado y/o pueden obtenerse a partir de fuentes naturales, tales como fuentes vegetales, por ejemplo, árboles.

Los elementos fibrosos de la presente invención pueden ser de un solo componente y/o de múltiples componentes. Por ejemplo, los elementos fibrosos pueden comprender fibras y/o filamentos bicomponentes. Las fibras y/o filamentos bicomponentes pueden tener cualquier forma, tal como de lado a lado, de núcleo y envoltura, islas en el mar, y lo similar.

"Filamento", como se usa en la presente invención, significa una partícula alargada, tal como se describió anteriormente, que exhibe una longitud mayor que o igual a 5.08 cm (2 pulg) y/o mayor que o igual a 7.62 cm (3 pulg) y/o mayor que o igual a 10.16 cm (4 pulg) y/o mayor que o igual a 15.24 cm (6 pulg).

Los filamentos se consideran, típicamente, continuos o sustancialmente continuos en su naturaleza. Los filamentos son relativamente más largos que las fibras. Los ejemplos no limitantes de filamentos incluyen filamentos fusionados por soplado y/o de unión por hilado. Los ejemplos no limitantes de polímeros que pueden ser hilados en filamentos incluyen polímeros naturales, tales como almidón, derivados de almidón, celulosa, tal como rayón y/o liocel, y derivados de celulosa, hemicelulosa, derivados de hemicelulosa, y polímeros sintéticos que incluyen, pero sin limitarse a filamentos de polímero termoplástico, tales como poliésteres, nailon, poliolefinas tales como filamentos de polipropileno, filamentos de polietileno, y fibras termoplásticas biodegradables tales como filamentos de ácido poliláctico, filamentos de polihidroxialcanoato, filamentos de poliesteramida y filamentos de policaprolactona.

"Fibra", como se usa en la presente invención, significa una partícula alargada, tal como se describió anteriormente, que exhibe una longitud menor que 5.08 cm (2 pulg) y/o menor que 3.81 cm (1 .5 pulg) y/o menor que 2.54 cm (1 pulg).

Las fibras se consideran, típicamente, discontinuas por naturaleza. Los ejemplos no limitantes de fibras incluyen fibras de pulpa, tales como fibras de pulpa de madera, y fibras de borra sintética, tales como polipropileno, polietileno, poliéster, copolímeros de éstos, rayón, fibras de vidrio y fibras de alcohol polivinílico.

Las fibras de borra pueden elaborarse al hilar un haz de filamento y después cortar el haz en dos segmentos de menos de 5.08 cm (2 pulg) produciendo, de esa manera, fibras.

En un ejemplo de la presente invención, una fibra puede ser una fibra de origen natural, lo que significa que ésta se obtiene de una fuente de origen natural, tal como una fuente vegetal, por ejemplo, un árbol y/o una planta. Dichas fibras se usan, típicamente, en la fabricación de papel y muchas veces se mencionan como fibras papeleras. Las fibras papeleras útiles en la presente invención incluyen fibras celulósicas, conocidas como fibras de pulpa de madera. Algunas pulpas de madera útiles en la presente invención son las pulpas químicas, por ejemplo, las pulpas Kraft, de sulfito y de sulfato, así como las pulpas mecánicas que incluyen, por ejemplo, madera triturada, pulpas termomecánicas y pulpas termomecánicas químicamente modificadas. Sin embargo, se pueden preferir las pulpas químicas ya que imparten una sensación táctil superior de suavidad a las hojas de tejido fabricadas de ahí. Se pueden usar pulpas derivadas de árboles caducifolios (de aquí en adelante mencionadas como "madera dura") y de coniferas (de aquí en adelante citadas como "madera blanda"). Las fibras de maderas duras y de maderas blandas pueden mezclarse, o alternativamente, depositarse en capas para proporcionar una trama estratificada. También son aplicables a la presente invención las fibras derivadas de papel reciclado, que pueden contener cualquiera o todas las categorías de las fibras descritas anteriormente, así como otros polímeros no fibrosos, tales como rellenadores, agentes suavizantes, agentes de resistencia en húmedo y en seco, y adhesivos usados para facilitar la fabricación original del papel.

Adicionalmente a las diversas fibras de pulpa de madera, pueden usarse en las estructuras fibrosas de la presente invención otras fibras celulósicas, tales como borra de algodón, rayón, liocel y fibras de bagazo. El material o estructura fibrosa de los productos de trama que están sujetos a esta invención puede ser una estructura fibrosa, de una sola hoja o de múltiples hojas, adecuada para ser convertida en un producto perforado secado con aire pasante.

Con respecto a los productos de trama que están sujetos a esta invención, pueden mencionarse como "productos de papel sanitario" lo que, como se usa en la presente invención, significa una trama suave, de baja densidad, (es decir, < de aproximadamente 0.15 g/cm3) útil como un implemento de limpieza para el aseo posterior a la micción o a la defecación (papel higiénico), para descargas otorrinolaringológicas (pañuelo desechable), y usos de limpieza y absorción para múltiples funciones (toallas absorbentes). Los productos de papel sanitario pueden estar enrollados o devanados de manera superpuesta a sí mismos, alrededor de un núcleo o sin un núcleo para formar un rollo de papel sanitario. Tales rollos de producto pueden comprender una pluralidad de lienzos de estructura fibrosa conectados pero perforados, que pueden despacharse por separado de los lienzos adyacentes.

En un ejemplo, los productos de papel sanitario de la presente invención comprenden estructuras fibrosas de conformidad con la presente invención.

"Peso base", como se usa en la presente descripción, es el peso por área unitaria de una muestra indicada en libras/3000 pies2 o g/m2. Los productos de papel sanitario de la presente invención pueden tener un peso base mayor que 15 g/m2 (9.2 lbs/3000 pie2) a aproximadamente 120 g/m2 (73.8 lbs/3000 pie2) y/o de aproximadamente 15 g/m2 (9.2 lbs/3000 pie2) a aproximadamente 1 10 g/m2 (67.7 lbs/3000 pie2) y/o de aproximadamente 20 g/m2 (12.3 lbs/3000 pie2) a aproximadamente 100 g/m2 (61 .5 lbs/3000 pie2) y/o de aproximadamente 30 (18.5 lbs/3000 pie2) a 90 g/m2 (55.4 lbs/3000 pie2). Adicionalmente, los productos de papel sanitario de la presente invención pueden exhibir un peso base entre aproximadamente 40 g/m2 (24.6 lbs/3000 pie2) a aproximadamente 120 g/m2 (73.8 lbs/3000 pie2) y/o de aproximadamente 50 g/m2 (30.8 lbs/3000 pie2) a aproximadamente 110 g/m2 (67.7 lbs/3000 pie2) y/o de aproximadamente 55 g/m2 (33.8 lbs/3000 pie2) a aproximadamente 105 g/m2 (64.6 lbs/3000 pie2) y/o de aproximadamente 60 (36.9 lbs/3000 pie2) a 100 g/m2 (61.5 lbs/3000 pie2).

Los productos de papel sanitario de la presente invención pueden exhibir un valor de tensión en seco total menor que aproximadamente 3000 g/76.2 mm y/o menor que 2000 g/76.2 mm y/o menor que 1875 g/76.2 mm y/o menor que 1850 g/76.2 mm y/o menor que 1800 g/76.2 mm y/o menor que 1700 g/76.2 mm y/o menor que 1600 g/76.2 mm y/o menor que 1560 g/76.2 mm y/o menor que 1500 g/76.2 mm a aproximadamente 450 g/76.2 mm y/o a aproximadamente 600 g/76.2 mm y/o a aproximadamente 800 g/76.2 mm y/o a aproximadamente 1000 g/76.2 mm. Aún en otro ejemplo, los productos de papel sanitario, por ejemplo, productos de papel sanitario grabado de una sola hoja, exhiben una tensión en seco total menor que aproximadamente 1560 g/76.2 mm y/o menor que 1500 g/76.2 mm y/o menor que 1400 g/76.2 mm y/o menor que 1300 g/76.2 mm y/o a aproximadamente 450 g/76.2 mm y/o a aproximadamente 600 g/76.2 mm y/o a aproximadamente 800 g/76.2 mm y/o a aproximadamente 1000 g/76.2 mm.

Los productos de papel sanitario de la presente invención pueden exhibir un valor de resistencia a la tensión en húmedo total inicial menor que 600 g/76.2 mm y/o menor que 450 g/76.2 mm y/o menor que 300 g/76.2 mm y/o menor que aproximadamente 225 g/76.2 mm.

De acuerdo con la presente invención, la trama está formada de papel o un material similar que tiene una o más hojas, en donde el material es lo suficientemente resistente como para formar el producto enrollado o devanado que tiene líneas de perforación que se repiten, pero lo suficientemente débil como para separar un lienzo seleccionado del resto del producto enrollado o devanado. El valor de resistencia a la tensión de perforación de los productos de papel sanitario tales como productos de toalla de papel, productos de papel higiénico, y lo similar, pueden determinarse mediante el Método de resistencia a la tensión de perforación descrito más abajo.

Un producto de toalla de papel de una sola hoja de la presente invención puede tener un valor de resistencia a la tensión de perforación menor que aproximadamente 1.97 g/76.2 mm (150 g/pulg), preferentemente, menor que aproximadamente 1.57 g/76.2 mm (120 g/pulg), aún con mayor preferencia menor que aproximadamente 1.31 g/76.2 mm (100 g/pulg), y con todavía con mayor preferencia menor que aproximadamente 0.66 g/76.2 mm (50 g/pulg). Un producto de toalla de papel de dos hojas de la presente invención puede tener un valor de resistencia a la tensión de perforación menor que aproximadamente 2.23 g/76.2 mm (170 g/pulg), con mayor preferencia menor que aproximadamente 2.10 g/76.2 mm (160 g/pulg), aún con mayor preferencia menor que aproximadamente 1.97 g/76.2 mm (150 g/pulg), todavía con mayor preferencia menor que aproximadamente 1.31 g/76.2 mm (100 g/pulg), todavía con mayor preferencia menor que aproximadamente 0.79 g/76.2 mm (60 g/pulg), y con la máxima preferencia menor que aproximadamente 0.66 g/76.2 mm (50 g/pulg). Un producto de papel higiénico de dos hojas de la presente invención puede tener un valor de resistencia a la tensión de perforación menor que aproximadamente 2.10 g/76.2 mm (160 g/pulg), preferentemente menor que aproximadamente 1.97 g/76.2 mm (150 g/pulg), aún con mayor preferencia menor que aproximadamente 1.57 g/76.2 mm (120 g/pulg), todavía con mayor preferencia menor que aproximadamente 1.31 g/76.2 mm (100 g/pulg), y con la máxima preferencia menor que aproximadamente 0.85 g/76.2 mm (65 g/pulg).

Los productos de papel sanitario de la presente invención pueden exhibir una densidad (medida a 14.73 g/cm2 (95 g/pulg2)) menor que aproximadamente 0.60 g/cm3 y/o menor que aproximadamente 0.30 g/cm3 y/o menor que aproximadamente 0.20 g/cm3 y/o menor que aproximadamente 0.10 g/cm3 y/o menor que aproximadamente 0.07 g/cm3 y/o menor que aproximadamente 0.05 g/cm3 y/o de aproximadamente 0.01 g/cm3 a aproximadamente 0.20 g/cm3 y/o de aproximadamente 0.02 g/cm3 a aproximadamente 0. 0 g/cm3.

"Densidad", como se usa en la presente invención, se calcula como el cociente del peso base, expresado en gramos por metro cuadrado, dividido entre el calibre expresado en mieras. La densidad resultante se expresa como gramos por centímetros cúbicos (g/cm3 o g/cc). Los productos de papel sanitario de la presente invención pueden tener densidades mayores que 0.05 g/cm3 y/o mayores que 0.06 g/cm3 y/o mayores que 0.07 g/cm3 y/o menores que 0.10 g/cm3 y/o menores que 0.09 g/cm3 y/o menores que 0.08 g/cm3. En un ejemplo, una estructura fibrosa de la presente invención exhibe una densidad de aproximadamente 0.055 g/cm3 a aproximadamente 0.095 g/cm3.

"Grabada", como se usa en la presente invención, con respecto a una estructura fibrosa, significa una estructura fibrosa que ha sido sometida a un proceso que convierte a una estructura fibrosa de superficie lisa en una superficie decorativa al replicar un diseño en uno o más rodillos de grabado, que forman una línea de contacto entre dos cilindros a través de la cual pasa la estructura fibrosa. El grabado no incluye el crepado, microcrepado, impresión u otros procesos que pueden impartir una textura y/o patrón decorativo a una estructura fibrosa. En un ejemplo, la estructura fibrosa grabada comprende grabados por encajado profundo que exhiben una diferencia promedio de pico de grabado a valle de grabado mayor que 600 µ?t? y/o mayor que 700 pm y/o mayor que 800 µ?? y/o mayor que 900 pm, tal como se mide usando MicroCAD.

Métodos de prueba A menos que se especifique de cualquier otra forma, todas las pruebas descritas en la presente descripción, incluso las que se describen en la sección de Definiciones y los siguientes métodos de prueba se realizan con muestras que se acondicionaron en un recinto dispuesto a una temperatura de aproximadamente 23 °C ± 2.2 °C (73 °F± 4 °F) y con una humedad relativa de 50 % ± 10 % durante 2 horas antes de la prueba. Si la muestra está en forma de rollo, se retiran los primeros 35 a aproximadamente 127 cm (50 pulgadas) de la muestra desenrollándola y rasgándola por la línea de perforación más cercana, si hay una, y se desecha antes de probar la muestra. Todos los materiales de envasado de cartón y plástico deben retirarse cuidadosamente de las muestras de papel antes de la prueba. Se desecha todo producto dañado. Todas las pruebas se realizan en el recinto acondicionado. a. Método de prueba de resistencia a la tensión de perforación Principio: Se corta una tira de muestra de una anchura conocida, de manera que una línea de perforación del producto pase a través de la tira de manera perpendicular en la dimensión estrecha (ancho), aproximadamente a una distancia igual de cada extremo. Se coloca la muestra en un instrumento de medición de tensión en la manera normal y después se determina la resistencia a la tensión. El punto de falla (ruptura) será la línea de perforación. La resistencia de la perforación se reporta en gramos.

Aparato: Recinto acondicionado: La temperatura y la humedad son controlados dentro de los siguientes límites: Temperatura - 23 °C ± 1 °C (73 °F ±2 °F) Humedad relativa - 50 % (± 2 %) Cortador de muestra: Cortador de muestra de precisión JDC, cortador de doble borde de 25.4 mm (1 pulgada) de ancho, modelo JDC-1 -12 (recomendado), o modelo 1 JDC-1 -10; equipado con una cubierta de seguridad, P&G figura núm. A-PP- 421 ; El cortador se obtiene de Thwing Albert Instrument Company, 10960 Dutton Road, Philadelphia, PA 19154 Troquel de corte: (Sólo para usarse en muestras de corte con el Cortador Alpha) de 25.4 mm de ancho x 203.2 mm de largo (1 .0 pulgadas x 8.0 pulgadas) sobre una base de 19 mm (¾ pulgadas); Acmé Steel Rule, Die Corp., 5 Stevens St., Waterbury, Conn., 06714, o equivalente. El troquel debe modificarse con material accesorio de goma espuma suave.

Material accesorio de goma espuma suave: Poliuretano, 6.3 mm (¼ pulgadas) de espesor, P-17 Crofteon, Inc., 1801 West Fourth St., Marión, IN 46952, o equivalente.

Instrumento de medición de tensión: Consultar Analytical Method GCAS 58007265 "Testing and Calibration of Instruments - the Tensile Tester" Sujetadores del instrumento de medición de tensión: Sujetadores de aire Thwing-Albert TAPPI 00733-95 Pesos de calibración: Consultar Analytical Method GCAS 58007265 "Testing and Calibration of Instruments - The Tensile Tester" Cortador de papel.

Regla: Regla para verificar la longitud del manómetro, 152.4 mm (6 pulgadas) de metal, con graduaciones de 0.25 mm (0.01 pulgada). Cat. núm. C305R-6, LS. Starrett Co., Athel, MA 01331 , o equivalente.

Bolsas de plástico resellables: Tamaño recomendado 26.8 cm x 27.9 cm.

Preparación de la muestra Para este método, una unidad usable se describe como una unidad de producto terminado sin importar el número de hojas.

Se acondiciona los rollos o unidades de producto usables con las envolturas o los materiales de envasado retirados en una habitación acondicionada a 50 ± 2 % de humedad relativa, 23 °C ± 1 °C (73 °F ± 2 °F) durante un mínimo de dos horas. Para un nuevo rollo se retira al menos las 8 a 10 unidades usables externas del producto y se desechan. No se realizan pruebas a muestras con defectos tales como falta de perforación, arrugas, rasgones, perforaciones incompletas, huecos, etc. Se reemplaza con otras unidades usables libres de tales defectos. Para paños de limpieza en rollo, se acondicionan en un empaque sellado durante un mínimo de dos horas.

Toallas: En todo momento, se manipula las muestras de tal manera que las perforaciones entre las unidades usables no se dañen o debiliten. Se prepara las muestras para la prueba usando uno de los dos métodos (es decir, una tira continua de cinco unidades usables o cuatro tiras de dos unidades usables) descritos más abajo. Para unidades usables que tienen una longitud (MD) mayor que 203.2 mm (8 pulgadas), puede usarse cualquier metodología para preparar la muestra. Para unidades usables que tienen una longitud (MD) menor que o igual a 203.2 mm (8 pulgadas), se usa solamente la metodología que requiere tiras de dos toallas para preparar las muestras para la prueba.

A; Tira continua de 5 toallas Para la tira continua de cinco toallas, se pliega la segunda toalla aproximadamente en el centro, de manera que la perforación entre las toallas uno y dos caiga exactamente en la parte superior de la perforación entre las toallas dos y tres. Se continúa plegando las unidades usables restantes hasta que las cuatro perforaciones contenidas en la tira de cinco toallas coincidan exactamente en una pila. Usando el cortador de papel, se hacen cortes paralelos a las unidades usables de un mínimo de 177.8 mm (7 pulgadas) de ancho por largo de anchura de la toalla, con la perforación alineada en paralelo a la dimensión larga de la pila y aproximadamente en su centro.

B. Tira de 2 toallas Se tomaron cuatro pares de unidades usables para muestras, se apila estos pares de unidades usables, uno sobre el otro, de manera que sus perforaciones coincidan exactamente. Tal como se describió anteriormente, se procede a cortar esta pila de unidades usables, de manera que las perforaciones coincidentes estén aproximadamente en el centro de una pila de 177.8 mm (7 pulgadas) de ancho mínimo por rollo y paralelas a la dimensión larga de la pila.

Papel de baño / Paños de limpieza en rollo: En todo momento la muestra debe manipularse de tal manera que las perforaciones entre las unidades usables no se dañen o debiliten Se retira cuatro tiras de dos unidades usables cada una, ya sea de manera consecutiva o de diversos lugares de la muestra.

Se tienden las cuatro tiras, una encima de la otra, teniendo cuidado de que las perforaciones entre los pares de unidades usables coincidan exactamente. Nota: Para paños de limpieza en rollo se coloca los paños de limpieza restantes en una bolsa de plástico resellable y se sella la bolsa. Probar los paños de limpieza en rollo inmediatamente.

Usando un cortador JDC o un troquel de corte y cortador Alpha, se corta una tira de muestra de 25.4 mm (1 pulgada) de ancho, de cuatro unidades de producto terminado de espesor, en dirección de máquina de la pila de cuatro espesores de producto obtenidas mediante una de las técnicas anteriores (Fig. 02). El resultado será una tira de muestra, de cuatro unidades de producto terminado de espesor, de 25.4 mm (una pulgada) de ancho, por un mínimo de 177.8 mm (siete pulgadas) de largo, con una línea de perforación perpendicular a la dimensión de 203.2 mm (8 pulgadas) de la tira y en su centro aproximado.

Tabla de referencia 1 para la preparación y configuraciones del instrumento de medición de tensión.

Tabla 1 : Preparación de resistencia a la perforación Descripción de Número de unidades Número de réplicas Separador Tipo de sujetador muestra de producto por prueba por muestra de carga de tensión Toalla 1 4 1 Plano Baño 1 4 1 Plano Papel / Paños de limpieza en rollo Operación Se rechazan los resultados de cualquier tira en la que la muestra no esté completamente rota, se prepara una tira de reemplazo para realizar la prueba, tal como se describió en Preparación de la muestra (Véase los ejemplos más abajo).

Toalla (Tensión a la perforación v rompimiento): Se sujeta la muestra en los sujetadores de un instrumento de medición de tensión calibrado de manera adecuada. Se determina la resistencia a la tensión y la tensión a la perforación de cada una de las cuatro tiras de cada muestra. Cada tira debe romperse por completo en la perforación. En los casos en los que se utilice un instrumento de medición de tensión Intelect 500, se deberá usar una sensibilidad de 0 g para conseguirlo.

Papel higiénico/toallitas en rollo (Tensión de perforación y/o Tensión a la perforación y rompimiento): Se sujeta la muestra en los sujetadores de un instrumento de medición de tensión calibrado de manera adecuada. Se determina la resistencia a la tensión de cada una de las cuatro tiras de cada muestra y/o se determina la resistencia a la tensión y tensión a la perforación de cada una de las cuatro tiras de cada muestra. Cada tira debe romperse en la perforación. En los casos en los que se utilice un instrumento de medición de tensión Intelect 500, se deberá usar una sensibilidad de 0 g para conseguirlo.

Cálculos: Ya que algunos instrumentos de medición de tensión incorporan capacidades computarizadas que dan sustento a los cálculos, es posible que no sea necesario aplicar todos los siguientes cálculos a los resultados de la prueba. Por ejemplo, el instrumento de medición de tensión Thwing-Albert Intelect II STD puede ser operado a través de su modo de determinación del promedio para reportar la resistencia a la tensión de perforación promedio y el estiramiento a la perforación promedio.

Resistencia a la tensión de perforación (todos los productos): La tensión de perforación se determina dividiendo la suma de las resistencias a la tensión de perforación del producto entre el número de tiras probado.

Tensión de perforación = Suma de resultados de tensión de las tiras probadas (gramos) Número de tiras probadas Tensión a la perforación: La tensión a la perforación se determina por medio de dividir la suma de las lecturas de tensión a la perforación del producto entre el número de tiras probado.

Tensión a la perforación = Suma de resultados de tensión de las tiras probadas (%) Número de tiras probadas Factor "Esfuerzo" para rasgar: Factor esfuerzo para rasgar (WTTF) = Tensión de perforación x Tensión a la perforación 100 Relación de tensión de perforación a Tensión en MD (PERF D, por sus siglas en inglés) (solamente papel): PERFMD = Tensión de perforación Resistencia a la tensión promedio (MD) b. Método de prueba de resistencia a la tensión Se retiran cinco (5) tiras de cuatro (4) unidades usables (también denominadas hojas) de estructuras fibrosas, se apilan una encima de la otra para formar una pila larga y se hacen coincidir las perforaciones entre las hojas. Se identifican los lienzos 1 y 3 para las mediciones de tensión en dirección de máquina y los lienzos 2 y 4 para las mediciones de tensión en dirección transversal. Después, se cortan por la línea de perforación con un cortador de papel (JDC-1 -10 o JDC-1 -12 con una cubierta de seguridad Thwing-Albert Instrument Co. de Philadelphia, Pa.) para hacer 4 pilas separadas. Se debe asegurar que las pilas 1 y 3 estén identificadas todavía para probarse en dirección de máquina y que las pilas 2 y 4 estén identificadas para probarse en dirección transversal.

Se cortan dos tiras de 2.54 cm (1 pulgada) de ancho en la dirección de máquina de las pilas 1 y 3. Se cortan dos tiras de 2.54 cm (1 pulgada) de ancho en la dirección transversal de las pilas 2 y 4. Ahora hay cuatro tiras de 2.54 cm (1 pulgada) de ancho para la prueba de tensión en dirección de máquina y cuatro tiras de 2.54 cm (1 pulgada) de ancho para la prueba de tensión en dirección transversal. Para estas muestras de productos terminados, las ocho tiras de 2.54 cm (1 pulgada) tienen un grosor de cinco unidades usables (hojas).

Para la medición real de la resistencia a la tensión, se usa un instrumento de medición de tensión estándar Thwing-Albert Intelect II (Thwing-Albert Instrument Co. de Filadelfia, Pa.). Se insertan las mordazas de cara plana en la unidad y se calibra la máquina para pruebas de conformidad con las instrucciones del manual de operación de la máquina Thwing-Albert Intelect II. Se ajusta la velocidad de cruceta del instrumento a 10.16 cm/min (4.00 pulgadas/min) y la primera y segunda longitudes de referencia a 5.08 cm (2.00 pulgadas). La sensibilidad a la ruptura se ajusta a 20.0 gramos, el ancho de la muestra a 2.54 cm (1.00 pulgada), y el grosor de la muestra se ajusta a 1 cm (0.3937 pulgadas). Las unidades de energía se ajustan a TEA, y la trampa del módulo tangente (Módulo) se ajusta a 38.1 g.

Se toma una de las tiras de muestra de la estructura fibrosa y se coloca un extremo en una mordaza del medidor de tensión. Se coloca el otro extremo de la tira de muestra de la estructura fibrosa en la otra mordaza. Se asegura que la dimensión larga de la tira de muestra de la estructura fibrosa corra paralelo a los lados del medidor de tensión. También se asegura que las tiras de muestra de la estructura fibrosa no sobresalgan de cualquiera de los lados de las dos mordazas. Además, la presión de cada una de las mordazas debe estar completamente en contacto con la tira de muestra de la estructura fibrosa.

Después de insertar la tira de muestra de la estructura fibrosa en las dos mordazas se puede controlar la tensión del instrumento. Si muestra un valor igual o mayor que 5 gramos, la tira de muestra de la estructura fibrosa está demasiado tirante. Por el contrario, si pasa un período de 2-3 segundos después de iniciar la prueba antes de que se registre algún valor, la tira de muestra de la estructura fibrosa está demasiado suelta.

Se inicia la máquina para pruebas de tensión como se describe en el manual del instrumento de la máquina. La prueba se completa después de que la cruceta regrese automáticamente a su posición inicial de arranque. Cuando se completa la prueba, se lee y registra la siguiente información con unidades de medida: Tensión de carga pico (resistencia a la tensión) (g/pulg) Se evalúa cada una de las muestras de la misma manera, y se registran los valores de cada prueba medidos anteriormente.

Cálculos: Tensión en seco total (TDT, por sus siglas en inglés) = Tensión de carga pico MD (g/pulg) + Tensión de carga pico CD (g/pulg) Relación de tensión = Tensión de carga pico MD (g/pulg)/Tensión de carga pico CD (g/pulg) La Tabla 2 más abajo tabula algunos valores de tensión medidos de diversas estructuras fibrosas disponibles comercialmente.

Tabla 2 Valores de resistencia total y de tensión de perforación para diversos sustratos Resistencia a la Perforación tensión total en Resistencia a la Núm. de seco tensión Estructura fibrosa hojas Grabada TAD1 g/76.2 mm g/cm (g/pulg) Charmin® Basic 1 N Y 1486 Charmin® Basic 1 N S 1463 Charmin® Ultra Soft 2 N S 1457 67.3 (171 ) Charmin® Ultra Strong 2 S S 2396 74.8 (190) Cottonelle® 1 N S 1606 Cottonelle® 1 N S 1389 Cottonelle® Ultra 2 N S 1823 68.5 (174) Cottonelle® Ultra 2 N S 2052 Scott® 1000 1 S N 1568 106.7 (271 ) Scott® Extra Soft 1 N S 1901 69.3 (176) Scott® Extra Soft 1 S S 1645 87.8 (223) Bounty® Básico 1 N S 3827 Bounty® Básico 1 S S 3821 Viva® 1 N S 2542 60.2 (153) Quilted Northern® Ultra Plush 3 S N 1609 65.4 (166) Quilted Northern® Ultra 2 S N 1296 Quilted Northern® 2 S N 1264 Angel Soft® 2 S N 1465 65.4 (166) 1 "TAD", como se usa en la presente invención, significa secado por aire pasante.

Con respecto a los valores paramétricos anteriores, estos son ejemplos no limitantes de valores de propiedades físicas de algunas estructuras o materiales fibrosos que pueden ser usados para productos de papel sanitario a los que puede darse forma de una trama enrollada o devanada, de conformidad con la presente invención. Estos ejemplos no limitantes son materiales los suficientemente resistentes como para hacer posible que se forme un producto de trama enrollada o devanada, con líneas de perforación que se repiten que definen una pluralidad de lienzos. Más aun, estos ejemplos no limitantes son materiales que también son lo suficientemente débiles como para hacer posible que un consumidor separe un lienzo seleccionado de los otros, típicamente, el lienzo del extremo, del producto enrollado o devanad restante al rasgarlo a lo largo de una de las líneas de perforación que definen el lienzo.

Las dimensiones y los valores expuestos en la presente no deben entenderse como estrictamente limitados a los valores numéricos exactos mencionados. En lugar de ello, a menos que se especifique de cualquier otra forma, cada una de esas dimensiones significará tanto el valor mencionado como también un rango funcionalmente equivalente que abarca ese valor. Por ejemplo, una dimensión descrita como "40 mm" se entenderá como "aproximadamente 40 mm".

Todos los documentos citados en la Descripción detallada de la invención son, en parte relevante, incorporados en la presente como referencia; la citación de cualquier documento no es para construirse como una admisión que es de la industria anterior con respecto a la presente invención. En la medida que cualquier significado o definición de un término en este documento contradiga cualquier significado o definición del mismo término en un documento incorporado como referencia, prevalecerá el significado o definición asignado a ese término en este documento.

Aunque se han ilustrado y descrito modalidades específicas de la presente invención, será evidente para aquellos con experiencia en la industria que se pueden realizar otros cambios y modificaciones sin apartarse del espíritu y alcance de la invención. Se ha pretendido, por consiguiente, abarcar en las reivindicaciones anexas todos los cambios y modificaciones dentro del alcance de la invención.

Claims (10)

REIVINDICACIONES

1. Un aparato para perforar una trama, caracterizado por: un rodillo rotativo con anillos que tiene al menos una ranura circular que se extiende alrededor de una superficie externa de éste; un rodillo rotativo con patrón que tiene proyecciones circulares que se extienden desde una superficie externa de éste; las proyecciones circulares en el rodillo con patrón que están ubicadas en alineación cooperante seleccionada con la ranura circular en el rodillo con anillos; y un dispositivo para transportar la trama a lo largo de un trayecto entre el rodillo rotativo con anillos y el rodillo rotativo con patrón; caracterizado además porque el rodillo rotativo con anillos y el rodillo rotativo con patrón pueden rotar para hacer que al menos una de las proyecciones circulares penetren la trama a medida que la trama dispuesta entre ellos es transportada a lo largo del trayecto entre el rodillo rotativo con anillos y el rodillo rotativo con patrón para producir un diseño de perforación seleccionado.

2. El aparato de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque cada una de las proyecciones circulares que se extiende desde la superficie externa del rodillo con patrón penetra la trama al coincidir con al menos una ranura circular que se extiende alrededor de la superficie externa del rodillo con anillos.

3. El aparato de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado además porque el rodillo con anillos está ubicado en relación con el rodillo con patrón, para proporcionar un grado de penetración de la trama seleccionado mediante las proyecciones circulares, para controlar el grado de debilitamiento de la trama.

4. El aparato de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado además porque las proyecciones circulares se dimensionan para que proporcionen un grado de debilitamiento de la trama seleccionado cuando las proyecciones circulares penetran la trama para producir el diseño de perforación seleccionado.

5. El aparato de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado además porque las proyecciones circulares tienen un paso para que proporcionen un grado de debilitamiento de la trama seleccionado cuando las proyecciones circulares penetran la trama para producir el diseño de perforación seleccionado.

6. El aparado de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque cada una de las proyecciones circulares a lo largo de un eje de rotación del rodillo con patrón está ubicada individualmente de forma circular alrededor de la superficie externa de éste, para producir el diseño de perforación seleccionado.

7. El aparado de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque ubica las proyecciones circulares para que penetren la trama para formar perforaciones individuales que se extienden, generalmente, en la dirección transversal de la trama y, además, generalmente, en la dirección de máquina de la trama.

8. Un aparato para perforar una trama, caracterizado por: un rodillo rotativo con anillos que tiene una pluralidad de ranuras circulares que se extienden alrededor de una superficie externa de éste; un rodillo rotativo con patrón que tiene una pluralidad de proyecciones circulares que se extienden desde una superficie externa de éste; las proyecciones circulares en el rodillo con patrón, cada una ubicada en alineación con una de las ranuras circulares correspondiente en el rodillo con anillos; cada una de las proyecciones circulares del rodillo con patrón está dispuesta para que produzca un diseño de perforación seleccionado; y un dispositivo para transportar la trama a lo largo de un trayecto entre el rodillo rotativo con anillos y el rodillo rotativo con patrón; caracterizada además porque el rodillo rotativo con anillos y el rodillo rotativo con patrón pueden rotar para hacer que al menos una de las proyecciones circulares penetre la trama dispuesta entre ellos a medida que la trama es transportada a lo largo del trayecto entre el rodillo rotativo con anillos y el rodillo rotativo con patrón para producir el diseño de perforación seleccionado.

9. El aparato de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado además porque cada una de las proyecciones circulares que se extiende desde la superficie externa del rodillo con patrón está ubicada para que coincida con una de las ranuras circulares correspondientes que se extienden alrededor de la superficie externa del rodillo con anillos.

10. El aparato de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado además porque el rodillo con anillos está ubicado en relación con el rodillo con patrón para proporcionar un grado de penetración de la trama seleccionado mediante las proyecciones circulares para controlar el grado de debilitamiento de la trama.