MXPA04011706A - Sistema de control y ajuste del enrollado de un producto para el consumidor. - Google Patents

Abstract

Aparato y metodo para controla el enrollado de una hoja de material como productos terminados para el consumidor de material pelicular o papel en un rollito utilizando un perfil de referencia ajustable. El aparato y metodo pueden mejorar el control de procesos, calidad del producto, tasa de produccion y/o repetibilidad del proceso. El aparato y el metodo suministran propiedades de rollito terminado mas constantes midiendo al menos un parametro del proceso durante el proceso de manufactura. El parametro del proceso se correlaciona luego con las caracteristicas deseadas del producto terminado y se realiza la correccion adecuada al perfil de referencia.

Description

For two-letter codes and other abbrevialions, refer to the "Guid-ance Notes on Codes andAbbreviations" appearing at the begin-ning of each regular iss of the PCT Gazette.

SISTEMA DE CONTROL Y AJUSTE DEL ENROLLADO DE UN PRODUCTO PARA EL CONSUMIDOR CAMPO DE LA INVENCIÓN Un método y aparato para el enrollado de hojas de material como por ejemplo papel, películas, fibra, plástico, alimentos, películas tridimensionales y combinaciones adhesivas u otros materiales. El aparato y método se utilizan para controlar la velocidad, tensión y/o densidad del enrollado de la hoja de material a enrollar.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Un factor importante para establecer la calidad de una hoja de material enrollada es la velocidad del enrollado. Por lo general, la velocidad de enrollado puede utilizarse para controlar la tensión y/o la densidad de enrollado. La velocidad de enrollado es especialmente importante para los materiales en hojas que incluyen combinaciones de película y adhesivos en los cuales la mayor parte del adhesivo se concentra en los recesos de la película. Si bien se han propuesto varios mecanismos y aparatos para las operaciones de enrollado y desenrollado, aún persiste el problema de enrollar el producto en forma uniforme. En varias operaciones de manufactura para producir fibras, fieltros, papeles, películas, etc., es necesario enrollar un material en hojas en un rollo. El material en hojas es un producto para el consumidor repetible y enroliable en una bobina que también se conoce como rollo. Los rollos para productos para el consumidor son por lo general mucho más pequeños que los rollos comerciales utilizados en otras aplicaciones. Además, los materiales en hojas como los productos de papel o las combinaciones de película-adhesivo requieren de la aplicación de muy poca tensión o directamente no requieren de la aplicación de ésta en ciertos puntos del proceso de enrollado. Se ha descubierto que es posible lograr un mejor mecanismo de control que a la vez resulta más rápido y repetible, al controlar la velocidad del rollo de material mediante un perfil de referencia ajustable en base a parámetros del proceso medidos. Otros sistemas de enrollado están limitados por su diseño para rebobinar rollos comerciales relativamente grandes utilizados en procesos posteriores para fabricar un producto terminado. La técnica anterior no proporciona un sistema de enrollado como se divulga y expone en la presente. La calidad de enrollado y las propiedades del material como su espesor y apariencia, están fuertemente influenciadas por la tensión del material en hojas durante el proceso de enrollado. A pesar de los esfuerzos realizados para mejorar el enrollado del material, permanece la necesidad de mejorar la velocidad, control y eficacia de los dispositivos para producir rollitos bobinados de material para el consumidor. Los métodos de enrollado alternativos para diferentes propósitos se describen en varias patentes. Dichos esfuerzos se describen en la patente de los Estados Unidos núm. 4,588,138, otorgada a Spencer, patente de los Estados Unidos núm. 4,508,284 otorgada a Kataoka, patente de los Estados Unidos núm. 4,744,526 otorgada a Kremar, patente de los Estados Unidos núm. 5,611 ,500 otorgada a Smith, patente de los Estados Unidos núm. 3,934,837 otorgada a Keilhack y col., patente de los Estados Unidos núm. 6,189,824 otorgada a Stricker, patente de los Estados Unidos núm. 4,883,233 otorgada a Saukkonen, y col. y patente de los Estados Unidos 6,189,825 otorgada a Mathieu y col. Uno de los objetivos de la presente invención es el de suministrar un aparato de enrollado para el papel, fibra o plástico u otro material en hojas, que provea características ventajosas de enrollado para productos para el consumidor en rollitos. Otro de los objetivos de la presente invención es fabricar rollitos con una menor variación de diámetro. Otro objeto de la presente invención es suministrar un rollito con una tensión de enrollado más constante de modo que la fuerza requerida para desenrollar el material en hojas del rollito sea relativamente constante a través del mismo. Esto es especialmente importante para combinaciones de películas-adhesivos en donde la unión de un material en hoja con otro dentro del rollito, puede causar problemas. Otros objetos y ventajas de la presente invención serán evidentes a partir de la siguiente descripción detallada.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención proporciona un método y aparato para enrollar un material en hojas como productos terminados de papel o película, utilizando un perfil de referencia, mejorando de este modo la calidad, tasa de manufactura y confiabilidad del producto. Son muchos los sistemas para enrollar productos para el consumidor que pueden utilizarse incluyendo los sistemas centrales de enrollado, sistemas de enrollado de superficie y sistemas de desplazamiento. El método y aparato propuestos están diseñados para mejorar la calidad del producto en operaciones de conversión a alta velocidad fabricando pequeños rollos de productos para el consumidor. En una modalidad, el método incluye un aparato para enrollar un material en hojas a un núcleo para formar un rollito. El material se enrolla en un rollito de conformidad con un perfil de referencia. Luego se mide un perfil de parámetro para obtener al menos una medición del parámetro del proceso. El perfil de referencia se ajusta de conformidad con al menos una medición del parámetro del proceso. El núcleo tendrá una velocidad de rotación variable durante la operación de enrollado. Preferentemente, la velocidad de rotación durante el enrollado cambia a al menos 400 revoluciones por minuto entre aproximadamente 2 y 35 grados de máquina. Con más preferencia, el cambio de velocidad consiste en una reducción de al menos 400 revoluciones por minuto entre aproximadamente 2 y 35 grados de máquina. En una modalidad, el aparato de enrollado incluye un mandril, un sistema de tracción, un sistema de manejo del material, un perfil de referencia regulable y un dispositivo de medición del parámetro del proceso. Se coloca un núcleo sobre el mandril en forma removible. La unidad de tracción impulsa al mandril enrollando el material en hojas sobre el núcleo para formar un rollito. El sistema de manejo de material suministra el material en hojas al mandril y/o núcleo. En una modalidad, el perfil de referencia es la velocidad de enrollado en rotaciones por minuto (RPM) vs. grados de máquina. El dispositivo que se utiliza para medir el parámetro del proceso mide al menos un parámetro del proceso. En una modalidad, las mediciones del parámetro del proceso se toman al menos una vez cuando se mide el rollito. Los rollitos pueden medirse en cualquier intervalo. En una modalidad, el parámetro de diámetro calculado es el diámetro del rollito. El cambio de velocidad de rotación mínima del núcleo durante el proceso de enrollado es de aproximadamente 400 revoluciones por minuto entre aproximadamente 2 y 35 grados de máquina. Alternativamente, el cambio de velocidad de rotación mínima del núcleo es de 4 % durante las primeras 10 revoluciones luego del comienzo del enrollado o de 8 % durante las primeras 20 revoluciones o 12 % durante las primeras 30 revoluciones. Las partes relevantes de todos los documentos citados se incorporan en la presente como referencia; la mención de cualquier documento no debe interpretarse como admisión de que constituye una técnica anterior con respecto a la presente invención. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Las diversas ventajas de la presente invención serán evidentes para los técnicos con experiencia luego de analizar la siguiente especificación y ver los dibujos, en los cuales: La Figura 1 es una vista gráfica genérica de un perfil de referencia de velocidad; la Figura 2 es una vista en perspectiva de un aparato para enrollar rollitos; la Figura 3 es una vista lateral de una modalidad del aparato para enrollar rollitos; la Figura 5 es una vista en planta de una aparato para desenrollar rollitos; la Figura 4A es una vista superior en planta de una hoja tridimensional; la Figura 4A es una vista lateral en planta de una hoja tridimensional; la Figura 6 es una vista en planta de un aparato para desenrollar rollitos con un rodillo presor. Los elementos similares tendrán los mismo números en más de un dibujo para reducir la cantidad de identificadores numéricos diferentes utilizados para un elemento específico.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La presente invención controla las características de enrollado de los rollos para el consumidor (rollitos) utilizando al menos un parámetro de proceso medido para ajustar un perfil de referencia. El perfil de referencia refleja un valor de parámetro de proceso deseado en un punto específico del proceso. Este valor de perfil de referencia se compara con un valor de parámetro de proceso medido. El perfil de referencia se utiliza para controlar al menos un aspecto de un aparato o método de enrollado. Además, las mediciones de parámetros de proceso requieren la realización de más ajustes al perfil de referencia para suministrar el enrollado de material en un tamaño de hoja adecuado para el consumidor, llamado rollito. Los ajustes del perfil de referencia reducen las variaciones del parámetro del proceso durante y/o entre los procesos de enrollado de rollitos. Los ajustes también pueden utilizarse para controlar la tensión interna y las fuerzas compresivas entre las capas de las hojas del material del rollito. Se desea particularmente controlar la tensión interior del rollito para combinaciones de película-adhesivo.

Definiciones Los términos utilizados en presente tienen el siguiente significado: "Dispuesto" se utiliza para indicar que el elemento(s) se coloca o posiciona en un lugar o posición en particular como estructura unitaria. El elemento puede estar unido o no a otros elementos. "Unido" incluye configuraciones por las cuales un elemento se une directamente con otro elemento fijándolo directamente a otro elemento, y configuraciones mediante las cuales un elemento indirectamente se une a otro elemento fijándolo a componentes ¡ntermedios(s), que a su vez se fijan al otro elemento. Los términos "comprender", "que comprende" y "comprende" son términos indefinidos que especifican la presencia de lo que sigue, por ejemplo un componente, sin excluir la presencia de otras características, elementos, etapas o componentes conocidos en el campo técnico o descritos en dicho documento. "Compresión" se refiere a la carga tendiente a apretar o prensar un artículo. "Tensión" se refiere a la fuerza tendiente extender o alargar un artículo. "Hojas de material" se refiere a cualquier material flexible que puede enrollarse en un rodillo. Algunos ejemplos incluyen película, papel de aluminio, papel, tela, alimentos, materiales tejidos, lienzos, mallas, tela no tejida, combinaciones de éstos y lo similar. "Rollito" se refiere a un enrollado en proceso, casi completo o completo de al menos una porción de una hoja de material en un rollo para el consumidor. "Tamaño para el consumidor" se refiere a un tamaño o configuración vendida al público en los comercios minoristas. "Enrollado" se refiere a un proceso rotativo para enrollar hojas de material en un rollito. "Núcleo" se refiere a un componente que permanece en el rollito luego del enrollado y suministra soporte interno. "Factor de calibre" se refiere al espaciado teórico entre las capas de hojas de material enrolladas en un rollito. El factor de calibre y/o las mediciones de diámetro del rollito pueden utilizarse para influir sobre la pendiente instantánea de la línea 11 en la Figura 1. La pendiente puede cambiar de un punto de giro fijo sobre la línea. "Velocidad de línea máxima" se refiere a un escalado que mueve la línea 11 en la Figura 1 en dirección vertical sin cambiar la pendiente de la línea. "Robustez" se refiere a la insensibilidad del material a los pequeños cambios, variaciones o inexactitudes. "Grado de máquina" se refiere a porciones equivalentes específicas de un ciclo de enrollado de repetición. Es posible utilizar cualquier cantidad de grados de máquina para representar intervalos equivalentes en el ciclo de enrollado. Como se utiliza aquí, la base para calcular los grados de máquina es que existen 360 grados de máquina equivalentes en cada región de enrollado del ciclo de enrollado. Por ejemplo, para el caso de un rollito con 720 revoluciones por rollito en la región de enrollado, sus revoluciones se dividirían por 360 cada dos revoluciones por grado de máquina. Si se seleccionara una base de 720 grados de máquina, entonces un punto a 35 grados de máquina como se define en la presente (base de 360) correspondería a un punto a 70 grados de máquina con una base de 720.

Perfil de referencia Todo producto en rollito tiene al menos un perfil de referencia 70 en el proceso de enrollado. La Figura 1 ¡lustra un perfil de referencia 70. El perfil de referencia 70 está diseñado para producir un rollito con las características deseadas. Estas características del rollito incluyen una tensión de enrollado, diámetro del rollito y densidad del material de rollito preferidos. En una modalidad, el perfil de referencia 70 suministra una tensión durante el enrollado y/o una compresión a través del rollito relativamente constantes. Esto se logra en parte, ubicando o espaciando cada capa de papel o película correctamente a lo largo del rollito. El perfil de referencia 70 puede controlar el aparato de enrollado y/o más de un componente de éste. Por ejemplo, el perfil de referencia 70 puede controlar la tensión del material en hojas durante el proceso de enrollado, la velocidad de enrollado, la longitud del material que se está enrollando, el desplazamiento angular del núcleo, el sistema de tracción, la relación entre uno o más de estos parámetros u otros parámetros de medición de enrollado.

Tal como se ¡lustra en la Figura 1 , el perfil de referencia 70 puede ser un perfil de referencia 70 de la velocidad del rollito en revoluciones por minuto (RPM) a un grado de máquina específico (RPM vs. grado de máquina). Las revoluciones por minuto de enrollado se ilustran en la Figura 1 como un porcentaje de la velocidad máxima del motor durante el proceso de enrollado. Las velocidades pretendidas se establecen en múltiples grados de máquina durante el ciclo de enrollado. Para incrementar la precisión, se prefieren varios puntos de referencia de velocidad espaciados en incrementos iguales dentro de cada grado de máquina. Por ejemplo, pueden existir 2048 puntos de referencia de velocidad en cada ciclo de enrollado, o aproximadamente 5.689 puntos por grado de máquina. La combinación de velocidad y grados de máquina suministra el perfil de referencia 70. El perfil de referencia 70 en la Figura 1 puede tener cualquier forma necesaria para enrollar adecuadamente el material en hojas en un rollito. Como se ilustra en la Figura 1 , una región previa a la de transferencia PT entre aproximadamente 260 y 0 grados representa el período de aceleración y desaceleración previos al proceso de enrollado del rollito. a los aproximadamente 0 grados, las velocidades del mandril/núcleo y de las hojas del material se igualan o prácticamente se adaptan cuando éstos se conectan. La región posterior a la de enrollado PW entre aproximadamente 360 y 60 grados, representa el período de desaceleración luego de que el rollito se haya completado y la alimentación del material en hojas se haya separado del rollito. La región de enrollado WR se encuentra aproximadamente a 0 y 360 grados. Esto representa el período durante el cual las hojas de material se enrollan sobre un núcleo para formar un rollito. El perfil de referencia 70 está diseñado para permitir su regulación y/o cambio según los ajustes de perfiles de referencia. Los ajustes de los perfiles de referencia pueden realizarse cambiando la velocidad de linea máxima y/o el factor del calibre. Los ajustes al perfil de referencia se realizan cuando se lo requiere y se indican comparando las mediciones de parámetros de proceso con los parámetros de proceso teóricos u objeto. Es posible utilizar un dispositivo de control para ajustar el perfil de referencia 70 en base a variaciones en los parámetros del proceso medidos. Preferentemente, los ajustes al perfil de referencia se pueden calcular con la computadora y actualizar automáticamente. La diferencia entre los datos de parámetro del proceso medido y de objeto o pretendido suministran la información básica para calcular el perfil de referencia. Los datos del rollito que se está enrollando pueden utilizarse para realizar ajustes a los perfiles de referencia. Con más preferencia, los datos de más de un rollito pueden utilizarse para realizar ajustes a los perfiles de referencia. Por lo general se realizan comparaciones entre el parámetro del proceso medido y un parámetro de proceso pretendido en puntos específicos durante el proceso de enrollado. Por ejemplo, una medición de parámetro del proceso podría ser el diámetro del rollito medido a uno o más grados de máquina seleccionados. Las mediciones del parámetro del proceso pueden tomarse a diferentes grados de máquina en un intervalo de aproximadamente 0 a 360. Preferentemente, las mediciones de parámetros del proceso pueden tomarse al menos una vez a diferentes grados de máquina en un intervalo de aproximadamente 10 a 358. Con mayor preferencia, las mediciones de parámetros del proceso pueden tomarse al menos una vez a diferentes grados de máquina en un intervalo de aproximadamente 340 a 360. En una modalidad, es posible tomar una medición sobre un rollito a aproximadamente 356 grados. Si el diámetro del rollito es mayor que el deseado, la velocidad y la tensión de enrollado pueden incrementarse para comprimir y reducir el diámetro del rollito durante el proceso de enrollado. Es posible medir diámetros de rollitos posteriores en la posición de grado especificada para evaluar el efecto del cambio en velocidad/tensión del perfil de referencia 70. Los ajustes al perfil de referencia y las mediciones de los parámetros del proceso pueden realizarse a cualquier frecuencia e intervalo. La frecuencia se refiere a la cantidad de ajustes al perfil de referencia y/o mediciones de parámetros del proceso realizadas durante un marco temporal determinado. El intervalo se refiere a la cantidad de rollitos fabricados entre mediciones. Por ejemplo, las mediciones de parámetros del proceso pueden incluir 5 mediciones por segundo durante aproximadamente 1 segundo a 3 intervalos de rollito. La frecuencia e intervalos de los ajustes del perfil de referencia pueden controlarse en parte, dependiendo del grado de coincidencia entre las mediciones del parámetro de proceso y los parámetros del proceso de pretendidos. Los ajustes al perfil de referencia en un sistema adecuadamente controlado con variaciones mínimas son poco frecuentes. Los ajustes al perfil de referencia pueden calcularse cuando resulte necesario en cualquier punto del proceso de manufactura. Los ajustes al perfil de referencia pueden realizarse cuando sea necesario para mantener al menos un parámetro del proceso, como por ejemplo el diámetro del rollito dentro de una variabilidad deseada. El perfil de referencia 70 se puede ajusfar a una frecuencia mayor de aproximadamente una vez por minuto. El perfil de referencia 70 se puede ajustar a una frecuencia mayor de aproximadamente 10 veces por segundo. El perfil de referencia 70 se puede ajustar a una frecuencia de aproximadamente 1 vez por minuto a aproximadamente 50 veces por segundo. Los intervalos de ajuste del perfil de referencia pueden ser cualquier intervalo de rollitos necesarios para controlar el proceso de manufactura. Es posible ajustar el perfil de referencia 70 entre rollitos de modo que dicho ajuste afecte a al menos un rollito enrollado posteriormente. Es posible ajustar el perfil de referencia 70 de modo que dicho ajuste afecte a al menos el rollito que se está enrollando. Los Intervalos de ajuste del perfil de referencia alternos incluyen los que se realizan a todos los rollitos, rollito por medio, cada tres o cinco rollitos, al menos cada seis a diez rollitos, cada 100 rollito, cada 1 ,000 rollitos y lo similar. La frecuencia y/o intervalos de los ajustes de los perfiles de referencia se realizan preferentemente de conformidad con cualquier técnica de control de procesos estadísticos específica como aquellas que se describen en el documento de la "American Society for Quality Control" (ASQC) (Sociedad Americana para el Control de Calidad) Z1.4-1993 "Sampling Procedures and Tables for Inspection by Attributes" (Procedimiento de muestreo y tablas para inspección por atributos) Por lo general se utiliza al menos una medición de parámetro del proceso para calcular un ajuste al perfil de referencia. Por ello, se prefiere que la frecuencia de las mediciones de parámetros del proceso igualen o superen la frecuencia de los ajustes al perfil de referencia. Sin embargo, las mediciones del parámetro del proceso pueden obtenerse a cualquier frecuencia. La medición del parámetro del proceso se puede obtener a una frecuencia mayor que una vez por minuto. La medición del parámetro del proceso puede obtenerse a una frecuencia mayor de 10 veces por segundo. La medición del parámetro del proceso puede obtenerse a una frecuencia de aproximadamente 1 vez por minuto a aproximadamente 50 veces por segundo. El intervalo de medición de uno o más parámetros del proceso puede ser un intervalo de rollitos requerido para controlar el proceso de manufactura. Los intervalos de medición de parámetros del proceso incluyen los que se realizan a todos los rollitos, rollito por medio, cada tres o cinco rollitos, al menos cada seis a diez rollitos, cada 100 rollito, cada 1 ,000 rollitos y lo similar. Los intervalos ilustrativos también se describen en el documento ASQC Z1.4-1993. No es necesario ajusfar el perfil de referencia en base a cada medición de parámetro de proceso individual. Un beneficio potencial que resulta de promediar o analizar datos en lugar de responder a una única medición al ajustar el perfil de referencia 70 es una mayor uniformidad del rollito. Utilizando un promedio de 8 de movimiento del rollito, fue posible a través de un proceso de prueba, mantener el diámetro del rollito dentro de un rango de aproximadamente (+} 1.5 milímetros (mm). De preferencia, la variación en el diámetro del rollito se limitará a aproximadamente + 0.3 mm. Un algoritmo de circuito cerrado para ajustar el perfil de referencia 70 utilizando un promedio de mediciones de diámetro de rollito mantuvo un diámetro de rollito en un intervalo de aproximadamente + 0.8 mm durante 120 rollitos consecutivos. Esto se logró ajustando el factor de calibre, y/o la velocidad de línea máxima. En un ejemplo, el parámetro de proceso medido es el diámetro del rollito. El perfil de referencia 70 es para el sistema de tracción que controla el enrollado del centro. Al menos una medición de diámetro se compara con el diámetro del rollito de destino o teórico para dicho punto del proceso de enrollado. Esta comparación puede realizarse en uno o más puntos del proceso de enrollado. La diferencia entre los valores medidos y los valores pretendidos en cada punto, se utilizan para modificar el perfil de referencia 70 en base a una relación previamente establecida o a un factor de escala de corrección. El perfil de referencia modificado 70 se utiliza para enrollados de rollitos posteriores hasta que se requieran nuevas mediciones que indiquen cambios adicionales al perfil de referencia 70.

Aparato En una modalidad, un aparato para enrollar 200 puede ser un aparato para enrollar central como se ilustra en la Figura 2. La presente invención se puede aplicar también a cualquier tipo de aparato para enrollar con rollo central, torreta, de desplazamiento o no (fijo), de rodillo de rebobinado o combinaciones de éstos. El proceso de enrollado puede funcionar a cualquier velocidad operativa rotativa o de desplazamiento. Las velocidades de desplazamiento y operativas también pueden variar durante el proceso de enrollado. También es posible utilizar aparatos de desplazamiento continuo. Un ejemplo de aparato de desplazamiento continuo 200 se describe en la patente de los Estados Unidos núm. 5,913,490 otorgada a cNeil y col. Como se describe en la Figura 2, el aparato de enrollado 200 está diseñado para enrollar al menos un rollito 30 de un material en hojas 50. El aparato 200 puede incluir al menos un sistema de tracción 240, al menos un mandril 280 con un radio de mandril 285 (Figura 3), al menos un sistema de manejo del material 290, y al menos un dispositivo de medición de parámetros del proceso 246. Un núcleo 220 está diseñado para ser colocado sobre el mandril 280 para el proceso de enrollado y para luego ser retirado con el rollito 30. El mandril 280 da soporte al núcleo 220 y rota para enrollar el material en hojas 50 alrededor del núcleo. Por lo general, el núcleo y el mandril están conectados entre sí sobre el aparato 200 de modo que tengan la misma velocidad de rotación (revoluciones por minuto o RPM) durante el proceso de enrollado. El aparato de enrollado 200 también puede incluir al menos un medio de control 243 para ajusfar el perfil de referencia 70 (Figura 1 ) en base al dispositivo de medición de los parámetros del proceso 246. En una modalidad, el medio de control 243 puede ser una computadora que conecta al dispositivo de medición de los parámetros del proceso 246 con el sistema de tracción 240. Como se describe en la Figura 2, el sistema de tracción 240 puede incluir al menos un motor de tracción 242, un controlador de tracción 244, un conector de tracción 245, y un dispositivo de medición de los parámetros del proceso 246. El conector de tracción 245 puede rotar y/o desplazarse a través de un eje central 247 durante el proceso de enrollado. El movimiento alrededor del eje central 247 controla el desplazamiento. El conector de tracción 245 puede utilizarse para conectar el mandril 280 con el sistema de tracción 240 y rotar el mandril. Una modalidad preferida se describe en la patente de los Estados Unidos núm. 5,913,490 otorgada a McNeil, y col. El sistema de tracción 240 puede conectarse al mandril 280 y desconectarse de él cuando se lo requiera, durante la rotación del mandril 280. La conexión se puede realizar con cualquier medio conocido en la técnica incluyendo sin limitarse a, una banda, polea o cadena. El sistema de tracción 240 está diseñado para impulsar (rotar) el mandril y/o la hoja del material. El sistema de tracción 240 puede también transportar la hoja del material 50 en dirección de enrollado (WD) para enrollarla sobre un núcleo 220 y formar un rollito 30. El sistema de tracción 240 puede controlarse mediante el perfil de referencia 70 (Figura 1 ). El sistema de tracción 240 puede utilizar preferentemente un perfil de referencia digital 70 para todos los puntos de medición durante el enrollado. El sistema de tracción 240 puede ajustarse regulando cada referencia digital a través del perfil de referencia 70. El sistema de tracción 240 puede controlar el sistema de manejo de material 290 y el sistema de suministro de la hoja del material 50. El sistema de tracción 240 puede también controlar el mandril 280 y el enrollado de la hoja de material 50 sobre el núcleo 220. Como se describe en la Figura 2, el sistema de manejo de material 290 alimenta (despacha) la hoja de material 50 al mandril 280 y/o núcleo para enrollar alrededor del núcleo 220. El sistema de manejo de material 290 se puede conectar al sistema de tracción 240 u operar independientemente de él. Es posible utilizar un medio 291 para facilitar la remoción del rollito terminado 30 del aparato 200. La hoja de material 50 se enrolla alrededor del núcleo 220 en dirección de enrollado (WD). El aparato de enrollado 200 puede incluir un soporte en voladizo (no se ilustra) para dar soporte a uno de los extremos del mandril. El mandril 280 también puede estar soportado por un soporte desmontable como por ejemplo un brazo cónico desmontable 260 para dar soporte al mandril 280 durante el proceso de enrollado y que se separa del mandril 280 luego del proceso de enrollado para desmontar el núcleo 220 y retirar el rollito terminado 30 del mandril 280. La Figura 3 es una vista lateral simplificada del aparato 200. Como se describe en la Figura 3, el mandril 280 rota en una posición de enrollado alrededor de un eje central 247. Los mandriles 280 rotan en dirección de rotación RD. Es posible mantener una resistencia tensional T sobre la hoja de material 50 durante el proceso de enrollado de aproximadamente 0 N (kgf) por centímetro lineal (cm) a aproximadamente 1.96 N (0.2 kgf) por centímetro lineal (aproximadamente 1 libra de fuerza por pulgada lineal). El centímetro lineal de la hoja de material 50 se mide por lo general a lo largo del eje central 247, perpendicular a la medición del diámetro del rollito 36 como se describe en la Figura 2. Preferentemente, la resistencia tensional T sobre la hoja del material 50 durante el proceso de enrollado se puede mantener entre aproximadamente 9.807E-6 kN (0.001 kgf) por centímetro lineal (cm) a aproximadamente 0.98 N(0.1 kgf) por centímetro cm. Como se describe en la Figura 3, la resistencia tensional T y/o el tamaño del rollito 30 pueden afectar la carga de compresión C creada en cada capa del rollito 35. Una capa de rollito 35 es un enrollado por lo general circunferencial de una hoja de material, que tiene otra hoja de material enrollada debajo y/o encima de ella sobre el rollito 30. El dispositivo de medición de parámetros del proceso 246 que se describe en la Figura 3, está diseñado para medir los parámetros del proceso incluyendo el diámetro del rollito, grados de máquina, velocidad de tracción, posición angular del vástago del motor de tracción, desplazamiento del vástago del motor de tracción, punto del ciclo de enrollado de la máquina y combinaciones de éstos.

El aparato 200 puede también incluir otras capacidades incluyendo un medio para perforar la hoja del material, agregar adhesivo al núcleo, fijar la hoja del material luego de enrollar el rollito deseado, cargar el núcleo sobre el mandril, despachar una porción inicial de la hoja del material al núcleo, retirar el rollito enrollado, desplazar los soportes del mandril durante el proceso de enrollado y otros medios conocidos en la técnica. Por lo general, los rollitos para el consumidor son mucho más pequeños que los rollos comerciales. Los rollitos para el consumidor pueden incluir productos terminados con diámetros de rollito inferiores a aproximadamente 50 cm, diámetros de rollitos inferiores a aproximadamente 25 cm, y/o diámetros de aproximadamente 5 cm a aproximadamente 35 cm. Los rollitos para el consumidor pueden pesar menos de aproximadamente 5 kg, menos de 3 kg, y/o entre aproximadamente 50 g y 2 kg. Las operaciones de enrollado industrial para rollos relativamente grandes de material enrollado por lo general funcionan a una velocidad de enrollado inferior a la de la presente invención, con tiempos de enrollado de 5-60 minutos por rollo comercial comparado con 1-3 segundos por rollito para un producto de consumo. En una modalidad de la presente invención, el cambio de velocidad de rotación del núcleo durante el enrollado es de al menos 400 revoluciones por minuto aproximadamente entre 2 y 35 grados de máquina aproximadamente. La capacidad de cambiar rápidamente la velocidad de enrollado, combinada con el método y el aparato descrito en la presente está diseñado para permitir velocidades de fabricación mayores, procesamiento de tramas más gruesa, y un bobinado de un rollito de producto para el consumidor más preciso y/o constante. La velocidad de rotación del núcleo se mide en revoluciones por minuto del núcleo y es independiente de cualquier velocidad de desplazamiento del núcleo alrededor del eje central 247. Alternativamente, al bobinar un rollito, las revoluciones por minuto del núcleo (RPM) pueden reducirse a al menos 4 por ciento ( %) durante las primeras 10 revoluciones del proceso de bobinado del rollito, o preferentemente 8 % durante las primeras 20 revoluciones del proceso de bobinado del rollito, o con mayor preferencia 12 % durante las primeras 30 revoluciones del proceso de bobinado del rollito. Estos cambios de velocidad de rotación del núcleo son comunes para la eficiente manufactura de rollitos de producto para el consumidor pero resultan demasiado rápidas para las operaciones de bobinado de rollos de tamaño industrial. La velocidad del proceso de bobinado del producto para el consumidor es una de las razones por las cuales se prefieren las mediciones rápidas y los ajustes de los perfiles de referencia 70. La técnica anterior tiene un alto coeficiente de inercia de hojas de material enrolladas en relación con la propia inercia de la unidad de tracción. La inercia de la unidad de tracción incluye toda la masa impulsada del aparato 200. Esto incluye el conectar de la unidad de tracción 245, los mandriles 280, y lo similar. Los procesos en los cuales la inercia de las hojas del material es mayor que la inercia de la unidad de tracción son más fáciles de controlar durante el proceso de enrollado. Una proporción típica de inercia de una hoja de material enrollada (rollito )-unidad de tracción en la técnica anterior es 50-5,000 mientras que la relación inercia del rollito-unidad de tracción para los productos para el consumidor terminados puede variar entre aproximadamente 0.01 y 0.8. Para los productos para el consumidor, la inercia de la unidad de tracción por lo general es el doble de la inercia del rollito, obteniendo como resultado una relación de inercia de rollito-unidad de tracción inferior a aproximadamente 0.5. El aparato de enrollado 200 descrito en la Figura 2 puede utilizarse en forma independiente o junto con otros componentes que controlan la tensión del material, y/o la velocidad de alimentación del material al sistema de enrollado. El aparato de enrollado 200 también puede utilizarse con operaciones posteriores que controlan las propiedades del material relacionadas con el enrollado como el grosor, resistencia a la tensión, y estiramiento. El aparato 200 permite que la hoja de material 50 se enrolle bajo una tensión más uniforme, mejorando de este modo la calidad del rollito 30, suministrando un diámetro/compresibilidad de rollito más uniforme y menos variaciones en los extremos de las hendiduras debido a estricciones relacionadas con cambios en la dirección de máquina MD. También se reducen las pérdidas en el proceso de manufactura. El control mejorado de la hoja de material reduce las fluctuaciones de velocidad de enrollado no deseadas que pueden romper la hoja del material durante el bobinado, o de alguna manera arruinar el producto. Si se evitan estos problemas es posible permitir mayores velocidades de fabricación y aumentar la eficiencia del proceso de manufactura.

Dispositivo de medición del parámetro del proceso El dispositivo de medición del parámetro del proceso 246 descrito en las Figuras 2 y 3 puede medir y/o registrar datos desde cualquier punto del proceso de enrollado. El dispositivo de medición de parámetros del proceso puede estar conectado al aparato 200 o montado en forma independiente. En una modalidad, el dispositivo de medición del parámetro del proceso 246 puede moverse o desplazarse para acompañar al rollito 30 mientras se desplaza o se mueve durante el proceso de enrollado. El dispositivo de medición de parámetros del proceso 246 puede detectar y/o medir un diámetro de rollito 36 sobre el núcleo 220 a uno o más grados de máquina durante el proceso de enrollado. Como se muestra en las Figuras 2 y 3, el dispositivo de medición de parámetros del proceso 246 puede conectarse a un medio de control 243 para controlar el sistema de tracción 240. El sistema de tracción 240 puede a la vez controlar la velocidad de enrollado y desenrollado del aparato 200. Como se describe en la Figura 3, el medio de control 243 puede controlar automáticamente un diámetro de rollito 36 de rollitos de producto terminado 30 en el aparato de enrollado, y/o tensión T de hoja de material. Es posible correlacionar los datos del dispositivo de medición de parámetros del proceso 246 con las características de producto terminado deseado y realizar una corrección adecuada al perfil de referencia 70 según se requiera para mejorar la calidad del rollito terminado 30. Los datos del parámetro del proceso pueden ser cualquier variable que afecte la calidad de enrollado y/o la tasa de producción de fabricación. Son muchas las variables que pueden afectar la calidad de enrollado, el índice de manufactura y la confiabilidad del proceso. Estas incluyen cambios a la materia prima como calibre, capacidad de compresión del calibre, contenido de humedad debido al suministro o entorno de la materia prima, y cambios a los procesos anteriores como por ejemplo eficiencia de estampado con el tiempo. Por lo general, estas variables no se pueden controlar dentro del período de tiempo relacionado con un ciclo de enrollado o aún distintos ciclos de enrollado. Por ello, estas deben ser corregidas en el perfil de referencia 70. Una corrección adecuada del perfil de referencia 70 deberá incluir la medición de uno o más parámetros críticos del proceso durante el enrollado y/o después de este, para permitir la intervención y ajuste oportunos del perfil de referencia 70. Uno de dichos parámetros del proceso que puede utilizarse para ajustar el perfil de referencia 70 a intervalos durante el ciclo de enrollado, es el diámetro del rollito 36. La Figura 3 muestra el diámetro del rollito 36. El diámetro del rollito aumenta hasta que el rollito se termina de enrollar y se obtiene luego un diámetro final del rollito. Se ha descubierto que existe una fuerte correlación entre la velocidad de enrollado del rollito, la tensión de enrollado y el diámetro del rollito en diferentes puntos increméntales durante el proceso de enrollado. Por ello, se ha desarrollado un sistema que permite medir con precisión el diámetro del rollito 36 que cambia en uno o más puntos del proceso de enrollado. Alternativamente, también se ha desarrollado un sistema que mide con precisión el diámetro del rollito 36 en diferentes puntos durante el proceso de enrollado inmediatamente luego de haber completado el mismo, desenrollando un rollito de producto ya enrollado 30. Por ejemplo, un algoritmo de control de diámetro del rollito, compara el valor del diámetro del rollito medido 36 con un valor de referencia, en un punto del proceso. El perfil de referencia de velocidad del mandril se manipula a través del parámetro de factor de calibre para mantener al diámetro del rollito 36 dentro de un valor de referencia. La presente invención mantiene el diámetro del rollito en un punto determinado de aproximadamente 0.8 mm. Si el dispositivo de medición del parámetro del proceso 246 muestra que el valor del diámetro del rollito que se está bobinando se encuentra fuera del valor pretendido, es posible realizar un cambio al perfil de referencia 70. Dicho cambio realizado al perfil de referencia 70 ajustará automáticamente la velocidad de tracción del mandril y reducirá la variación de diámetro del rollito medido del valor del diámetro del rollito objeto deseado en la presente, o de rollitos posteriores. Otras mediciones de parámetros del proceso que pueden medirse incluyen un diámetro del rollito, el diámetro del rollito vs. el tiempo de enrollado, el diámetro del rollito vs. la longitud del material sobre el rollito, la suma de la tensión medida durante el enrollado, el promedio de tensión durante el enrollado o combinaciones de éstos. Estas mediciones pueden utilizarse para determinar los ajustes al perfil de referencia que se deberán hacer. La Figura 1 compara un perfil de referencia de velocidad con los grados de máquina. Esos parámetros pueden ajustarse cambiando el factor de calibre y/o la velocidad de línea máxima.

Sensores de Medición El dispositivo de medición del parámetro del proceso 246 puede incluir uno o más sensores. Los sensores pueden ser o no de contacto. Los sensores de contacto incluyen rodillos, extensómetros, micrómetros, y lo similar. Los sensores que no son de contacto incluyen láser, dispositivos ultrasónicos, dispositivos ópticos, LEDs, combinaciones de éstos y lo similar. La cantidad de puntos de datos muestreados por rollo enrollado 30 puede ser de una a mil o más, dependiendo del nivel de variación que se produzca, la resolución requerida y la capacidad del dispositivo de medición. Los puntos de datos pueden tomarse de uno o más perfiles 30. Los datos de muestreo se pueden utilizar sin modificarlos o se pueden convertir a un número de control utilizando distintas funciones matemáticas como desviaciones promedio, medias, estándar, sumas y lo similar. Otros enfoques incluyen la sustracción simple de una lógica directa de alimentación actual de una lógica teórica a una lógica directa de alimentación más sofisticada, transformaciones de Laplace, ecuaciones diferenciales y lo similar. El diámetro del rollito de linea de conversión piloto, se puede medir utilizando un sensor láser no de contacto con un dispositivo acoplado de carga comercializado por Keyence®, modelo LK-503. El enfoque sin contacto elimina la posibilidad de enganchar la hoja del material 50 y romperla. El sensor láser con dispositivo de carga acoplado suministra mediciones precisas y repetibles. Los dispositivos de medición de contacto como por ejemplo los transformadores de diferencial de variables lineales no suministran el mismo nivel de confiabilidad y repetibilidad. Es posible utilizar el sensor LK 503-sobre la línea de conversión piloto en modo "alta precisión", es decir de modo que tenga un rango de medición de 200 mm con una resolución de 10 pm, y nunca entre en contacto con la superficie del rollito que se está enrollando. Es importante evitar el contacto con el rollito y hoja del material cuando se corre el proceso a altas velocidades para fabricar un producto para el consumidor en forma económica. En la estación de interfaz del operador de la línea de conversión piloto, se instaló una interfaz del usuario. Dicha interfaz del usuario suministra una "ventana" para el sistema de control de diámetro del rollito. Esta suministra a los operadores la capacidad de monitorear el sistema de control del diámetro, realizar cambios a los puntos establecidos y cambiar el modo de del controlador del diámetro. Estos cambios se pueden realizar en forma manual o preferentemente en forma automática por medio de un control por computadora. En una modalidad, el dispositivo de medición de parámetros del proceso 246 puede comprender un sensor láser sin contacto comercialmente disponible de Keyence®, modelo LK-503. Un dispositivo de medición del parámetro del proceso 246 que incluye un sensor láser sin contacto, ha sido probado en dos locaciones debajo del aparato de enrollar 200 como se ilustra en las Figuras 2 y 3. El dispositivo de medición del parámetro del proceso 246 se colocó por debajo del aparato 200. Como se ilustra en la Figura 3, el dispositivo de medición del parámetro del proceso 246 se colocó en forma fija orientado hacia la una posición pasiva 38 del rollito 30, para poder ver datos válidos de aproximadamente 1/3 de cada 360° del ciclo de enrollado o de entre aproximadamente 120 a 240 grados de máquina. La posición pasiva 38 es el punto en el proceso de enrollado en el cual el mandril no se encuentra en movimiento sino fijo durante el enrollado. El dispositivo de medición del parámetro del proceso 246 se desplazó luego a un segundo emplazamiento, debajo de la estructura del rodillo de soporte. El dispositivo de medición del parámetro del proceso 246 se fijó en su lugar orientado hacia la posición de corte. La posición de corte se encuentra cerca del final del ciclo de enrollado cuando se corta la hoja de material. Es posible seguir enrollando una porción de la hoja del material. Se tomó una medición de diámetro del rollito 36 una vez para cada ciclo de enrollado del rollo, a aproximadamente 356 grados de máquina. En una modalidad más preferida, el sensor láser Keyence® puede orientarse hacia la posición de comienzo del enrollado y puede luego articularse continuamente de modo que se oriente hacia el centro del rollito que se está enrollando hasta completar el ciclo. Es posible utilizar un segundo sistema sensor con un primer sistema sensor. El segundo sistema sensor puede orientarse hacia la posición de inicio del enrollado mientras que el primer sistema sensor se orienta hacia la posición de finalización de enrollado del rollito y vice versa según se requiera. La posición de finalización de enrollado está a aproximadamente 360 grados de máquina y coincide con el final del enrollado del rollito. Es posible utilizar dos o más sensores para asegurarse de no omitir mediciones de enrollado sobre rollitos consecutivos 30 que e encuentran en distintas posiciones (por ejemplo que se desplazan) durante el ciclo de enrollado. Los sensores pueden medir la distancia utilizando principios de triangulación. Un haz de láser semiconductor, se refleja de la superficie de destino pasando a través de un sistema de lente receptor. El haz se enfoca sobre un grupo de sensores con dispositivos de acople de carga. Los dispositivos de acople de carga detectan el valor pico de la distribución de cantidad de luz del impacto del haz para cada pixel (elemento sensor individual con dispositivo de acople de carga) dentro del área de impacto del haz y determinan la posición precisa del blanco. A medida que el desplazamiento del blanco cambia con relación al cabezal del sensor, la posición reflejada del haz cambia sobre el grupo de dispositivos con acople de carga. Estos cambios de posición fueron analizados por el controlador que resuelve cambios de posiciones del tamaño de hasta 50.0 m. La tecnología con dispositivos con acople de carga incluye un diseño distinto del elemento sensor, y determina en forma precisa el valor pico de la distribución del impacto de luz del haz permitiendo la medición precisa del blanco hasta 50.0 Mm. El sensor láser- Keyence® sin contacto, puede conectarse al medio de control 243 mediante cualquier medio conocido en la técnica. Un ejemplo es un cable de 10 m de extensión disponible de Keyence®, modelo LK-C10. El medio de control 243 puede ser un controlador Keyence®, modelo LK-2503. El medio de control 243 puede ser -montado sobre rieles DIN. El medio de control 243 puede alimentarse mediante una fuente Siemens 24VDC. Dicha fuente también puede estar montada sobre un riel DIN. El medio de control 243 puede transmitir una señal de aproximadamente ±10V sobre las terminales 13 y 14. Esta señal corresponde al intervalo de mediciones de 250 mm a 450 mm del láser en modo "alta precisión". La señal puede transmitirse a una tarjeta de entrada análoga AutoMax (57C409) en la cremallera AutoMax A02, ranura 07. La señal puede transmitirse sobre un cable blindado Belden-M 8770 3C 8. Este es un cable con tres -conductores de suministro de los cuales se requieren solamente dos. El cable blindado termina en una caja de circuito final para la cremallera AutoMax A02. La tarjeta de entrada análoga AutoMax utiliza una tasa de conversión AID de 12-bits. Esto produce una resolución de 0.049 mm (1.92 mils) o una resolución de diámetro de 0.098 mm (3.84 mils).

Hoja del material La hoja del material 50 que se está enrollando puede ser cualquier material flexible que se pueda enrollar en un rollito. Algunos ejemplos de la hoja del material 50 incluyen cualquier película, lámina de metal, papel, tela, alimento, material de tela tejida, gasa, malla, tela no tejida, combinaciones de eso mismo y lo similar. También se pueden incluir dentro de la estructura del material una o más capas, ya sea coextruidas, recubiertas o laminadas por extrusión, o combinadas mediante otros medios conocidos. Las películas útiles incluyen, sin limitaciones, polietilenos (PE) (incluyendo polietileno de alta densidad, o HDPE, polietileno de baja densidad, o LDPE, y polletileno de revestimiento de baja densidad, o LLDPE), polipropileno (PP), tereftalato de polietileno (PET), cloruro de polivinilo (PVC), cloruro de polivinilideno (PVDC), acetato de etilenvinilo (EVA), estructuras de látex, nailon y surlin, mezclas de los mismos y lo similar. Una resina preferida es una mezcla de EVA y polipropileno. Es posible utilizar cualquier película termoplástica no-resiliente y flexible. También pueden utilizarse películas porosas como hojas de material. Como se ilustra en la Figura 4A y 4B, la hoja de material 50 puede ser una película tridimensional. Las películas tridimensionales pueden tener un espesor 1651 de aproximadamente 2.5E-4 cm (650 de aproximadamente 0.0001 pulgada (0.1 mil)) a aproximadamente 2.3E-2 cm (0.009 pulgadas (9 mil)), preferentemente aproximadamente 1.3E-2 mm (0.5 mil) a aproximadamente 0.15 mm (6 mils), con mayor preferencia aproximadamente 0.08-0.13 mm (3-5 mils). Una hoja de material 50 incluye un material adhesivo. El material adhesivo puede aplicarse a una primera superficie 57, una segunda superficie 59, o a ambas superficies de la hoja de material 50. La primera superficie de película tridimensional 57 puede comprender una pluralidad de sitios adhesivos rebajados piezosensibles 56 y una pluralidad de proyecciones abatibles 55. Las proyecciones sirven como protección para evitar que los sitios con adhesivo se adhieran antes de tiempo a la superficie de destino hasta la aplicación de una fuerza suficiente para plegar al menos una porción de las proyecciones abatibles 55 sobre la segunda superficie 59. Tal como se muestra en la Figura 3, la fuerza de compresión C de la capa del rollito 35 es preferentemente inferior a la fuerza suficiente para plegar más de aproximadamente 30 % de proyecciones plegables 55 en una capa del rollito 35. Con más preferencia, la fuerza de compresión C de la capa del rollito 35 es inferior a la fuerza suficiente para plegar aproximadamente 20 % de las proyecciones plegables 55 en una capa del rollito 35. Una película tridimensional que incluye un adhesivo que se aplica a una superficie para utilizar como hoja de material 50 se describe en la patente de los Estados Unidos núm. 5,871 ,607 otorgada a Hamilton y col., patente de los Estados Unidos núm. 5,662,758 otorgada a Hamilton y col., patente de los Estados Unidos núm. 5,968,633 otorgada a Hamilton y col., y patente de los Estados Unidos núm. 5,965,235 otorgada a McGuire y col. La hoja de material 50 puede suministrarse en un rollo grande como se ilustra en las Figuras 2 y 3. La hoja de material puede enrollarse sobre tantos núcleos como resulten necesarios para completar los rollitos de tamaño adecuado para el consumidor.

Ejemplo en linea Un método para utilizar el aparato de enrollado 200 que se ilustra en la Figura 2 para enrollar una hoja de material 50 sobre un núcleo 220 para formar un rollito 30 incluye el enrollado de la hoja de material 50 para formar el rollito 30 de conformidad con un perfil de referencia 70 que se describe en la Figura 1. Es posible medir al menos un parámetro del proceso para obtener al menos una medición de parámetro del proceso. Es posible ajustar luego el perfil de referencia 70 de conformidad con al menos una medición del parámetro del proceso. En un ejemplo de la Figura 3, el dispositivo de medición del parámetro del proceso 246 mide el diámetro del rollito 36 y los datos se incorporan en un programa de control de diámetro del rollito en un medio de control existente 243. El algoritmo comienza computando una hoja de calibre teórica en base al punto de referencia del diámetro del rollito ingresado en la interfaz del operador. En cada ciclo de procesamiento se utilizan el calibre de hoja, el recuento de hojas la longitud y/o la posición de máquina real para calcular un diámetro de rollito teórico. Por ejemplo, si se toma una muestra del parámetro del proceso a una dirección de máquina de 356 grados y el calibre ideal es de 22.89 mils (0.581406 mm) para in producto de recuento de hojas 72 de 11 pulgadas de longitud (279.4 mm), 72 el diámetro teórico se calculará como 5.08 pulgadas (129.032 mm). Si la máquina está en posición de corte, o a 360 grados, el diámetro teórico será de 5.10 pulgadas (129.54 mm). El programa de control de diámetro del rollito utiliza datos del dispositivo de medición de parámetros del proceso 246 para ajusfar el perfil de referencia 70 (Figura 1) según se requiera. El programa de control de diámetro monitorea la posición de máquina e incorpora los datos del diámetro medidos del dispositivo de parámetros del proceso 246 en cuanto la posición de grados de máquina alcanza un valor definido. En este ejemplo, el valor seleccionado fue de 356°. El diámetro medido se sustrae del diámetro teórico como se calcula anteriormente y cualquier diferencia se considera un error evaluado por el medio de control 243. En el ejemplo presente, se utilizó un bloque de desplazamiento promedio de cuatro puntos configurables-para evaluar el error. El resultado de desplazamiento promedio se utiliza luego para calcular un valor "de recorte" para el parámetro de factor de calibre existente, en caso de que el promedio se encuentre fuera de un límite de control preconfigurado, definido por el usuario. El limite de control de 25 mils (+0.635 mm) se utilizó para este ejemplo. En este ejemplo, el valor mínimo para este "recorte" del factor de calibre es de 0.1 mil. (0.00254 mm). El valor de recorte se sustrae (o se agrega) a la configuración del factor de calibre nominal para cambiarlo en el perfil de referencia 70. El medio de control 243 cambia luego el proceso cambiando también la velocidad de rotación del mandril. En esta modalidad, el algoritmo de control de diámetro puede tener forma de controlador integral-único. El límite de control preconfigurado en 25 mil (+0.635 mm) ayuda a reducir y/o evitar las oscilaciones del controlador a una operación constante. Dichas oscilaciones se producen porque los cambios del factor de calibre solo pueden ocurrir en incrementos de 0.1 mil o mayores. Esto se corresponde estrechamente con los cambios de 10 mils (0.010" o 0.254 mm) en el diámetro del rollo. Una vez que se haya producido un desplazamiento de control, el proceso puede continuar y repetir ajustes si se lo requiere hasta que el error promedio medido se encuentre dentro de un límite de control preconfigurable definido por el usuario. Una vez que el error promedio se encuentra dentro del límite de control preconfigurable definido por el usuario, el programa de control de diámetro dejará de manipular el factor de calibre pero seguirá monitoreando el error promedio. La actividad de control continuará si el error promedio supera el límite de control preconfigurado. El programa se escribirá de tal manera que si el operador desactiva el control del diámetro del rollito, el cambio al factor de calibre acumulado se reconfigurará en cero y las tablas de referencia de velocidad del mandril se recalcularán en base al valor de factor del calibre original, nominal. Alternativamente, el programa puede integrar algunos sino todos los cambios del factor de calibre acumulados en un "nuevo" valor de factor de calibre nominal para el perfil de referencia inicial 70 para permitir su uso en operaciones posteriores. Mediciones fuera de línea La Figura 5 ilustra un aparato de desenrollado 300 para desenrollar un rollito 330 de una hoja de material 350 y tomar al menos una medición de parámetros del proceso. El aparato de desenrollado puede también tomar al menos una medición del parámetro del proceso correlacionada con el perfil de referencia 70. Por ejemplo, es posible medir la fuerza de desenrollado a lo largo del rollito 330 mientras se está desenrollando. Estos datos de medición del parámetro del proceso están estrechamente correlacionados con el diámetro, la velocidad y la tensión de enrollado. Estos datos de medición de parámetros del proceso pueden utilizarse luego para ajustar el perfil de referencia 70 de un aparato de enrollar utilizado posteriormente para fabricar rollitos. Es posible utilizar un aparato de desenrollado 300 para desenrollar cualquier hoja de material 350 incluyendo las descritas anteriormente. Las mediciones del material desenrollado son especialmente útiles para los productos para el consumidor en los cuales el consumidor retirará el producto del rollito 330. Uno de dichos productos incluye una película recubierta con un patrón de adhesivo cuyas tensiones de enrollado pueden diferir de las de enrollado. El aparato de desenrollado 300 también puede utilizarse para medir el diámetro 336 del rollito 330 en diferentes puntos durante el proceso de enrollado. A medida que el rollito 330 se desenrolla, la hoja de material 350 se retira y el diámetro de rollito restante 336 puede relacionarse con un grado de máquina especifico o coordinarse con la longitud conocida de hoja del material 350 restante del rollito 330. Como se ilustra en la Figura 5, el aparato de desenrollado 300 para desenrollar un rollito 330 de una hoja de material 350 puede incluir, un sistema de tracción 340, un mandril de desenrollado 380 sobre el cual se coloca el rollito y al menos un dispositivo de medición de desenrollado 346. El sistema de tracción 340 se utliza para extraer la hoja de material 350 del rollito 330 en dirección de desenrollado (UD). El mandril de desenrollado 380 tiene un radio de mandril de desenrollado de 385. El rollito 330 se coloca sobre el mandril de desenrollado 380 para desenrollarlo. Una porción de la hoja de material 350 se acopla al sistema de tracción 340. El sistema de tracción 340 tira de la hoja del material 350 para extraerla del roliito 330 mientras que el dispositivo de medición del desenrollado 346 toma al menos una medición del parámetro del proceso. Al menos un dispositivo de medición del desenrollado 346 está diseñado para medir cualquier parámetro del proceso deseado. El dispositivo de medición de desenrollado 346 mide al menos un parámetro del proceso, mientras que el sistema de tracción 340 tira de la hoja de material 350 del roliito 330 en una dirección de desenrollado (UD). Las mediciones de parámetros del proceso pueden incluir diámetro del roliito velocidad de desenrollado, posición angular del vastago del motor de desenrollado, desplazamiento del vástago de desenrollado, punto del ciclo de desenrollado de la máquina, grados de máquina, velocidad de tracción, tensión de tracción (fuerza), ángulo de tracción, diámetro del roliito versus tiempo de desenrollado, tensión del roliito requerida para su desenrollado, diámetro del roliito versus longitud del material sobre el roliito, la suma de la tensión medida durante el desenrollado, el promedio de tensión durante el desenrollado y combinaciones de éstos. En una modalidad que se ilustra en la Figura 6, el sistema de tracción 340 del aparato de desenrollado incluye al menos un rodillo presor 345 con un eje de agarre 349 y una circunferencia 347. El sistema de tracción 340 puede incluir también un segundo rodillo presor 344. El rodillo presor 345 está diseñado para rotar y desenrollar el material 350 del roliito 330. El rodillo presor 345 tiene una circunferencia de agarre 347 e interactúa con el segundo rodillo presor 344 para rotar y desenrollar la hoja de material 350 del roliito 330 en dirección de desenrollado (UD). El rodillo presor 345 rota en dirección de rotación RD1. El segundo rodillo presor 344 rota en una segunda dirección de rotación RD2. El roliito 330 se desenrolla en una tercera dirección de rotación RD3. Es posible colocar un sensor de proximidad 366 sobre el eje del rodillo presor 349 para medir la rotación del roliito. El sensor 366 mide la rotación del rodillo presor 345 y dado que se conoce la circunferencia de agarre 347, es posible calcular la longitud de la hoja desenrollada para cada revolución del rollito. Las mediciones de diámetro sucesivas pueden luego emular el diámetro del rollito de desenrollado 336 en varios puntos (por ejemplo, grados de máquina) durante el proceso de enrollado. Alternativamente, se puede utilizar un sistema de triangulación láser u otro sistema conocido para medir el diámetro del rollito de desenrollado 336 directamente en el sistema fuera de línea. Como se ilustra en la Figura 6, el dispositivo de medición de desenrollado 346 puede hacer que la hoja de material 350 pase a través de un rodillo intermedio 360 orientada entre el rollito 330 y el rodillo presor 345. Es posible utilizar dos rodillos guía 362 con el rodillo intermedio 360. El rodillo intermedio 360 puede montarse sobre las celdas de carga 361 , que pueden medir la fuerza ejercida dentro de la dirección de desenrollado (UD) de la hoja 350 para sacar la hoja 350 del rollito 330. La dirección de desenrollado (UD) también se conoce como dirección de máquina. El rodillo presor 345 se puede rotar en dirección de rotación RD1 para desenrollar la hoja 350 del rollito 330. El sensor de proximidad 366 puede medir las rotaciones del rollito 330 y determinar la fuerza de desenrollado vs. la posición, en el rollito 330. Luego se compara el perfil de fuerza de desenrollado con el perfil de referencia 70 y se pueden calcular los factores de corrección alimentándolos nuevamente en el controlador de la unidad del aparato de enrollado. Esto suministra un medio para mantener fuerzas más estables entre las capas de hojas de material contiguas 350 a lo largo del rollito 330, facilitando de ese modo el despacho del producto del rollito 330 y mejorando su uniformidad (desenrollado). Si la medición del parámetro del proceso se realiza fuera de línea desenrollando y midiendo un rollito de muestra 330, se puede utilizar un sistema manual o automatizado. Se prefiere un dispositivo de medición automático. Un dispositivo automático de medición de desenrollado tomará las mediciones de parámetros del proceso del dispositivo de medición y cambiará el perfil de referencia utilizado en un aparato de enrollado sin requerir el ingreso de datos o cálculos por parte de un operador. El aparato y los métodos descritos en la presente están diseñados para suministrar datos precisos e instantáneos que se correlacionen bien con los resultados de producción y otras pruebas de laboratorio previamente utilizadas. Aún cuando se han ilustrado y descrito las modalidades particulares de la presente invención, será claro para aquellas personas con experiencia en la técnica que pueden realizarse diversos cambios y modificaciones sin apartarse del espíritu y alcance de la invención. Por ello, en las reivindicaciones anexas se pretende cubrir todas aquellas modificaciones y cambios que queden dentro del alcance de esta invención.

Claims (18)

34 REIVINDICACIONES

1. Un método para utilizar un aparato de enrollado, preferentemente un aparato de enrollado central para enrollar una hoja de material sobre un núcleo para formar un rollito, caracterizado porque el método comprende las etapas de: enrollar la hoja de material alrededor de un núcleo de conformidad con el perfil de referencia; medir un parámetro del proceso para obtener al menos una medición del parámetro del proceso; proporcionar un ajuste del perfil de referencia de conformidad con al menos una medición del parámetro del proceso, preferentemente en el que el ajuste del perfil de referencia se base en la medición del parámetro del proceso comparada con un parámetro del proceso pretendido; y que el núcleo tenga un cambio de velocidad de rotación de al menos aproximadamente 400 revoluciones por minuto entre aproximadamente 2 y 35 grados de máquina.

2. El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque se mantiene una fuerza de tensión de aproximadamente 0 N (0 kgf) por centímetro lineal a 1.96 N (0.2 kgf) por centímetro lineal sobre la hoja del material.

3. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado además porque la medición del parámetro del proceso es el diámetro del rollito, el diámetro del rollito comparado con el tiempo de enrollado, el diámetro del rollito comparado con el material del rollito en el rollito, la suma de la tensión medida durante el enrollado, el promedio de tensión durante el enrollado o combinaciones de éstos. 35

4. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado además porque la medición del parámetro del proceso se toma al menos una vez desde los aproximadamente 340 grados de máquina hasta los aproximadamente 360 grados de máquina.

5. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque el que el ajuste del perfil de referencia afecta a al menos al rollito que se está enrollando.

6. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque el ajuste del perfil de referencia afecta al menos un rollito bobinado posteriormente.

7. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque el aparato tiene inercia en su unidad de tracción, el rollito tiene inercia de rollito, y la proporción de inercia del rollito-inercia de la unidad de tracción es inferior a aproximadamente 0.5.

8. Un aparato de enrollado para enrollar una hoja de material, preferentemente de película, alimento, tela no tejida, tela tejida o combinaciones de estos, para alcanzar un perfil de referencia; el aparato está caracterizado porque comprende: un mandril con un núcleo desmontable dispuesto sobre él; un sistema de manejo del material para despachar la hoja de material al núcleo; un sistema de tracción para rotar el mandril y el núcleo; el sistema de tracción enrolla la hoja de material al núcleo para formar un rollito; al menos un dispositivo de medición del parámetro del proceso para obtener al menos una medición del parámetro del proceso, preferentemente obtenible a una frecuencia mayor de aproximadamente 10 veces por segundo; al menos una 36 medición del parámetro del proceso se utiliza para ajustar el perfil de referencia, preferentemente donde el perfil de referencia es ajustable a una frecuencia de aproximadamente 1 vez por minuto a aproximadamente 50 veces por segundo.

9. El aparato de enrollado de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado además porque la medición del parámetro del proceso es el diámetro del rollito, el diámetro del rollito comparado con el tiempo de enrollado, el diámetro del rollito comparado con el material del rollito, la suma de la tensión medida durante el enrollado, el promedio de tensión durante el enrollado o combinaciones de éstos.

10. El aparato de enrollado de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 8 o 9, caracterizado porque comprende además un medio de control para ajustar el perfil de referencia.

11. El aparato de enrollado de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, caracterizado además porque las revoluciones del núcleo por minuto se reducen a al menos 4 por ciento durante las primeras 10 revoluciones del proceso de enrollado del rollito.

12. El aparato de enrollar de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 8 a 11 , caracterizado además por tener una inercia de tracción y un rollito con inercia y porque la proporción de inercia de rollito-inercia de unidad de tracción es inferior a aproximadamente 0.5.

13. Un aparato de enrollar de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 8 a 12, caracterizado además porque la hoja de material comprende una película tridimensional que tiene una primera y una segunda superficie; la primera superficie comprende una pluralidad de sitios de huecos con adhesivo sensible a la presión y una pluralidad de proyecciones abatibles que sirven de protección para evitar la adhesión prematura de los sitios con adhesivo a la superficie de destino hasta aplicar a la 37 segunda superficie una fuerza suficiente para plegar las proyecciones.

14. El aparato de enrollado de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado además porque el rollito incluye al menos una capa, la capa de rollito tienen una fuerza de compresión inferior a la fuerza suficiente para plegar más del 30 % de las proyecciones abatibles en cualquiera de las capas del rollito.

15. Un aparato de desenrollado para desenrollar un rollito de una hoja de material; el aparato está caracterizado porque comprende: un mandril de desenrollado sobre el cual se coloca un rollito; un sistema de tracción para sacar la hoja de material del rollito en dirección de desenrollado; al menos un dispositivo de medición, preferentemente un dispositivo de medición automatizado para obtener al menos una medición del parámetro del proceso, la medición del parámetro del proceso se utiliza para ajusfar el perfil de referencia del aparato utilizado para fabricar posteriormente un segundo rollito.

16. El aparato de desenrollado de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado además porque incluye un rodillo presor.

17. El aparato de desenrollado de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado además porque incluye un rodillo intermedio.

18. El aparato de desenrollar de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 15 a 17, caracterizado además porque la medición del parámetro del proceso es el diámetro del rollito, la velocidad de desenrollado, posición angular del eje del motor de desenrollado, desplazamiento del vástago de desenrollado, punto del ciclo de desenrollado de la máquina, grados de máquina, velocidad de tracción, tensión de tracción, ángulo de tracción, diámetro del rollito vs. tiempo de desenrollado, tensión del rollito requerida para desenrollarlo, diámetro del rollito vs. longitud del material sobre él, la 38 suma de la tensión medida durante el desenrollado, el promedio de tensión durante el desenrollado o combinaciones de éstos.