用于分配吸收性薄片产品的设备及修改该设备的方法

专利名称：用于分配吸收性薄片产品的设备及修改该设备的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于分配吸收性薄片产品的设备，包括具有吸收性幅的存储器、用于进给所述吸收性幅的传送装置和用于切断所述幅以便形成吸收性薄片产品的装置。本发明还涉及一种修改这类用于分配吸收性薄片产品的设备的方法。
背景技术：
用于吸收性薄片产品的分配器在现有技术中是已知的。这种设备包括具有待分配的吸收性幅的存储器。使用用于进给吸收性幅的至少一个传送元件来将所述幅传送至切割所述幅的位置，以便为使用者形成分离的吸收性薄片产品。在用于吸收性材料(例如棉纸材料)的分配器中，可以观察到静电荷的积聚。当两个不同材料的物体彼此接触时，电子在两个表面之间迁移。迁移的电子数量取决于两种材料在所谓的功函数方面的差异。术语“功函数”是指将一个电子从特定材料的表面移到无穷远处所需的能量。具有较低功函数的材 料充当施主。电子从该施主材料迁移至具有较高功函数的受主材料。如果这两个物体突然彼此分开，那么电子将设法返回至它们的母体材料。假设材料导电(这是可能的)，则电子迁移回到其母体材料。但是，如果这两个物体中的一个或者两个都是绝缘材料，这便不会发生。因此，电子被截留在它们迁移过去的材料的表面中。静电产生具有低电流的高电压。普遍接受的标准IEC61000-4-2将容许的最大电压等级限制到小于+/-8000V的量值。如果静电荷超过这一最大电压，它可能会影响其它电气部件。此外，甚至可能让使用者触到令人不悦的放电。各种因素会影响静电荷的积聚。第一个因素是材料的类型。两个物体必须彼此接触以产生静电积聚，其中至少一个物体应为不良导体。异种材料的两个物体将导致材料甚至比两种类似材料彼此接触时放电更多。这是介电常数或者功函数的影响。具有较高相对介电常数(电常数)的材料在从具有低介电常数的材料分离时变成带正电。第二个因素是异种材料之间的接触面积。接触面积越大，在材料之间迁移的电子越多。其结果是，较大的接触面积引发较高的静电荷积聚。第三个因素是分离速度。两种材料的分离速度越快，电子回到母体材料的可能性越小。更快的分离速度导致更高的电荷积聚。另一影响因素是材料之间的可能的运动。首先，由材料间的摩擦产生的局部热量将提高原子能级，使电子更容易逃逸。其次，运动通过将两个表面上的微观凹凸彼此相接触带来更好的表面接触，从而增加电子从一种材料迁移到另一材料的可能性。这同样适用于更高的温度，其使得电子由于更高的能级而更易逃逸。最后，大气条件也能影响静电荷的积聚。大气中湿气越多，放电能力越强。但是，这并不是对所有材料都如此。然而，对于上文所述的这种分配器，已观察到在周围空气的相对湿度通常较小的冬季静电积聚往往更高。测量结果表明，常规分配器中产生静电荷的部分为传送辊以及用于将所述幅切割成单个片的刀具或撕裂条。纸带正电地离开分配器，因此分配器设备本身经受负静电荷的积聚。US6, 871，815和US7, 017，856提出了一种系统，其中使用低阻抗、高导电性的通路(例如导线)将分配器的受静电积聚的内部部件连接至在分配器壳体的背面上的机械接触件。该接触件顺次与其上安装有分配器的支撑壁相接触，前提是所述壁将耗散任何静电荷。W02008/053393描述了一种包含无源自放电静电荷耗散材料的电子分配器，所述材料与壳体内部容积内的至少一个内部部件相组合,所述至少一个内部部件存储由分配器运转所产生的静电荷。所述幅材料随着它穿过分配器被传送而在所述静电荷耗散材料上被引导，以降低离开分配器的所述幅材料的静电负荷。

发明内容
本发明的一个目的在于提供一种用于分配吸收性薄片产品的设备，所述设备通过简单的装置能有效地减少与静电积聚相关的问题。通过具有权利要求I的特征的设备以及具有权利要求11或12的特征的修改分配设备的方法而实现该目的。根据本发明，用于分配吸收性薄片产品的设备包括具有待分配的吸收性幅的存储器，具有用于进给所述吸收性幅的至少一个传送元件的传送装置和用于切断所述幅以便形成吸收性薄片产品的装置。所述设备还包括用于收集由静电产生的电荷的装置，用于将电·荷引导至所述分配设备内的另一元件的装置，以及用于中和和/或消耗所述电荷的装置。所述分配设备并不限于任何特定类型的分配器，并且对于希望中和或消耗由静电积聚产生的电荷的任何分配器而言都具有效用。所述分配器可以是“非手动”分配器，其在检测到物体被放置在限定的检测区域内时自动地致动。在替代性实施例中，所述分配器可在使用者按下底部开关或手动致动装置后致动以开始分配周期。所述分配器也可以是以下这种类型其中使用者抓握待分配的吸收性材料并拉扯出一计量长度的这种吸收性材料。所述设备内的存储器可为吸收性幅卷绕于其上的卷。也可以是在其中幅材料被折置成置层的存储器。本发明的基本思想在于提供用于收集电荷的装置，由另一合适的装置将这些电荷引导至所述分配设备内的另一部分和元件，并且提供用于中和和/或消耗所述电荷的装置。本发明的修改用于分配吸收性薄片产品的设备的方法，其中所述设备包括具有待分配的吸收性幅的存储器，具有用于进给所述吸收性幅的至少一个传送元件的传送装置和用于切断所述幅以便形成吸收性薄片产品的装置。所述方法包括步骤(a)将用于收集由静电产生的电荷的收集装置放置成与所述设备内具有负静电荷的第一元件相接触；(b)将用于中和所述电荷的装置放置成与所述设备内具有正静电荷的第二元件相接触；以及(c)在所述第一元件和所述第二元件之间建立导电性的连接。根据替代性实施例，上述的用于修改这种设备的方法包括步骤(I)将用于收集由静电产生的电荷的收集装置放置成与所述设备内具有负静电荷的第一元件相接触；以及(2)将用于消耗所述电荷的装置放置成与所述第一元件电接触，所述用于消耗的装置优选为LED。根据上述修改用于分配吸收性薄片产品的设备的第一方法，将由放置成与所述设备内具有负静电荷的元件相接触的所述收集装置所收集的所述电荷引导至所述设备内具有正静电荷的另一位置，这些多余的电荷(电子)在该位置被传送并重新引入到带正电的材料中。以这种方式，能够大幅地减少静电荷的积聚，因为静电荷积聚越高，用于收集多余的电子并使其返回至带正静电荷的另一元件的系统就越有效。根据替代性方法或者与第一方法组合使用的方法，从所述设备内具有负静电荷的元件收集的电荷被消耗。若选用该方案，所述吸收性薄片产品仍将带正静电荷而离开分配器。但是，通过消耗这些负电荷能够大幅减少分配器内负电荷的积聚。LED是用于实现这一点的非常适合的解决方案。LED将在约6000V (低于8000V的容许极限)的电压等级处开始消耗电荷。优选的实施例根据其它权利要求而得出。根据本发明的优选实施例，用于收集电荷的装置连接至用于切断所述幅的装置(优选地为撕裂条)。常规分配器中的测量表明，静电荷在撕裂条处的积聚相当高，大概是因为待分配的吸收性材料与撕裂条之间的较高的分离速度。如果撕裂条被布置在分配器内的 固定位置处或者进行相对简单的双向运动，则通过与撕裂条接触的导电带和连接至该导电带的导线元件直接收集所述静电荷。根据本发明的替代性实施例，用于收集电荷的装置包括与所述分配设备的传送元件接触的至少一个刷元件，所述传送元件优选为与吸收性幅接触的辊。已经确定与所述吸收性幅接触的所述传送元件(尤其是辊)特别容易产生静电荷的积聚。这可归咎于这些传送元件之间的压力以及传送元件和吸收性幅之间的相应的摩擦。刷元件特别适合与这种旋转元件接触，并且适合从这种传送元件收集多余的负电荷。优选地，所述至少一个刷元件沿所述传送元件的大部分长度延伸，所述至少一个刷元件优选为单个刷。根据本发明的替代实施例，也可以设置若干个刷，其布置在所述传送元件的不用位置处，在所述传送元件运动期间，所述吸收性幅在所述位置与所述传送元件接触。在所述传送元件的长度上使用单个刷是最简单的解决方案，因为所述刷元件和相关联的布线的定位很容易布置。由于对导电率小的材料而言其静电积聚最高，不可能只在该传送元件的单个位置处收集多余的电荷。因此，如果所述刷元件沿所述传送元件的大部分长度延伸以便从该传送元件的不同部分接收多余的电荷便能获得最佳效果。但是，在所述吸收性幅仅在特定区域中与所述传送元件相接触时，也可以提供设置在那些特定位置的若干分离的刷，所述吸收性幅在所述特定位置与所述传送元件相接触。在这种情况下，多余的电荷在源头处被去除，即在传送元件与吸收性幅接触的期间它们被迁移到所述传送元件上的位置处。在使用一个或多个刷元件时，优选地，所述至少一个刷元件包括纤维，所述纤维主要由包含碳纤维、尼龙纤维、天然毛发、不锈钢、SUS304材料、涂覆有导电材料例如铜的丙烯酸纤维或合成的导电纤维的群组中的任何材料组成。这不是包含能用来形成所述至少一个刷元件的纤维(刷毛或细丝)的所有可能的材料的详尽列表。然而，这些材料被发现在收集多余静电荷方面能获得最好的效果并具有最高的效率。根据本发明的设备的优选实施例，用于消耗所述电荷的装置为电气或电子部件，优选地为LED。如上文所述，一旦达到约6kV的预定阈值，LED便开始消耗电，这使得LED非常适合实现所述给定的目的。此外，LED容易获取、廉价、无需维护，而且几乎不占用分配器壳体内的空间。本领域的技术人员了解如何将LED连接至布线及电荷源。用于中和所述电荷的装置优选为所述分配器内带正电的元件相接触。根据优选的实施例，该用于中和的装置包括与带正电的元件相接触的至少一个第二刷。上面已论述过刷的优点。同样所述第二刷优选地包括以上指定的纤维。所述第一和所述第二刷元件可取决于由所述刷元件所接触的材料而具有不同的纤维。上面列出的合适的材料中，最适合的材料应当根据要被各个刷的刷毛或细丝所接触的特定材料来选择。还可以自由选择刷的结构——无论是成为一个单件还是成为分离的各个件，而且所述第一刷和所述第二刷的结构不必相同。根据本发明的优选实施例，如果所述带正电的元件为所述吸收性幅，那么所述至少一个第二刷应该设置有柔性可弯曲的细丝，以便它们不会损坏所述吸收性薄片产品(多数情况下为棉纸产品)。优选地，所述第二刷与所述吸收性幅的两侧均接触。


下面将参照附图仅通过示例的方式简要地论述本发明，其中图I示意性给出了常规分配器的主要部件；图2示出了分配器的在此能观察到静电荷积聚的主要部分的示例；图3示意性地示出了本发明的实施例；图4示意性地示出了图3所给出的实施例的一种变形；图5示意性地示出了带有已安装的刷的撕裂条；图6示意性地说明了本发明的另一实施例；以及图7示意性地示出了本发明的又一实施例。
具体实施例方式在下面的实施例中，相同的元件始终由相同的附图标记来表示。图I示意性地示出了不带前壳的分配器，以便能看到该分配器的主要部分。分配器(整体由附图标记10表示)具有由至少两部分组成的壳体。如图I中所示的后壳12能够贴附在墙上。前壳(未示出)关闭分配器，仅留出产品能穿过其而被分配的狭缝。在分配器内有吸收性幅卷绕于其上的进给卷14。这仅仅是一个示例，如上文所述，也可以使用其它类型的分配器来实现本发明，例如将吸收性幅作为折叠的叠层存储于其中的分配器。在如图I所示的示例分配器中，吸收性幅16从所述卷卷绕而出并穿过传送单元18，所述传送单元18主要包括驱动辊20、导向辊22和撕裂条24。吸收性幅在分配器的前壳中有狭缝的位置26处离开分配器并能被使用者取下，吸收性产品穿过所述狭缝延伸。图I中所示的传送单元18的主要部分逐一在图2中例示。待分配的吸收性幅穿过驱动辊20和导向辊(在图2中分别示出，但未示出其正确的相互布置)之间的辊隙。驱动辊可由高摩擦的包覆层或具有高摩擦成分(如合适的塑料材料或橡胶)的环28所完全包覆，以试图在传送单元和吸收性幅之间提供良好的摩擦。导向辊可以由的任何合适的材料制成，其与驱动辊配合以实现吸收性幅在驱动辊20和导向辊22之间的安全传输。
图2还例示了撕裂条的可能的尺寸，撕裂条可为传送单元18的一部分，从而可以简化由单独模块组成的分配器的维修。然而，也可以提供与传送单元分离的撕裂条24。在这种情况下，撕裂条24单独地贴附于分配器的壳体。撕裂条24设置有被使用者用来切断合适长度的吸收性幅的切断齿30。然而，本发明并不局限于此特定类型的分配器，还可以设置与传送单元相配合的撕裂条以便自动切断一计量长度的吸收性幅。已经发现，在工作期间，大部分静电荷积聚在如图3中所示的三个部件处。驱动辊
20、导向辊22和撕裂条24变成带负电，而离开分配器的吸收性幅(特别是棉纸)带正电。图3示意性地示出了本发明的第一实施例。在本实施例中，吸收性幅16在箭头A的方向上被传输。它穿过驱动辊20和导向辊22之间的辊隙。为了显示各辊和如下所述的刷的相互位置，吸收性幅16被当成半透明地在图3中示出。由于吸收性幅16在驱动辊20和导向辊22之间的摩擦传输，吸收性幅在离开驱动辊20和导向辊22之间的辊隙之后变成带正电。这被示意性地示出为在吸收性幅的位置32·处加上“ + ”号。同时，驱动辊20变成带负电。驱动辊20中的这种负静电荷可能积聚到所不希望的程度，而离开分配器的吸收性幅仅具有较少的正电荷。刷34设置有扫过驱动辊20圆周表面的刷毛或细丝，以试图中和电荷。这种刷设置有导电的刷毛或细丝，以从驱动辊20的表面收集与负电荷对应的多余的电子。为了确保各细丝与驱动辊之间的良好接触，刷的细丝具有在大约10mm-25mm之间的长度。这使得有可能补偿与刷34的最佳位置的较小的位置偏差，还可以使刷毛或细丝36能弯曲并扫过驱动辊20的表面以增加驱动辊的各位置与刷纤维之间的接触时间。刷与驱动辊表面上的各位置之间的接触时间越长，电子能从驱动辊20迁移到刷34的纤维36中的机会越多。由刷34所收集的电荷被引导至导电线38，电荷从该导电线38被引导至也设置有纤维42 (刷毛或细丝)的第二刷40。第二刷40被定位成在位置32处与吸收性幅16接触，在该位置，吸收性幅16对应于缺乏电子而带正电。第二刷40以及尤其是其纤维42用于接触吸收性幅16并通过向纸幅提供负电荷来中和吸收性幅的正静电荷。负电荷在驱动辊20上的积聚越多，与驱动辊20接触的第一刷34收集负电荷越有效，而且第二刷40将这些负电荷重新引入到吸收性幅16中也越有效。因此，图3中示意性地示出的机构能高效地减少所不希望的静电荷在分配器中的积聚。此处无需规定第一和第二刷相对于分配器的壳体在固定位置处的连接，因为这对本领域的技术人员而言容易实现。这种容易组装的两个刷34和40及导电线38使得能够很容易地修改在其内可观察到高积聚的不希望出现的静电荷的现有分配器。图4例示了本发明的另一实施例，其中不是如图3中所示的为单个第一刷34。图3中，刷34在驱动辊20的整个有效长度上延伸。但是，如图2所示，驱动辊20可设置具有高摩擦材料的特定的环28，其用于接触与导向辊22相配合的吸收性幅。在这种情况下，静电荷也将积聚在驱动辊的这些特定的区域28中。因此，能够设置单个的、彼此分离的刷34a至34d，其中每个刷设置有收集负电荷并将其传送(如图3所示)至用于中和或消耗该电荷的合适装置的导电线。刷的纤维可由特别适于分配器的与这种刷毛或细丝接触的部件的材料制成。最适合于例如接触驱动辊20或吸收性幅16的很可能是不同的材料。适合刷的纤维(刷毛或细丝)的材料为碳纤维、尼龙纤维、天然毛发、不锈钢、SUS304材料、涂覆有铜的丙烯酸纤维或者合成的导电纤维。图3和图4的实施例始终例示的是在驱动辊处收集负电荷。然而，同样可以布置一个或多个刷以便收集来自可以双向运动工作的导向辊或者撕裂条的那些电荷。然而，因为撕裂条可以由导电材料制成从而使电子的转移相当快，所以对撕裂条而言可能不需要布置刷，而只是简单地将导电线连接到撕裂条就足够了。图5示出了具有切断齿30的撕裂条24，撕裂条24设置有连接至撕裂条的多个第一刷34a、34b、34c和34d。同时，还有连接至撕裂条的第二刷40。在使用这种构造时，撕裂条具有多种功能。一方面，第一刷34a至34d扫过导向辊以连接多余的静电荷。另一方面，第二刷40扫过纸正面以便将多余的电荷重新引入到带正电的纸中。此外，还减少了静电荷在撕裂条本身的积聚，因为不仅来自导向辊的由第一刷收集的多余的电荷，而且还有积聚在撕裂条中的多余的电荷都通过第二刷40被重新引入到纸幅中。不言而喻，这种中和功能绝不是完美无缺的。为了进一步改进这种中和功能，可使用横扫过吸收性幅的背面的另一 第二刷。除此之外，不仅导向辊而且连驱动辊也可以由另一第一刷所接触以收集来自导向辊的负静电荷。图6和7示出本发明的另一实施例，其中不希望出现的静电荷的积聚不是被中和而是被消耗。应当理解，除上面描述的实施例之外，还可以使用以下描述的进一步的实施例。在图6所示的示例中，使用了 LED是可以由静电产生的少量能量所点亮的低能耗光源的原理。如果带静电的部分由导电线所连接或者与带电部分相连，与驱动辊20接触的LED44(图6中示意性地示出)可以用来消耗电荷。图6被高度简化。在实现根据图6的解决方案时，也建议使用刷，以便收集来自驱动辊20或分配器的任何其他合适部分的多余的电荷并经由布线将所有这些刷连接至LED以激励LED。图7示出使用LED的图6所示方案的替代方案。在图7的示例中，使用不消耗能量而是存储能量的另一电子器件。在图7给出的示例中，电容46收集多余的电荷并将其存储。电容46允许存储静电荷直到可以在分配器中的其它地方使用电力，例如通过再次使用能够向外面人员指示高静电载荷在特定分配器中积聚的LED。同样，图7也高度简化。本领域的技术人员能够理解，在分配器的一部分(这里例示为导向辊22)处的多余的负电荷必须例如借助一个或若干刷而被收集并由低电阻布线引导至分配器的另一部分，在该另一部分，电荷被引导至电容46并存储于此。上述各实施例的共同点在于，分配器中的电荷积聚要么被中和或消耗，要么既被中和又被消耗，以便保持在低于临界值的状态，该临界值应该避免以防损坏分配器的其他电子部件，乃至让使用者遭受静电荷的放电。
权利要求
1.一种用于分配吸收性薄片产品(16)的分配设备，包括 存储器(14)，具有待分配的吸收性幅(16)； 传送装置(18)，具有用于进给所述吸收性幅(16)的至少一个传送元件(20，22);以及 切断装置(24)，用于切断所述幅(16)以便形成吸收性薄片产品； 还包括 用于收集由静电产生的电荷的收集装置(34 ;34a，34b，34c，34d)； 用于将电荷引导至所述分配设备(10)中的另一元件的引导装置(38);以及 用于中和和/或消耗所述电荷的装置(40 ;44，46)。
2.根据权利要求I所述的分配设备，其特征在于 用于收集电荷的所述收集装置(34)连接至用于切断所述幅的所述切断装置(24)，所述切断装置(24)优选为撕裂条。
3.根据权利要求I或2所述的分配设备，其特征在于 用于收集电荷的所述收集装置(34 ;34a，34b，34c，34d)包括与所述分配设备的传送元件(20)接触的至少一个刷元件(34 ；34a, 34b，34c, 34d)，所述传送元件优选为与所述吸收性幅(16)接触的辊(20)。
4.根据权利要求3所述的分配设备，其特征在于 所述至少一个刷元件(34)沿所述传送元件(20)的大部分长度延伸，所述至少一个刷元件优选为单个刷(34)。
5.根据权利要求3所述的分配设备，其特征在于 若干分离的刷(34 ;34a，34b，34c，34d)设置在所述传送元件(20)的不同位置(38)处，所述吸收性幅(16)在所述位置(38)与所述传送元件(20)相接触。
6.根据前述任一权利要求所述的分配设备，其特征在于 所述用于消耗所述电荷的装置为电气或电子部件(44，46)，优选地为LED (44)。
7.根据权利要求1-5中任一项所述的分配设备，其特征在于 所述用于中和所述电荷的装置与所述分配器内的带正电的元件(16)相接触。
8.根据权利要求7所述的分配设备，其特征在于 所述用于中和的装置包括与所述带正电的元件(16)相接触的至少一个第二刷(40)。
9.根据权利要求4、5或8所述的分配设备，其特征在于 所述至少一个第一刷元件(34 ;34&，3仙，34(，34(1)和/或第二刷元件(40)包括纤维，所述纤维主要由包含碳纤维、尼龙纤维、天然毛发、不锈钢、SUS304材料、涂覆有导电材料例如铜的丙烯酸纤维或合成的导电纤维的群组中的任何材料组成。
10.根据权利要求8或9所述的分配设备，其特征在于 所述带正电的元件为所述吸收性幅(16)。
11.一种修改用于分配吸收性薄片产品的分配设备的方法，所述分配设备包括 存储器，具有待分配的吸收性幅； 传送装置，具有用于进给所述吸收性幅的至少一个传送元件；以及 切断装置，用于切断所述幅以便形成吸收性薄片产品； 所述方法包括步骤 将用于收集由静电产生的电荷的收集装置放置成与所述分配设备内具有负静电荷的第一元件相接触； 将用于中和所述电荷的装置放置成与所述分配设备内具有正静电荷的第二元件相接触；以及 在所述第一元件和所述第二元件之间建立导电性的连接。
12.—种修改用于分配吸收性薄片产品的分配设备的方法，所述分配设备包括 存储器，具有待分配的吸收性幅； 传送装置，具有用于进给所述吸收性幅的至少一个传送元件；以及 切断装置，用于切断所述幅以便形成吸收性薄片产品； 所述方法包括步骤 将用于收集由静电产生的电荷的收集装置放置成与所述分配设备内具有负静电荷的第一元件相接触； 将用于消耗所述电荷的装置放置成与所述第一元件电接触，所述用于消耗的装置优选为 LED。
13.根据权利要求11或12所述的修改设备的方法，其特征在于 用于收集电荷的所述收集装置包括与所述分配设备的传送元件接触的至少一个刷元件。
全文摘要
用于分配吸收性薄片产品(16)的设备，包括具有待分配的吸收性幅(16)的存储器(14)，具有用于进给吸收性幅(16)的至少一个传送元件(20，22)的传送装置(18)以及用于切断所述幅(16)以形成吸收性薄片产品的装置(24)。所述设备还包括用于收集由静电产生的电荷的装置(34；34a，34b，34c，34d)，用于将电荷引导至所述分配设备(10)内的另一元件的装置(38)以及用于中和或消耗所述电荷的装置(40；44，46)。
文档编号A47K10/36GK102970910SQ201080067924
公开日2013年3月13日 申请日期2010年7月7日 优先权日2010年7月7日
发明者D·佩尔松 申请人:Sca卫生用品公司