CN105559974B - 用于转移基底材料和颗粒材料的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于以高速并且以非常有效和精确及高性价比的方式进行转移的设备，该设备将来自具有一个或多个贮存器的第一运动环形表面的颗粒材料转移到承载基底材料例如非织造纤维网材料的第二运动环形表面，以及将所述基底材料与颗粒材料的组合转移到另一个设备单元；所述第二运动环形表面邻近第一真空室和第二真空室并且与其连通，具有不同的真空压和/或不同的尺寸。还提供使用所述设备的方法。

Description

用于转移基底材料和颗粒材料的设备和方法
本申请是基于申请日为2011年7月26日，优先权日为2010年7月27日，申请号为201180036669.0，发明名称为：“用于转移基底材料和颗粒材料的设备和方法”的专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及以高速、高精度和高性价比的方式将颗粒材料从具有一个或多个贮存器的第一运动环形表面(moving endless surface)转移到载有基底材料例如非织造纤维网材料的第二运动环形表面并转移(到另一个处理装置/步骤)的设备，以及基底材料与颗粒材料的所述组合，所述第二运动环形表面邻近第一真空箱和第二真空箱并与它们连通，具有不同真空压和/或不同尺寸。本发明也涉及具体的方法，例如使用本文所述的设备。
背景技术
传统上，吸收制品诸如尿布包括吸收芯，所述吸收芯具有吸水(纤维素)纤维和超吸收聚合物颗粒，也称作吸收胶凝材料颗粒或AGM颗粒，所述纤维和颗粒由基底材料包封或由基底材料支撑，然后由另一种材料例如非织造材料封闭。
已开发出了具有所谓凸置吸收芯的吸收制品，其中所述制品的某些区域比其它区域包括更多的AGM。在此类情况下，重要的是精确地沉积AGM以获得所需的轮廓。此外，如果吸收芯仅具有少量的或不具有纤维素纤维(因此具有AGM颗粒以作为所述仅有的液体贮存材料)，则精确的AGM分配是极为重要的。
已提出了各种方法来获得主要具有AGM颗粒的吸收芯以及获得具有AGM颗粒的吸收芯，所述AGM颗粒为特异轮廓或分布，诸如预定图案、纵向、横向和厚度轮廓。这些方法包括间接印刷方法，其中AGM颗粒由第一表面例如滚筒表面从批量贮存的AGM颗粒中拾取，所述滚筒表面具有贮存器，所述贮存器的数目、尺寸和位置决定了被滚筒拾取的AGM颗粒的量和图案，并且其中滚筒随后向着基底诸如非织造材料旋转，以随后将AGM释放到基底上，例如由运动表面诸如另外的滚筒表面所承载的基底上。例如，WO2006/014854描述了这样一种方法。
本发明人已发现，当使用了细小颗粒材料和/或当使用了少量(和大量)贮存器用于印刷时，此类所提出的间接印刷方法在某些情况下很难以高速例如800ppm或更高，或1000ppm或更高(部件(吸收结构)/分钟)的速度运行。已发现，在高速下所述颗粒材料并不总是能够准确地被转移到基底材料上，导致例如产生粉尘、具体轮廓印刷不正确等。发明人已发现，向基底材料施加强力真空是有利的以确保颗粒材料更好地沉积到基底上。
然而，发明人已发现，通过现有技术提出的设备在具有AGM的基底的具有颗粒材料的基底材料转移期间(例如转移到下一步工序)并不总是能够以高性价比的方式保持足够的真空，尤其是在高速运转所述设备时。发明人目前已发现一种改进的设备和方法，所述设备和方法以一种精确的和高性价比的方式将颗粒材料沉积在基底上，甚至在高速下和/或甚至当存在细小颗粒材料时和/或甚至当每表面积只有非常少的数量被转移的情况下。
发明内容
本发明涉及一种用于制造包括颗粒材料(100)和基底材料(110)的组合的结构的设备(1)，包括：
a)具有运动方向(MD)和具有一个或多个贮存器(50)的第一运动环形表面(40)，所述第一运动环形表面(40)和其贮存器(50)用于将颗粒材料(100)转移到：
b)具有运动方向(MD)的第二运动环形表面(200)，所述第二运动环形表面承载基底材料(110)以用于在接纳区中接纳来自所述第一运动环形表面(40)的所述颗粒材料(100)，以及用于在转移区将所述颗粒材料和所述基底材料的所述组合转移到例如另外的设备单元，所述第二运动环形表面在邻近第一真空室(210)的所述接纳区中运动/邻近第一真空室(210)位于所述接纳区中并且与所述第一真空室气体连通，并且所述第二运动环形表面在邻近第二真空室(220)的所述转移区中运动/邻近第二真空室(220)位于所述转移区中并且与所述第二真空室气体连通，所述接纳区和所述转移区相互邻近(在MD上)，
从而所述第一真空室(210)中的所述真空负压与所述第二真空室(220)中的真空负压的比率为至少4:3，或例如至少5:3或至少2:1以及例如至多10:1。
因此，所述设备通常还包括其它设备单元，该设备单元邻近所述第二运动环形表面并超出所述转移区。
本发明还涉及具有上述a)和b)的设备，但其中第一真空室(210)邻近所述第二运动环形表面具有包括第一开口区域的第一表面区域，并且所述第二真空室(220)邻近所述第二运动环形表面具有包括第二开口区域的第二表面区域，并且第一开口区域与第二开口区域的比率为3:4或更小，或2:3或更小，或1:2或更小，或1:3或更小。
本发明还涉及具有上述a)和b)的设备，其中所述第一真空室(210)中的所述真空负压与所述第二真空室(220)中的真空负压的比率为至少4:3，或例如至少5:3或至少2:1，以及例如至多10:1，并且其中所述第一开口区域与第二开口区域的所述比率为3:4或更小，或2:3或更小，或1:2或更小，或1:3或更小。
第二运动环形表面为例如围绕第二固定式(圆柱形)定子(230)旋转的圆筒形旋转表面；这种表面与定子的组合也被称为滚筒。所述定子(230)可包含例如所述第一真空室和所述第二真空室。
发明人发现，在接纳区中特定选择(更)高真空力(因此非常(更)低的真空负压)，当颗粒材料被沉积在基底上时，并且随后在转移期间相对降低的真空力，可使得颗粒材料以非常精确和有效的方式准确地沉积在基底上(例如以期望的图案)。此外，本发明的设备和方法能够以特别高性价比的方式达到这种效果，因为只有接纳区中小部分的第二运动环形表面需要邻近具有(昂贵的)高真空负压的真空室，而转移区可邻近仅具有相对降低的真空负压的真空室。
本发明还涉及一种使用本文描述的设备(1)来制造包括颗粒材料(100)和基底材料(110)的组合的结构的方法；和/或
用于制备包括基底材料(110)和颗粒材料(100)的组合的结构的方法，其步骤如下：
a)用包含一个或多个贮存器(50)的第一运动环形表面(40)将所述一个或多个贮存器容纳的颗粒材料(100)沉积在由第二运动环形表面(200)承载的基底材料(110)上，以在所述第二运动环形表面的接纳区中形成基底材料和颗粒材料的组合；并同时在所述接纳区中提供第一真空负压；
b)将所述基底材料和颗粒材料的所述组合转移通过所述第二运动环形表面的转移区，并同时在所述接纳区中提供第二真空负压，(通常到另一个处理步骤)，
其中所述第一真空负压与所述第二真空负压的比率为至少4:3，如本文下面更进一步所述。
颗粒材料可以是颗粒吸收材料，并且本文的设备和方法可以用来制备吸收结构，例如可用于(一次性)吸收制品诸如妇女卫生制品和尿布或成人失禁制品的吸收芯。
附图说明
图1示出了本发明的示例性设备(1)的一部分的截面侧视图(截面是沿纵向且沿与其垂直的方向截取的)。
图2示出了图1的截面图的局部放大图。
图3示出了本发明的示例性设备的一部分的透视图，显示了第二运动环形表面和真空风扇。
图4示出了本发明可供选择的示例性设备的一部分的透视图，显示了第二运动环形表面和单个的真空风扇。
具体实施方式
颗粒材料
本文的颗粒材料(100)可为粒状形式例如在干燥状态中可流动的任何材料，其包括颗粒、薄片、纤维、球体、聚集的颗粒和本领域已知的其它形式。本文所用的颗粒材料还可以是两种或更多种不同的材料，例如以不同的形式、不同的化学成分。本文所用的颗粒材料可以是例如颗粒和纤维的混合物。
在本文的一个实施方案中，所述颗粒材料(100)包括或为粒状吸收(或：超吸收)材料。这种材料通常为聚合材料，例如，被称为粒状吸收胶凝材料，本文称之为AGM。这是指粒状形式的聚合材料，它们可吸收0.9％盐水溶液的重量的至少10倍，即具有至少10g/g的CRC值，所述值是使用EDANA(European Disposables and Nonwovens Association)的离心保留容量测试来测量的，测试方法编号为441.2-02“离心保留容量”。本文的粒状AGM可具有高吸附容量，例如具有例如至少20g/g或30g/g的CRC。上限可为例如至多150g/g，或至多100g/g。
粒状AGM可具有良好液体渗透性，例如具有至少10×10-7cm3s/g；或优选至少30×10-7cm3.s/g，或至少50×10-7cm3s/g 10×10-7cm3s/g的SFC值，或可能至少100×10-7cm3s/g的渗透性SFC值，或至少120×10-7cm3sec/g的SFC。该SFC是渗透性的量度，并且孔隙率的指示通过如1996年10月8日公布的美国专利5,562,646(Goldman等人)中描述的凝胶床的盐水流动传导率提供(然而其中使用的是0.9％NaCl溶液，而不是Jayco溶液)。上限可为例如至多350或至多250(×10-7cm3.s/g)。
在本文的一个实施方案中，所述AGM的聚合物为内部交联的和/或表面交联的聚合物。
在本文的一个实施方案中，本文的颗粒材料为吸收材料，所述吸收材料包含聚丙烯酸/聚丙烯酸酯聚合物的颗粒或由聚丙烯酸/聚丙烯酸酯聚合物的颗粒组成，所述聚丙烯酸/聚丙烯酸酯聚合物例如具有60％至90％，或约75％的中和度，具有例如本领域已知的钠抗衡离子，例如表面交联的和/或内部交联的的聚丙烯酸/聚丙烯酸酯聚合物。
在本文的一个实施方案中，颗粒材料(100)为颗粒形式，具有至多2mm，或例如介于50微米和2mm或至1mm之间，或优选地100或200或300或400或500μm，或至1000或至800或至700μm的质量中值粒度；所述质量中值粒度可例如通过例如EP-A-0691133中所述的方法来测量。在本发明的一个实施方案中，颗粒材料(100)为颗粒形式，具有至少80％的颗粒重量，具有介于50μm和1200μm之间的粒度，并且具有任何上述优选范围组合之间的质量中值粒度。在本发明的又另一个或附加的实施方案中，颗粒材料(100)具有相对窄范围的粒度，例如其中大部分(例如以重量计至少80％或优选至少90％或甚至至少95％)的颗粒具有介于50μm和1000μm之间，优选介于100μm和800μm之间，并且更优选介于200μm和600μm之间的粒度。
此外，或在本发明的另一个实施方案中，所述颗粒为基本上球形的。
本文的颗粒材料(100)可有利地包括按重量计小于15％的水，或小于10％，或小于8％或小于5％。所述水含量可按Edana测试号ERT 430.1-99(1999年2月)来测定，其涉及将颗粒材料(100)在105℃下干燥3小时，并且在干燥之后通过颗粒材料(100)的重量损失来测定含水量。
本文的粒状AGM可为AGM颗粒，所述颗粒为表面涂覆的或表面处理的(这不包括表面交联，所述表面交联可为一种附加的表面处理)；此类涂层和表面处理步骤已为本领域所熟知，并包括用一种或多种无机粉末进行表面处理，所述粉末包括硅酸盐、磷酸盐、和聚合材料的涂层，所述聚合材料包括弹性聚合材料或薄膜成形聚合材料。
基底材料(110)
可用本发明的设备(1)和方法生产的(例如吸收)结构包括基底材料和颗粒材料(100)的组合。这种基底材料可以是例如片材形式的任何材料；所述基底材料可以是材料纤维网；所述基底材料可以是例如纸材(例如片材/幅材)、薄膜(例如片材/幅材)、织造材料(例如片材/幅材)或非织造材料(例如片材/幅材)；或它们的组合。所述基底材料可以是层压体(例如片材/幅材)，例如两个或更多个非织造层、或两个或更多个薄膜层、或一个或多个非织造层与一个或多个薄膜层的层压体。
在本文的一个实施方案中，所述基底材料包括非织造材料或为非织造材料，例如非织造纤维网；如本文所用，非织造材料是指定向或任意取向的纤维通过摩擦和/或内聚和/或粘附结合的人造片材或幅材，不包括纸材和掺入接结纱或长丝的织造产品、针织产品、簇成产品、缝编产品、或湿磨法毡化的产品，无论是否另外针刺。
这些非织造纤维可为天然的或人造的来源，并且可为短纤维或连续长丝或者可原位形成。可商购获得的纤维具有多种不同的形式：短纤维(称为化学短纤维或短切纤维)、连续单纤维(长丝或单丝)、无捻连续长丝束(丝束)、和加捻连续长丝束(纱)。所述纤维可为双组分纤维，例如具有片-芯排列，例如具有形成所述片和芯的不同的聚合物。非织造织物可通过许多方法诸如熔喷法、纺粘法、溶液纺丝、静电纺纱和粗梳法来形成。非织造织物的基重通常表示为克/平方米(gsm)。
本文所述的非织造材料可由亲水性纤维制成；“亲水性”描述了可被沉积在这些纤维上的含水流体(如含水体液)润湿的纤维或纤维表面。亲水性和可润湿性通常根据流体例如通过非织造织物的接触角和透湿时间来定义。在由Robert F.Gould编辑的名称为“Contact angle，wettability and adhesion”的American Chemical Society出版物(1964版权所有)中对此进行了详细的讨论。当流体和纤维或其表面之间的接触角小于90°时，或者当流体趋于在纤维表面上自发铺开时(两种情况通常共存)，即认为纤维或纤维表面被流体(即亲水的)润湿。相反，如果接触角大于90°并且流体不能在整个纤维表面上自发铺展，则纤维或纤维表面被认为是疏水的。
本文所述的基底材料可以是透气的。因此可用于本文的薄膜可包括微孔。基底材料具有例如从40或50至300或至200m3/(m2×min)的透气率，所述透气率通过EDANA方法140-1-99(125Pa，38.3cm2)测定。作为另外一种选择，基底材料可具有更低的透气率，例如为非透气的，以便例如更好地滞留在包括真空的运动表面上。
所述基底材料可以是非织造材料，例如包括两个或更多个相互层压的非织造层(例如SMS或SMMS型)的非织造纤维网或非织造层压体纤维网。
所述基底材料可具有例如大于20％或例如大于100％，但例如不超过200％的横向延展性或纵向延展性。纵向延展性与横向延展性的比率在给定载荷下不超过1:2。
示例性结构进一步描述于下文中。
设备(1)
第一运动环形表面(40)
本文所述的设备(1)具有第一运动环形表面(40)；这种环形表面可为能够旋转以提供运动环形表面的任何运动表面，例如其可为如本领域已知的传送带或圆柱形表面，例如滚筒，它们能够旋转并因此提供环形表面。
所述第一运动环形表面(40)包括用于容纳颗粒材料的一个或多个贮存器(50)，如上所述，并且从所述一个或多个贮存器将颗粒材料沉积到基底材料(110)上。
本文的第一和第二(下文描述)运动环形表面各自具有所述表面的运动方向，例如所述旋转表面，本文称为纵向，MD。按照本文的规定，本文的“运动方向或纵向”被认为是所述表面的某一点处的运动方向或所述表面的某一特定区域的平均运动方向。因此，对于弯曲的例如圆柱形的运动环形表面(40)来讲，所述表面的某一点处的运动方向或所述表面的某一区域的平均运动方向通过确定所述点处的切线或所述区域的平均切线而在本文中被确定(那么，所述切线即为所述区域中的平均运动方向)。
本文的垂直于纵向的表面的方向被称为横向，CD(MD和CD均在所述表面的平面内)。
所述第一运动环形表面(40)通常为旋转表面，所述旋转表面围绕某一个固定元件旋转，例如围绕(例如圆柱形)定子(45)旋转的圆柱形表面，所述定子例如可包括一个或多个真空室和/或一个或多个空气室(46)，也一起被称为滚筒。固定元件(例如定子(45))以及固定元件(例如定子)与旋转的第一表面(40)的组合各自具有某个半径。每个半径可例如取决于所生产的结构，以及所生产的结构尺寸以及例如第一运动环形表面(40)例如滚筒的每次循环生产出的结构数量。例如，第一圆柱形运动表面和/或第一定子(45)可具有至少40mm或至少50mm的半径；所述半径可为例如至多300mm，或至多200mm。
第一运动环形表面(40)可具有任何适当的宽度(在横向上)，但是例如对应(基本上)于待生产的结构宽度的宽度；该宽度例如可为至少40mm，或至少60mm，或例如至多400mm，或至多200mm。
可能适用的是，第一运动环形表面(40)具有相对的横向区域和位于它们中间的中心区域，在纵向上沿着整个表面延展，并且所述一个或多个贮存器(50)仅存在于所述中心区域中。因而，所述表面的宽度尺寸可改为应用于中心区域的宽度。
应当理解，为了确定第一运动环形表面(40)的特性，例如所述第一运动环形表面(40)的纵向、半径、宽度，将其中不存在一个或多个贮存器(50)的表面区域(例如一个或多个贮存器(50)之间的区域)用于此类确定。本文中的一个或多个贮存器(50)之间的表面区域被称作所述第一运动环形表面(40)的“外表面区域”。
所述一个或多个贮存器(50)可具有任何尺寸和形状，包括立方形、矩形、圆柱形、半球形、圆锥形、或任何其它形状。第一运动环形表面(40)通常包括一个或多个贮存器(50)，其具有可由一种或多种颗粒材料(100)填充的空隙体积。这可以是单个贮存器。然而，优选的是有两个或更多个例如众多贮存器。所述众多可为任何适宜数目的贮存器，但例如至少20个或至少50个。
贮存器(50)可作为相同的贮存器(50)存在，或它们可在一种或多种尺寸或形状上不相同。它们可以某个图案的形式存在于所述第一运动环形表面(40)之上以及伸入到所述第一运动环形表面(40)内。准确的贮存器(50)图案、尺寸等将取决于需要形成的结构，但也可例如取决于颗粒材料(100)的粒度、加工速度等。在一个实施方案中，第一运动环形表面(40)或其上述的所述中心区域的表面区域的至少30％包括所述贮存器(50)，优选地至少40％或至少50％包括所述贮存器。
贮存器(50)在纵向上可作为贮存器(50)列存在，在横向上可作为行存在。作为另外一种选择，贮存器(50)可例如按所谓交替的行和/或列存在(其中交替的贮存器(50)形成行和/或列)。所述列可基本上彼此平行且等间隔地延伸，和/或所述行可基本上彼此平行且等间隔地延伸。
在纵向上介于贮存器(50)的中心点(所述中心点在第一运动环形表面(40)的外表面的平面中)和相邻贮存器(50)的中心点(在贮存器(50)的列中)之间的距离可为例如至少2mm，或至少4mm，或至少6mm，或例如至多40mm或至多30mm或至多20mm。这可应用于在纵向上相邻贮存器(50)之间的所有此类距离，或这可为所述此类距离的平均值。
横向上的介于贮存器(50)的中心点(所述中心点在第一运动环形表面(40)的外表面的平面中)和相邻贮存器(50)的中心点(在贮存器(50)行中)之间的距离也可例如上所述。
在一个实施方案中，贮存器(50)的纵向尺寸(可为直径)可为(按所有贮存器(50)平均化和/或就每个贮存器而言(所述尺寸在第一运动环形表面(40)的外表面上测量))至少1mm，或至少2mm，或至少4mm，以及例如至多20mm或至多15mm。横向尺寸可在与如上所述的相同范围内，或其可甚至与一个或多个或每个贮存器的纵向尺寸相同。
贮存器(50)可具有任何适宜的深度尺寸，并且其可取决于例如第一运动环形表面(40)的高度(例如半径)、要生产的期望结构的厚度(thickness/caliper)、材料粒度等。贮存器(50)和/或所有贮存器(50)的最大深度和/或平均最大深度(按所有贮存器(50)的所有最大深度平均)可为例如至少1mm，或至少1.5mm，或例如2mm或更大，以及例如至多20mm，或至多15mm，或在本文的一些实施方案中，至多10mm或至5mm或至4mm或至mm。
第一运动环形表面(40)可邻近料斗，所述料斗包含所述颗粒材料，并且它可转过料斗，以在一个或多个贮存器中接纳颗粒材料并将其转移(通过旋转)。将一种或多种颗粒材料(100)保持在贮存器(50)中的一种可能的方式是向第一运动环形表面(40)的内侧上施加真空，所述真空与贮存器(50)的(底部)中的抽吸孔相结合，从而对颗粒材料施加真空抽吸。通过提供邻近所述表面的一个或多个真空室可实现此目的，例如在所述第一定子(45)和/或任选地接合到所述定子(但是不由定子包含)的一个或多个真空室中，所述定子与所述表面气体(空气)连通。就在颗粒材料被转移到第二运动环形表面(例如所述第二运动环形表面的接纳区)之前或在该点(通常为横向延展区域)，例如第一运动环形表面(40)邻近以及非常接近所述第二运动环形表面(200)的位置点时，真空例如被释放。可向所述颗粒材料(100)施加附加空气压力以确保材料从一个或多个贮存器(50)流至第二运动环形表面(200)。第一定子(45)因此可包括具有正压的气体(空气)室(46)(在大约(和仅仅超过)所述横向延展区域处，在该区域中颗粒需要转移到基底材料)，正压与所述一个或多个贮存器气体(空气)连通，以便将颗粒材料从贮存器吹到所述基底材料(110)上，所述基底材料由第二运动环形表面(200)承载，如图1所示。作为另外一种选择或除此之外，所述设备可具有一个或多个带正压的气体(空气)室，其接合到定子，但是不由定子所包括，所述气体(空气)室与所述表面气体(空气)连通。
第二运动环形表面(200)
承载基底材料(110)的第二运动环形表面(200)在接纳区中接纳颗粒材料。第二运动环形表面(200)(和所述基底材料)邻近第一真空室(210)位于接纳区中。
第二运动环形表面承载基底材料和颗粒材料的组合并通过转移区，通常转移到另一个设备单元/工序(后文中所述)。第二运动环形表面(200)与具有颗粒材料的所述基底材料邻近第二真空室(220)位于接纳区中。
在本发明的设备(1)和方法中，所述设备的接纳区可由邻近所述第二运动环形表面的第一真空室或第一真空压的存在限定；转移区可由邻近第二运动环形表面和在纵向上邻近第一真空室的第二真空室或第二(例如更低)真空压的存在限定。
第二运动环形表面可以是任何可旋转的形状，例如带束；或者例如第二运动环形表面可以是圆柱形的。这例如显示于图1中。
位于第一运动环形表面(40)和所述第二运动环形表面(200)之间的最近的接近点(例如通常为一条在横向上延伸的线；例如图2所示的这条线/点)通常位于所述接纳区中；所述第一运动环形表面和所述第二运动环形表面之间的距离(d)在所述接近点处可介于例如0.5mm和30mm之间，或例如介于1mm或2mm和至多20mm或至多15mm之间。
在本文的一些实施方案中，第二运动环形表面(200)是一个围绕固定元件旋转的旋转表面，例如某个包括所述第一真空室和第二真空室(210，220)的定子(又被称为滚筒)。第二表面(200)可以是圆柱形的，并且所述第二固定元件(定子230)可以是圆柱形的。
固定元件(例如定子(230))和/或固定元件(例如定子)与具有一个或多个贮存器的旋转表面的组合各自具有某个半径。每个半径可例如取决于生产的结构、生产的结构的尺寸以及例如工艺速度。
例如，所述圆柱形第二旋转表面(200)和定子(例如滚筒)的组合可具有至少80mm或至少100mm的半径；所述半径可为例如至多1000mm，或至多600mm。
第一运动环形表面的半径和/或第一定子的半径与第二运动环形表面的半径和/或第二定子的半径的比率可以(每个单独地或全部)为例如2:3或更小，或例如1:2或更小，1:3或更小，或例如至少1:10。
第二运动环形表面(200)在任何时间点通常仅在所述表面的部分之上承载所述基底材料。例如，如果其为圆柱形表面，则所述第二运动环形表面(200)是某一旋转的环形表面，可能仅承载所述基底材料至多300°，或至多270°或至多200°，但通常至少60°，或至少90°。
对于具有圆柱形周围的第二运动环形表面，接纳区可形成/呈现超过例如至少3°，至少5°，和/或例如至多60°，或例如至多45°或至多30°或至多20°(的旋转圆周，因此在纵向上如图1中所示的角α)。
转移区可形成/呈现超过例如至少20°，至少30°，和/或例如至多270°或例如至多200°或至多150°或至多120°(的旋转圆周，因此在纵向上如图1中所示的角β)。
在本文的一些实施方案中，第一真空室可具有与第二真空室相同或更大的纵向尺寸，只要它们符合本文所述的真空压比。
在本发明的设备或方法的一些实施方案中，以及具体地为了达到工艺准确度和/或成本效率，所述第一真空室具有由第一角度(α)限定的纵向尺寸L1，并且所述第二真空室具有由第二角度(β)限定的纵向尺寸L2，并且α与β的的比率为3:4或更小，或例如2:3或更小，或1:2或更小，或1:3或更小。
第一运动表面可以基本上定位在第二运动环形表面上方，以允许重力帮助将所述一种或多种颗粒材料沉积到基底材料上。其中，第一运动环形表面可以例如基本上定位在第二运动环形表面上方，处在旋转的(圆形的)第二运动环形表面旋转的270°(或9点钟位置)和90°(或3点钟位置)之间的位置，或例如在300°或315°和60°或45°(0°在重力线上)之间，例如图1所示。
第二运动环形表面(200)可以是允许气流通过的任何适当表面，以便向其上承载的基底材料施加真空。其具有某一总开口区域，通常为使用的均一化的总开口区域。第二运动环形表面可通常在支撑结构中具有开口，诸如例如：所述表面可以是网目表面，所述网目表面的网目材料之间具有开口区域；它可以是由无边纵向延伸杆和横向延伸横杆形成的网格，其中杆件之间具有开口区域；据此，所述纵向延伸杆可以例如(基本上)相互平行且(均等)间隔开；和/或沿着垂直于所述第二运动环形表面的运动方向延伸的多个横杆可以(基本上)相互平行且(均等)间隔开地延伸。
通常，所述第二运动环形表面中的开口结构或图案在其面向真空室的表面之上和/或其面向基底材料的相对表面之上是均一化的。此外，由于第二运动环形表面以高速运动，如下文中所述，总的开口区域通常可被认为在使用时是均质的。
第一真空室(210)具有邻近所述第二运动环形表面并且因此邻近所述基底(110)的某一开放的第一表面区域，即，它具有一个或多个开口使其能够与所述第二运动环形表面上承载的所述基底材料气体连通，本文将所述一个开口或多个开口称为第一真空室的第一开口区域。(由于第二运动环形表面具有正在使用的均一化的总开口区域，如上所述，为了本发明的目的，可忽略支撑结构例如网目材料、横杆等的作用)。该第一开口区域位于与所述基底材料气体连通的接纳区中。
第一真空室的第一开口区域可以例如为50或100或150cm2，至400或至300或至250cm2。
第二真空室(220)具有邻近所述第二运动环形表面并且因此邻近所述基底(110)的某一开放的第二表面区域，即，它具有一个或多个开口使其能够与所述第二运动环形表面上承载的所述基底材料气体连通，本文将所述一个开口或多个开口称为第二真空室的第二开口区域。(由于第二运动环形表面具有正在使用的均一化的总开口区域，如上所述，为了本发明的目的，可忽略支撑结构例如网目材料、横杆等的作用)。该第二开口区域位于与所述基底材料气体连通的转移区中。
第二真空室的第二开口区域大于第一真空室的开口区域，并且它可以例如为200或250cm2，至1000或至700或至500cm2。
在本文的设备或方法的一些实施方案中，所述第一开口区域(第一真空室的)与所述第二开口区域(第二真空室的)的比率为例如2:3或更小，或1:2或更小，或1:3或更小。
该第一开口区域与第二开口区域的比率和/或具体的第一区域和第二区域可能是有益的，以确保在所述第一真空室中创建大的真空负压而不会消耗过多能量，同时仍然确保第二运动环形表面准确地接纳和转移颗粒材料。
第一真空室(210)和第二真空室(220)可连接到相同的真空风扇(240)，所述真空风扇在所述真空室中创建所述真空负压；该风扇通常不存在于所述定子上，但是例如接近所述第二运动环形表面。例如图4所示。所述风扇(240)与所述第二真空室的连接可包括气流控制装置，以按照本文描述的数值控制气体流动以及由此产生的真空压。气流控制装置可以是本领域已知的任何装置，例如滑动闸门、蝶形阀。也可限制风扇(240)与第二真空室的连接，以减小所述第二真空室中建立的降低的真空压。所述风扇(240)与所述第二真空室的连接还可以窄于所述风扇与所述第一真空室的连接，例如图4所示。
在其它实施方案中，以及例如图3所示，第一真空室(210)连接到第一真空风扇(240a)，并且第二真空室(220)连接到第二真空风扇(240b)(未彼此连接)。
在本文的一些实施方案中，第一真空室可例如具有-5kPa或更小、或-6.5kPa或更小、或-7.5kPa或更小、或例如从-6.5kPa或从-7.5kPa至-20kPa或至-15kPa的第一真空负压。
第二真空室具有比所述第一真空压更小/降低的真空压，例如所述第二真空室中的所述第二真空压在-0.5kPa至-5kPa，或至-4.5kPa或至-4kPa或至-3.5kPa的范围内。
如上所述，在本文的一些实施方案中，所述第一真空负压与所述第二真空负压的比率为至少4:3，或如本文以上所述。
第一室中的真空压以及同样第二室中的真空压均可以通过在室的外壁中放置压力传感器，例如在邻近(以及例如垂直于)真空室侧的侧壁中放置传感器来测量，所述真空室侧具有所述一个开口/多个开口(邻近运动环形表面)，但尽可能远离所述侧。
可以使用BD Sensors供应的传感器(型号DMP331-110-M160-3-5-M00-300-1-000；-160-0mbar进行测量；与Viton(FKM)密封件连接)。
第二运动环形表面(200)和其上的基底可具有与第一运动的环形表面(40)相同的表面速度，或其可具有不同的表面速度。在一个实施方案中，第二运动环形表面和/或第一运动环形表面具有至少4.5m/s，或至少6m/s，或至少8m/s或至少10m/s的速度；当所述方法和设备用于结构例如吸收芯的生产时，其可具有例如每分钟至少800个零件(结构)或每分钟至少1000个零件的生产速度。
在被所述颗粒材料(100)的所述基底材料接纳后，基底材料和颗粒材料的组合转移到(并通过)所述转移区，例如转移到另一个设备单元或工序。应当理解，出于本发明的目的，所述转移区在基底和颗粒材料的组合不再与所述第二真空室(220)气体连通，例如所述组合离开第二运动环形表面处结束。本文的设备和方法通常将基底材料和颗粒材料的组合转移到“另一个设备单元”或到“另一个工序”。该另一个工序/另一个设备单元因此在转移区以及第二转移真空室(220)(即，下游)之外。
例如图1所示，所述设备可包括砧辊作为另一个设备以用于接纳基底材料和颗粒材料的组合；另一个设备单元/工序可以是接纳基底材料和颗粒材料的组合以及接纳另一种基底材料(选择性地具有颗粒材料)并组合所述基底材料的另一个设备单元/工序，如图1中所示，并且下面将进一步描述；所述另一个工序/设备单元可以是将粘合剂涂覆到所述组合的设备单元/工序；它可以是用于剪切基底材料和颗粒材料的组合的另一个设备单元/工序。
本文的设备/方法可包括放置或发生在所述第一运动环形表面的上游或所述接纳区的上游，或可被放置/发生在转移区的一个或多个附加设备单元/一个或多个附加工序。例如，基底材料(110)可包括(在颗粒材料沉积之前)粘合剂，以便至少部分地将颗粒材料(100)粘附到基底材料(110)上。粘合剂可按某种图案涂覆，从而使基底(110)的一些部分不包含粘合剂，并且基底(110)的另外一些部分包含粘合剂。所述图案可对应于第一运动环形表面(40)的贮存器(50)的图案。本文的设备可因此包括粘合剂涂覆装置(300)作为附加的设备单元，所述粘合剂涂覆装置在所述第一运动环形表面(40)的上游。本文的方法可包括在接纳所述颗粒材料之前将粘合剂涂覆到基底上的附加工序。
例如，除了上述方案或替代性方案之外，在基底材料和颗粒材料的组合的转移期间，可将粘合剂涂覆到所述组合或仅涂覆到所述颗粒材料。所述设备可因此包括位于第一运动环形表面下游的附加的粘合剂涂覆装置(301)，例如，在从第二运动环形表面的对侧到所述转移区和/或转移区下游的第二真空室。本文的方法可相应地包括附加工序，即，将粘合剂涂覆到所述基底材料和/或涂覆到所述组合或涂覆到所述转移区中的所述颗粒材料。
在例如图1所示的实施方案中，任选的附加上游粘合剂装置(300)将粘合剂涂覆到基底材料，并且任选的附加下游粘合剂装置(310)将粘合剂涂覆到位于所述接纳区中的基底材料和颗粒材料的所述组合，同时另一个设备单元位于转移区的下游(之外)；邻近第二运动环形表面，例如砧辊，接纳所述组合并使其与另一种基底材料结合。
另一个/一个或多个附加的粘合剂涂覆装置可选自本领域中已知的任何类型，尤其是槽式涂布装置和喷射装置。
所得的基底材料与颗粒材料的组合可以是纤维网，并且它可转移到切割单元，(该单元可以是本文的另一个单元)用于将具有颗粒材料的基底切割成单个结构。除此之外或作为另外一种选择，具有颗粒材料的基底材料可运动到可将基底材料折叠到颗粒材料之上的单元，
所述设备/方法可具有后续的单元/工序用于密封所述折叠的基底材料或密封所述基底材料和另一个基底材料，以将颗粒材料包封在其间。所述密封可用任何方式完成，例如通过超声波结合、热结合或粘合剂结合。
粘合剂可例如通过如图1所示的粘合剂涂覆装置(310)涂覆到所述颗粒材料，所述粘合剂可以例如是热塑性粘合剂材料，所述热塑性粘合剂材料可用来至少部分地覆盖以及至少部分地固定所述颗粒材料(100)，例如呈纤维形式的热塑性粘合剂材料，例如至少部分地接触颗粒材料(100)以及任选地部分地接触基底材料(110)的纤维层。所述热塑性材料可为热熔性粘合剂材料。
在某些实施方案中，热塑性(粘合剂)材料可呈纤维形式，所述纤维具有约1至约50微米或约1至约35微米的平均厚度和约5mm至约50mm或约5mm至约30mm的平均长度。
另一个基底材料可包括与基底材料(110)相同的材料，或可包括不同的材料。在某些实施方案中，用于另一个基底材料的适当材料为对基底(110)有用的非织造材料，如上文所述。如本文所述，另一种基底材料可包括粘合剂材料和/或颗粒材料。
方法
本发明还提供一种使用本文所述的设备(1)和任选的附加单元来制造一种结构的方法，所述结构包括颗粒材料(100)和基底材料(110)的组合。
因此，本文上述所有特性和特征均可同等地应用于本发明的方法。
在一些实施方案中，用于制造包括颗粒材料(100)和基底材料(110)的组合的结构的方法包括以下步骤：
a)用包含一个或多个贮存器(50)的第一运动环形表面(40)将所述一个或多个贮存器容纳的颗粒材料(100)沉积在由第二运动环形表面(200)承载的基底材料(110)上，以在所述第二运动环形表面的接纳区中形成基底材料和颗粒材料的组合；同时在所述接纳区中提供(同时地)第一真空负压；
b)通过所述第二环形运动表面的转移区，转移所述基底材料和颗粒材料的所述组合，同时在所述接纳区中提供(同时地)第二真空负压，并将该组合转移到另一个工序，
从而使所述第一真空负压与所述第二真空负压的比率为至少4:3，或如本文所述。
所述方法可按照本文所述的工艺速度实施。它可以制备一种前体吸收结构或多种吸收剂结构，以用于吸收制品例如卫生巾或尿布中。
如上所述，该方法可包括选自下述的另一个工序：将第二，另一个基底材料(如上所述)，任选地为其与颗粒材料的组合，涂覆到基底材料(110)和颗粒材料(100)的所述组合；将所述基底材料(110)叠合在所述颗粒材料(100)之上；将粘合剂涂覆到基底材料(110)和颗粒材料(100)的所述组合；切割基底材料和颗粒材料的所述组合；或它们的组合。
吸收芯和吸收制品
本发明的设备(1)和方法可例如用于生产(前体)吸收剂结构，例如(前体)采集层和/或用于吸收制品的吸收芯。
“吸收制品”是指吸收和容纳身体流出物的装置，并且更具体地讲，是指紧贴或邻近穿着者的身体放置以吸收和容纳由身体排泄的各种流出物的装置。吸收制品可包括尿布，所述尿布包括可扣紧的尿布和(可重复扣紧的)训练裤；成人失禁内衣(衬垫、尿布)、妇女卫生产品(卫生巾、卫生护垫)、胸垫、护理垫、围兜、伤口敷料产品等。“尿布”是指一般被婴儿和失禁患者围绕下体穿着以便环绕穿着者的腰部和腿部并且特别适于接纳和容纳尿液和粪便的吸收制品。如本文所用，术语“体液”或“身体流出物”包括但不限于尿液、血液、阴道排出物、乳汁、汗液和粪便。
如本领域熟知的那样，吸收芯为制品的保留所吸收的体液的部分。本文的吸收芯因此包括颗粒材料(100)，所述颗粒材料为通过本文的设备(1)和方法形成的设置在基底材料(110)上的吸收颗粒材料(100)(如本文所定义)。吸收芯通常夹置在至少底片和顶片之间。
优选的吸收制品包括在使用时面向穿着者的顶片，例如非织造片材，和/或开孔片，包括如本领域已知的开孔成形薄膜；和底片；吸收芯，所述吸收芯任选地具有在使用中面向穿着者的芯覆盖件。如本领域熟知的那样，底片可以是液体不可透过的。在优选的实施方案中，液体不可透过的底片包括薄塑料薄膜例如具有约0.01mm至约0.05mm厚度的热塑性薄膜。合适的底片材料典型地包括允许蒸汽从尿布逸出同时还防止渗出物透过底片的透气材料。合适的底片薄膜包括由Tredegar Industries Inc.(Terre Haute，IN)制造并以商品名X15306、X10962和X10964出售的那些。底片或其任何部分可在一个或多个方向上弹性地延展。可通过本领域已知的任何连结方法将底片连结或接合到顶片、吸收芯、或尿布的任何其它元件上。
本文所公开的量纲和值不旨在被理解为严格地限于所述的精确值。相反，除非另外指明，每个上述量纲旨在表示所述值以及该值附近的函数等效范围。例如，公开为“40mm”的量纲旨在表示“约40mm”。

Claims (14)

1.一种用于制造包括颗粒材料(100)和基底材料(110)的组合的结构的设备(1)，包括：
a)具有运动方向(MD)并具有一个或多个贮存器(50)的第一运动环形表面(40)，所述第一运动环形表面(40)及其贮存器(50)用于将具有至多2mm的质量中值粒度的颗粒材料(100)转移到：
b)具有运动方向(MD)的第二运动环形表面(200)，所述第二运动环形表面承载基底材料(110)以用于在接纳区中接纳来自所述第一运动环形表面(40)的所述颗粒材料(100)，并且用于在转移区中转移所述颗粒材料和所述基底材料的所述组合，所述第二运动环形表面位于相邻第一真空室(210)的所述接纳区中并与所述第一真空室气体连通，并且所述第二运动环形表面位于相邻第二真空室(220)的所述转移区中并与所述第二真空室气体连通，所述接纳区和所述转移区在MD上彼此相邻，
其中所述第二真空室具有比第一真空压降低的真空压；并且
其中所述第一运动环形表面和所述第二运动环形表面具有至少10m/s的表面速度；
其中所述基底材料是非织造织物，所述非织造织物通过熔喷法、纺粘法、溶液纺丝、静电纺纱和粗梳法中的一种或多种来形成；
其中所述非织造织物具有40至200m3/(m2×min)的透气率。
2.如权利要求1所述的设备，其中所述颗粒材料具有介于200至600μm之间的粒度。
3.如权利要求1所述的设备，其中所述颗粒材料为吸收材料，所述吸收材料由聚丙烯酸/聚丙烯酸酯聚合物制成。
4.如权利要求3所述的设备，其中所述颗粒材料具有按重量计小于15％的水。
5.如权利要求1所述的设备，其中所述非织造织物是亲水的。
6.如权利要求1所述的设备，其中所述第一运动环形表面(40)为围绕第一定子(45)旋转的圆柱形旋转环形表面；并且所述第二运动环形表面(200)为围绕第二定子(230)旋转的圆柱形旋转环形表面，并且所述第一真空室和第二真空室由所述第二定子构成。
7.如权利要求6所述的设备(1)，其中所述第一运动环形表面(40)具有多个贮存器(50)，并且所述第一定子包括用于容纳加压空气的空气室(46)，并且所述空气室与所述多个贮存器或其一部分空气连通，以有利于从所述一个或多个贮存器中释放颗粒材料(100)。
8.如权利要求1所述的设备(1)，其中在所述第一运动环形表面(40)和所述第二运动环形表面(200)之间的最近的相邻点位于所述接纳区中，并且在所述第一运动环形表面与所述相邻点中的所述第二运动环形表面之间的距离d介于0.5mm和30mm之间。
9.如权利要求6所述的设备(1)，其中所述圆柱形第一运动环形表面或所述第一定子的半径与所述圆柱形第二运动环形表面或所述第二定子的半径的比率为1:2或更小。
10.如权利要求1所述的设备，其中所述第一真空室(210)和第二真空室(220)连接到相同的真空风扇(240)。
11.如权利要求1所述的设备，其中所述第一真空室(210)连接到第一真空风扇(240a)，并且所述第二真空室(220)连接到第二真空风扇(240b)。
12.如权利要求6所述的设备(1)，其中第一真空室(210)和第二真空室(220)存在于所述第二定子(230)中，并且所述第一真空室具有由第一角度α限定的纵向尺寸，并且所述第二真空室具有由第二角度β限定的纵向尺寸，并且α与β的比率为2:3或更小。
13.如权利要求1所述的设备(1)，其中所述基底材料和颗粒材料的组合被转移到另一个设备单元，所述另一个单元为用于接纳所述组合以及任选地组合所述组合与另一个基底材料的砧辊或滚筒。
14.如权利要求1所述的设备(1)，包括在所述第一运动环形表面(40)的上游和/或下游的一个或多个粘合剂涂覆装置(300；301)，所述涂覆装置用于将粘合剂分别涂覆到所述基底(110)和/或基底(110)与颗粒材料(100)的所述组合。
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