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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Herstellung von flüssigkeitsabsorbierenden
Saugeinlagen sowie eine entsprechende Saugeinlage, insbesondere
für Lebensmittel-
und Hygieneanwendungen.
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Es
ist bekannt, das Saugeinlagen, beispielsweise für Damenbinden, Windeln, Nahrungsmittel, Haustiere
etc. aus einem Laminatzuschnitt hergestellt sind, die ein sehr saugfähiges Zwischenmaterial aufweisen
und meist auf die erforderliche Größe zurechtgeschnitten sind.
Das Laminat kann mit ein oder mehreren Lagen verschiedener Obermaterialien
versehen sein, damit das teilweise faserige Zwischenmaterial abgedeckt
ist. Nachteilig bei diesen bekannten Einlagen ist, dass diese relativ
teuer in der Herstellung sind und insbesondere für einfache Anwendungen der
vertretbare Kostenrahmen oft überschritten
wird. Zudem besteht der große
Nachteil, dass die Laminatzuschnitte offenen Seitenkanten aufweisen und
hervorstehende Fasern besitzen, die sich im späteren Gebrauch von der Einlage
lösen können. In den
bekannten Laminat-Saugeinlagen befinden sich auch oft sogenannte
Superabsorber-Partikel,
die auf der Basis von vernetzten Polyacrylaten gebildet sind und
eine hohe Saugfähigkeit
aufweisen. Das Lösen solcher
Fasern und das Austreten von Superabsorber-Partikeln muss im Lebensmittelbereich
zwingend verhindert werden, damit die Lebensmittel nicht mit diesen
Stoffen kontaminiert werden.
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Es
ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und
eine Vorrichtung zur Herstellung von flüssigkeitsabsorbierenden Saugeinlagen für Lebensmittel-
und Hygieneanwendungen zu schaffen, die mit hoher Effizienz eine
kostengünstige Herstellung
solcher Saugeinlagen ermöglichen,
und die konstruktiv so beschaffen sind, dass ein Lösen und
Austreten von Partikeln aus den hergestellten Produkten sicher vermieden
wird.
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Diese
Aufgabe wird mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches
1, einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 5 und einer
Saugeinlage mit den Merkmalen des Anspruches 13 gelöst.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren
wird zunächst
eine erste Materialbahn zu einer Beschickungsstation zugeführt, in
der voneinander beabstandete Kissen aus Zellstoff bzw. Zellulosefasern
auf der Materialbahn gebildet werden. Dann wird eine zweite Materialbahn
parallel zu der ersten Materialbahn zugeführt und die Materialbahnen
werden miteinander verklebt, wobei die Kissen aus Zellstoff innerhalb
der Materialbahnen aufgenommen sind. Zusätzlich zu den Zellulosefasern
können
absorbierende Superabsorber-Partikel auf der Basis von vernetzten
Polyacrylaten verwand und beigemischt werden. Danach werden aus
der Materialbahn die einzelnen flüssigkeitsabsorbierenden Saugeinlagen
zugeschnitten. Bei dem Herstellungsverfahren können statt aufwendiger Laminate
kostengünstige
Kissen aus Zellstoff gebildet werden, die wegen der geringen Rohstoffkosten
eine günstige
Alternative zu Laminate darstellen, insbesondere für Anwendungen
in denen die Saugfähigkeit
der Saugeinlagen wichtig ist. Das Kissen aus Zellstoff ist dabei
allseitig umschlossen, so dass keine Partikel austreten können. Durch
die Aufnahme des Kissens aus Zellstoff zwischen zwei Materialbahnen
wird auch verhindert, dass lose Fasern des Zellstoffes an die Umgebung gelangen
können,
sodass die Saugeinlagen auch für den
Nahrungsmittelbereich und andere Bereiche einsetzbar sind.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
umfasst eine Beschickungsstation, in der Kissen aus Zellstoff auf
einer unteren ersten Materialbahn gebildet werden, eine Klebestation
zum Verkleben einer zweiten Materialbahn mit der ersten Materialbahn
und eine Schneidstation zum Ausschneiden der zwischen den Materialbahnen
aufgenommenen Kissen aus Zellstoff zur Bildung einzelner Saugeinlagen.
Bei einfachem Aufbau kann mit der so ausgestalteten Vorrichtung
eine hohe Durchlaufgeschwindigkeit erreicht werden, um große Stückzahlen
von Saugeinlagen in kurzer Zeit fertigen zu können. Die Fertigung kann dabei
kontinuierlich erfolgen und es lassen sich je nach Einsatzgebiet
unterschiedliche Formen von Saugeinlagen universell mit derselben
Vorrichtung herstellen.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird zu der Beschickungsstation
eine Bahn aus Zellstoff zugeführt,
die zur Bildung der Kissen aus Zellstoff in kleine Bestandteile
gehäkselt wird.
Der Zellstoff kann auf diese Weise kostengünstig in Rollen angeliefert
werden und wird dann für
die Herstellung der Saugeinlagen in flauschige faserige Bestandteile
zerkleinert.
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Für die Bildung
der Kissen aus Zellstoff wird vorzugsweise ein Formband eingesetzt,
das auf der ersten Materialbahn in der Beschickungsstation mitgeführt wird.
Das Formband besitzt einzelne Aussparungen, die die Geometrie der
Kissen aus Zellstoff vorgeben, wobei der Zellstoff in die Aussparungen des
Formbandes eingesaugt wird. Ein Mitführen des Formbandes kann dabei
auch bei hohen Geschwindigkeiten von mehreren 100 Metern pro Minute
erfolgen.
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Vorzugsweise
wird unter der ersten Materialbahn ein Unterdruck erzeugt, wenn
die Kissen aus Zellstoff gebildet werden. Dadurch wird erreicht,
dass die Kissen aus Zellstoff quasi durch die erste Materialbahn
angesaugt werden und mit einer erhöhten Haftung an dieser anliegen.
Zusätzlich
kann der Vorgang der Anlagerung von Zellstoff an der Materialbahn
durch den Unterdruck beschleunigt werden, wobei bei einer besonders
guten Abdichtung sogar ein Vakuum erzeugt werden kann.
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Vorzugsweise
ist die untere Materialbahn in der Beschickungsstation auf einem
durchlässigen Förderband
angeordnet, unter dem eine Unterdruckkammer ausgebildet ist. Dadurch
lässt sich
der Zellstoff auf die untere Materialbahn ansaugen, sodass eine
hohe Fördergeschwindigkeit
gefahren werden kann. Die Geometrie der Aussparungen kann je nach Einsatzzweck
so gewählt
werden, dass die Kissen aus Zellstoff die gewünschte Form aufweisen.
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Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist in der Beschickungsstation
ein Häksler oder
eine Zellstoffmühle
zum Zerkleinern einer Bahn aus Zellstoff angeordnet. Die Bahn aus
gepressten Zellstoff kann dann in kontinuierlicher Geschwindigkeit
dem Häksler
zugeführt
werden, damit dieser dann ein flauschiges Material erzeugt, das
in die Aussparungen des Formbandes eingefügt wird. Die Beschickungsstation
kann dabei nach außen
hin im Wesentlichen abgedichtet sein, wobei an einer Seite der Beschickungsstation
das Formband und die untere Materialbahn entlanggeführt sind.
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Erfindungsgemäß wird auch
eine flüssigkeitsabsorbierende
Saugeinlagen bereitgestellt, bei der ein Kissen aus Zellstoff und
ggfs. Superabsorber-Partikeln vorgesehen ist, das von zwei miteinander
verklebten Materiallagen umschlossen ist uns so ein Austreten von
verschiedenen Partikeln oder Fasern aus der Saugeinlage verhindert
wird. Zumindest eine Materiallage kann dabei aus einem Vliesstoff
bestehen und ein Durchströmen
von Flüssigkeit
zulassen. Die Saugeinlagen lassen sich beispielsweise für eine Verpackung
von frischem Fleisch, Fisch und Geflügel verwenden, oder können im
Hygienebereich für
Stilleinlagen, Damenbinden, Windeln, Bettunterlagen und andere absorbierende
Unterlagen für Mensch
und Tier eingesetzt werden.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles mit Bezug
auf die beigefügten
Zeichnungen näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung
von flüssigkeitsabsorbierenden
Saugeinlagen;
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2 eine
schematische Ansicht der Vorrichtung der 1;
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3 eine
perspektivische Ansicht eines Bereiches des Formbandes der Vorrichtung
der 1;
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4 eine
perspektivische Ansicht der Klebestation der Vorrichtung der 1;
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5 eine
perspektivische Ansicht der Schneidstation der Vorrichtung der 1;
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6 eine
perspektivische Ansicht der Zerkleinerungsvorrichtung für die Zellstoffbahn,
und
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7A und 7B zwei
Ansichten einer erfindungsgemäßen flüssigkeitsabsorbierenden
Saugeinlage.
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Eine
Vorrichtung 1 zur Herstellung von flüssigkeitsabsorbierenden Saugeinlagen
umfasst ein Maschinengehäuse,
zu dem im Abstand ein Halter 2 mit einer Rolle 3 aus
Zellstoff drehbar gehalten ist. Von der Rolle 3 lässt sich
eine Bahn 4 aus Zellstoff zu einer Rampe 5 führen, die
in einer Beschickungsstation 7 mündet, die innerhalb eines schrankartigen Gehäuses 6 untergebracht
ist.
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In
der Beschickungsstation 7 ist ein Häksler bzw. eine Mühle untergebracht,
mittels dem die Bahn 4 aus Zellstoff in Fasern und kleine
flauschige Bestandteile zerkleinert wird. Der Häksler ist dabei im Wesentlichen
abgedichtet in einem Gehäuse 70 der Beschickungsstation 7 aufgenommen.
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Um
den zerkleinerten Zellstoff zu Kissen 17 zu formen, ist
ein Formband 8 vorgesehen, das um mehrere Rollen 9 umlaufend
bewegbar ist. Das Formband 8 weist Aussparungen auf, in
die Zellstoff eingefüllt
werden kann.
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Ferner
wird eine untere erste Materialbahn 12 von einer Rolle 10 zugeführt, wobei
zunächst
eine Speichereinheit 11 eine gewisse Länge der Bahn speichert, um
bei einem Wechsel der Rolle 10 die Vorrichtung nicht anhalten
zu müssen.
Die untere Materialbahn 12 kann aus einem Vliesstoff, Papier, einer
Kunststofffolie oder einem anderen geeigneten Material bestehen,
das vorzugsweise eine gewisse Luftdurchlässigkeit aufweist. Die Materialbahn 12 wird über ein
siebförmiges
Förder band 13 geführt, unter
dem eine Unterdruckkammer 14 angeordnet ist. Die Unterdruckkammer 14 ist
kanalförmig
ausgebildet und befindet sich zumindest im Bereich der Beschickungsstation 7 unterhalb
der Materialbahn 12.
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Hinter
der Beschickungsstation 7 ist ein Abstreifer 15 angeordnet,
der verhindert, dass das zerkleinerte Zellstoffmaterial aus dem
Gehäuse 70 der Beschickungsstation 7 gelangt.
Anschließend
wird an einer Rolle 34 das Formband 8 von der
unteren Materialbahn 12 abgehoben, sodass auf der unteren Materialbahn 12 voneinander
beabstandete Kissen 17 aus Zellstoff gebildet sind. Das
Formband 8 wird dabei in einem Abschnitt 16 schräg nach oben
geführt
weg von der Materialbahn 12 geführt.
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Die
Kissen 17 aus Zellstoff durchlaufen nun eine Dosierstation 22 für superabsorbierende
Partikel und eine Klebestation 21. Je nach Anwendungsfall
besteht die Möglichkeit
zusätzlich
zu den Zellulosefasern absorbierende Superabsorber-Partikel beizumischen.
Dies kann wahlweise während
der Zellstoffkissenformung in der Beschickungsstation 7 geschehen
oder in einer separaten Station 22 nach der Kissenformung
aber vor der Zuführung
einer zweiten Materialbahn zum Umschließen des Zellstoffkissens.
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In
der Klebestation 21 wird eine zweite obere Materialbahn 19,
die von einer Rolle 18 abgewickelt wird, mit Klebstoff
besprüht,
wobei die Materialbahn 19 dann über eine Walze 20 auf
die Oberseite der Kissen 17 und die untere Materialbahn 12 gedrückt wird.
Hierdurch verkleben die beiden Materialbahnen 12 und 19 miteinander,
sodass die Kissen 17 aus Zellstoff allseits umschlossen
zwischen den Materialbahnen 12 und 19 aufgenommen
sind.
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Anschließend werden
die Kissen 17 zwischen den Materialbahnen 12 und 19 einer
Schneidstation 23 zugeführt,
in denen die einzelnen Kissen 17 mit einem Rand ausgestanzt
werden können,
sodass separate Saugeinlagen 24 gebildet werden. Die Reste
der Materialbahnen 12 und 19 werden über eine
Saugeinrichtung entfernt und als Streifen 25 weggeführt. Die
so hergestellten Saugeinlagen 24 können dann über ein Förderband 28 vereinzelt
und zu Verkaufseinheiten zusammengeführt werden.
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Sollte
ein Ausschneiden der einzelnen Saugeinlagen nicht gefordert sein,
können
die Schneidwalzen voneinander abgehoben werden und die dann endlose
Materialbahn mit den Zellstoffkissen auf einer gewöhnlichen,
nachgeschalteten Aufwickeleinheit zu sogenannter Rollenware gewickelt
werden.
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Zur
Erzeugung des Unterdruckes im Bereich der Beschickungsstation 7 kann
in dem Maschinengehäuse
ein Gebläse 30 vorgesehen
sein, das in kontinuierlichem Betrieb Luft aus der Unterdruckkammer 14 absaugt.
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In 3 ist
der Bereich des Abhebens des Formbandes 8 vergrößert dargestellt.
Das Formband 8 besitzt in einer quer zur Transportrichtung
verlaufende Stege 31, die über in Längsrichtung verlaufende Ränder 32 miteinander
verbunden sind. Dadurch ist zwischen den Stegen 31 und
den Längsrändern 32 eine
Aussparung gebildet, in die Kissen 17 aus Zellstoffmaterial
angesaugt werden. Schon hier können
flüssigkeitsabsorbierende
Partikel beigemengt werden. Die Dicke des Formbandes 8 kann
in einem Bereich zwischen beispielsweise 0,5 und 3 cm liegen, wobei
je nach Einsatzzweck unterschiedlich große Aussparungen und Dicken
der Kissen 17 hergestellt werden können. Das Formband 8 wird
dann durch eine Walze 34 umgelenkt, wobei die Kissen 17 auf
der unteren Materialbahn 12 verbleiben.
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In 4 ist
der Bereich der Klebestation 21 vergrößert dargestellt. Die Klebestation 21 umfasst eine
Zufuhr 25 für
heißen
Klebstoff, der über
Düsen auf
die obere Materialbahn 19 aufgesprüht wird. Die obere Materialbahn 19 kann
dann über
die Andruckrolle 20 auf die Kissen 17 und die
untere Materialbahn 12 gedrückt werden.
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In 5 ist
die Schneidstation 23 der Vorrichtung der 1 vergrößert dargestellt.
Die Schneidstation umfasst eine Walze 23, an der metallische
Profilierungen 40 ausgebildet sind, um die Saugeinlagen
auszustanzen. Hierfür
ist eine Aufnahme 41 vorgesehen, in die die Kissen 17 aus
Zellstoff eingefügt
werden können.
Diese Aufnahme 41 ist von einem Rand 40, vorzugsweise
aus einem elastischen Material wie Silikon umgeben, der an seiner
Außenseite
eine Schneidkante 44 aufweist, an der dann die Materialbahnen 12 und 19 durchtrennt
werden. Zwischen den einzel nen Stanzprägungen 40 ist ein
Abstand 42 vorgesehen. Randseitig läuft die Stanzwalze 23 auf
Ringen 43, damit ein konstanter Abstand zwischen einer
Gegendruckwalze 45 und der Stanzwalze 23 aufrecht
erhalten wird. Durch die Geometrie der Stanzwalze 23 kann
das Restmaterial der Bahnen 12 und 19 auf einfache
Weise abgesaugt werden.
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In 6 ist
der Bereich der Beschickungsstation 7 dargestellt, in der
der Häksler
mit zwei rotierenden Walzen 71 untergebracht, durch die
die Bahn 4 aus Zellstoff durchgeführt wird, um diese in Fasern und
flauschige Bestandteile zu zerkleinern. Unterhalb der Walzen 71 wird
die erste Materialbahn 12 über das siebförmige Förderband 13 geführt, unter dem
die Unterdruckkammer 14 angeordnet ist. Auf der Materialbahn 12 wird
dann das Formband 8 über Umlenkrollen 9 geführt, damit
entsprechende Zellstoffkissen 17 gebildet werden. Das Formband 8 kann
auf einfache Weise ausgewechselt werden, um Kissen mit einer anderen
Geometrie herzustellen.
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In
den 7A und 7B ist
eine Saugeinlage 24 dargestellt, bei der ein Kissen 17 aus
Zellstoff allseitig umschlossen ist. Hierfür sind eine obere Lage 50 aus
der Materialbahn 19 und eine untere Lage 51 aus
der Materialbahn 12 in einem umlaufenden Randbereich 52 miteinander
verklebt. In dem Kissen 17 aus Zellstoff sind schematisch
dargestellte Partikel 53 aufgenommen, die die Absorptionsfähigkeit der
Saugeinlage 24 wesentlich erhöhen.
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Mit
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
lassen sich auf effektive Weise bei hoher Durchlaufgeschwindigkeit
flüssigkeitsabsorbierende
Saugeinlagen für
Lebensmittel- und Hygieneanwendungen herstellen, die konstruktiv
so beschaffen sind, das ein Austreten von Partikeln oder Fasern
aus den hergestellten Saugeinlagen sicher verhindert wird, da die Kissen
aus Zellstoff eingeschlossen sind. Dabei kann die Geometrie, die
Menge, der Absorptionsgrad und die Zusammensetzung der Kissen 17 aus
Zellstoff und absorbierenden Partikeln je nach Einsatzzweck frei
gewählt
werden, wobei die Geometrie des Formbandes 8 entsprechend
angepasst wird.
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Statt
dem Einsatz eines Klebers, der auf die obere Materialbahn 19 aufgetragen
wird, ist es auch möglich,
die Materialbahn 12 und 19 durch Heißsiegeln
miteinander zu verbinden. Auch andere Verbindungstechniken sind
möglich.
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In
dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird
für die
Bildung der Kissen 17 eine Bahn 4 aus Zellstoff
als Rohmaterial eingesetzt. Es ist natürlich auch möglich, Materialmischungen
und andere faserhaltige Stoffe vorzusehen, um entsprechende Kissen 17 zu
bilden. Der Begriff „Zellstoff" soll dabei auch solche
Mischungen aus faserhaltigen Materialien umfassen.
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Ferner
ist es für
den Bereich der Hygieneartikel möglich,
Duftstoffe oder andere Zusatzstoffe an dem Kissen 17 vorzusehen,
um die Gebrauchsfähigkeit
zu verbessern.
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Je
nach Anwendungsgebiet und Einsatz der Schneidstation können einzelnen
Saugeinlagen hergestellt werden, oder aber zusammenhängend als Endlosbahn
auf Rolle gewickelt werden, um den Transport zu vereinfachen.