DE112015000488T5

DE112015000488T5 - Versiegelungssystem

Info

Publication number: DE112015000488T5
Application number: DE112015000488.2T
Authority: DE
Inventors: Valerio Soli; Matteo Piantoni
Original assignee: GDM SpA
Current assignee: GDM SpA
Priority date: 2014-01-24
Filing date: 2015-01-22
Publication date: 2016-12-22
Also published as: US20160324695A1; JP2017510476A; US9655786B2; WO2015110983A1; CN106255483A; KR20160113232A

Abstract

Ein Ultraschallversiegelungssystem (100) in einer Maschine zur Herstellung von Verbundstoffbahnen in der Produktion von saugfähigen Hygieneartikeln umfasst eine Kontaktwalze (1), aufweisend eine Rotationsachse (R) und umfassend einen Zentralabschnitt (2) und einen Umfangsabschnitt (3), der vom Zentralabschnitt (2) getragen wird und eine Außenfläche (3a) umfasst, welche die Außenfläche der Kontaktwalze bildet. Die Kontaktwalze (1) umfasst ein Versiegelungsmuster (7) auf der Außenfläche (3a) des Umfangsabschnitts (3) und umfasst ferner Federn (11), die zwischen dem Zentralabschnitt (2) und dem Umfangsabschnitt (3) wirken, der vom Zentralabschnitt mithilfe der Federn (11) getragen wird.

Description

Technisches Gebiet
Diese Erfindung betrifft ein Versiegelungssystem und im Genaueren ein Ultraschallversiegelungssystem in einer Maschine zur Herstellung von Verbundstoffbahnen in der Produktion von saugfähigen Hygieneartikeln.
Stand der Technik
Im Sektor von Maschinen zur Fertigung von saugfähigen Hygieneartikeln, wie beispielsweise Babywindeln, Damenbinden oder dergleichen wird weithin von Ultraschallversiegelungssystemen Gebrauch gemacht.
Wie bekannt ist, umfassen Windeln eine saugfähige Einlage oder Polsterung, die normalerweise zwischen einer durchlässigen Innenlage aus Vliesstoff und einer undurchlässigen Außenlage aus Polyethylen eingeschlossen ist.
Diese Einlagen sind normalerweise aus einer Verbundstoffbahn hergestellt, d. h. einer mehrschichtigen Bahn, die in Stücke geschnitten ist.
Saugfähige Einlagen vom bekannten Typ umfassen zum Beispiel einen saugfähigen Kern, der wiederum ein saugfähiges Material umfasst, wie beispielsweise Granulat aus Superabsorberpolymermaterial (SAP), das innerhalb einer Mischung von einschließendem Zellstoff (Flocken) und saugfähigem Materialbindemittel zwischen zwei Lagen von Vliesstoff geschichtet sein kann.
Mindestens zwei Lagen der Windel können miteinander durch Siegel vereint werden, die in geeigneter Weise so hergestellt werden, dass zum Beispiel eine Vielzahl von Reihen gebildet wird, welche das saugfähige Material enthalten.
Diese Siegel sind mithilfe von Ultraschallsystemen herstellbar, die in einer Ausführungsform eine Kontaktwalze, auch bekannt als „Amboss”, umfassen, die auf ihrer zylindrischen Außenfläche ein Muster der Versiegelungslinien aufweist, die auf dem fertiggestellten Produkt herzustellen sind.
Die zuvor beschriebene Verbundstoffbahn in Lagen, aus der die Windeln oder Teile davon erhalten werden, wird auf der Oberfläche der Kontaktwalze vorgerückt.
Eine Sonotrode, welche durch eine Energiequelle durch Energie gespeist wird, wirkt auf der gegenüberliegenden Seite des Ambosses so auf die Bahn ein, dass die Siegel gemäß dem auf dem Amboss gebildeten Muster hergestellt werden.
Praktisch produziert die Sonotrode Reibung zwischen den Teilen der Bahn in geeigneten Lagen mithilfe von Schwingungen bei Ultraschallfrequenz, der durch den Amboss entgegengewirkt wird, insbesondere am auf dem Amboss gebildeten Versiegelungsmuster. Durch diese intensiven Schwingungen wird Hitze erzeugt, welche ein Schmelzen der involvierten Materialien bewirkt, wodurch die Verbundstoffbahn versiegelt und zusammengesetzt wird.
Ein Nachteil der Ultraschallversiegelungssysteme der beschriebenen Art besteht deshalb, weil im spezifischen Fall von saugfähigen Hygieneartikeln ein Teil des saugfähigen Materials, das für gewöhnlich in Granulat- oder ähnlicher Form vorliegt, in der Verbundstoffbahn entlang den Versiegelungslinien liegen kann. Daher sind die Siegel entlang dieser Linien nicht richtig hergestellt und nicht vollständig zuverlässig.
Aufgabe der Erfindung
In diesem Zusammenhang ist das Hauptziel dieser Erfindung, ein Versiegelungssystem vorzuschlagen, welches ermöglicht, die zuvor genannten Nachteile zu überwinden.
Diese Erfindung hat als Aufgabe, ein Ultraschallversiegelungssystem in einer Maschine zur Herstellung von Verbundstoffbahnen in der Produktion von saugfähigen Hygieneartikeln bereitzustellen, welches den Erhalt von zuverlässigeren Siegeln ermöglicht.
Das technische Ziel und die beschriebenen Aufgaben werden im Wesentlichen durch ein Versiegelungssystem erreicht, welches die technischen Merkmale umfasst, die in Anspruch 1 dargelegt werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Weitere Eigenschaften und Vorteile dieser Erfindung gehen deutlicher aus der nicht einschränkenden Beschreibung einer bevorzugten, jedoch nicht ausschließlichen Ausführungsform eines Versiegelungssystems hervor, das in den beigefügten Zeichnungen dargestellt ist. Es zeigt:
1 ein erfindungsgemäßes Versiegelungssystem in einer schematischen perspektivischen Ansicht, in der einige Teile der Übersichtlichkeit halber herausgelassen wurden;
2 das Versiegelungssystem aus 1 in einem schematischen Querschnitt, in dem einige Teile in Blöcken gezeigt werden;
3 das Versiegelungssystem aus 1 in einem schematischen Längsschnitt, in dem einige Teile in Blöcken gezeigt werden;
4 einen schematischen Querschnitt eines Beispiels einer Verbundstoffbahn, erhaltbar mit dem Versiegelungssystem der vorangehenden Figuren.
Ausführliche Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung
Bezug nehmend auf die beigefügten Zeichnungen bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine Kontaktwalze gemäß dieser Erfindung.
Die Walze 1 ist für ein Ultraschallversiegelungssystem 100 eines im Wesentlichen bekannten Typs konzipiert und wird insbesondere in 2 schematisch dargestellt.
Vorzugsweise ist die Walze 1 zur Versiegelung von Systemen 100 konzipiert, die in Maschinen zur Herstellung von Verbundstoffbahnen in der Produktion von saugfähigen Hygieneartikeln, wie beispielsweise Babywindeln, auf die nachfolgend ausdrücklich Bezug genommen wird, Damenbinden oder dergleichen, installiert sind.
Bezug nehmend auf 4 bezeichnet das Bezugszeichen 200 eine Verbundstoffbahn, die zur Herstellung von nicht dargestellten Windeln verwendet wird.
Die Windeln umfassen eine saugfähige Einlage oder Polsterung, die normalerweise zwischen einer durchlässigen Innenlage aus Vliesstoff und einer undurchlässigen Außenlage aus Polyethylen eingeschlossen ist.
Die Bahn 200 wird zum Beispiel zur Herstellung der Windelpolsterung verwendet und umfasst einen zwischen zwei Lagen 201, 202 Vliesstoff geschichteten saugfähigen Kern.
Der saugfähige Kern umfasst ein saugfähiges Material 203, wie beispielsweise Granulat aus Superabsorberpolymermaterial (SAP), das zwischen den Lagen 201, 202 Vliesstoff geschichtet ist.
In der fertiggestellten Windel sind die zwei Lagen 201, 202 Vliesstoff durch geeignete Siegel miteinander verbunden.
Die Siegel können beispielsweise eine Vielzahl von Zellen zum Enthalten des saugfähigen Materials bilden und können kontinuierlich oder separat sein, das heißt, sie können je nach Anforderungen gemäß unterschiedlichen Mustern hergestellt sein.
Diese Siegel werden auf der Bahn 200 mithilfe des Versiegelungssystems 100 hergestellt.
Das Versiegelungssystem 100 umfasst im Grunde eine Ultraschallvibrationsenergiequelle, dargestellt als ein Block 101, eine Sonotrode, schematisch als ein Block 102 dargestellt, die in Verbindung mit der Quelle 101 steht, um die Schwingungsenergie auf die zu versiegelnde Bahn 200 zu übertragen, und die zuvor genannte Walze 1, auch genannt „Amboss”, welche die Bahn 200 trägt und deren Eigenschaften nur soweit beschrieben werden, wie sie zum Verständnis dieser Erfindung notwendig sind.
Die Walze 1 weist eine Rotationsachse R auf und umfasst einen Zentralabschnitt 2 und einen Umfangsabschnitt 3.
Der Zentralabschnitt 2 umfasst eine Welle 4, durch welche die Walze 1 mit einer Konstruktion 5 verbunden ist, welche die Walze 1 trägt.
Der Umfangsabschnitt 3 wird vom Zentralabschnitt 2 getragen und weist eine Außenfläche 3a auf, welche die Außenfläche der Walze 1 bildet, die dazu konzipiert ist, die Bahn 200 zu tragen und auf die die Sonotrode 102 einwirkt.
Die Walze 1 umfasst ein Ansaugsystem, das schematisch als ein Block 6 dargestellt ist, das so in Verbindung mit der Außenfläche 3a des Umfangsabschnitts steht, dass die Verbundstoffbahn 200 gegen die Walze 1 gehalten wird.
Das Ansaugsystem 6 ist von im Wesentlichen bekanntem Typ und wird nicht näher beschrieben.
Die Kontaktwalze 1 umfasst ein Versiegelungsmuster 7 auf der Außenfläche 3a des Umfangsabschnitts 3, welches das Versiegelungsmuster der Bahn 200 bestimmt.
Das Versiegelungsmuster 7 liegt auf der Außenfläche 3a des Umfangsabschnitts als Relief vor, das heißt es wird durch eine Vielzahl von Elementen 8 gebildet, welche als Relief von der Oberfläche 3a auskragen, und die in geeigneter Weise über die Oberfläche 3a verteilt sind.
Wie insbesondere in 2 dargestellt wird, umfasst die Kontaktwalze 1 Aufhängungsmittel, vorzugsweise elastische, die zwischen dem Zentralabschnitt 2 und dem Umfangsabschnitt 3 wirken.
Vorteilhafterweise ist durch die Aufhängungsmittel der Umfangsabschnitt 3 mit dem Zentralabschnitt 2 verbunden.
Im Genaueren ist der Umfangsabschnitt 3 mit dem Zentralabschnitt 2 durch ein Anschlusssystem verbunden, das schematisch als ein Block 9 dargestellt wird.
Eine auf den Zentralabschnitt 2 ausgeübte Drehbewegung wird mithilfe des Anschlusssystems 9 auf den Umfangsabschnitt 3 übertragen.
Der Umfangsabschnitt 3 ist mit dem Zentralabschnitt 2 durch die Aufhängungsmittel verbunden, welche eine Bewegung des Umfangsabschnitts 3 relativ zum Zentralabschnitt 2 entlang einer Richtung ermöglichen, die vorzugsweise quer zur Rotationsachse R ist.
Die Aufhängungsmittel dämpfen die Schwingungen, die durch die Sonotrode 102 auf die Walze 1 während der Versiegelung ausgeübt werden.
Da der Abschnitt 3 frei schwingen kann, weil er nicht starr mit der Trägerkonstruktion 5 verbunden ist, schwingt er außerdem ebenfalls und vermehrt die Schwingungen, die durch die Sonotrode 102 ausgeübt werden.
In der in den beigefügten Zeichnungen dargestellten bevorzugten Ausführungsform besteht der Umfangsabschnitt 3 aus einer Vielzahl von Sektoren 10, vier im dargestellten Beispiel, von denen jeder durch das Anschlusssystem 9 und die Aufhängungsmittel mit dem Zentralabschnitt 2 verbunden ist.
Die Sektoren 10 sind vorzugsweise unabhängig voneinander, sodass sie unabhängig voneinander relativ zum Zentralabschnitt 2 bewegbar sind.
Die Sektoren 10 bilden den Abschnitt 3 und werden rotierend vom Zentralabschnitt 2 mitgeführt.
Wie dargestellt ist der Umfangsabschnitt 3 im Wesentlichen ein Hohlzylinder, der vorzugsweise von den Sektoren 10 gebildet wird, dessen Außenfläche die zuvor genannte Oberfläche 3a bildet.
Praktisch ist der Zentralabschnitt 2 in den Zylinder eingeführt und damit wie oben beschrieben verbunden, insbesondere durch das Anschlusssystem 9 und die Aufhängungsmittel.
Wenn man sich die Aufhängungsmittel genauer ansieht, bemerkt man, dass in der beispielhaft dargestellten Ausführungsform die Aufhängungsmittel eine Vielzahl von elastischen Schubelementen 11, wie beispielsweise Federn, umfassen, auf die hier ausdrücklich Bezug genommen wird, ohne die Erfindung einzuschränken.
Die Wirkungslinie der Federn 11 ist vorzugsweise im Wesentlichen radial, das heißt, sie verläuft durch die Rotationsachse R der Walze 1.
In nicht dargestellten alternativen Ausführungsformen umfassen die Aufhängungsmittel Pneumatik- oder Hydraulik- oder sogar Elastomersysteme.
Wie dargestellt umfassen die Aufhängungsmittel für jede Feder 11 ein Gehäuse 11a, das im Zentralabschnitt 2 der Walze 1 ausgebildet ist.
Die Aufhängungsmittel umfassen für jede Feder 11 ein Gehäuse 11b, das im Umfangsabschnitt 3 der Walze 1 ausgebildet ist.
Jedes Gehäuse 11a ist einem entsprechenden Gehäuse 11b und der jeweiligen Feder 11 zugewandt, die im Raum enthalten ist, der von den Gehäusen 11a und 11b definiert wird.
Mit anderen Worten weist der Zentralabschnitt 2 der Walze 1 auf ihrer Außenfläche eine Vielzahl von Gehäusen 11a auf, von denen jedes zu einer jeweiligen Feder 11 gehört.
Die Gehäuse 11b sind in der Innenfläche des Umfangsabschnitts 3 der Walze 1 gebildet und jedes ist einem entsprechenden Gehäuse 11a im Abschnitt 2 zugewandt.
Jedes elastische Element 11 wird in einem entsprechenden Raum gehalten, der von den Abschnitten 2 und 3 der Walze 1 an den Gehäusen 11a und den jeweiligen Gehäusen 11b gebildet wird.
Die beschriebene Erfindung verschafft bedeutende Vorteile.
Bei der Verwendung wird die Bahn 200 auf der Oberfläche der Walze 1 vorgerückt, welche den Amboss des Versiegelungssystems bildet.
Der Abschnitt 3 der Walze 1, welcher die Bahn berührt, wird von der Sonotrode zum Schwingen gebracht, da er an den Federn aufgehängt ist, welche eine Steuerung der Schwingungswirkung in geeigneter Weise ermöglicht. Im Fall einer bevorzugten Verwendung bei der Produktion einer Bahn 200 des zuvor beschriebenen Typs wird durch das Schwingen des Abschnitts 3 Material, wie beispielsweise das saugfähige Material 203, von den Elementen 8 ferngehalten, sodass es nicht die Wirkung der Sonotrode beeinträchtigt, welche so frei ist, um optimale Siegel herzustellen. Im Prinzip bleiben an den Siegeln die Lagen Vliesstoff ohne dazwischen gefangene Fremdkörper, wie beispielsweise das SAP, miteinander in Kontakt, sodass die entstehenden Versiegelungen frei von Fehlern sind.

Claims

Ultraschallversiegelungssystem in einer Maschine zur Herstellung von Verbundstoffbahnen in der Produktion von saugfähigen Hygieneartikeln, wobei das Versiegelungssystem eine Kontaktwalze umfasst, wobei die Kontaktwalze eine Rotationsachse (R) aufweist und einen Zentralabschnitt (2) und einen Umfangsabschnitt (3), der vom Zentralabschnitt (2) getragen wird und eine Außenfläche (3a) umfasst, welche die Außenfläche der Kontaktwalze bildet, umfasst, wobei die Kontaktwalze ein Versiegelungsmuster (7) auf der Außenfläche (3a) des Umfangsabschnitts (3) umfasst, wobei die Kontaktwalze dadurch gekennzeichnet ist, dass sie Aufhängungsmittel (11, 11a, 11b) umfasst, die zwischen dem Zentralabschnitt (2) und dem Umfangsabschnitt (3) wirken, wobei der Umfangsabschnitt (3) mit dem Zentralabschnitt (2) mithilfe der Aufhängungsmittel (11, 11a, 11b) verbunden ist.
Versiegelungssystem nach Anspruch 1, wobei der Umfangsabschnitt eine Vielzahl von Sektoren (10) umfasst, die jeweils mithilfe von entsprechenden Aufhängungsmitteln (11, 11a, 11b) mit dem Zentralabschnitt (2) verbunden sind.
Versiegelungssystem nach Anspruch 2, wobei die Sektoren (10) unabhängig voneinander sind.
Versiegelungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Aufhängungsmittel (11, 11a, 11b) eine Vielzahl von elastischen Elementen (11) umfassen.
Versiegelungssystem nach Anspruch 4, wobei die elastischen Elemente (11) eine im Wesentlichen radiale Wirkungslinie aufweisen.
Versiegelungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, umfassend ein in Verbindung mit der Außenfläche (3a) des Umfangsabschnitts (3) stehendes Ansaugsystem (6) zum Halten einer Verbundstoffbahn (200), die von der Kontaktwalze zugeführt wird.
Versiegelungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Umfangsabschnitt (3) wie ein Hohlzylinder geformt ist, wobei die Seitenfläche des Hohlzylinders die Außenfläche (3a) des Umfangsabschnitts (3) bildet, wobei der Zentralabschnitt (2) in den Hohlzylinder eingeführt ist.
Versiegelungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Versiegelungsmuster (7) auf der Außenfläche (3a) des Umfangsabschnitts erhoben ist.