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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung
von Hygieneprodukten mit einer mit einer Vorrichtung zum Aufbringen
eines Absorbermaterials auf ein Trägermaterial und einer Vorrichtung
zum Aufbringen eines Abdeckmaterials auf das Absorbermaterial.
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Derartige
Vorrichtungen bestehen in der Regel aus so genannten Linienfertigungsstraßen von zwischen
15 und 35 m Länge,
denen die verschiedenen Materialien für die Hygieneprodukte an verschiedenen
Abschnitten zugeführt
werden, und an deren Ende ein komplettes, mit Hygieneprodukten bestücktes Paket
die Linienfertigungsstraßen
verlässt.
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Die
große
Länge der
Linienfertigungsstraßen,
die durch die Vielzahl verschiedener Arbeitsgänge bedingt ist, führt zu großen Kapazitätsproblemen.
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Aus
der
DE 43 35 919 A1 ist
eine Vorrichtung zum Herstellen von Hygieneartikeln bekannt, das
als Zentralrad eine Vakuumtrommel mit Vertiefungen aufweist, wobei
das Zusammenfügen
der einzelnen Lagen und Schichten auf dem Zentralrad erfolgt Hierbei
werden die Lagen und Schichten in die die Form des Hygieneprodukts
vorgebenden Vertiefungen eingebracht, beispielsweise ein Flockenkern
von einem Flockenrad unter Zwischenschaltung eines Übergaberads.
Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
Vorrichtung und ein Verfahren der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen,
das sich durch ein verbessertes und vereinfachtes Arbeitsverhalten
auszeichnet.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
die Merkmale der Ansprüche
1 und 15.
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Wesentlich
hierbei ist, dass die Trommel als Vakuumtrommel ausgeführt ist,
was zu einem Antrieb des Trägermaterials
nebst etwaiger aufgebrachter Schichten direkt am zylinderförmigen Trommelumfang
führt,
wodurch Materialspannungen während des
Produktionsprozesses und insbesondere im Endprodukt vermieden werden.
Die Vakuumtrommel ermöglicht
es hierbei, auf aufwendige Spannungsausgleicher bei den verschiedenen
zugeführten
Materialien zu verzichten, da sich zum einen die Fördergeschwindigkeit
des Trägermaterials
und zum anderen die Zufuhrgeschwindigkeit des hierauf aufgebrachten
Materials elastisch an die Drehgeschwindigkeit der Trommel, insbesondere
aber an die jeweiligen Materialeigenschaften angleichen. Schließlich führt das
Verwenden der Vakuumtrommel dazu, dass ein Verlaufen des jeweiligen
Materialstranges ausgeschlossen werden kann.
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Eine
solche Transportvorrichtung ermöglicht es,
dass die gesamte Produktionsstraße in einem wesentlichen Bereich
stark verkürzt
werden kann, indem das Trägermaterial
entlang der Transportvorrichtung fast kreisförmig umläuft und hierdurch verschiedene
Produktionsschritte übereinander
und damit entsprechend platzsparend angeordnet werden können.
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Ein
besonderer Vorteil ergibt sich dadurch, dass die Trommel einerseits
mit der Vorrichtung zum Aufbringen des Absorbermaterials und andererseits mit
der Vorrichtung zum Aufbringen des Abdeckmaterials zusammenwirkt.
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Hierdurch
ergibt sich der besondere Vorteil, dass eine der kritischen Übergabestellen
zwischen der Vorrichtung zum Aufbringen des Absorbermaterials und
der Vorrichtung zum Aufbringen des Abdeckmaterials dadurch umgangen
wird, dass beide Produktionsschritte auf derselben Transportvorrichtung, nämlich der
Trommel durchgeführt
werden, wodurch zum einen ein Schlupf im Materialtransport verhindert
wird und zum anderen auf teure und wartungsintensive Verschleißteile wie
etwa Transportbänder, Zahnriemenförderer etc.
in diesen Bereichen verzichtet werden kann. Außerdem führt das Zusammenfassen verschiedener
Produktionsschritte in einem auf die ohnehin eine verhältnismäßig kurze
Baulänge aufweisende
Trommel reduzierten Bereich dazu, dass die Gesamtlänge der
Produktionsstraße
entsprechend stark reduziert wird.
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Die
gemeinsame Transportvorrichtung und insbesondere die Transporttrommel
bietet darüber
hinaus den Vorteil, dass sie als abstützendes Widerlager insbesondere
für die
Vorrichtung zum Aufbringen des Abdeckmaterials fungieren kann, wodurch
die hierfür
sonst erforderlichen Gegenrollen eingespart werden können. Außerdem sorgt
im Bereich der Vorrichtung zum Aufbringen des Absorbermaterials
die Transportvorrichtung dafür,
dass das Absorbermaterial gegen das Trägermaterial gedrückt wird
und hierbei die der Produktionsgeschwindigkeit angepasste Materialzufuhr
des Absorbermaterials aufgrund der Drehung der Vakuumtrommel durch
diese selbst erfolgen kann; gleiches gilt für den Bereich der Vorrichtung
zum Aufbringen des Abdeckmaterials, wobei ebenfalls die Vakuumtrommel
nicht nur der Anpresskraft der Vorrichtung zum Aufbringen des Abdeckmaterials
entgegenwirkt, sondern gleichzeitig diese Vorrichtung derart antreibt,
dass die Materialzufuhr exakt an die Fördergeschwindigkeit des Trägermaterials angepasst
wird.
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Ein
weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung kommt dann zum Tragen,
wenn die Hygieneprodukte bezogen auf die Förderrichtung, also insbesondere
die Drehrichtung der Trommel bei Herstellung und Transport in Querrichtung
orientiert sind, wodurch die Förderge schwindigkeit
erheblich gesenkt wird, ohne jedoch dadurch die Produktionsgeschwindigkeit
zu verändern.
Gleichzeitig kann durch die Herstellung der Hygieneprodukte in Querrichtung der
Durchmesser der Vorrichtung zum Aufbringen des Absorbermaterials
reduziert werden, ohne auch die wirksame Übergabefläche von der jeweiligen Vorrichtung
auf die Transportvorrichtung bzw. die Trommel zu reduzieren, wodurch
sich der Bauraum der gesamten Herstellungsvorrichtung weiter verkleinern lässt.
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Das
Anordnen der Hygieneprodukte in Querrichtung bei Transport und Herstellung
beeinflusst auch sonst in erheblichem Maße den Bauraum der gesamten
Vorrichtung zum Herstellen von Hygieneprodukten, da demgemäß natürlich auch
die Transportvorrichtung, also die Vakuumtrommel, bei gleicher von
ihr beförderter
Hygieneproduktstückzahl
in ihrem Durchmesser kleiner ausgeführt werden kann, ohne dass
hierdurch die Durchsatzgeschwindigkeit erheblich beeinträchtigt würde.
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Diese
Durchsatzgeschwindigkeit lässt
sich in vorteilhafter Weise noch dadurch erhöhen, dass zwei oder sogar mehrere
Produkte nebeneinander und hierbei insbesondere versetzt angeordnet
sind, wobei der Versatz derart gewählt werden kann, dass der Verschnitt
dadurch reduziert wird, dass die beim Ausschneiden der Hygieneprodukte
normalerweise entfernten Materialteile nunmehr für daneben angeordnete Hygieneprodukte
verwendet werden.
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Zweckmäßigerweise
ist die Vorrichtung zum Aufbringen des Abdeckmaterials bezogen auf
die Förderrichtung
des Trägermaterials
und insbesondere die Drehrichtung der Trommel hinter der Vorrichtung
zum Aufbringen des Absorbermaterials angeordnet, und dies eben an
ein und derselben Transportvorrichtung, was den wesentlichen Aspekt
für die Baulängenreduzierung
darstellt.
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Vorteilhafterweise
wirkt die Transportvorrichtung bzw. die Trommel darüber hinaus
aber auch noch mit einer Vorrichtung zum Verdichten des Absorbermaterials
zusammen und wirkt gleichzeitig als Widerla ger für die Verdichtungsvorrichtung,
so dass auch hier wieder auf eine Gegenrolle verzichtet werden kann.
Die Verdichtungsvorrichtung ist – bezogen auf die Förderrichtung
des Trägermaterials
bzw. die Drehrichtung der Trommel – zweckmäßigerweise zwischen der Vorrichtung
zum Aufbringen des Absorbermaterials und der Vorrichtung zum Aufbringen des
Abdeckmaterials angeordnet, wobei diese drei Produktionsschritte
kaum mehr als ein Viertel eines Kreis- bzw. des Trommelumfanges
beanspruchen, gleichzeitig aber diese drei Produktionsschritte bereits
einen wesentlichen Teil am gesamten Herstellungsverfahren ausmachen.
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Zusätzlich zu
diesen drei Produktionsschritten ist es weiterhin zweckmäßig, wenn – bezogen
auf die Förderrichtung
des Trägermaterials
bzw. die Drehrichtung der Trommel – vor der Vorrichtung zum Aufbringen
des Absorbermaterials an der Außenseite der
Transportvorrichtung bzw. der Trommel eine Klebevorrichtung vorgesehen
ist, und wenn die Klebevorrichtung zum Auftragen eines das Absorbermaterial
am Trägermaterial
festlegenden Klebemittels, insbesondere eines Heißklebers
dient, welches auf das Trägermaterial
noch vor Durchlaufen der Vorrichtung zum Aufbringen des Absorbermaterials
aufgetragen wird.
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Was
die Vorrichtung zum Aufbringen des Abdeckmaterials betrifft, so
weist diese zweckmäßigerweise
eine Abdeckfolienzufuhr einerseits und eine Schutzfolienzufuhr andererseits
auf und schließlich noch
eine zweite Klebevorrichtung, die zum Auftragen eines Klebemittels
auf die Schutzfolie dient, bevor Schutzfolie und Abdeckfolie in
der Vorrichtung zum Aufbringen des Abdeckmaterials zusammengefasst
werden. Hierdurch besteht das Abdeckmaterial aus der Abdeckfolie
und der durch das Klebemittel auf die Abdeckfolie aufgeklebten Schutzfolie.
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Die
Vorrichtung zum Aufbringen des Abdeckmaterials weist zweckmäßigerweise
eine Querverschlusswalze auf, die das vereinzelt oder als Gesamtheit
zugeführte
Abdeckmaterial auf das Trägermaterial aufbringt
unter Verwendung der Transportvorrichtung bzw. der Trommel als Widerlager.
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Bezüglich der
einzelnen Materialien empfiehlt es sich, wenn die Schutzfolie aus
Silikonpapier oder hochgeprägter
Folie, die Abdeckfolie aus einer PE-Folie, das Absorbermaterial aus Flocken
wie etwa Air Laid und wenn das Trägermaterial aus einem so genannten
Non Woven bestehen. Insgesamt handelt es sich bei den so zusammengesetzten
Hygieneprodukten zweckmäßigerweise
um Damenbinden oder Slipeinlagen.
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Somit
greift bezogen auf den Umfang der Transporttrommel zuerst die Materialrolle
für das
Trägermaterial
an der Vakuumtrommel an, wobei das Vakuum dafür sorgt, dass das Trägermaterial
gegen die rotierende Oberfläche
der Trommel gedrückt
und von dieser Oberfläche
mitgenommen wird, anschließend
läuft das
Trägermaterial
an der ersten Klebevorrichtung vorbei, erhält dort einen Leimauftrag,
an dem sich in der nachfolgenden Vorrichtung zum Aufbringen des
Absorbermaterial die Flocken von einem Flockenformrad durch das
Vakuum abstreifen und durch den Leimauftrag auf dem Trägermaterial
fixieren lassen. Diese angeklebten Flocken werden nachfolgend durch
die Verdichtungsvorrichtung, die aus einer Kalandrierwalze besteht,
verdichtet, bevor in der Vorrichtung zum Aufbringen des Abdeckmaterials
zum einen das Bedecken des Absorbermaterials durch die Abdeckfolie
und das gleichzeitige Verschließen
mittels der erwähnten
Querverschlusswalze oder alternativ durch ein Ultraschallverfahren
erfolgt und zum anderen aber auch die Schutzfolie zusammen mit einer
in der zweiten Klebevorrichtung aufgetragenen Silikonleimung auf
der Abdeckfolie befestigt wird, wobei diese Schutzfolie insbesondere dazu
dient, die Klebestellen so lange zu versiegeln, bis das Hygieneprodukt
verwendet wird und die Klebestellen zur Fixierung des Hygieneprodukts
an der jeweiligen Kleidung dienen.
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Nach
dem Durchlaufen der Vorrichtung zum Aufbringen des Abdeckmaterials
werden die verschlossenen aber noch durch das Trägermaterial miteinander verbundenen
einzelnen Hygieneprodukte über
die Transportvorrichtung bzw. die Vakuumtrommel weiterbefördert, bis
sie in einen Umfangsbereich der Transportvorrichtung bzw. der Trommel
gelangen, in dem kein Vakuum mehr besteht und in dem durch eine
Umlenkwalze der gesamte Materialstrom von der Transportvorrichtung
bzw. der Trommel abgehoben und weitertransportiert wird. Bei den
anschließenden
Produktionsschritten erfolgt noch der Endschnitt, also das Vereinzeln,
sowie das Falten und Stapeln der Produkte.
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Alles
in allem ermöglicht
das kompakte Anordnen der vielen verschiedenen Produktionsschritte an
einer einzigen Transportvorrichtung bzw. -trommel die Reduzierung
der Baulänge
von ca. 15 bis 25 m auf etwa 3 m, wodurch zum einen sich enorme
Kosten einsparen lassen und zum anderen die Aufstellungs- und Anwendungsmöglichkeiten
derartiger Herstellungsvorrichtungen erheblich vergrößert werden.
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Neben
der Vorrichtung zum Herstellen von Hygieneprodukten stellt die vorliegende
Erfindung auch ein Verfahren zur Herstellung von Hygieneprodukten
mit den Merkmalen von Anspruch 15.
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Hierbei
ist wesentlich, dass das Trägermaterial
an der Trommel mittels Vakuum derart festgelegt wird, dass es durch
die Rotation der Trommel in deren Drehrichtung mitgenommen und weitertransportiert
wird. Das Vakuum ist derart eingestellt, dass die Spannung der zugeführten Materialien
selbsttätig
gesteuert wird, wodurch ein Verzicht auf separate Vorrichtungen
zur Steuerung der Spannungen der zugeführten Materialien ermöglicht wird.
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Außerdem wird
als wesentlich für
das Verfahren zur Herstellung von Hygieneprodukten angesehen, dass
das Trägermaterial
zu der Vorrichtung zum Aufbringen des Absorbermaterials und zu der Vorrichtung
zum Aufbringen des Abdeckmaterials unter Änderung der Transportvorrichtung
und des Höhenniveaus
entlang einer insbesondere kreis- oder kreissegmentähnlichen
Bahnkurve transportiert wird, wobei vor allem eine Transportvorrichtung
Verwendung finden kann, die aus mehreren insbesondere kreisförmig zueinander
angeordneten Unlenkrollen besteht.
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Schließlich werden
die Hygieneprodukte bei Herstellung und Transport zweckmäßigerweise
in Querrichtung bezogen auf die Drehrichtung der Trommel angeordnet.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der
Zeichnung; hierbei zeigen
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1 eine
schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung von
Hygieneprodukten; und
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2 ein beispielhaftes mittels der Vorrichtung
gefertigtes Hygieneprodukt in Seitenansicht und Draufsicht.
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In 1 ist
eine Vorrichtung 1 zur Herstellung von Hygieneprodukten
dargestellt, deren zentrale Komponente eine Vakuumtrommel 2 ist,
deren Vakuumbereich schraffiert dargestellt ist und ca. drei Viertel
des Trommelumfanges ausmacht. Im oberen Bereich der Trommel (bei
etwa 0° bezogen
auf den kreisförmigen
Trommelumfang) liegt eine Materialrolle 3 mit Non Woven
als Trägermaterial 4 an,
wobei das Trägermaterial
durch das Vakuum der Trommel von der Materialrolle abgelöst und entsprechend
der Drehung der Trommel im Gegenuhrzeigersinn mitgenommen wird.
Hierbei unterquert das Trägermaterial die
erste Klebevorrichtung 5, in der Leim bzw. Heißkleber 22 auf
das Non Woven (bei etwa 45° bezogen auf
den kreisförmigen
Trommelquerschnitt) aufgetragen wird.
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Die
Vakuumtrommel transportiert dieses mit Leim beaufschlagte Trägermaterial
anschließend
in die Vorrichtung 6 zum Aufbringen des Absorbermaterials,
die aus einem Flockenformrad 7 besteht, welches Flocken 23 aus
einer Flockenkammer 8 durch Vakuum ansaugt und in Richtung
des Trägermaterials
transportiert, wobei jedoch eine Ab kämmwalze 9 zur Vergleichmäßigung des
Flockenmaterials sorgt. Im Übergabebereich,
in dem das Flockenformrad am Trägermaterial
anliegt, sorgt das Vakuum der Transporttrommel 2 für ein Ansaugen
der Flocken auf das Trägermaterial 4,
wobei in diesem Übergangsbereich das
Flockenformrad 7 zur besseren Übergabe kein Vakuum aufweist.
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Ausgehend
von diesem Übergabebereich (der
ungefähr
unter 90° bezogen
auf die Trommel angeordnet ist) wird das mit Absorbermaterial bestückte Trägermaterial
an einer Kalandrierwalze 10 vorbeigeführt, die das Absorbermaterial
(bei etwa 135° bezogen
auf die Trommel) verdichtet, worauf hin (bei etwa 180° bezogen
auf den drei kreisförmigen
Trommelquerschnitt) eine Vorrichtung 11 zum Aufbringen
des Abdeckmaterials die Gesamtheit aus Trägermaterial 4 und
Absorbermaterial 23 beaufschlagt. In dieser Vorrichtung 11 wird
von einer Materialrolle 12 Silikonpapier 26 abgezogen,
das als Schutzfolie fungiert, und an einer zweiten Klebevorrichtung 13 mit
Silikonleim 25 versehen, bevor es in Anlage an eine Materialrolle 14 für PE-Folie 24 gelangt
und durch den Silikonleim gegen die PE-Folie festgelegt wird.
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Anschließend wird
die Gesamtheit des Abdeckmaterials aus Abdeckfolie und Schutzfolie über eine
Querverschlusswalze 15 umgelenkt, über die Gesamtheit aus Trägermaterial
und Absorbermaterial gelegt und gleichzeitig durch die Querverschlusswalze
an dem Trägermaterial
fixiert.
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Die
sich hierdurch ergebenden fertigen Damenbinden sind durch das kontinuierliche
Trägermaterial
und das ebenso kontinuierliche Abdeckmaterial miteinander verbunden
und werden durch die Vakuumtrommel weiter in Förderrichtung im Gegenuhrzeigersinn
weitertransportiert, bis sie (bei etwa 250°) einen vakuumfreien Abschnitt
erreichen, in dem mangels des Vakuums keine größeren Anpresskräfte mehr
auf das Trägermaterial
gegenüber
der Vakuumtrommel einwirken. Kurz nach Erreichen dieses Abschnittes
wird die Gesamtheit aus Trägermaterial, Absorbermaterial
und Abdeckmaterial von einer Umlenkrolle 16 von der Trommel
abgehoben und an einer Endschnittwal ze 17 vorbeigeführt, die
den Endschnitt des Produktes und somit die Vereinzelung der Damenbinden
durchführt.
Die Umlenkrolle 16 übergibt
die vereinzelten Damenbinden an eine Flügelfaltrolle 18, die
ebenfalls als Vakuumrolle ausgeführt
ist und zum Umklappen der Flügel
der Damenbinden dient, wobei zuvor durch eine dritte Klebevorrichtung 19 einzelne
Klebepunkte zur Fixierung der Flügel
aufgebracht werden. Anschließend
werden die vereinzelten und zusammengefalteten Damenbinden in eine
Fächerscheibe 20 gegeben,
die einzelne Produktstapel bildet, welche durch eine (nicht dargestellte)
Verpackungsvorrichtung stapelweise in einem Beutel verpackt werden.
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2a zeigt
eine Flügeldamenbinde 21 in Draufsicht
und 2b die Damenbinde in geschnittener Seitenansicht,
wobei die einzelnen Schichten zu erkennen sind, nämlich das
Non Woven 4, den Leim-Sprühauftrag 22, das Air
Laid 23, die PE-Abdeckfolie 24, die Silikonleimpunkte 25 sowie
das Silikonpapier 26 und schließlich die Leimpunkte 27 zur Fixierung
der Flügel.
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In 2a ist
eine Damenbinde 21 zum einen in ausgebreitetem (rechts)
und zum anderen in zusammengefalteten Zustand (links) mit eingeklappten Flügel dargestellt.
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Zusammenfassend
bietet die vorliegende Erfindung den Vorteil, dass durch Verwendung
ein und derselben aus einer Trommel bestehenden Transportvorrichtung
für verschiedene
Produktionsabschnitte sowohl erhebliche Platzeinsparungen möglich sind
als auch der Einbau verschleißanfälliger Einzelteile
wie etwa Transportbänder
vermieden werden kann, wodurch die gesamte Herstellungsvorrichtung insgesamt
wartungsfreundlicher und kostengünstiger ist.