DE60005827T2

DE60005827T2 - Heisssiegelrolle und heisssiegelrollenelement, insbesonderes zur herstellung eines tampons für frauenhygiene und verfahren dafür

Info

Publication number: DE60005827T2
Application number: DE60005827T
Authority: DE
Inventors: Hans-Werner Schoelling
Original assignee: Johnson and Johnson GmbH
Current assignee: Johnson and Johnson GmbH
Priority date: 1999-06-30
Filing date: 2000-06-30
Publication date: 2004-08-05
Anticipated expiration: 2020-07-01
Also published as: NO20016424L; EP1189566B1; WO2001001903A1; CN1191924C; EP1189566A1; CA2373803C; RU2255865C2; CA2373803A1; CA2634718A1; DE60005827D1; AU6266700A; KR20020016857A; CA2634718C; MXPA02000241A; BR0012460A; CN1364069A; NO20016424D0

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Siegelwalze, insbesondere für eine Einrichtung zum Herstellen eines Tampons für die Frauenhygiene, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Tampons.
Hintergrund der Erfindung
Friese, U.S. Patent Nr. 4,816,100, offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Tampons für die Frauenhygiene. Das Verfahren umfaßt das Teilen eines fluiddurchlässigen und wenigstens teilweise thermoplastischen Materials und ein Heißsiegeln von diesem auf ein absorbierendes nicht gewebtes Fasermaterial oder eine Vliesbahn. Einzelne Abschnitte des Absorbers werden aus dem Vliesbahnvorrat abgetrennt und auf sich selbst zu einem Tamponrohling mit einem Rückholband aufgewickelt. Das fluiddurchlässige Abdeckmaterial wird dabei auf dem Umfang des Tamponrohlings positioniert und umschließt ihn im wesentlichen vollständig. Abschließend wird der Tamponrohling radial in die Endform des Tampons gepreßt. Friese verwendet auch eine Siegelwalze zum Heißsiegeln des Abdeckmaterials auf die Vliesbahn oder den Vliesbahnabschnitt. Die Siegelwalze von Friese umfaßt heizbare Siegelelemente, die um den Umfang der Siegelwalze im Abstand voneinander angeordnet sind. Zwischen diesen Siegelelementen sind Isolierelemente angeordnet. Dadurch wechseln sich die Siegelelemente der Siegelwalze und die Isolierelemente um die Oberfläche der Siegelwalze in Drehrichtung ab.
Wilkes et al., U.S. Patent Nr. 5,634,914, offenbart mehrgliedrige regenerierte Zellulosefasern, wobei in den Patentansprüchen eine hohe Absorption und einen bauwollartigen Griff vorsehen ist. Es wird beschrieben, daß diese Tampons eine gute Stabilität und Absorptionsfähigkeit aufweisen. Sich longitudinal erstreckende Tampons mit diesen Fasern besäßen eine geringere Expansion als herkömmliche, sich longitudinal erstreckende Tampons.
U.S. 2,958,366 offenbart eine Heißsiegelvorichtung, um Bahnen aus einem Kunststoff und einem anderen Material miteinander zu versiegeln, zum Herstellen von Testproben unter verschiedenen Bedingungen hinsichtlich der Temperatur und der Zeit der Wärmebhandlung, um die optimalen Siegelbedingungen des zu verarbeitenden Materials zu bestimmen. Die Vorrichtung umfaßt eine drehbare Siegelwalze mit mehreren beabstandeten keilförmigen Heizsegmenten, die auf verschiedene Temperaturen aufgeheizt werden können, um den Einfluß der Temperatur jedes Siegelelements auf das erlangte Siegelresultat zu testen. Jedes Siegelsegment ist mit einer peripheralen Arbeitsstruktur von Kräuselzähnen, die darauf angeformt sind, versehen.
Schließlich offenbart Nguyen et al., WO97/23185, Tampons, die bei Vorliegen einer hohen Feuchtigkeit nach dem Einführen in den Körper eines Benutzers expandieren können, um das Auftreten einer vorzeitigen Umgehungsleckage zu vermeiden. Dieser Tampon ist eine im wesentlichen zylindrische Masse aus komprimierten Fasern, die in einer flüssigkeitsdurchlässigen Abdeckung eingeschlossen sind. Der Tampon besitzt eine Stabilität von wenigstens etwa 15 N und ist in der Lage, radial zu expandieren, wenn er einer feuchten Umgebung ausgesetzt ist. Der Radius wächst um wenigstens 10% nach 15 Minuten bei einer relativen Feuchte von 90% bei 40°C an. Bei diesem Tampon sind insbesondere mehrgliedrige Fasern, wie jene bei Wilkes et al., verwendbar. Diese Fasern sind verhältnismäßig fest, um der vorzeitigen Expansion des Tampons zu dienen.
Das Herstellen dieser Fasern verursacht jedoch Schwierigkeiten, insbesondere wenn ein Faserstoff mit festen Fasern, wie die mehrgliedrigen Fasern von Wilkes, unerwarteten oder unerwünschten Verzögerungen bei der Herstellung ausgesetzt werden. Solche Verzögerungen können ermöglichen, daß vorhergehend kalandrierte oder komprimierte Faserbahnen aufblühen oder expandieren, möglicherweise aufgrund von Feuchtigkeit, wie bei Nguyen et al. beschrieben. Diese Expansion kann Verklemmungen oder andere unerwünschte Verfahrensunterbrechungen hervorrufen.
Demnach besteht ein Bedarf an einer Vorrichtung und einem Verfahren zum Herstellen eines hochwertigen Tampons, so daß bei geringen Kosten ein ausreichendes Kalandrieren der Faservliesbahn für Fasern sichergestellt wird, die ansonsten schwer in einem komprimierten Zustand gehalten werden könnnen.
Zusammenfassung der Erfindung
Eine Vorrichtung zum thermischen Verbinden eines Abdeckmaterials mit einer absorbierenden Faserbahn besitzt eine im wesentlichen zylindrische, drehbare Siegelwalze und eine drehbare Riffelwalze, die an der Siegelwalze angrenzend angeordnet ist, so daß ein Walzenspalt dazwischen zur Verfügung steht. Das Abdeckmaterial und die Faserbahn kann in dem Walzenspalt dieser Vorrichtung versiegelt und kalandriert werden. Die Siegelwalze umfaßt ein Siegelelement und ein Bügelelement, und beide diese Elemente weisen ein thermisch leitfähiges Material und ein führendes und ein nachfolgendes Ende in der Drehrichtung auf. Die Siegelwalze besitzt wenigstens ein Paar von Siegel- und Bügelelementen, die aufeinanderfolgend auf der Umfangsfläche der Siegelwalze in der Drehrichtung angeordnet sind. Wenigstens ein Ende des Bügelelements ist thermisch von einem angrenzenden Ende eines angrenzenden Siegelelements isoliert.
Der Vorgang zum Herstellen eines Tampons umfaßt die folgenden Schritte: a) Auflegen eines Abdeckbogens auf eine Faserbahn, b) Durchführen der Kombination aus Faserbahn und Abdeckbogen durch den Walzenspalt einer Siegelwalze und einer Riffelwalze, c) Anwenden von Wärme auf einem ersten Abschnitt der Kombination in einem ersten Temperaturbereich, der in der Lage ist, den Abdeckbogen an die absorbierende Bahn zu binden, und d) Anwenden von Wärme auf einen zweiten Abschnitt der Kombination in einem zweiten Temperaturbereich, der nicht dazu geeignet ist, den Abdeckbogen an die absorbierende Bahn zu binden, und der in der Lage ist, die Faserbahn zu kalandrieren. Die Siegelwalze liefert sowohl im ersten als auch im zweiten Temperaturbereich Wärme zu der Kombination aus dem Abdeckbogen und der Faserbahn.
Es ist wieder ein Ziel der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen eines hochwertigen Tampons zur Verfügung zu stellen, wodurch bei geringen Kosten eine ausreichende Kalandrierung der Faservliesbahn für Fasern sicherstellt wird, die anderweitig schwer in einem komprimierten Zustand zu halten sind, in einer kostengünstigen Vorrichtung zum Erzeugen eines hochwertigen Tampons, die ein ausreichendes Kalandrieren der Vliesbahn sicherstellt für Fasern, die schwer zu kalandrieren sind. Dieses Ziel wird durch eine Vorrichtung mit der Siegelwalze und durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung gelöst.
Kurze Beschreibung der Erfindung
1 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Siegelwalze schematisch im Querschnitt.
2 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Siegelwalze und einen Vliesbahnabschnitt mit aufgesiegeltem Abdeckmaterial in einer perspektivischen Ansicht.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
Damit die Vliesbahn die gewünschte Vliesdicke und Vliesstärke erhält, wird die Vliesbahn üblicherweise kalandriert, d. h. mit Druck und Temperatur beaufschlagt. Je nach Art der für die Vliesbahn verwendeten Fasern hat sich als problematisch erwiesen, daß die Vliesbahn durch das standardmäßige Kalandrieren nicht ausreichend behandelt wird, so daß lediglich eine „Unterkalandrierung" stattfindet. Um die gewünschte Vliesdicke und Vliesstärke der Vliesbahn zu erreichen, sind daher bei manche Fasern, insbesondere bei den aufgrund ihrer erhöhten Saugfähigkeit bevorzugten Fasern, mehrere Kalandrierschritte notwendig, was herstellungstechnisch aufwendig und damit kostspielig ist.
Erfindungsgemäß umfaßt die Siegelwalze mit dem mindestens einen, an dem Umfang der Siegelwalze angeordneten Siegelelement wenigstens ein aus thermisch leitendem Material bestehendes, beheizbares Bügelelement, das zumindest an seinem einen Ende von dem mindestens einen, angrenzenden Siegelelement thermisch getrennt ist. „Thermisch getrennt" bedeutet in diesem Zusammenhang, daß zwischen den Elementen im wesentlichen kein oder im Vergleich zu den relevanten Wärmeenergien bzw. Energiedifferenzen kein nennenswerter Wärmetransport stattfindet, die Elemente also zumindest weitgehend gegeneinander isoliert sind.
Dadurch wird erreicht, daß die Vliesbahn durch die Siegelwalze über ihre gesamte Länge sowohl mit Druck als auch mit Temperatur beaufschlagt wird. Zusätzlich zu der eigentlichen Aufgabe der Siegelwalze, nämlich dem Aufsiegeln eines Abdeckmaterials auf die Vliesbahn, wird die Vliesbahn gebügelt und kalandriert, ohne daß ein weiterer Verfahrensschritt oder eine zusätzliche Vorrichtung bei den ohnehin sehr komplexen und aufwendigen Herstellungsverfahren bzw. Herstellungsmaschinen notwendig ist. Auch schwer zu kalandrierende Fasern werden durch dieses erneute Bügeln bzw. Kalandrieren zuverlässig und dauerhaft in die gewünschte Struktur gebracht.
Die Vliesbahn kann beliebige absorbierende Materialien umfassen, die in der Lage sind, Flüssigkeiten (z. B. Menstruationsflüssigkeit) zu absorbieren und/oder zurückzuhalten. Die absorbierende Struktur kann in vielen verschiedenen Größen und Formen und aus vielen verschiedenen flüssigkeitsabsorbierenden Materialien hergestellt werden. Eine beispielhafte, nicht abschließende Liste von geeigneten Materialien umfaßt Zellulosematerialien, wie Rayon, Baumwolle, Holzfaserstoff, gekreppte Zellstoffwatte, Gewebeumwicklungen und -schichten, Torfmoos und chemisch stabilisierte, modifizierte oder quer verbundene Zellulosefasern; Polymermaterialien, wie Polyesterfasern, Polyolefinfasern, absorbierende Schäume, absorbierende Schwämme, superabsorbierende Polymere, absorbierende Gelmaterialien; geformte Fasern, wie kapillare Röhrenfasern und mehrgliedrige Fasern; Materialkombinationen, wie synthetische Fasern und Holzfaserstoff einschließlich coformierte Faserstrukturen (z. B. jene Materialien, die bei Anderson et al., U. S. Patent Nr. 4,100,324, beschrieben sind) oder beliebige äquivalente Materialien oder Kombinationen von Materialien oder Mischungen davon. Die vorliegende Erfindung ist jedoch insbesondere geeignet zum Verarbeiten von Vliesbahnen, die mehrgliedrige Fasern enthalten, wie jene, die bei Wilkes, U.S. Patent Nr. 5,634,914, dessen Inhalt hierin im Wege der Bezugnahme aufgenommen ist, beschrieben sind.
Brauchbare Abdeckmaterialien, die in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung benutzt werden, können von dem Durchschnittsfachmann erkannt werden. Bekannte Abdeckmaterialien umfassen Web- und Wirkwaren und nicht gewebte Stoffe; zweidimensionale und dreidimensionale mit Öffnungen versehene Filme; Polymernetze und dergleichen. Vorzugsweise ist das Abdeckmaterial ein nicht gewebter Stoff oder ein dreidimensionaler mit Löchern versehener Film. Solche nicht gewebten Materialien sind bei Friese, U. S. Patent Nr. 4,816,100, dessen Offenbarungsgehalt hierin im Wege der Bezugnahme aufgenommen ist, offenbart. Zusätzlich kann der mit Löchern versehene Abdeckfilm der vorliegenden Erfindung mit standardisierten Verfahren hergestellt werden, die den Durchschnittsfachleuten auf dem Gebiet bekannt sind. Zum Beispiel kann der Basisfilm, der mit Löchern versehen werden soll, extrudiert, gegossen oder geblasen werden, um den Film zu bilden. Der Basisfilm kann ein einzelnes formuliertes Polymermaterial oder ein Gemisch sein oder er kann ein laminiertes oder mehrschichtiges Material sein, wie in den gemeinsam anhängigen Anmeldungen mit gemeinsamer Inhaberschaft von Johnson et al., U.S. Ser. Nr. 09/345,090 und Gell et al., U.S. Ser. Nr. 09/345,089, deren Offenbarungsgehalte hierin im Wege der Bezugnahme aufgenommen sind, beschrieben. Geeignete Techniken zum Bilden dieser Filme können von den Durchschnittsfachleuten in dem Gebiet leicht erkannt werden. Der Basisfilm kann anschließend mit einem beliebigen geeigneten Verfahren mit Löchern versehen werden. Verschiedene Beispiele umfassen eine Durchlöcherung mit heißer Luft und eine Durchlöcherung mit einem Wasserstrahl. Beispiele dieser Verfahren sind in Curro, U.S. Patent Nr. 4,695,422; Turi, U.S. Patent Nr. 5,567,376, und Mullane, U.S. Patent Nr. 4,741,877, beschrieben. Die Offenbarungsgehalte aller dieser Patente werden hierin im Wege der Bezugnahme aufgenommen. Der entstandene, mit Löchern versehene Film kann beispielsweise wie in der gemeinsam anhängigen Anmeldung mit gemeinsamer Inhaberschaft U.S. Ser. Nr. 09/345,088, eingereicht am 30. Juni 1999 mit dem Titel „Tampon with Cover and Nonionic Surfactant" („Tampon mit Überzug und nicht ionischem Tensid") (Attorney Docket PPC-708) beschichtet werden und/oder auf eine gewünschte Breite zur Verwendung beim Herstellen eines Tampons geschnitten werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform steht das in Drehrichtung der Siegelwalze hinten liegende Ende des mindestens einen Bügelelements in thermischen Kontakt mit dem in Drehrichtung hinter dem Bügelelement liegenden Siegelelement, und das in Drehrichtung vorne liegende Ende des mindestens einen Bügelelements ist von dem in Drehrichtung vor dem Bügelelement liegenden beheizbaren Siegelelement thermisch getrennt. Das Bügelelement wird auf diese Weise indirekt über den thermischen Kontakt durch das Siegelelement beheizt. Eine zusätzliche Heizvorrichtung für das Bügelelement ist nicht notwendig. Darüberhinaus wird die Temperatur des Bügelelements automatisch der gewünschten Temperatur angepaßt, die für das Heißsiegeln vorgesehen oder notwendig ist. Die Temperatur, mit der die Vliesbahn beaufschlagt wird, nimmt von der höchsten Temperatur an dem Siegelelement angrenzend an einem Isolationselement oder einem Abstand zu dem vorderen Ende des Bügelelements und schließlich zu dem hinteren Ende des Bügelelements ab, um die Vliesbahn gleichmäßig zu kalandrieren.
Darüber hinaus wird sichergestellt, daß in dem Bereich, in dem ein Heißsiegeln des Abdeckmaterials vermieden werden soll, eine maximale Temperatur des Bügelelements nicht überschritten wird. Ein ungewolltes Heißsiegeln des Abdeckmaterials auf die Vliesbahn durch das Bügelelement wird vermieden, gleichzeitig wird jedoch das Vliesbahnmaterial gebügelt und kalandriert, wodurch eine deutlich verbesserte Faserstruktur der Vliesbahn erzielt wird.
Das Material des Bügelelements kann aus einer Vielzahl von thermisch leitenden Materialien ausgewählt werden. Im allgemeinen bieten sich Metalle, insbesondere Aluminium, als bevorzugte Materialien an. Je nach Auswahl des Materials und der entsprechenden Wärmeleitfähigkeit kann der Temperaturverlauf bzw. der Temperaturgradient im Falle eines wie oben beschriebenen einseitigen thermischen Kontaktes bestimmt und auf das eingesetzte Material, sowohl der Vliesbahn als auch des Abdeckmaterials, optimal abgestimmt werden.
Die thermisch voneinander getrennten Enden des Bügelelements und des Siegelelements werden bevorzugt in einem festgelegten Abstand voneinander angeordnet, so daß sich zwischen ihnen ein isolierender Luftspalt ausbildet. Es ist auch möglich, zwischen den thermisch getrennten Elementen ein Isolierelement anzuordnen. Vorzugsweise sind Siegelelement und Bügelelement nicht vollständig thermisch voneinander getrennt. Der gewünschte Grad der Isolierung ist jedoch je nach Wahl der Abstände zwischen den Elementen oder der eingesetzten Isolierelemente einstellbar. Bei den in thermischem Kontakt stehenden Enden des Bügelelements und des Siegelelements kann die Wärmeleitung bzw. der Wärmekontakt wesentlich verbessert werden, wenn sich das Bügelelement und das Siegelelement zumindest teilweise überlappen und/oder zumindest teilweise ineinandergreifen. Die Überlappung kann dadurch verwirklicht werden, daß der Endbereich des Siegelelements stufenförmig oder schräg ausgebildet ist und unter bzw. über einem konespondierend ausgebildeten Endbereich des Bügelelements angeordnet ist und mit diesem in Eingriff steht. Diese Überlappung kann auch als ein "radiales Ineinandergreifen" angesehen und bezeichnet werden. Eine zweite Möglichkeit ist ein zumindest teilweises Ineinandergreifen der beiden Elemente auf der Mantelfläche, im allgemeinen in einer zu der Drehachse der Siegelwalze parallelen Richtung.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform umfaßt die Siegelwalze je zwei diametral gegenüberliegend angeordnete Siegelemente und zwei diametral gegenüberliegend angeordnete Bügelelemente. Bei den üblichen Längen des Abdeckmaterials, das als Streifen aufgebracht wird, bzw. des Vliesbahnabschnitts ergibt sich damit eine einfache und gut zu verwirklichende Geometrie und Dimension der Siegelwalze. Dadurch wird die gewünschte geometrische Anordnung der Bügelelemente und Siegelelemente sichergestellt, ohne daß eine sehr große Krümmung der Oberflächen der Elemente, die aus einem sehr geringen Durchmesser der Siegelwalze folgt, notwendig ist. Selbstverständlich ist es auch möglich, nur ein Siegelelement und ein Bügelelement bzw. mehr als je zwei Siegelelemente und Bügelelemente abwechselnd anzuordnen. Die Größe der Siegelwalze steigt mit der Anzahl der vorgesehenen Siegel- und Bügelelemente, weil die Umfangslänge der einzelnen Elemente von der Geometrie der zu bearbeitenden Materialien, dem Abdeckmaterial und dem Vliesbahnabschnitt, abhängt, wie oben bereits erläutert wurde.
Vorzugsweise ist die Temperatur der Siegelemente durch eine Steuerung zur Einstellung der Temperatur der Siegelelemente einstellbar, um sie auf einer gewünschten Zieltemperatur zu halten. Geeignete Temperatursensoren können benutzt werden, um die Temperatur zu überwachen. Durch die regelbaren Temperaturvorgaben kann die Vorrichtung an unterschiedliche zu bearbeitende Materialien angepaßt werden, so daß eine Vielfalt von Fasern und Abdeckmaterialien, wie die vorhergehend beschriebenen Materialien, in einer qualitativ hochwertigen Weise verarbeitet werden kann.
Bei einer anderen Ausführungsform sind zusätzlich zu den Siegelelementen auch die Bügelelemente direkt beheizbar. Dadurch bestehen weitere Möglichkeiten für die Temperaturwahl der Bügelelemente, insbesondere können die Bügelelemente dadurch eine über ihren gesamten Bereich gleichmäßige Temperatur ohne einen Temperaturgradienten aufweisen, falls dies für das jeweils zu erzeugende Endprodukt gewünscht wird. In einer solchen Ausführungsform ist es wahrscheinlich, daß beide Enden jedes Bügelelements thermisch von den angrenzenden Siegelelementen getrennt sind.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Tampon für die Frauenhygiene. Insbesondere betrifft sie ein Verfahren, welches ein thermisches Siegeln eines wenigstens teilweise thermoplastischen Abdeckmaterials an eine Vliesbahn bei einer gewünschten Siegeltemperatur einbezieht. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Vliesbahn außerdem an einem Bereich zwischen den zu versiegelnden Bereichen des Abdeckmaterials bei einer Bügeltemperatur gebügelt, wobei die maximale Bügeltemperatur die Siegeltemperatur nicht übersteigt. In den Bereichen, in denen das Bügelelement auf das Abdeckmaterial einwirkt, darf die Bügeltemperatur nicht so hoch sein, daß ein ungewolltes Siegeln oder Beschädigen hervorgerufen wird. Wie oben im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben, wird durch ein solches Verfahren die Vliesbahn über ihre Oberfläche gleichzeitig mit dem erforderlichen Siegelvorgang kalandriert, d. h. mit Druck und Temperatur beaufschlagt. Die gewünschte Vliesbahnstruktur und Vliesbahndicke wird dadurch ohne die Notwendigkeit einer neuen Verarbeitungsstation und zusätzlicher Vorrichtungen sichergestellt.
Die bevorzugte Siegeltemperatur beträgt 140°C für die bevorzugte Vliesbahn, die Baumwolle und Rayon oder Rayon-Gemische enthält, und ein Abdeckmaterial, das Polyethylen enthält. Dies sorgt für eine zuverlässige Wärmeversiegelung der benutzten Materialien. Das Abdeckmaterial wird in den vorgesehene Verbindungsbereich zuverlässig mit dem Vliesbahnabschnitt versiegelt, während der Rest des Abdeckmaterials mit einer Temperatur beaufschlagt wird, die nicht dazu führt, daß sie verbunden oder anderweitig beschädigt werden.
Bei einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Bügeltemperatur im wesentlichen konstant, was bevorzugt durch ein separates Beheizen des Bügelelements verwirklicht wird. Bei diesem Verfahren kann ein Ende des Bügelelements mit dem Siegelelement in thermischem Kontakt stehen, was zumindest in einem Teilbereich des Bügelelements zu einem Temperaturgradient führt, oder das Bügelelement kann von dem Siegelelement thermisch vollständig getrennt sein. Letzteres stellt die bevorzugte Variante dar.
1 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Siegelwalze 1 mit zwei diametral gegenüberliegend angeordneten Siegelelementen 10 und zwei diametral gegenüberliegend zwischen den Siegelelementen 10 angeordneten Bügelelementen 20. Die Umfangslänge der Siegelelemente 10 entspricht genau der Länge eines auf einer Vliesbahn 100 aufzusiegelnden Bereichs des Abdeckmaterials 200.
Sowohl die Siegelelemente 10 als auch die Bügelelemente 20 sind aus einem thermisch leitfähigen Material hergestellt.
Eine beispielhafte, nicht abschließende Liste der Materialien umfassen Metalle wie Stahl, einschließlich rostfreiem Stahl, Weichstahl, Werkzeugstahl und dergleichen und Aluminium. Geeignete rostfreie Stähle umfassen die 300-Serie, einschließlich 303, 304 und 316; die 400-Serie und die 800-Serie. Geeignete Weichstähle umfassen 1018 und 1020. Geeignete Aluminiumlegierungen umfassen die 2000-Serie einschließlich 2024; die 3000-Serie einschließlich 3003; die 5000-Serien einschließlich 5052 und 5080; die 6000-Serie einschließlich 6061, 6063 und 6082 und die 7000-Serie einschließlich 7075. Diese Materialien können mit geeigneten Beschichtungen beschichtet werden, um das Siegelelement vor Korrosion und Abnutzung zu schützen und um die Wahrscheinlichkeit zu verringern, daß das Siegelmaterial an den Werkzeugoberflächen anhaftet. Solche Materialien werden von den Durchschnittsfachleuten auf dem Gebiet erkannt.
Die Heizelemente sind mit den Siegelelementen 10 in einer Weise verbunden, so daß eine gut kontrollierte Wärmemenge an die Siegelnoppen 16 abgegeben wird. Vorzugsweise sind die Heizelemente so steuerbar, daß sie mit einer Heizgenauigkeit von +/–5°C, bevorzugt von etwa +/– 2°C versorgt werden können. Dies kann dadurch erreicht werden, daß beispielsweise zwei Heizelemente symmetrisch zu einer Mittelebene der Siegelelemente 10 angeordnet werden, oder drei oder mehr Elemente an geeigneten Orten an dem Siegelelement. Alternativ ist es möglich, ein Heizelement aus einer einzelnen Platte anzuwenden, oder Kanäle in dem Siegelelement 10 einzubauen, um ein zirkulierendes Heizfluid aufzunehmen. Zusätzlich kann ein Temperatursteuerelement, wie ein Thermoelement, nahe an der Siegeloberfläche, beispielsweise an der Mittelebene des Siegelelements 10, vorgesehen sein.
Die Enden 22 der Bügelelemente 20, die in Drehrichtung der Siegelwalze 1, markiert durch den Pfeil x, hinten liegen, stehen in thermischem Kontakt mit dem jeweils dahinter liegenden Siegelelement 10. Die in Drehrichtung gegenüberliegenden, vorderen Enden 21 der Bügelelemente 20 sind thermisch von den jeweils davor liegenden Siegelelementen 10 getrennt. Die thermische Trennung kann einfach durch einen Luftspalt verwirklicht werden. In der hier gezeigten Ausführungsform ist jedoch die Benutzung eines hochwärmeisolierenden Kunststoffelements 15 vorgesehen.
Die Siegelelemente 10 werden in Betrieb auf eine Temperatur von 140°C erhitzt. Über den thermischen Kontakt 30 wird Wärmeenergie von dem Siegelelement 10 auf das Bügelelement 20 übertragen, so daß das jeweilige Bügelelement 20 an seinem hinteren Ende 22 in direkter Nähe des thermischen Kontaktes 30 ebenfalls eine Temperatur von 140°C aufweist. Aufgrund der vorhandenen Abkühlung weisen die Bügelelemente 20 einen Temperaturgradienten auf, so daß bei der gezeigten Ausführungsform an den vorderen Enden 21 der Bügelelemente 20, die von dem nächstgelegenen Siegelelement 10 durch Isolierelemente 15 getrennt sind, eine Temperatur von etwa 80°C herrscht.
Eine Druckwalze 50 drückt die Vliesbahn 100 gegen die Siegelwalze 1, so daß das Abdeckmaterial 200 durch die Siegelelemente 10 zuverlässig auf die Vliesbahn 100 aufgesiegelt wird. Es ist ferner eine weitere Transport- bzw. Antriebswalze 60 vorgesehen, die die Vliesbahn 100 antreibt bzw. in der gewünschten Position hält.
2 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Siegelwalze in perspektivischer Ansicht sowie einen Vliesbahnabschnitt 105 mit einem aufgesiegelten Streifen eines Abdeckmaterials 200. Die Siegelelemente 10 weisen in diagonalen Reihen und im Abstand voneinander angeordnete Siegelnoppen 16 auf, die aus einer Grundebene 17 des Siegelelements 10 ca. 0,3 cm herausragen.
Die Bügelelemente 20 sind in dieser Figur nicht gezeigt. Sie bestehen lediglich aus Kreissegmenten mit im wesentlichen glatter, aber gekrümmter Oberfläche, die in die Siegelwalze 1 einsetzbar sind. Durch einen möglichen Austausch der Bügelelemente 20 kann die Temperatur und insbesondere der Temperaturgradient der Bügelelemente in Abhängigkeit von dem Material bzw. dessen Wärmeleitfähigkeit der gewünschten Aufgabe und den verwendeten Materialien angepaßt werden. Wie bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der thermische Kontakt zwischen den in Drehrichtung x hinteren Enden der Bügelelemente und den jeweils dahinter liegenden Siegelelementen 10 vorgesehen, während die in Drehrichtung x vorderen Enden der Bügelelemente 20 nach dem Einsatz der Bügelelemente in die Siegelwalze 1 von den jeweils davor liegenden Siegelelementen 10 thermisch getrennt sind.
Es soll nochmals angemerkt werden, daß im Rahmen der Erfindung weitere Variationen der Siegelnoppen möglich und einsetzbar sind. Außerdem können zum Aufsiegeln der Abdeckung an die Vliesbahn die Siegelnoppen 16 der Siegelelemente 10 sich über das Abdeckmaterial hinauserstrecken, um zusätzlich die Vliesbahn zu komprimieren und zu kalandrieren. Dies sorgt weiterhin für eine vorteilhafte Kalandrierung der festen Fasern, die in der Vliesbahn enthalten sein können.
Die Zeichnungen sind lediglich schematisch und nicht maßstabgetreu, so daß aus den konkreten Abmessungen keine Beschränkungen hergeleitet werden können.
Die in den Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in jeder Kombination für die Erfindung wesentlich sein.

Claims

Vorrichtung zum thermischen Verbinden eines Abdeckmaterials mit einer Vliesbahn, die folgendes umfaßt: a) eine im wesentlichen zylindrische, drehbare Siegelwalze (1) mit einer Umfangsoberfläche und einer Drehrichtung (x), die folgendes umfaßt: i) ein Siegelelement (10), das ein thermisch leitendes Material umfaßt und ein führendes und ein nachfolgendes Ende in der Drehrichtung (x) aufweist, ii) ein Bügelelement (20), das ein thermisch leitendes Material umfaßt und ein führendes (21) und ein nachfolgendes Ende (22) in der Drehrichtung (x) aufweist, b) eine drehbare Riffelwalze (50), die an der Siegelwalze (1) angrenzend angeordnet ist, um einen Walzenspalt dazwischen zur Verfügung zu stellen, in dem das Abdeckmaterial (200) und die Vliesbahn (100) nacheinander thermisch verbunden werden und kalandriert werden, wobei die Siegelwalze (1) wenigstens ein Paar von Siegel- (10) und Bügelelementen (20) aufweist, die abwechselnd auf der Umfangsoberfläche der Siegelwalze (1) in der Drehrichtung (x) angeordnet sind und wenigstens ein Ende des Bügelelements thermisch von dem angrenzenden Ende eines angrenzenden Siegelelements isoliert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der wenigstens ein Paar von Siegel- (10) und Bügelelementen (20) so angeordnet und konfiguriert sind, daß das nachfolgende Ende des Siegelelements des einen Paars an dem führenden Ende (21) des Bügelelements (20) des einen Paars angrenzt und thermisch von diesem isoliert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der die Siegelwalze (1) nur ein Paar von Siegel- (10) und Bügelelementen (20) umfaßt und das führende Ende des Siegelelements in thermischem Kontakt mit dem nachfolgenden Ende des Bügelelements steht.
Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der die Siegelwalze (1) wenigstens zwei Paare von Siegel- (10) und Bügelelementen (20) umfaßt und das führende Ende des Siegelelements jedes Paares an das nachfolgende Ende (21) des Bügelelements (20) des jeweiligen Paares angrenzt und thermisch von diesem isoliert ist, während das führende Ende des Siegelelements jedes Paares in thermischem Kontakt mit dem nachfolgenden Ende (22) des Bügelelements (20) eines angrenzenden Paares steht.
Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der die Siegelwalze (1) zwei Paare von Siegel- (10) und Bügelelementen (20) umfaßt, wobei die Siegelelemente (10) einander diametral gegenüberliegen und die Bügelelemente (10) einander diametral gegenüberliegen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Bügelelement (20) Metall umfaßt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Bügelelement Aluminium umfaßt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das eine Ende (21) des Bügelelements (20) thermisch von dem angrenzenden Ende des angrenzenden Siegelelements (10) durch einen Luftspalt isoliert ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das eine Ende (21) des Bügelelements (20) thermisch von dem angrenzenden Ende des angrenzenden Siegelelements (10) durch ein Isolierelement (15) isoliert ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die weiterhin folgendes umfaßt: – eine Einrichtung zum Abtrennen einzelner Abschnitte der Vliesbahn, – eine Einrichtung zum Aufwickeln der abgetrennten Abschnitte auf sich selbst, um einen Tampon-Rohling zu bilden, wobei das Abdeckmaterial auf dem Umfang des Tampon-Rohlings angeordnet ist und ihn im wesentlichen vollständig umhüllt, und – eine Einrichtung, um den Tampon-Rohling in die endgültige Form eines Tampons zu pressen.
Verfahren zum Verbinden eines Abdeckbogens (200) mit einer Faserbahn (10), das folgende Schritte umfaßt: a) Auflegen des Abdeckbogens (200), der ein thermoplastisches Material umfaßt, auf die Faserbahn (100), b) Durchführen der Faserbahn (100) und des Abdeckbogens (200) durch den Walzenspalt einer Siegelwalze (1) und einer Riffelwalze (50), c) Anwenden von Wärme auf einen ersten Abschnitt der Kombination aus dem Abdeckbogen (200) und der Faserbahn (100) in einem ersten Temperaturbereich, der in der Lage ist, den Abdeckbogen (200) an die absorbierende Bahn (100) zu binden, d) Anwenden von Wärme auf einen zweiten Abschnitt der Kombination aus dem Abdeckbogen (200) und der Faserbahn (100) in einem zweiten Temperaturbereich, der nicht dazu geeignet ist, den Abdeckbogen (200) an die absorbierende Bahn (100) zu binden, und der in der Lage ist, die Faserbahn (100) zu kalandrieren, wobei die Siegelwalze abwechselnd Wärme sowohl in dem ersten als auch in dem zweiten Temperaturbereich zu der Kombination aus dem Abdeckbogen (200) und der Faserbahn (100) liefert.
Verfahren nach Anspruch 11, bei dem der erste Temperaturbereich höher ist als der Erweichungspunkt des thermoplastischen Materials in dem Abdeckbogen (200).
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, bei dem der erste Temperaturbereich höher ist als der Schmelzpunkt des thermoplastischen Materials in dem Abdeckbogen (200).
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, bei dem der zweite Temperaturbereich geringer ist als der Erweichungspunkt des thermoplastischen Materials in dem Abdeckbogen (200).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 11 bis 14, bei dem der zweite Temperaturbereich im wesentlichen konstant ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, bei dem der zweite Temperaturbereich beim Durchführen der Kombination aus dem Abdeckbogen (200) und der Faserbahn (100) durch den Walzenspalt ansteigt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 11 bis 16, bei dem der zweite Temperaturbereich von etwa 80°C bis etwa 140°C reicht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 11 bis 17, bei dem die Faserbahn (100) mehrgliedrige Fasern umfaßt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 11 bis 18, bei dem die Faserbahn (100) mehrgliedrige Rayon-Fasern umfaßt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 11 bis 19, bei dem die Faserbahn (100) mehrgliedrige Polyester-Fasern umfaßt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 20, das weiterhin folgende Schritte umfaßt: – Abtrennen einzelner Abschnitte der Vliesbahn, – Aufwickeln der einzelnen Abschnitte auf sich selbst, um einen Tampon-Rohling zu bilden, wobei das Abdeckmaterial auf dem Umfang des Tampon-Rohlings angeordnet ist und ihn im wesentlichen vollständig umhüllt, und – Pressen des Tampon-Rohlings in die endgültige Form eines Tampons.