DE602004007921T2

DE602004007921T2 - Wasserabweisendes kabel und verfahren zur herstellung eines solchen

Info

Publication number: DE602004007921T2
Application number: DE200460007921
Authority: DE
Inventors: Craig Hickory BAHLMANN; Ethan Morganton FRANKLIN
Original assignee: Neptco Inc
Current assignee: Neptco Inc
Priority date: 2003-05-16
Filing date: 2004-05-06
Publication date: 2008-04-17
Anticipated expiration: 2024-05-07
Also published as: EP1634304B1; US20050197022A1; WO2004105057A9; US6899776B2; US20040248484A1; US20040229536A1; ES2291904T3; PL1634304T3; US20140360674A1; WO2004105057A1; US20110287232A1; US7244337B2; DE602004007921D1; EP1634304A1; ATE368928T1; US20070134627A1

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft allgemein ein wasserblockierendes Vliesband zur Verwendung mit Strom-, Datenkommunikations- und Telekommunikationskabeln.
Hintergrund der Erfindung
Erdkabelsysteme, einschließlich Strom(Energie)-Kabel oder Datenkommunikations- und Telekommunikationskabel, sind ausnahmslos bezüglich einer Beschädigung und einer Zersetzung empfindlich, die durch ein Eindringen und Wandern von Wasser in Kabelkerne verursacht werden. Wasser ist insbesondere für Faseroptikkabel gefährlich, da es auf lange Sicht eine Verminderung der Übertragungszuverlässigkeit und ein vollständiges Übertragungsversagen verursacht.
Faseroptikkabel sind z.B. aufgrund einer mechanischen Beschädigung eines äußeren Kabelmantels oder eines Umhüllungssystems, die es ermöglicht, dass Wasser in einen zentralen Kern oder in Pufferröhren, die Lichtleitfasern enthalten, eindringt, gegen eine Beschädigung durch Wasser empfindlich. Das Aussetzen von Lichtleitfasern gegenüber Wasser verursacht ein Mikrobiegen, wobei Wasser in der Nähe der Lichtleitfasern oder diese umgebend gefriert und die Struktur der Lichtleitfasern belastet, so dass ein Biegen der Lichtleitfasern verursacht wird. Das Mikrobiegen verschlechtert die Lichtleitfasern und erhöht die Signalübertragungsverluste. Auch Änderungen der Umgebungsbedingungen setzen Lichtleitfasern Feuchtigkeit aus. Solche Änderungen erzeugen unterschiedliche Dampfdrücke innerhalb und außerhalb eines Kabelmantels, die dazu führen, dass Feuchtigkeit durch den Mantel in einen zentralen Kern oder eine Gruppe von Pufferröhren diffundiert, wodurch die Lichtleitfasern einer unerwünschten Feuchtigkeit ausgesetzt werden.
Viele Kabelprodukte sind mit einer oder mehreren Form(en) von wasserblockierenden Vorwölbungen ausgestattet, um das Eindringen und das Wandern von Wasser zu verhindern. Wasserblockierende Schutzeinrichtungen des Standes der Technik sind in Kabel in verschiedenen Formen einbezogen, einschließlich wasserdichte Mäntel, wasserblockierende Schichten, die zwischen einem zentralen Kern und einem Kern oder Mantel einbezogen sind, wasserblockierende Garne, wasserblockierende Bänder und Kombinationen davon. Solche wasserblockierenden Schutzeinrichtungen verleihen einem Erdkabel ein Wasserblockierungsvermögen, so dass das Eindringen von Wasser durch Kabelumhüllungssysteme in Richtung von Bereichen des zentralen Kerns, der z.B. Lichtleitfasern enthält, verhindert wird, und eine weitere Beschädigung, die durch das Wandern von Wasser entlang Kabelachsen verursacht wird, verhindert wird. Wasserblockierende Bänder des Standes der Technik sind häufig zwischen einem zentralen Kern und einem Umhüllungssystem oder einem äußeren Kabelmantel angeordnet. Beispielsweise beschreibt das US-Patent Nr. 6,173,100 ein wasserblockierendes Band, das zwischen einem Kern und einem äußeren Mantel angeordnet ist. Das Band umfasst zwei oder mehr Schichten aus einem Material mit Fasern. Die Fasern bilden eine Matrix zum Binden mit und zum Zurückhalten von superabsorbierenden Polymeren, die auf die Schichten aufgebracht sind. Das US-Patent Nr. 5,642,452 beschreibt ein Faseroptikkabel, das ein wasserblockierendes System umfasst, das eine Schutzschicht mit Wasserquelleigenschaften umfasst, die zwischen einem Kern und einem Mantel angeordnet ist. Das Kabel umfasst auch ein oder mehrere wasserblockierende(s) Garn(e) mit Quelleigenschaften, das bzw. die sich in Längsrichtung entlang des Kabels erstreckt bzw. erstrecken. Die blockierenden Garne und die Schutzschicht werden mit einer superabsobierenden Verbindung, wie z.B. Polyacrylsäure, behandelt, um den Garnen und der Schutzschicht Quelleigenschaften zu verleihen, bevor sie in das Kabel einbezogen werden.
Andere wasserblockierende Schutzeinrichtungen des Standes der Technik umfassen Verstärkungselemente, die mit wasserabsorbierenden Verbindungen behandelt worden sind. Das US-Patent Nr. 5,163,115 beschreibt ein wasserblockierendes Element, das mit einem Kochsalzlösung-toleranten, temperaturbeständigen superabsorbierenden Polymer behandelt worden ist. Die europäische Veröffentlichung Nr. 0 314 991 B1 beschreibt ein Substratelement, das zwischen einem inneren, zentralen Kern, der Lichtleitfasern enthält, und einem Kunststoffkabelmantel, der mit einem Film oder einer Paste aus einem wasserquellenden oder superabsorbierenden Material, wie z.B. Polyacrylsäure oder Polyacrylamid, getränkt ist, angeordnet ist. Die europäische Veröffentlichung Nr. 0 827 625 B1 beschreibt ein wasserblockierendes Verbundmaterial, das mit einem Gemisch aus einer strahlungspolymerisierten Verbindung und einer wasserquellbaren Verbindung imprägniert ist oder eine Beschichtung davon aufweist.
Schichtartige wasserblockierende Bänder sind jedoch bezüglich eines „Austretens" oder eines Verlusts von wasserblockierenden Verbindungen, die zwischen Schichten von Material enthalten sind, während der Kabelherstellung empfindlich. Für bestimmte Anwendungen müssen wasserblockierende Bänder und Materialien ausreichend dünn und flexibel zur Verwendung z.B. mit bestimmten Kabelgestaltungen, wie z.B. Faseroptikkabeln, sein. Solche Bandkonfigurationen können die Menge an wasserabsorbierenden Verbindungen, die zwischen Materialschichten eingebracht werden können, beschränken. Mehrschichtige wasserblockierende Bänder sind häufig mit Haftmitteln und Bindemitteln versiegelt oder gebunden, und es ist in manchen Fällen erforderlich, dass sie wasserblockierende Verbindungen enthalten. Solche Haftmittel und Bindemittel können die Quellwirkung von wasserblockierenden Verbindungen hemmen, wenn sie mit Wasser in Kontakt kommen, und das Ausmaß be schränken, zu dem wasserblockierende Bänder quellen und sich verdicken können, wodurch die Wasserschutzeigenschaften der Bänder beeinträchtigt werden.
Folglich ist ein wasserblockierendes Band erwünscht, das zumindest einige Beschränkungen von mehrschichtigen Bändern beseitigen kann. Darüber hinaus ist ein wasserblockierendes Band erwünscht, das so konfiguriert ist, dass es eine oder mehrere wasserabsorbierende Verbindung(en) enthält, die ausreichend ist bzw. sind, um eine erforderliche Quellhöhe bereitzustellen. Es ist auch ein wasserblockierendes Band erwünscht, das eine im Wesentlichen einheitliche Verteilung einer wasserabsorbierenden bzw. mehrerer wasserabsorbierender Verbindung(en) zwischen Schichten bereitstellt, um eine einheitliche Quellhöhe bereitzustellen. Das Bilden eines wasserblockierenden Bands ohne die Verwendung von Haftmitteln und/oder Bindemitteln ist ebenfalls erwünscht, um die Quellwirkung des Bands und die Quellhöhe zu maximieren. Ein wasserblockierendes Band, das ein geringes Gewicht und eine ausreichende Flexibilität zur Verwendung mit bestimmten Kabelgestaltungen, wie z.B. einem Faseroptikkabel aufweist, ist erwünscht.
Zusammenfassung der Erfindung
Allgemein stellt die Erfindung in einem Aspekt ein verbessertes wasserblockierendes Band zur Verwendung mit einem Kabel bereit. In einem anderen Aspekt stellt die Erfindung ein mehrschichtiges wasserblockierendes Band mit zwei oder mehr Schichten aus einem in einem Muster gebundenen Material bereit. Das Muster unterstützt auch dabei, ein Wandern zu verhindern oder die Bewegung von einer oder mehreren wasserabsorbierenden Verbindung(en), die zwischen Schichten angeordnet ist bzw. sind, zu beschränken. Ein weiterer Aspekt der Erfindung stellt ein verbessertes System und Verfahren zur Bildung eines wasserblockierenden Bands mittels Ultraschallschweiß- und Ultraschallschneidtechniken bereit, welche die Verwendung von Haftmitteln und Bindemitteln ausschließen.
In einem Aspekt stellt die Erfindung ein wasserblockierendes Band bereit, umfassend: eine erste Materialschicht, eine oder mehrere wasserblockierende Verbindung(en), die auf einer Oberfläche der ersten Materialschicht angeordnet ist bzw. sind, und eine zweite Materialschicht, die auf der einen oder den mehreren wasserblockierenden Verbindung(en) so angeordnet ist, dass die wasserblockierenden Verbindungen zwischen der ersten und der zweiten Materialschicht angeordnet sind, wobei die erste Materialschicht und die zweite Materialschicht mittels Ultraschall entlang eines Musters miteinander verschweißt sind, wobei das Muster eine Oberfläche zumindest eines Teilbereichs der ersten Schicht und der zweiten Schicht so überspannt, dass die eine oder die mehreren wasserblockierenden Verbindung(en) zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht eingefasst ist bzw. sind und deren Verschiebung eingeschränkt ist.
Implementierungen der Erfindung können eines oder mehrere der folgenden Merkmale umfassen. Die eine oder die mehreren wasserblockierende(n) Verbindung(en) ist bzw. sind durch das Muster so in Abteilungen unterteilt, dass die eine oder die mehreren wasserblockierende(n) Verbindung(en) im Wesentlichen durchgehend zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht angeordnet ist bzw. sind. Wenn das Band mit Wasser in Kontakt kommt, quillt das Band auf eine im Wesentlichen einheitliche Quellhöhe auf.
Implementierungen der Erfindung können auch eines oder mehrere der folgenden Merkmale umfassen. Das Muster umfasst ein sich wiederholendes und im Wesentlichen gleichmäßiges Muster. Das sich wiederholende und im Wesentlichen gleichförmige Muster umfasst ein Muster aus gleichen Diamantformen, wobei jede Diamantform ungefähr die Größe von 1,6 cm mal 1,6 cm hat. Die erste Materialschicht enthält einen Vliesstoff. Die zweite Materialschicht enthält einen Vliesstoff. Die erste Materialschicht hat im Wesentlichen die gleichen Abmessungen wie die zweite Materialschicht. Der Vliesstoff ist aus der Gruppe, bestehend aus Spinnvliesstoff, Spinnvlies-Meltblown-Spinnvliesstoff, Spinnvlies-Meltblown-Meltblown-Spinnvliesstoff, Meltblown-Vliesstoff, Nylonvliesstoff, kardierter Vliesstoff, Kunststoff, Polyester, Polyethylenterephthalat und deren Kombinationen, gewählt.
Das Vliesmaterial hat ein Gewicht von etwa 10 Gramm pro m² (g/m²) bis etwa 40 g/m².
Die eine oder die mehreren wasserblockierende(n) Verbindung(en) enthält bzw. enthalten eine oder mehrere (auf)quellbare, wasserabsorbierende Verbindung(en). Die eine oder die mehreren wasserblockierende(n) Verbindung(en) ist bzw. sind aus der Gruppe: Polyacrylat, Polyacrylamid, Polyvinylalkohol, Copolymer aus Polyacrylat, Polyacrylamid, Polyvinylalkohol, Copolymer aus Polyacrylat und Polyacrylamid, Copolymer aus Polyacrylat und Polyvinylalkohol, Copolymer aus Polyacrylamid und Polyvinylalkohol und deren Kombinationen gewählt. Die eine oder die mehreren wasserblockierende(n) Verbindung(en) ist bzw. sind mit einem Ladegewicht bzw. Beladungsgewicht von 10 g/m² bis 50 g/m² verteilt.
Das Band umfasst ferner wenigstens eine Schicht aus einem schützenden Material, das direkt auf einer Fläche der ersten Schicht und der zweiten Schicht angeordnet ist und entlang des Musters mit Hilfe von Ultraschall hieran angeschweißt ist.
In einem anderen Aspekt stellt die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines wasserblockierenden Bands bereit, wobei das Verfahren umfasst: Bereitstellen einer ersten Materiallage, Verteilen von einer oder von mehreren wasserblockierenden Verbindung(en) auf einer Oberfläche der ersten Materiallage, Anordnen einer zweiten Materiallage auf der Oberfläche der ersten Materiallage derart, dass die eine oder mehrere wasserblockierende Verbindung(en) zwischen der ersten und der zweiten Lage angeordnet wird bzw. werden und so eine Bahn formt bzw. formen, Beaufschlagen von wenigstens einem Teilbereich einer ersten Oberfläche der Bahn mit Ultraschallwellen, und Aufdrucken eines Musters auf wenigstens einem Teilbereich einer zweiten Fläche der Bahn, wobei die erste Materiallage und die zweite Materiallage hierdurch entlang des Musters miteinander verschweißt werden.
Implementierungen des erfindungsgemäßen Verfahrens können eines oder mehrere der folgenden Merkmale umfassen. Das Beaufschlagen von wenigstens einem Teilbereich der ersten Oberfläche der Bahn mit Ultraschallwellen, umfassend das Beaufschlagen von wenigstens einem Teilbereich der ersten Oberfläche der Bahn mit Ultraschallwellen im Wesentlichen zur gleichen Zeit wie das Aufdrucken des Musters auf wenigstens einem Teilbereich der zweiten, gegenüberliegenden Fläche der Bahn. Der Teilbereich der ersten Bahnoberfläche, die mit Ultraschallwellen beaufschlagt wurde, liegt dem Teilbereich der zweiten Bahnoberfläche, der mit dem Muster bedruckt wird, gegenüber. Das Muster überspannt wenigstens einen Teil der Bahnbreite. Das Muster umfasst ein sich wiederholendes und im Wesentlichen gleichmäßiges Muster. Anteile der einen oder der mehreren wasserblockierenden Verbindung(en) sind durch das Muster derart aufgeteilt, dass die eine oder die mehreren wasserblockierenden Verbindung(en) im Wesentlichen durchgängig zwischen der ersten Materialschicht und der zweiten Materialschicht verteilt ist bzw. sind.
Das Beaufschlagen der ersten Bahnoberfläche der ultraschallgeschweißten Bahn mit Ultraschallwellen und Kontaktieren der zweiten Bahnoberfläche mit einer oder mehreren Schneideinrichtung(en) derart, dass die Schneideinrichtungen die Bahn in einen oder mehrere Streifen zerschneiden. Das Beaufschlagen der ersten Bahnoberfläche der ultraschallverschweißten Bahn mit Ultraschallwellen umfasst das Beaufschlagen der ersten Oberfläche der ultraschallverschweißten Bahn im Wesentlichen zur gleichen Zeit, wie die ein oder mehreren Schneideinrichtung(en) die zweite Bahnoberfläche kontaktiert bzw. kontaktieren. Ein Teilbereich der ersten Bahnoberfläche, die mit Ultraschallwellen beaufschlagt wird, liegt einem Bereich der zweiten Bahnoberfläche gegenüber, die durch die eine oder die mehreren Schneideinrichtung(en) kontaktiert wird.
In einem weiteren Aspekt stellt die Erfindung ein System zum Herstellen eines wasserblockierenden Bands bereit, wobei das System umfasst: eine erste Fördereinrichtung zum Zuführen einer ersten Materialschicht, wobei die erste Fördervorrichtung so angeordnet und ausgestaltet ist, dass die erste Materialschicht entlang einer Hauptlinie bzw. Achse gefördert wird, eine Verteileinrichtung, die entlang der Hauptlinie angeordnet und so ausgestaltet ist, dass ein oder mehrere wasserblockierende Verbindung(en) auf einer ersten Fläche der ersten Materialschicht verteilt wird bzw. werden, wenn die erste Materialschicht die Verteileinrichtung passiert, eine zweite Fördereinrichtung, die entlang der Hauptlinie stromabwärts der Verteileinrichtung angeordnet ist, um einen zweite Materialschicht zuzuführen, wobei die zweite Fördereinrichtung so angeordnet und konfiguriert ist, dass die zweite Materialschicht entlang der Hauptlinie transportiert wird, so dass die zweite Materialschicht auf der einen oder den mehreren wasserblockierenden Verbindung(en) zu liegen kommt, wobei die erste und die zweite Materialschicht eine Bahn formen, in der die eine oder die mehreren wasserblockierenden Verbindung(en) dazwischen angeordnet ist bzw. sind, und eine Ultraschalllaminiereinrichtung, die entlang der Hauptlinie stromabwärts der zweiten Fördereinrichtung angeordnet ist, wobei die Ultraschalllaminiereinrichtung so angeordnet und konfiguriert ist, dass sie Ultraschallwellen emittiert, die eine erste Bahnoberfläche beaufschlagen, und dass sie ein Muster auf einer zweiten Bahnoberfläche aufdruckt, wenn die Bahn die Ultraschalllaminiereinrichtung passiert und so die erste Materialschicht auf der zweiten Materialschicht entlang des Musters verschweißt.
Implementierungen des erfindungsgemäßen Systems können eines oder mehrere der folgenden Merkmale umfassen. Die Ultraschalllaminiereinrichtung umfasst ein erstes Ultraschallhorn, das zum Aussenden von Ultraschallwellen ausgebildet ist, und enthält eine Druckvorrichtung, die zum Aufdrucken des Musters ausgestaltet ist. Das erste Ultraschallhorn und die Druckeinrichtung sind auf gegenüberliegenden Seiten der Hauptlinie angeordnet und so zueinander ausgerichtet, dass die Bahn zwischen dem ersten Ultraschallhorn und der Druckeinrichtung gefördert wird. Das erste Ultraschallhorn ist dazu ausgebildet, die erste Bahnoberfläche im Wesentlichen zur gleichen Zeit zu beaufschlagen wie die Druckeinrichtung das Muster auf die zweite Bahnoberfläche aufdruckt. Die Druckeinrichtung ist eine Rolle, die das Muster auf ihrer Oberfläche aufweist.
Implementierungen des erfindungsgemäßen Systems können auch eines oder mehrere der folgenden Merkmale umfassen. Das System umfasst ferner eine Ultraschallschneideinrichtung, die entlang der Achse bzw. Hauptlinie stromabwärts der Ultraschalllaminiereinrichtung angeordnet ist, wobei die Ultraschallschneideinrichtung so angeordnet und ausgebildet ist, dass Ultraschallwellen emittiert werden, die die erste Bahnoberfläche beaufschlagen und die Bahn von der zweiten Bahnfläche her aufschlitzen, um die Bahn in viele Streifen zu zerschneiden. Die Ultraschallschneideinrichtung umfasst ein zweites Ultraschallhorn, das dazu ausgebildet ist, Ultraschallwellen zu emittieren, und ein oder mehrere Schneideinrichtungen, die die Bahn zerschneiden. Das zweite Ultraschallhorn und die eine oder mehreren Schneid einrichtung(en) ist bzw. sind auf gegenüberliegenden Seiten der Hauptlinie angeordnet und derart zueinander ausgerichtet, dass die Bahn zwischen dem zweiten Ultraschallhorn und der einen oder den mehreren Schneideinrichtung(en) transportiert wird. Das zweite Ultraschallhorn ist so ausgebildet, dass die erste Bahnoberfläche im Wesentlichen zur gleichen Zeit beaufschlagt wird wie die eine oder mehreren Schneideinrichtung(en) die zweite Bahnfläche aufschlitzen und die Bahn in mehrere Streifen zerschneiden.
Implementierungen des erfindungsgemäßen Systems können ferner eine Aufnahmevorrichtung umfassen, die entlang der Hauptlinie stromabwärts der Ultraschallschneideinrichtung angeordnet und dazu ausgebildet ist, die mehreren Bahnstreifen hierauf aufzuwickeln.
Verschiedene Aspekte der Erfindung können einen oder mehrere der folgenden Vorteile bereitstellen. Es kann ein wasserblockierendes Band zur Verwendung mit verschiedenen Arten von Kabelgestaltungen bereitgestellt werden, das eine oder mehrere wasserblockierende Verbindung(en) zum Bereitstellen von Wasserabsorptionseigenschaften für ein Kabel und zum Verhindern einer Beschädigung durch Wasser und einer Verschlechterung eines Kabels umfasst. Es kann ein wasserblockierendes Band bereitgestellt werden, das eine Konfiguration zur Verwendung mit einer oder mehreren Kabelkomponente(n), wie z.B. einem Kabelkern, einer oder mehrerer Schutzschicht(en), die einen Kabelkern umgeben, einem Umhüllungssystem, einem Verstärkungssystem mit einem oder mehreren Verstärkungselement(en) oder -stab bzw. -stäben, oder anderen Schutzkomponenten aufweist, die in einem Kabel verwendet werden. Eine oder mehrere der wasserblockierenden Verbindung(en) kann bzw. können eine oder mehrere wasserabsorbierende Verbindung(en), wie z.B. superabsorbierende Polymere, umfassen.
Unter Verwendung von Ultraschallbindungstechniken kann ein mehrschichtiges wasserblockierendes Band ohne die Verwendung von Haftmitteln und Bindemitteln gebildet werden, die z.B. die Quellwirkung einer wasserblockierenden Verbindung, die zwischen Schichten eines Bands angeordnet ist, wenn die Verbindung mit Wasser in Kontakt kommt, hemmen oder überdecken können. Der Mangel an Haftmitteln und Bindemitteln kann bei der Maximierung eines potenziellen Quellvolumens einer oder mehrerer wasserblockierenden Verbindung(en) unterstützen und dadurch bei der Maximierung einer potenziellen Quellhöhe eines wasserblockierenden Bands unterstützen. Ohne die Verwendung von Haftmitteln und Bindemitteln zur Bildung eines wasserblockierenden Bands kann eine gewünschte Quellrate von wasserabsorbierenden Verbindungen erreicht werden, so dass eine schnelle Reaktion auf das Eindringen von Wasser in ein Kabel bereitgestellt wird.
Eine Ultraschallschweißtechnik kann zum Verschweißen oder Verschmelzen von zwei oder mehr Materialschichten, wie z.B. eines Vliesstoffs, entlang eines gewünschten Musters, verwendet werden, so dass wasserblockierende Verbindungen, die zwischen den Schichten angeordnet sind, durch das Muster enthalten oder in Abteilungen unterteilt sind. Das Schweißmuster kann Konfigurationen und Formen definieren, die wasserblockierende Verbindungen enthalten, um dadurch die Bewegung einzuschränken und ein Wandern und Vereinigen der wasserblockierenden Verbindungen zwischen den Materialschichten zu verhindern. Ein solches Schweißmuster kann dabei unterstützen, eine im Wesentlichen einheitliche Verteilung von wasserblockierenden Verbindungen zwischen Schichten eines Bands zu erleichtern. Eine im Wesentlichen einheitliche Verteilung von wasserblockierenden Verbindungen innerhalb eines Bands kann eine im Wesentlichen einheitliche Quellhöhe eines Bands erzeugen, wenn das Band mit Wasser in Kontakt kommt. Eine im Wesentlichen einheitliche Quellhöhe eines wasserblockierenden Bands kann bei der Bildung einer zuverlässigen Wassersperre in einem Kabel unterstützen, die dabei unterstützt, das Eindringen von Wasser in einen Kabelkern und eine Wasserwanderung entlang der Länge eines Kabels zu verhindern.
Das Ultraschallschweißen eines mehrschichtigen wasserblockierenden Bands in einem Muster kann auch dabei unterstützen, ein „Austreten" von wasserblockierenden Verbindungen, die zwischen Schichten angeordnet sind, während der Kabelherstellung zu verhindern oder zumindest zu vermindern. Das Vermindern eines „Austretens" kann dabei unterstützen, sicherzustellen, dass eine ausreichende Menge an wasserblockierender Verbindung zwischen Schichten eines Bands enthalten ist, um dem Band ein angemessenes Wasserabsorptions- und Wasserblockierungsvermögen zu verleihen.
Vliesstoffe können zum Aufbau eines mehrschichtigen wasserblockierenden Bands mit einer ausreichenden Festigkeit verwendet werden, um Kabelherstellungsverfahren zu widerstehen, während es ein geringes Gewicht aufweist, so dass das Band ein Kabel nicht schwerer macht. Vliesstoffe können ein flexibles mehrschichtiges wasserblockierendes Band bereitstellen, das insbesondere zur Verwendung z.B. mit einem Faseroptikkabel geeignet ist. Vliesstoffe können relativ billige Materialien umfassen, so dass ein billiges mehrschichtiges Band gebildet wird. Andere Schichten aus verschiedenen Materialien mit spezifischen Eigenschaften, wie z.B. Wärmeschutzeigenschaften, können durch Ultraschallschweißen solcher Schichten in ein mehrschichtiges wasserblockierendes Band einbezogen werden.
Ultraschallschweiß- und Ultraschallschneidtechniken können in einem System und in einem Verfahren zum Herstellen mehrerer Bänder aus einer mehrschichtigen Bahn aus Vliesstoff verwendet werden, bei der eine oder mehrere wasserblockierende Verbindung(en) zwischen den Schichten angeordnet ist bzw. sind. Ein kontinuierliches Inline-System und -Verfahren, bei dem Ultraschallschweiß- und Ultraschallschneidtechniken verwendet werden, kann in einem einzelnen Herstellungsdurchgang ein oder mehrere mehrschichtige(s) wasserblockierende(s) Band bzw. Bänder aus der Bahn bilden, das bzw. die gewünschte Abmessungen zur Verwendung in mehr als einer Anwendung oder Kabelgestaltung aufweist bzw. aufweisen.
Diese und andere Vorteile der Erfindung sind zusammen mit der Erfindung als solche nach dem Studieren der folgenden Figuren, der folgenden detaillierten Beschreibung und der folgenden Ansprüche besser verständlich.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Für ein besseres Verständnis der vorliegenden Erfindung wird auf Zeichnungen Bezug genommen, die unter Bezugnahme hierin einbezogen werden und in denen
1a und 1b Querschnittsansichten eines Aspekts eines erfindungsgemäßen wasserblockierenden Bands sind,
2a und 2b Draufsichten auf das in der 1a gezeigte Band sind,
2c eine Querschnittsansicht des in den 2a und 2b gezeigten Bands ist,
3 eine Draufsicht auf einen anderen Aspekt des in der 1a gezeigten Bands ist,
4a und 4b Flussdiagramme von Verfahren zur Herstellung des in den 2a bis 2c und in der 3 gezeigten Bands sind, und
5 ein Querschnittsflussdiagramm eines Systems und eines Verfahrens zur Herstellung des in den 1a und 1b, 2a bis 2c und der 3 gezeigten Bands ist.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Die Erfindung stellt ein wasserblockierendes Band zur Verwendung mit einem Kabel bereit, wie z. B. einem Datenkommunikationskabel, einem Telekommunikationskabel oder einem Stromkabel. Das erfindungsgemäße wasserblockierende Band umfasst im Allgemeinen eine erste Schicht aus einem Vliesstoff, die auf einer zweiten Schicht aus einem Vliesstoff angeordnet ist, wobei eine oder mehrere quellbare wasserblockierende Verbindung(en) zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht angeordnet ist bzw. sind. Die Schichten sind mittels Ultraschallschweißtechniken in einem Muster verschweißt. Die Schichten werden im Wesentlichen gleichzeitig mit Ultraschallwellen beaufschlagt und mit einem Muster bedruckt, um, die Schichten entlang der Linien und Abgrenzungen des Musters zu verschweißen oder zu verschmelzen. Das Schweißmuster unterstützt beim Einbringen oder beim Unterteilen der wasserblockierenden Komponenten zwischen den Schichten. Wenn das Band auf ein Kabel angewandt wird oder mit einer oder mehreren Kabelkomponente(n) integriert wird, stellt das Band Wasserblockierungseigenschaften bereit. Andere Ausführungsformen liegen innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung.
Unter Bezugnahme auf die 1a und 1b stellt die Erfindung in einer ersten Ausführungsform ein wasserblockierendes Band 10 bereit, das mindestens eine erste Materialschicht 20, die mit mindestens einer zweiten Materialschicht 30 angeordnet ist, und mindestens eine wasserblockierende Verbindung 40, die zwischen der ersten und der zweiten Schicht 20 und 30 enthalten ist, umfasst. In einer Ausführungsform kann eine Schicht eines schützenden Materials, wie z.B. eines Wärmeschutzmaterials, 35 mit mindestens einer der ersten Schicht 20 und der zweiten Schicht 30 aus Vliesstoff angeordnet sein, wie es in der 1b gezeigt ist. Die Erfindung ist jedoch nicht auf das in den 1a und 1b gezeigte Band 10 beschränkt, sondern umfasst auch andere Konfigurationen, die zusätzliche Schichten umfassen, um das mehrschichtige Band 10 zu erhalten.
In einer Ausführungsform können die erste und die zweite Schicht 20 und 30 aus einem Vliesstoff aufgebaut sein, der zur Bereitstellung einer Festigkeit für das Band 10 geeignet ist, so dass das Band 10 Kabelherstellungsverfahren widerstehen kann. Ein geeigneter Vliesstoff kann ein Material mit geringem Gewicht oder ein textiles Flächengebilde umfassen, das ein Kabel nicht signifikant schwerer macht. Ein Vliesstoff oder ein textiles Flächengebilde, der bzw. das zum Aufbau der ersten und der zweiten Schicht 20 und 30 geeignet ist, kann unter anderem einen Spinnvliesstoff, z.B. ein Polyesterspinnvlies, einen Spinnvlies-Meltblown-Spinnvlies(SMS)-Stoff, wie z.B. Polypropylen-SMS, einen Spinnvlies-Meltblown-Meltblown-Spinnvlies(SMMS)-Stoff, einen Meltblown-Spinnvliesstoff, einen Spinnvliesstoff, wie z.B. einen Polyurethan-Spinnvliesstoff, einen Nylonvliesstoff, einen kardierten Vliesstoff und Kombinationen davon umfassen. In verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung können diese Materialien bevorzugt sein, da sie vergleichsweise billig sind und eine Flexibilität aufweisen, so dass das Band 10 mit einem Faseroptikkabel verwendet werden kann. Solche Materialien, wie z.B. ein Polypropylen-Vliesstoff oder ein Polyester-Vliesstoff, sind von BBA Nonwovens, Simpson, SC, und Kimberly Clark, Neenah, WA, käuflich zu erwerben.
In einer anderen Ausführungsform kann bzw. können die erste und/oder die zweite Schicht 20 und 30 (1a und 1b) aus einer bzw. einem Kunststoff- oder Polyesterschicht oder -film, wie z.B. Polyethylenterephthalat (PET), aufgebaut sein.
In einer Ausführungsform können die erste und die zweite Schicht 20 und 30 z.B. aus einem Spinnvlies-Meltblown-Spinnvlies(SMS)-Polypropylenstoff mit einer hohen Zugfestigkeit und eine geringen Porosität aufgebaut sein. Die erste und die zweite SMS-Polypropylen-Vliesstoffschicht können ein Gewicht von etwa 10 g pro m² (g/m²) bis etwa 40 g/m² und vorzugsweise von etwa 16 g/m² aufweisen, um ein wirtschaftliches Band 10 zu erzeugen. Schwerere SMS-Polypropylen-Vliesstoffe sind vergleichsweise teurer als leichtere Polypropylen-Vliesstoffe.
Unter Bezugnahme auf die 2a und 2b weisen die erste und die zweite Schicht aus Vliesstoff 20 und 30 jeweils eine Breite W₁ und W₂ auf, die abhängig von der Anwendung oder einer Kabelgestaltung, in der das Band 10 verwendet wird, eingestellt werden können. Wie es in der 2b gezeigt ist, weisen die erste Schicht und die zweite Schicht 20 und 30 in einer Ausführungsform Breiten W₁ und W₂ auf, die im Wesentlichen ähnlich sind. Die erste Schicht 20 (nicht gezeigt) weist im Wesentlichen ähnliche Abmessungen, wie z.B. Länge und Breite, auf wie die zweite Schicht 30. Längskanten 20a und 20b der ersten Schicht 20 sind im Wesentlichen mit den Längskanten 30a und 30b der zweiten Schicht 30 identisch. Das resultierende erfindungsgemäße Band 10 ist bezüglich der Breite W₃ nicht beschränkt und kann zur Verwendung in vielen verschiedenen Anwendungen und Kabelgestaltungen konfiguriert werden. Beispielsweise kann das Band 10 in einer Ausführungsform eine Breite W₃ von etwa 10 mm bis etwa 100 mm aufweisen, um es mit einer oder mehreren Komponente(n) eines Faseroptikkabels zu verwenden oder darin einzubringen. In einer anderen Ausführungsform kann das Band 10 eine relativ große Breite W₃ aufweisen, wie z.B. von etwa 200 mm, um es mit einem Stromkabel zu verwenden.
Die Schutzschicht 35 (1b) kann aus einem Material aufgebaut sein, das zur Bereitstellung von Schutzeigenschaften, wie z.B. eines Wärmeschutzes, und/oder anderen Eigenschaften für eine oder mehrere Komponente(n) eines Kabels, in der das Band 10 angeordnet oder integriert ist, geeignet ist. Ein geeignetes Material umfasst z.B. Polyester und Kohlenstoffimprägnierten Polyester.
Wie es in der 1a und 1b gezeigt ist, umfasst das Band 10 die wasserblockierenden Verbindungen 40, die zwischen der ersten und der zweiten Schicht 20 und 30 angeordnet sind. Die Verbindung 40 kann unter anderem ein oder mehrere quellbare(s), superabsorbierende(s) Polymer(e), das bzw. die in dem Fachgebiet als „SAP's" bezeichnet wird bzw. werden, umfassen. SAP's umfassen Polymere mit einer Kapazität zur Absorption von Wasser bis zu etwa dem 1000-fachen ihres Gewichts in destilliertem Wasser. Beim Kontakt mit Wasser absorbieren und binden SAP's Wassermoleküle, wodurch sie quellen und sich deren Volumen vergrößert. Wenn das Band 10 in ein Kabel und/oder in eine oder mehrere von dessen Komponenten einbezogen wird, absorbiert das SAP 40 beim Kontakt Wasser und quillt. Das gequollene Band 10 bildet eine physikalische Sperre, die dabei unterstützt, ein Eindringen von Wasser in das Kabel zu verhindern oder zumindest zu vermindern. Die Quellwirkung des SAP 40 erhöht die Dicke oder die Höhe des Bands 10 auf eine „Quellhöhe", so dass das Band 10 als Wassersperre dienen kann. Das Band 10 kann auch dabei unterstützen, ein Wandern von Wasser entlang einer Länge oder des Ausmaßes eines Kabels zu verhindern oder zumindest zu vermindern.
SAP's sind in verschiedenen Formen käuflich zu erwerben, wie z.B. als superabsorbierende Pulver, feine Teilchen, feine Fasern oder Komponenten von wasserblockierenden Beschichtungen. In einer Ausführungsform ist das SAP 40 ein superabsorbierendes Polymer, das zum Bereitstellen von einer oder mehreren der vorstehend angegebenen wasserblockierenden Qualitäten geeignet ist, und kann unter anderem Polyacrylat, Polyacrylamid, Polyvinylalkohol, ein Copolymer aus Polyacrylat, Polyacrylamid, Polyvinylalkohol, ein Copolymer aus Polyacrylat und Polyacrylamid, ein Copolymer aus Polyacrylat und Polyvinylalkohol, ein Copolymer aus Polyacrylamid und Polyvinylalkohol und deren Kombinationen umfassen. Solche SAP's 40 sind von einer Anzahl von Herstellern erhältlich, einschließlich Sumitomo Seika, Japan.
Das SAP 40 wird auf einer Oberfläche mindestens einer der ersten Schicht aus Vliesstoff 20 und der zweiten Schicht aus Vliesstoff 30 angeordnet. Wie es in den 1a und 1b veranschaulicht ist, kann das SAP 40 in einer Ausführungsform eine Pulverform umfassen und es kann als Staub auf die erste Schicht 20 aufgebracht werden. Das SAP 40 wird auf der ersten Schicht 20 mit einem gewünschten Beladungsgewicht aufgebracht, das zum Teil von der Anwendung oder der Kabelgestaltung abhängen kann, in der das Band 10 eingesetzt wird. In einer Ausführungsform kann das SAP 40 mit einem Beladungsgewicht in einem Bereich von unter anderem 10 g pro m² (g/m²) bis 50 g/m² und vorzugsweise von etwa 20 g/m² angeordnet werden. Ein größeres Beladungsgewicht des SAP 40 kann im Allgemeinen eine größere Wasserabsorptionskapazität des Bands 10 bereitstellen. In einer Ausführungsform kann das SAP 40 einen Prozentsatz des Gesamtgewichts des Bands 10 von 25 Gew.-% Feststoffen (Gew.-%) bis 50 Gew.-% umfassen.
Die Art des SAP 40 und dessen Beladungsgewicht (g/m²) hängen zum Teil mit einem gewünschten Quellverhältnis des Bands 10 zusammen. Das Quellverhältnis bezieht sich hier auf das Ausmaß oder den Prozentsatz, mit dem das Volumen des SAP 40 beim Kontakt mit Wasser zunimmt. Ein bestimmtes Quellverhältnis des SAP 40 kann erforderlich sein, um eine eine gewünschte Quellhöhe oder Dicke des Bands 10 zu erreichen. Darüber hinaus kann eine bestimmte Quellrate erforderlich sein, um die Höhe des Bands 10 beim Kontakt mit Wasser innerhalb einer gewünschten Zeit zu erhöhen.
Beispielsweise kann das Band 10 in einer Ausführungsform zur Verwendung mit einem Faseroptikkommunikationskabel ausgebildet werden und mindestens ein SAP 40 in Pulverform umfassen, wie z.B. Sumitomo JP 550F, das von Sumitomo Seiki, Japan, bereitgestellt wird. Das SAP 40 wird zwischen die erste und die zweite Schicht aus Vliesstoff 20 und 30 bei einem Beladungsgewicht von etwa 20 g/m² eingebracht. Das SAP 40 umfasst etwa 30 Gew.-% des Gesamtgewichts des Bands. Das SAP weist eine Pulverteilchengröße von etwa 75 μm auf. Bei einem Kontakt mit Wasser quillt das SAP 40 innerhalb von etwa dreißig (30) Sekunden auf etwa 95 % von dessen maximalem Volumen auf und vergrößert die Höhe des Bands 10 auf etwa 6 bis 8 mm. Das Beladungsgewicht des SAP 40 unterstützt dabei, das Band 10 mit einer raschen Wasserabsorption auszustatten und ein Quellverhältnis zu erreichen, das eine Quellhöhe bereitstellt, die ausreichend ist, um es dem Band 10 zu ermöglichen, eine physikalische Wassersperre zu bilden. Das Fehlen von Haftmitteln und Bindemitteln bei der Bildung des Bands 10 kann dabei unterstützen, die Quellwirkung des SAP 40 zu erhöhen/maximieren.
Unter Bezugnahme auf die 2c und unter weiterer Bezugnahme auf die 2a und 2b ist die erste Schicht aus Vliesstoff 20 in einer Ausführungsform unter Verwendung einer bekannten Ultraschallschweißtechnik an die zweite Schicht des Vliesstoffs 30 in einem Muster geschweißt, das auf die Schichten 20 und 30 gedruckt ist. Die Technik kann die erste Schicht 20 und die zweite Schicht 30 durch Beaufschlagen einer Oberfläche von mindestens einer der ersten Schicht 20 und der zweiten Schicht 30 mit Ultraschallwellen verschweißen oder verschmelzen. Wie es in der 2c gezeigt ist, treffen in einer Ausführungsform, sobald das SAP 40 zwischen der ersten und der zweiten Schicht 20 und 30 angeordnet ist, Ultraschallwellen 90 auf eine erste Oberfläche 50a der zweiten Schicht 30 auf, und ein Muster 60 wird auf eine erste Oberfläche 80a der ersten Schicht 20 etwa gleichzeitig mit dem Empfang der Ultraschallwellen 90 durch die erste Oberfläche 50a gedruckt. Die erste Schicht 20 und die zweite Schicht 30 werden im Wesentlichen gleichzeitig behandelt, um die Schichten 20 und 30 entlang der Linien oder Markierungen des Musters 60 zu verschweißen oder zu verschmelzen. In einer Ausführungsform kann das Muster 60 durch die erste und die zweite Schicht 20 und 30 gedruckt werden. In einer anderen Ausführungsform liegt ein Bereich der ersten Oberfläche 50a der zweiten Schicht 30, der Ultraschallwellen empfängt, gegenüber einem Bereich der ersten Oberfläche 80a der ersten Schicht 20, die mit dem Muster 60 be druckt ist, vor und ist im Wesentlichen damit ausgerichtet. Wie es in der 2b gezeigt ist, kann das Muster 60 in einer Ausführungsform die Breite W₃ der ersten und der zweiten Schicht 20 und 30 überspannen.
In einer Ausführungsform kann das Muster 60 ein sich wiederholendes und im Wesentlichen einheitliches Muster umfassen. In einer anderen Ausführungsform kann das Muster 60 eine Anordnung von ähnlichen oder unähnlichen Formen umfassen. In einer weiteren Ausführungsform kann das Muster 60 ein unregelmäßiges oder sich nicht wiederholendes Muster umfassen. Wie es in den 2a und 2b gezeigt ist, kann das Muster 60 in einer Ausführungsform eine Anordnung von ähnlichen Diamantformen umfassen, die in einem sich wiederholenden und im Wesentlichen einheitlichen Muster über die Breite W₃ der ersten und der zweiten Schicht 20 und 30 angeordnet ist. In einer Ausführungsform kann jede Diamantform Abmessungen von etwa 1,6 cm × 1,6 cm aufweisen. Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Bands 10 sind nicht auf irgendeinen speziellen Typ des Musters 60 beschränkt. Erfindungsgemäß kann das Muster 60 verschiedene Formen und Größen von Formen umfassen, wie es gemäß einer bestimmten Anwendung erforderlich sein kann, in der das Band 10 verwendet wird, und/oder um ein gewünschtes Beladungsgewicht des SAP 40 aufzunehmen.
Ein Merkmal und Vorteil des Bands 10 umfasst einen Abteilungserzeugungseffekt des Schweißmusters 60. Abschnitte des SAP 40 sind innerhalb von Formen oder Konfigurationen des Musters 60 enthalten, um dadurch die Bewegung bzw. Verschiebung des SAP 40 zwischen Schichten 20 und 30 zu beschränken. Das Muster 60 unterstützt dabei, die Konzentrierung von SAP 40 an Punkten entlang des Bands 10 zu verhindern, und insbesondere dabei, eine Ansammlung des SAP 40 entlang der Kanten 20a, 30a und 20b, 30b der ersten und der zweiten Schicht 20 und 30 zu verhindern. Darüber hinaus unterstützt das Muster 60 dabei, eine Verteilung des SAP 40 zwischen den Schichten 20 und 30, die im Wesentlichen einheitlich ist, zu erleichtern und aufrechtzuerhalten, so dass z.B. jede Form oder Konfiguration des Musters 60 etwa ähnliche Mengen des SAP 40 enthält. Die im Wesentlichen einheitliche Verteilung des SAP 40 unterstützt bei der Erzeugung einer Quellhöhe oder einer Dicke des Bands 10, die im Wesentlichen einheitlich ist und z.B. geringe oder keine Unregelmäßigkeiten oder Uneinheitlichkeiten aufweist, welche die Wasserblockierungsleistung des Bands 10 beeinflussen würden, wenn das SAP 40 Wasser absorbiert und quillt. Die im Wesentlichen einheitliche Quellhöhe des Bands 10 unterstützt dabei, eine zuverlässige und einheitliche Sperre zu erzeugen, die dabei unterstützt, das Ausmaß des Eindringens von Wasser in einen Kabelkern und des Wanderns von Wasser entlang des Ausmaßes eines Kabels zu verhindern oder zumindest zu vermindern.
Darüber hinaus ist das Muster 60 ein Faktor, der dabei unterstützen kann, die Quellrate des SAP 40 und die Quellhöhe des Bands 10 zu erhöhen/maximieren. Wenn beispielsweise das Muster 60 zu dicht ist, wird das Volumen einzelner Formen oder Konfigurationen des Musters 60 die Quellwirkung des SAP 40 nicht aufnehmen und weder ein freies Quellen des SAP 40 noch eine Quellrate erlauben, die ausreichend ist, um beim Kontakt mit Wasser ein gewünschtes Quellverhältnis zu erreichen. Wenn im Gegensatz dazu das Muster 60 eine zu geringe Dichte aufweist, wobei z.B. einzelne Formen oder Konfigurationen zu groß sind, wird das SAP 40 nicht in Abteilungen unterteilt und die Bewegung bzw. Verschiebung des SAP 40 zwischen den Schichten 20 und 30 wird ein Ansammeln des SAP 40 entlang des Bands 10 verursachen. In diesem Fall kann die Quellhöhe uneinheitlich sein und das Band 10 kann gegebenenfalls keine im Wesentlichen einheitliche und effektive Wassersperre bilden.
Das Schweißmuster 60 stellt ferner den Nutzen bereit, dass es das „Austreten" oder den Verlust des SAP 40 aus dem Band 10 während Kabelherstellungs- und Strangbildungsvorgängen, bei denen das Band 30 in eine oder mehrere Komponenten) eines Kabels oder in dessen Kern einbezogen wird, verhindert oder zumindest wesentlich vermindert. Die Verminderung des Austretens des SAP 40 unterstützt dabei, das Beladungsgewicht des SAP 40 für eine ausreichende Wasserabsorption und eine einheitliche Quellhöhe beizubehalten.
Unter Bezugnahme auf die 3 umfasst das erfindungsgemäße Band 10 in einer Ausführungsform die erste Schicht aus Vliesstoff 20 mit im Wesentlichen den gleichen Abmessungen, wie z.B. Breite, wie die zweite Schicht aus Vliesstoff 30 (nicht gezeigt), so dass Längskanten 20a und 20b der ersten Schicht 20 im Wesentlichen mit Längskanten 30a und 30b der zweiten Schicht 30 identisch sind. Die Schichten 20 und 30 werden durch die vorstehend beschriebene Ultraschallschweißtechnik verschweißt. Ultraschallwellen treffen auf die erste Oberfläche 50a der zweiten Schicht 30 auf. Ein Streifen 70 wird auf die erste Oberfläche 80a der ersten Schicht 20 entlang der Längskanten 20a, 20b und 30a, 30b der Schichten 20 und 30 gedruckt. Die Ultraschallwellen treffen auf die erste Oberfläche 50a der zweiten Schicht 30 im Wesentlichen zu dem Zeitpunkt auf, wenn der Streifen auf die erste Oberfläche 80a der ersten Schicht 20 gedruckt wird. Die Schichten 20 und 30 werden dadurch entlang der gedruckten Streifen 70 verschweißt oder verschmolzen.
Unter Bezugnahme auf die 4a stellt die Erfindung ein Verfahren 100 zum Herstellen des wasserblockierenden Bands 10 bereit und umfasst die gezeigten Stufen. Das Verfahren 100 ist jedoch lediglich beispielhaft und nicht beschränkend und kann z.B. dadurch, dass Stufen hinzugefügt, entfernt oder umgeordnet werden, verändert werden.
Bei der Stufe 105 werden die erste und die zweite Schicht 20 und 30 bereitgestellt, wobei z.B. jede Schicht 20 und 30 eine Lage aus Vliesstoff umfasst. Jede Schicht 20 und 30 weist gewünschte Abmessungen, wie z.B. eine Breite, auf, so dass eine gewünschte Anzahl der erfindungsgemäßen wasserblockierenden Bänder 10 aus der ersten und zweiten Schicht 20 und 30 mit gewünschten Abmessungen gebildet werden kann.
Bei der Stufe 110 wird mindestens eine Art des SAP 40, z.B. in einer Pulverform, auf eine Oberfläche einer der ersten Schicht 20 und der zweiten Schicht 30 z.B. durch Aufbringen in Staubform, bei einem Beladungsgewicht aufgebracht, das ausreichend ist, um eine gewünschte Quellrate und/oder ein gewünschtes Quellverhältnis, die bzw. das für eine bestimmte Anwendung oder eine Kabelgestaltung, in der eines oder mehrere der erfindungsgemäßen Bänder 10 verwendet wird, erforderlich ist, zu erreichen.
Bei der Stufe 115 wird die zweite Schicht 30 derart auf der ersten Schicht 20 angeordnet, dass das SAP 40 zwischen den Schichten 20 und 30 angeordnet ist.
Bei der Stufe 120 treffen Ultraschallwellen, die z.B. durch ein Ultraschallhorn bereitgestellt werden, auf die erste Oberfläche 50a der zweiten Schicht 30 auf, und das Muster 60, das z.B. mit einer Walze mit einer Oberfläche, die das Muster 60 definiert, bereitgestellt ist, bedruckt die erste Oberfläche 80a der ersten Schicht 20 im Wesentlichen gleichzeitig mit dem Auftreffen der Ultraschallwellen auf die erste Oberfläche 50a. Die Schichten 20 und 30 werden dadurch verschweißt, so dass die erste Schicht 20 mit der zweiten Schicht 30 entlang der aufgedruckten Linien des Musters 60 verschmolzen wird. In einer Ausführungsform liegt ein Bereich der zweiten Schicht 30, auf den die Ultraschallwellen aufgetroffen sind, im Wesentlichen einem Bereich der ersten Schicht 20, die mit dem Muster bedruckt ist, gegenüber und ist damit ausgerichtet.
Bei der Stufe 125 werden die verschweißten Schichten 20 und 30 unter Verwendung einer herkömmlichen oder mehrerer herkömmlicher Schneideinrichtung(en) in ein Band oder mehrere Bänder 10 gemäß der Erfindung geschlitzt, wobei jedes Band 10 eine gewünschte Breite aufweist.
Unter Bezugnahme auf die 4b kann das Verfahren 100 in einer Ausführungsform ferner die Stufe 122 als Alternative zur Stufe 125, wie sie vorstehend unter Bezugnahme auf die 4a beschrieben worden ist, umfassen. Bei der Stufe 122 können die verschweißten Schichten 20 und 30 an einer Ultraschallschneideinrichtung vorbeigeführt werden, die ein Ultraschallhorn und eine oder mehrere Schneideinrichtung(en) umfasst, so dass die Schich ten 20 und 30 in ein Band oder mehrere Bänder 10 gemäß der Erfindung geschlitzt werden. Wenn die Schichten 20 und 30 an der Ultraschallschneideinrichtung vorbeigeführt werden, treffen die Ultraschallwellen, die durch das Ultraschallhorn erzeugt werden, auf eine Oberfläche von einer der Schichten 20 und 30 auf und eine oder mehrere der Schneideinrichtungen kontaktiert eine gegenüber liegende Oberfläche einer der Schichten 20 und 30. Die Schichten 20 und 30 werden in mehrere Streifen oder Bänder 10 geschlitzt, wenn die Ultraschallwellen auf der Oberfläche auftreffen und eine oder mehrere der Schneideinrichtungen die gegenüber liegende Oberfläche kontaktiert bzw. kontaktieren. In einer Ausführungsform treffen die Ultraschallwellen im Wesentlichen simultan oder gleichzeitig mit dem Kontaktieren der gegenüber liegenden Oberfläche durch die eine oder die mehreren Schneideinrichtung(en) auf der Oberfläche auf. In einer Ausführungsform liegt der Bereich der Oberfläche einer der Schichten 20 und 30, auf den die Ultraschallwellen aufgetroffen sind, einem Bereich der gegenüber liegenden Oberfläche einer der Schichten 20 und 30 im Wesentlichen gegenüber und ist damit ausgerichtet. In einer Ausführungsform kann bzw. können die eine oder die mehreren Schneideinrichtung(en) gleich beabstandet sein, um die Schichten 20 und 30 in ein Band oder mehrere Bänder 30 mit im Wesentlichen der gleichen Breite zu schlitzen. In einer anderen Ausführungsform weisen die Schichten 20 und 30 im Wesentlichen ähnliche Abmessungen, wie z.B. Breite, auf, und die Längskanten der ersten Schicht 20 sind im Wesentlichen mit den Längskanten der zweiten Schicht 30 identisch.
Unter Bezugnahme auf die 5 stellt die Erfindung in einem anderen Aspekt ein System 200 und ein Verfahren zur Bildung des wasserblockierenden Bands 10 in einem kontinuierlichen Inline-Verfahren unter Verwendung von Ultraschallschweiß- und Ultraschallschneidtechniken zur Bildung des erfindungsgemäßen Bands 10 bereit. Gemäß der 5 führt mindestens eine erste Zuführungsrolle 201, auf der ein Vliesstoff mit einer gewünschten Breite aufgewickelt ist, die erste Schicht des Vliesstoffs 20 einer Herstellungsanlage 205 zu. Mindestens eine zweite Zuführungsrolle 202, auf der ein Vliesstoff mit einer gewünschten Breite aufgewickelt ist, führt die zweite Schicht des Vliesstoffs 30 einer Herstellungsanlage 205 zu.
In einer Ausführungsform kann die zweite Zuführungsrolle 202 mit einem Satz von einer oder mehr Stützrollen 203 bereitgestellt sein, die dabei unterstützen, die zweite Schicht 30 von der Rolle 202 zu der Anlage 205 zu fördern. Die Stützrollen 203 können nahe an der Rolle 202 angeordnet sein, um die zweite Schicht 30 zu empfangen. Die zweite Zuführungsrolle 202 ist mit einem Satz von einer oder mehreren Aufnahmerolle(n) 260 und 270 bereitgestellt, die stromabwärts von der Zuführungsrolle 202 angeordnet ist bzw. sind, um dabei zu unterstützen, die zweite Schicht 30 durch die Anlage 205 zu fördern, wie z.B. in einer im Wesentlichen horizontalen Ausrichtung und mit einer ausreichenden Straffheit. Wie es in der 5 gezeigt ist, hängt die erste Zuführungsrolle 201 mit dem Satz von einer oder von mehreren Aufnahmerollen) 260 und 270 zusammen, die stromabwärts von der Rolle 201 angeordnet ist bzw. sind, um dabei zu unterstützen, die erste Schicht 20 durch die Anlage 205 z.B. in einer im Wesentlichen horizontalen Ausrichtung und mit einer ausreichenden Straffheit zu fördern.
In einer Ausführungsform kann die zweite Zuführungsrolle 202 ferner mit einer oder mehreren Hilfsrolle(n) 204 bereitgestellt sein, die angeordnet ist bzw. sind, um dabei zu unterstützen, die Schicht des Schutzmaterials 35 der Anlage 205 zuzuführen. Gemäß der 5 ist die Hilfsrolle 204 so angeordnet und konfiguriert, dass sie die Schicht des Schutzmaterials 35 einer der Stützrollen 203 zuführen kann. Die Stützrolle 203 kann dann die zweite Schicht 30 und die Schicht des Schutzmaterials 35 der Herstellungsanlage 205 zuführen.
Das System 200 und das Verfahren gemäß der Erfindung sind nicht auf die Anordnung und den Zusammenhang der Zuführungsrollen 201 und 202, der Stützrollen 203, der Hilfsrolle 204 und der Aufnahmerollen 206 und 207 gemäß der 5 beschränkt, und es sind andere Anordnungen und Zusammenhänge von Rollen zum Zuführen der ersten und der zweiten Schicht 30 und 20 in die Herstellungsanlage 205 und zum Fördern der ersten und der zweiten Schicht 30 durch die Herstellungsanlage 205, sowie zum Zuführen und Fördern der Schicht des Schutzmaterials 35 in und durch die Herstellungsanlage 205 möglich.
Das System 200 umfasst ferner eine Verteileinrichtung 210 zum Verteilen des SAP 40. In einer Ausführungsform ist die Verteileinrichtung 210 stromabwärts von der ersten Zuführungsrolle 201 angeordnet, z.B. über der Herstellungsanlage 205, so dass dann, wenn die erste Schicht 20 entlang der Anlage 205 gefördert wird, z.B. in einer im Wesentlichen horizontalen Ausrichtung, die Verteileinrichtung 210 das SAP 40 auf eine Oberfläche der ersten Schicht 20 verteilt. In einer Ausführungsform kann die Verteileinrichtung 210 jedwede zum Verteilen eines solchen Materials, z.B. einer Pulverform des SAP 40, bekannte Vorrichtung umfassen, und kann so konfiguriert werden, dass das SAP 40 während des Staubaufbringens eingeschlossen ist. In einer Ausführungsform kann die Verteileinrichtung 210 ein Gehäuse 220 (gestrichelt gezeigt) umfassen, in dem ein Unterdruck erzeugt wird, um das SAP 40 während des Verteilens einzuschließen und zu lokalisieren. Das Gehäuse 220 kann einen Drucksensor und/oder einen Indikator zum Erfassen und Anzeigen eines Innendrucks innerhalb des Gehäuses 220 umfassen.
Wenn die erste Schicht 20 an der Verteileinrichtung 210 vorbeigeführt wird, bestäubt die Verteileinrichtung 210 die erste Oberfläche 80a der ersten Schicht 20 mit dem SAP 40 mit einem gewünschten Beladungsgewicht, wie z.B. von etwa 10 g/m² bis etwa 50 g/m², und vorzugs weise von etwa 20 g/m². In einer Ausführungsform kann die erste Schicht 20 durch ein geeignetes bekanntes Verfahren ionisiert werden, und zwar vor oder während des Verteilens des SAP 40 auf der ersten Oberfläche 80a.
Die zweite Zuführungsrolle 202 und/oder eine oder mehrere der Stützrollen 203 unterstützt bzw. unterstützen dabei, die zweite Schicht 30 in die Anlage 205 zuzuführen, wie z.B. an einer Stelle 225 in der Herstellungsanlage 205, wo die zweite Schicht 30 von der Verteileinrichtung 210 stromabwärts gefördert wird. In einer Ausführungsform führt die Hilfsrolle 204 die Schicht des Schutzmaterials 35 einer der Stützrollen 203 zu und die Stützrolle 203 führt die zweite Schicht 30 und die Schicht des Schutzmaterials 35 der Herstellungsanlage 205 zu. Die zweite Schicht 30 wird entlang der Anlage 205, z.B. in einer im Wesentlichen horizontalen Ausrichtung, gegenüber und parallel zu der ersten Schicht 20 zugeführt. Während des Förderns wird die zweite Schicht 30 schließlich auf der ersten Oberfläche 80a der ersten Schicht 20 angeordnet. In einer Ausführungsform, bei der die Stützrolle 203 auch die Schicht des Schutzmaterials 35 der Herstellungsanlage 205 zuführt, liegen die Schicht des Schutzmaterials 35 und die zweite Schicht 30 im Wesentlichen gegenüber und parallel zueinander vor, und liegen im Wesentlichen der ersten Schicht 20 gegenüber und sind parallel dazu. Während des Förderns werden die Schicht des Schutzmaterials 35 und die zweite Schicht 30 schließlich auf der ersten Oberfläche 80a der ersten Schicht 20 angeordnet.
In einer Ausführungsform weist jede der Schichten 20 und 30 eine im Wesentlichen ähnliche Breite wie die andere Schicht 20 und 30 auf, so dass dann, wenn die zweite Schicht 30 auf der ersten Oberfläche 80a der ersten Schicht 20 angeordnet wird, wenn die Schichten 20 und 30 in der Herstellungsanlage 205 gefördert werden, Längskanten der ersten und der zweiten Schicht 20 und 30 im Wesentlichen ausgerichtet oder identisch sind. In einer Ausführungsform weist die Schicht des Schutzmaterials 35 eine im Wesentlichen ähnliche Breite wie die andere oder beide der Schichten 20 und 30 auf, so dass dann, wenn die Schicht des Schutzmaterials 35 auf der zweiten Schicht 30 angeordnet wird, wenn die Schichten 20 und 30 in der Herstellungsanlage 205 gefördert werden, Längskanten der Schicht des Schutzmaterials 35 und der ersten und/oder der zweiten Schicht 30 im Wesentlichen ausgerichtet oder identisch sind. Die erste und die zweite Schicht 20 und 30 und gegebenenfalls die Schicht des Schutzmaterials 35 bilden dadurch eine kontinuierliche Bahn 300, die in der Anlage 205 durch das System 200 gefördert wird.
Das System 200 umfasst ferner eine Ultraschalllaminiervorrichtung, die ein Ultraschallhorn 230 und eine Riffelwalze 235 umfasst. Das Ultraschallhorn 230 und die Riffelwalze 235 sind stromabwärts von der Verteileinrichtung 210 angeordnet. Das Ultraschallhorn 230 und die Walze 235 sind von der Herstellungsanlage 205 beabstandet und auf gegenüber liegenden Seiten der Herstellungsanlage 205 derart angeordnet, dass die Bahn 300 in der Herstellungsanlage 205 zwischen dem Ultraschallhorn 230 und der Walze 235 gefördert wird. In einer Ausführungsform sind das Ultraschallhorn 230 und die Walze 235 auf gegenüber liegenden Seiten der Herstellungsanlage 205 angeordnet und so ausgerichtet, dass die Bahn 300 durch das Ultraschallhorn 230 und die Walze 235 etwa gleichzeitig gefördert werden. In einer Ausführungsform ist das Ultraschallhorn 230 über der Herstellungsanlage 205 angeordnet und mit der Walze 235, die unter der Anlage 205 angeordnet ist, vertikal ausgerichtet. In dieser Ausführungsform wird dann, wenn die Bahn 300 zwischen dem Ultraschallhorn 230 und der Riffelwalze 235 gefördert wird, die Bahn in einer im Wesentlichen horizontalen Ausrichtung gefördert.
Die Erfindung ist nicht auf die Anordnung und den Zusammenhang des Ultraschallhorns 230 und der Walze 235, wie es in der 5 gezeigt ist, beschränkt, und es sind andere Anordnungen und Zusammenhänge zwischen dem Ultraschallhorn 230 und der Walze 235 möglich.
Eine Oberfläche der Walze 235 definiert ein Muster 240. Die Walze 235 druckt das Muster 240 auf eine zweite Oberfläche 80b der ersten Schicht 20, wenn die Walze 235 mit der ersten Schicht 20 in Kontakt kommt, wenn sie durch die Anlage 205 gefördert wird. In verschiedenen Ausführungsformen kann das Muster 240 jedwedes Muster umfassen, welches das SAP 40 zwischen der ersten und der zweiten Schicht 20 und 30 enthalten und/oder in Abteilungen unterteilen soll. In einer Ausführungsform umfasst das Muster 240 ein sich wiederholendes und im Wesentlichen einheitliches Muster. In einer anderen Ausführungsform umfasst das Muster 240 eine Anordnung von ähnlichen oder unähnlichen Formen. In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Muster 240 eine Anordnung von im Wesentlichen identischen Diamantformen, wobei jede Diamantform eine Form von etwa 1,6 cm × 1,6 cm aufweist. In einer anderen Ausführungsform umfasst das Muster 240 ein sich nicht wiederholendes oder unregelmäßiges Muster. Die Walze 235 kann z.B. eine zylindrisch geformte Walze mit einem kreisförmigen Querschnitt umfassen, die aus einem Material konstruiert ist, das zum Drucken geeignet ist, wie z.B. unter anderem ein Metall, wie z.B. Stahl oder verchromten Stahl.
Das Ultraschallhorn 230 kann jedwede bekannte Vorrichtung zur Erzeugung von Ultraschallwellen umfassen. In einer Ausführungsform ist das Ultraschallhorn 230 eine Vorrichtung, die unter der Bezeichnung und der Modellnummer Ultra Sonic Generator, 2 DPC Level 2 1200w, die von Dukane, St. Charles, IL, erhältlich ist, käuflich erworben werden kann.
Wie es in der 5 gezeigt ist, wird die Bahn 300 in der Herstellungsanlage 205 zwischen dem Ultraschallhorn 230 und der Walze 235 gefördert. Das Ultraschallhorn 230 emittiert Ultraschallwellen, wobei die Bahn 300 durch das Horn 230 gefördert wird, und Ultraschallwellen treffen auf eine erste Oberfläche 300a der Bahn 300 auf, die auf das Horn 230 gerichtet ist. Wenn die Bahn 300 in der Herstellungsanlage 205 und durch die Walze 235 gefördert wird, kontaktiert die Walze 235 eine zweite Oberfläche 300b der Bahn 300 gegenüber der ersten Oberfläche 300b, die auf die Walze 235 gerichtet ist. Durch den Kontakt der Walze 235 mit der zweiten Oberfläche 300b der Bahn 300 wird das Muster 240 auf die zweite Oberfläche 300b der Bahn 300 gedruckt.
In einer Ausführungsform treffen dann, wenn die Bahn 300 zwischen dem Ultraschallhorn 230 und der Walze 235 gefördert wird, Ultraschallwellen auf einen ersten Bereich der ersten Oberfläche 300a der Bahn 300 auf, der im Wesentlichen einem zweiten Bereich der zweiten Oberfläche 300b, welche die Walze 235 kontaktiert, gegenüber liegt, und druckt das Muster 240 darauf. Die Ultraschallwellen treffen auf den ersten Bereich der ersten Oberfläche 300a im Wesentlichen gleichzeitig mit dem Kontaktieren und Drucken des Musters 240 auf die zweite Oberfläche 300b durch die Walze 235 auf. Die erste und die zweite Schicht 20 und 30 werden dadurch als Ergebnis der Ultraschallwellen, die auf den ersten Bereich der ersten Oberfläche 300a im Wesentlichen gleichzeitig mit dem Drucken des Musters 240 auf den zweiten Bereich der zweiten Oberfläche 300b durch die Walze 235 auftreffen, entlang des Musters 240 verschweißt. Die Walze druckt das Muster 240 auf die zweite Oberfläche 300b durch die zweite Schicht 30 und durch die erste Schicht 20, wenn Ultraschallwellen auf die erste Oberfläche 300a auftreffen, so dass die Schichten 20 und 30 entlang des Musters 240 verschweißt werden.
In einer Ausführungsform werden die Schichten 20 und 30 entlang des Musters 240 im Wesentlichen auf dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich der ersten und der zweiten Oberfläche 300a und 300b der Bahn 300 gebunden. In einer Ausführungsform wird die Bahn 300 kontinuierlich in der Anlage 205 gefördert, so dass die Ultraschallwellen kontinuierlich auf die erste Oberfläche 300a der Bahn 300 auftreffen und die Walze 235 das Muster 240 kontinuierlich auf die zweite Oberfläche 300b der Bahn 300 derart druckt, dass die erste und die zweite Schicht 20 und 30 entlang des Musters 240 kontinuierlich ultraschallverschweißt werden.
Das System 200 umfasst ferner eine Ultraschallschneideinrichtung, die ein Ultraschallhorn 250 und eine oder mehrere Schneideinrichtung(en) 255, wie z.B. Schneidambosse, umfasst. Das Ultraschallhorn 250 und die Schneidambosse 255 sind stromabwärts von der Ultra schalllaminiervorrichtung 230 und 235 angeordnet. Das Ultraschallhorn 250 und die Schneidambosse 255 sind von der Herstellungsanlage 205 beabstandet und auf gegenüber liegenden Seiten der Herstellungsanlage 205 derart angeordnet, dass die Bahn 300 in der Herstellungsanlage 205 zwischen dem Ultraschallhorn 250 und den Schneidambossen gefördert wird. In einer Ausführungsform sind das Ultraschallhorn 250 und die Schneidambosse 255 auf gegenüber liegenden Seiten der Herstellungsanlage 205 angeordnet und so ausgerichtet, dass die Bahn 300 im Wesentlichen gleichzeitig durch das Ultraschallhorn 250 und die Schneidambosse 255 gefördert wird. In einer Ausführungsform ist das Ultraschallhorn 250 über der Herstellungsanlage 205 angeordnet und vertikal mit einem oder mehreren der Schneidambosse 255 ausgerichtet, die unterhalb der Anlage 205 angeordnet sind. In dieser Ausführungsform wird dann, wenn die Bahn 300 zwischen dem Ultraschallhorn 250 und den Schneidambossen 255 gefördert wird, die Bahn in einer im Wesentlichen horizontalen Ausrichtung gefördert.
Die Erfindung ist nicht auf die Anordnung und den Zusammenhang des Ultraschallhorns 250 und der Schneidambosse 255, wie es in der 5 gezeigt ist, beschränkt, und es sind andere Anordnungen und Zusammenhänge zwischen dem Ultraschallhorn 250 und den Schneidambossen 255 möglich.
Das Ultraschallhorn 250 kann jedwede bekannte Vorrichtung zur Erzeugung von Ultraschallwellen umfassen. In einer Ausführungsform ist das Ultraschallhorn 250 eine Vorrichtung, die unter der Bezeichnung und der Modellnummer Ultra Sonic Generator, 2 DPC Level 2 1200w, die von Dukane, St. Charles, IL, erhältlich ist, käuflich erworben werden kann.
Wie es in der 5 gezeigt ist, wird die Bahn 300 in der Herstellungsanlage 205 zwischen dem Ultraschallhorn 250 und den Schneidambossen 255 gefördert. Wenn die Bahn 300 zwischen dem Ultraschallhorn 250 und den Schneidambossen 255 gefördert wird, emittiert das Ultraschallhorn 250 Ultraschallwellen, so dass dann, wenn die Bahn 300 durch das Horn 250 gefördert wird, Ultraschallwellen auf die erste Oberfläche 300a der Bahn 300 auftreffen, die auf das Horn 250 gerichtet ist. Wenn die Bahn 300 in der Herstellungsanlage 205 und durch die Schneidambosse 255 gefördert wird, kontaktiert einer oder mehrere der Schneidambosse 255 die zweite Oberfläche 300b der Bahn 300 gegenüber der ersten Oberfläche 300b, die auf einen oder mehrere der Schneidambosse 255 gerichtet ist. Durch den Kontakt des einen oder der mehreren der Schneidambosse 255 mit der zweiten Oberfläche 300b der Bahn 300 wird die Bahn 300 dadurch geschlitzt oder geschnitten.
In einer Ausführungsform treffen dann, wenn die Bahn 300 zwischen dem Ultraschallhorn 250 und den Schneidambossen 255 gefördert wird, Ultraschallwellen auf den ersten Bereich der ersten Oberfläche 300a der Bahn 300 auf, der im Wesentlichen dem zweiten Bereich der zweiten Oberfläche 300b, welche einen oder mehrere der Schneidambosse 255 kontaktiert, gegenüber liegt, auf. Die Ultraschallwellen treffen auf den ersten Bereich der ersten Oberfläche 300a im Wesentlichen gleichzeitig mit dem Kontaktieren und Schlitzen oder Schneiden der zweiten Oberfläche 300b durch die zweite Schicht 30 und dann durch die erste Schicht 20 durch einen oder mehreren der Schneidambosse 255 auf. Die Bahn 300 wird dadurch als Ergebnis der Ultraschallwellen, die auf den ersten Bereich der ersten Oberfläche 300a im Wesentlichen gleichzeitig mit dem Kontaktieren und Schlitzen des zweiten Bereichs und der Bahn 300 durch einen oder mehreren der Schneidambosse 255 auftreffen, in zwei oder mehr Streifen geschlitzt. Die Anzahl von Streifen, in welche die Bahn 300 geschlitzt wird, hängt von der Anzahl der Schneidambosse 255 ab. In einer Ausführungsform wird die Bahn 300 kontinuierlich in der Anlage 205 gefördert, so dass die Ultraschallvorrichtung 250 Ultraschallwellen emittiert, die kontinuierlich auf die erste Oberfläche 300a der Bahn 300 auftreffen, und die Schneidambosse 255 schlitzen oder schneiden die Bahn 300 kontinuierlich, so dass zwei oder mehr Streifen kontinuierlich hergestellt werden.
Dem Fachmann ist klar, dass die Breiten der ersten Schicht 20 und der zweiten Schicht 30 und die Anzahl und die Position der Schneidambosse 255 die Anzahl und die Breite der Streifen oder Bänder festlegt, die von der Bahn 300 in einem einzelnen Herstellungsdurchgang geschlitzt werden, wenn die Bahn 300 kontinuierlich durch das System 200 gefördert wird. In einer Ausführungsform können die Schneidambosse 255 so angeordnet sein, dass Streifen oder Bänder 10 geschlitzt werden, die verschiedene Breiten aufweisen, so dass eine Anzahl von Bändern 10 für mehr als eine Anwendung oder Kabelgestaltung erzeugt wird.
Wie es in der 5 gezeigt ist, umfasst das System 200 die Aufnahmerollen 260 und 270, die stromabwärts von der Ultraschallschneideinrichtung 250 und 255 angeordnet sind, um die Streifen oder Bänder von der Anlage 205 zu entfernen und die Bänder 10 darauf aufzuwickeln.

Claims

Wasserblockierendes Band umfassend: eine erste Materialschicht, eine oder mehrere wasserblockierende Verbindungen, die auf einer Oberfläche der ersten Materialschicht verteilt sind, und eine zweite Materialschicht, die auf der einen oder den mehreren wasserblockierenden Verbindungen so angeordnet ist, dass die wasserblockierenden Verbindungen zwischen der ersten und der zweiten Materialschicht angeordnet sind, wobei die erste Materialschicht und die zweite Materialschicht mittels Ultraschall entlang eines Musters miteinander verschweißt sind, wobei das Muster eine Oberfläche zumindest eines Teilbereichs der ersten Schicht und der zweiten Schicht so überspannt, dass die eine oder die mehreren wasserblockierenden Verbindungen zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht eingefasst sind und deren Verschiebung eingeschränkt ist.
Band nach Anspruch 1, wobei Anteile der einen oder der mehreren wasserblockierenden Verbindungen durch das Muster so in Abteilungen unterteilt sind, dass die eine oder die mehreren wasserblockierenden Verbindungen im Wesentlichen durchgehend zwischen der ersten und der zweiten Schicht verteilt sind.
Band nach Anspruch 2, wobei, wenn das Band mit Wasser in Kontakt kommt, das Band auf eine im Wesentlichen einheitliche Quellhöhe aufquillt.
Band nach Anspruch 1, wobei das Muster ein sich wiederholendes und im Wesentlichen gleichmäßiges Muster umfasst.
Band nach Anspruch 4, wobei das sich wiederholende und im Wesentlichen gleichförmige Muster ein Muster aus gleichen Diamantformen umfasst, wobei jede Diamantform ungefähr die Größe von 1,6 cm mal 1,6 cm hat.
Band nach Anspruch 1, wobei die erste Materialschicht ein Vliesstoff enthält.
Band nach Anspruch 6, wobei die zweite Materialschicht ein Vliesstoff enthält.
Band nach Anspruch 7, wobei die erste Materialschicht im Wesentlichen die gleichen Abmessungen hat wie die zweite Materialschicht.
Band nach Anspruch 7, wobei das Nonwowen aus der Gruppe: Spinnvliesstoff, Meltblown-Spinnvliesstoff, Spinnvlies-Meltblown-Spinnvliesstoff, Spinnvlies-Meltblown-Meltblown-Spinnvliesstoff, Meltblown-Vliesstoff, Nylonvliesstoff, kardierter Vliesstoff, Kunststoff, Polyester, Polyethylen-Terephthalat und deren Kombinationen gewählt ist.
Band nach Anspruch 7, wobei das Vliesmaterial ein Gewicht von 10 Gramm pro m² (g/m²) bis 40 g/m² hat.
Band nach Anspruch 1, wobei die eine oder die mehreren wasserblockierenden Verbindungen eine oder mehrere aufquellbare, wasserabsorbierende Verbindungen enthalten.
Band nach Anspruch 1, wobei die eine oder die mehreren wasserblockierenden Verbindungen aus der Gruppe: Polyacrylat, Polyacrylamid, Polyvinylalkohol, Copolymer aus Polyacrylat, Polyacrylamid, Polyvinylalkohol, Copolymer aus Polyacrylat und Polyacrylamid, Copolymer aus Polyacrylat und Polyvinylalkohol, Copolymer aus Polyacrylat und Polyvinylalkohol und deren Kombinationen gewählt ist.
Band nach Anspruch 1, wobei die eine oder die mehreren wasserblockierenden Verbindungen mit einem Ladegewicht von 10 g/m² bis 50 g/m² verteilt sind.
Band nach Anspruch 1, ferner umfassend wenigstens eine Schicht aus einem schützenden Material, das direkt auf einer Fläche der ersten oder der zweiten Schicht angeordnet ist und entlang des Musters mit Hilfe von Ultraschall hieran angeschweißt ist.
Verfahren zum Herstellen eines wasserblockierenden Bands, wobei das Verfahren umfasst: Bereitstellen einer ersten Materiallage, Verteilen von einer oder von mehreren wasserblockierenden Verbindungen auf einer Oberfläche der ersten Materiallage, Anordnen einer zweiten Materiallage auf der Oberfläche der ersten Materiallage derart, dass eine oder mehrere wasserblockierende Verbindungen zwischen der ersten und der zweiten Lage angeordnet werden und so eine Bahn formen, Beaufschlagen von wenigstens einem Teilbereich einer ersten Oberfläche der Bahn mit Ultraschallwellen, und Aufdrucken eines Musters auf wenigstens einem Teilbereich einer zweiten Fläche der Bahn, wobei die erste Materiallage und die zweite Materiallage hierdurch entlang des Musters miteinander verschweißt werden.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei das Beaufschlagen von wenigstens einem Teilbereich der ersten Oberfläche der Bahn mit Ultraschallwellen das Beaufschlagen von wenigstens einem Teilbereich der ersten Oberfläche der Bahn mit Ultraschallwellen im Wesentlichen zur gleichen Zeit wie das Aufdrucken des Musters auf wenigstens einem Teilbereich der zweiten, gegenüberliegenden Fläche der Bahn umfasst.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei der Teilbereich der ersten Bahnoberfläche, die mit Ultraschallwellen beaufschlagt wurde, dem Teilbereich der zweiten Bahnoberfläche, der mit dem Muster bedruckt wird, gegenüberliegt.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei das Muster wenigstens einen Teil der Bahnbreite überspannt.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei das Muster ein sich wiederholendes und im Wesentlichen gleichmäßiges Muster umfasst.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei Anteile der einen oder der mehreren wasserblockierenden Verbindungen durch das Muster derart aufgeteilt sind, dass die eine oder die mehreren wasserblockierenden Verbindungen im Wesentlichen durchgängig zwischen der ersten Materialschicht und der zweiten Materialschicht verteilt sind.
Verfahren nach Anspruch 15, ferner umfassend: Beaufschlagen der ersten Bahnoberfläche der ultraschallgeschweißten Bahn mit Ultraschallwellen und Kontaktieren der zweiten Bahnoberfläche mit einer oder mehreren Schneidvor richtungen derart, dass die Schneidvorrichtungen die Bahn in ein oder mehrere Streifen zerschneiden.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei das Beaufschlagen der ersten Bahnoberfläche der ultraschallverschweißten Bahn mit Ultraschallwellen das Beaufschlagen der ersten Oberfläche der ultraschallverschweißten Bahn im Wesentlichen zur gleichen Zeit, wie die ein oder mehreren Schneidvorrichtungen die zweite Bahnoberfläche kontaktieren, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei ein Teilbereich der ersten Bahnoberfläche, die mit Ultraschallwellen beaufschlagt wird, einem Bereich der zweiten Bahnoberfläche gegenüberliegt, die durch die eine oder die mehreren Schneidvorrichtungen kontaktiert wird.
System zum Herstellen eines wasserblockierenden Bands, wobei das System umfasst: eine erste Fördereinrichtung zum Zuführen einer ersten Materialschicht, wobei die erste Fördervorrichtung so angeordnet und ausgestaltet ist, dass die erste Materialschicht entlang einer Hauptlinie gefördert wird, eine Verteileinrichtung, die entlang der Hauptlinie angeordnet und so ausgestaltet ist, dass ein oder mehrere wasserblockierende Verbindungen auf einer ersten Fläche der ersten Materialschicht verteilt werden, wenn die erste Materialschicht die Verteileinrichtung passiert, eine zweite Fördereinrichtung, die entlang der Hauptlinie stromabwärts der Verteileinrichtung angeordnet ist, um einen zweite Materialschicht zuzuführen, wobei die zweite Fördereinrichtung so angeordnet und konfiguriert ist, dass die zweite Materialschicht entlang der Hauptlinie transportiert wird, so dass die zweite Materialschicht auf der einen oder den mehreren wasserblockierenden Verbindungen zu liegen kommt, wobei die erste und die zweite Materialschicht eine Bahn formen, in der die eine oder die mehreren wasserblockierenden Verbindungen dazwischen angeordnet sind, und eine Ultraschalllaminiereinrichtung, die entlang der Hauptlinie stromabwärts der zweiten Fördereinrichtung angeordnet ist, wobei die Ultraschalllaminiereinrichtung so angeordnet und konfiguriert ist, dass sie Ultraschallwellen emittiert, die eine erste Bahnoberfläche beaufschlagen, und dass sie ein Muster auf einer zweiten Bahnoberfläche aufdruckt, wenn die Bahn die Ultraschalllaminiereinrichtung passiert und so die erste Materialschicht auf der zweiten Materialschicht entlang des Musters verschweißt.
System nach Anspruch 24, wobei die Ultraschalllaminiereinrichtung ein erstes Ultraschallhorn das zum Aussenden von Ultraschallwellen ausgebildet ist, und eine Druckvorrichtung enthält, die zum Aufdrucken des Musters ausgestaltet ist, umfasst.
System nach Anspruch 25, wobei das erste Ultraschallhorn und die Druckeinrichtung auf gegenüberliegenden Seiten der Hauptlinie angeordnet und so zueinander ausgerichtet sind, dass die Bahn zwischen dem ersten Ultraschallhorn und der Druckeinrichtung gefördert wird.
System nach Anspruch 26, wobei das erste Ultraschallhorn dazu ausgebildet ist, die erste Bahnoberfläche im Wesentlichen zur gleichen Zeit zu beaufschlagen wie die Druckeinrichtung das Muster auf die zweite Bahnoberfläche aufdruckt.
System nach Anspruch 27, wobei die Druckeinrichtung eine Rolle ist, die das Muster auf ihrer Oberfläche aufweist.
System nach Anspruch 24, ferner umfassend eine Ultraschallschneideinrichtung, die entlang der Hauptlinie stromabwärts der Ultraschalllaminiereinrichtung angeordnet ist, wobei die Ultraschallschneideinrichtung so angeordnet und ausgebildet ist, dass Ultraschallwellen emittiert werden, die die erste Bahnoberfläche beaufschlagen und die Bahn von der zweiten Bahnfläche her aufschlitzen, um die Bahn in viele Streifen zu zerschneiden.
System nach Anspruch 29, wobei die Ultraschallschneideinrichtung ein zweites Ultraschallhorn, das dazu ausgebildet ist, Ultraschallwellen zu emittieren, und ein oder mehrere Schneideinrichtungen, die die Bahn zerschneiden, umfasst.
System nach Anspruch 30, wobei das zweite Ultraschallhorn und die ein oder mehreren Schneideinrichtungen auf gegenüberliegenden Seiten der Hauptlinie angeordnet und derart zueinander ausgerichtet sind, dass die Bahn zwischen dem zweiten Ultraschallhorn und der einen oder den mehreren Schneideinrichtungen transportiert wird.
System nach Anspruch 32, wobei das zweite Ultraschallhorn so ausgebildet ist, dass die erste Bahnoberfläche im Wesentlichen zur gleichen Zeit beaufschlagt wird wie die ein oder mehreren Schneidvorrichtungen die zweite Bahnfläche aufschlitzen und die Bahn in mehrere Streifen zerschneiden.
System nach Anspruch 24, ferner umfassend eine Aufnahmevorrichtung, die entlang der Hauptlinie stromabwärts der Ultraschallschneideinrichtung angeordnet und dazu ausgebildet ist, die mehreren Bahnstreifen hierauf aufzuwickeln.