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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bilden einer zusammengesetzten
Bahn umfassend wenigstens eine Lage aus partikelförmigem Material
und wenigstens eine Lage aus faserförmigem Material, wobei die
Bahn zur Verwendung als absorbierender Aufbau in absorbierenden
Gegenständen
wie beispielsweise Windeln, Slipeinlagen, Inkontinenzprodukten,
Damenbinden und ähnlichem gedacht
ist, bei dem wenigstens eine Lage aus faserförmigem Material und wenigstens
eine Lage aus partikelförmigem
Material in aufeinanderfolgenden Schritten auf einem sich bewegenden
mit kleinen Öffnungen
versehenen Träger
abgelagert werden, um Lagen übereinander
zu bilden. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Bilden
der zusammengesetzten Bahn und einen absorbierenden Aufbau umfassend
die zusammengesetzte Bahn.
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Hintergrund der Erfindung
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Absorbierende
Gegenstände
wie beispielsweise Windeln, Inkontinenzprotektoren und Damenbinden,
die nach einer einzigen Verwendung dazu gedacht sind, entsorgt zu
werden, umfassen einen absorbierenden Aufbau mit der Fähigkeit
große
Flüssigkeitsmengen
in einer kurzen Zeitdauer aufzunehmen und der weiteren Fähigkeit
die Flüssigkeit
zu verteilen und die Flüssigkeit
zu speichern. Das bedeutet, dass der absorbierende Aufbau üblicherweise
mehrere unterschiedliche Lagen mit bezüglich zueinander unterschiedlichen
Eigenschaften umfasst. Es ist ferner angestrebt, dass derartige
absorbierende Gegenstände
dünn und
diskret zu tragen sind.
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Häufig umfassen
die absorbierenden Strukturen wenigstens eine Flüssigkeitsaufnahmelage und eine
Flüssigkeitsspeicherlage.
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Die
Flüssigkeitsspeicherlage
umfasst oftmals einen zusammengesetzten Bahnaufbau aus faserförmigem Material, üblicherweise
Celluloseflufffaserstoff und einem partikelförmigen superabsorbierenden
Material, bei dem es sich um ein Polymer handelt, das die Fähigkeit
aufweist mehrfach sein Eigengewicht an Wasser- oder Körperfluiden
zu absorbieren. Das superabsorbierende Material wird entweder mit
dem faserförmigen
Material gemischt oder in einer lagenartigen Konfiguration zwischen
faserförmige
Lagen eingebracht. Die Flüssigkeitsaufnahmelage
umfasst oftmals eine poröse
faserförmige
Lage aus nasselastischen Fasern, wie beispielsweise Kunstfasern,
oder Polymerschaumstoffen.
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Celluloseflufffaserstoff
unterschiedlicher Arten ist erhältlich,
wie beispielsweise mechanischer, thermomechanischer, chemothermomechanischer und
chemischer Faserstoff. Flufffaserstoff wird in Ballen oder Rollen
geliefert und in Faserstoffwerken vor dem Formieren entfasert. Mattenformieren
zum Formieren absorbierender Strukturen wird durch Transportieren
des entfaserten Faserstoffs von dem Faserstoffwerk in einer Luftströmung zu
einer Formiereinheit üblicherweise
in Form eines sog. Mattenformierrads durchgeführt. Dieses ist luftdurchlässig und
die Fasern verbleiben auf dem Umfang des Mattenformierrads und bilden
eine Fasermatte niedriger Dichte, die nachfolgend komprimiert wird.
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Während dem
Mattenformieren kann eine kontinuierliche Bahn formiert werden,
die nachfolgend komprimiert und zu einzelnen absorbierenden Strukturen,
die dazu geeignet sind in absorbierenden Gegenständen eingebracht zu werden,
beschnitten wird. Alternativ ist das Mattenformierrad mit einer Vielzahl
von Formen, die auf dem Umfang des Rads angeordnet sind, versehen,
so dass eine Vielzahl einzelner absorbierender Strukturen mit gewünschter Form
und Größe direkt
auf dem Mattenformierrad formiert werden kann.
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Der
Stand der Technik, wie beispielsweise die
US 4551191 lehrt unterschiedliche
Arten von Mattenformierrädern
zum Bilden absorbierender Strukturen. Die
US-A-3,518,726 offenbart
das Mattenformieren in Formen, wobei die Luftströmung und das Formieren in den
Formen gesteuert wird, indem der Boden der Formen eine unterschiedliche
Lochdichte und unterschiedliche Lochgrößen in unterschiedlichen Bereichen
aufweist.
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Die
US-A-4,765,780 offenbart,
dass Fasern in einzelnen Faserstörmungen
zu unterschiedlichen Formierhauben entlang des Umfangs eines großen Mattenformierrads
gefördert
werden. Unterschiedliche Lagen werden aufeinander gebildet, wenn
das Formierrad durch die unterschiedlichen Formierhauben tritt.
Superabsorbierendes partikelförmiges
Material kann einer dieser Faserströmungen zugesetzt werden.
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In
der
EP-A-1 253 231 ist
ein Verfahren zum Formieren einer faserförmigen Bahn offenbart, wobei separate
Luftströmungen,
die Fasern enthalten, zu einer Anzahl unterschiedlicher Mattenformierräder gefördert werden.
Separate Bahnlagen werden auf den entsprechenden Mattenformierrädern ausgebildet
und den Mattenformierrädern
nachgeschaltet, kombiniert, um eine einheitliche faserförmige Bahn zu
bilden, die nachfolgend komprimiert wird. Superabsorbierende Partikel
können
zusammen mit den Faserströmungen
oder separat zugesetzt werden. Es wird behauptet, dass das Verfahren
zu einer verbesserten Herstellungsqualität der formierten faserförmigen Bahn
und einer erhöhten
Herstellungsgeschwindigkeit führt.
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Der
Stand der Technik lehrt ferner unterschiedliche Verfahren und Vorrichtungen
zum Einbringen partikelförmigen
absorbierenden Materials in eine faserförmige Bahn sowohl in zugemischter
als auch lagenförmiger
Konfiguration.
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Die
US-A-5,885,516 offenbart
ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Einführen eines superabsorbierenden
Pulvers in einem Zwischenstadium zwischen einer anfänglichen
Zufuhr von Fasern und der schließlichen Formierung der zusammengesetzten Bahn.
Das superabsorbierende Pulver wird der faserförmigen Bahn durch Verteilen
des Pulvers mittels eines rotierenden Bürstenzylinders, einer perforierten Druckluftleitung
oder einem Paar Stabelektroden zugesetzt.
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Die
US-A-5,429,788 offenbart
eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Formieren einer einzelnen
Lage aus superabsorbierendem partikelförmigen Material innerhalb einer
zusammengesetzten Bahn. Das partikelförmige Material wird durch die
Schwerkraft oder in einer Gasförderströmung in
eine Formierkammer gefördert.
Ein Ablagerungsmechanismus ist innerhalb der Formierkammer angeordnet, um
das partikelförmige
Material selektiv in eine faserförmige
Bahn, gestützt
durch einen mit kleinen Öffnungen
versehenen Förderer,
abzugeben.
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Die
US-A-5,213,817 offenbart
einen Vorrichtung zum intermettierenden Einbringen von partikelförmigem superabsorbierenden
Material in ein sich bewegendes faserförmiges Substrat. Der kontinuierliche
pulverförmige
Strom wird über
eine Düse übertragen
und in zwei Strömungen
aufgeteilt, von denen eine in das faserförmige Substrat eingebracht
und die andere zurück
zur Fördereinrichtung
zirkuliert.
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Die
WO 92/19198 offenbart eine
Vorrichtung zum Aufbringen einer einzelnen Lage aus superabsorbierenden
Partikeln auf eine sich bewegende faserförmige Bahn, wobei ein Partikelspender
superabsorbierende Partikel kontinuierlich über einem beweglichen Riemen,
der mit einem Lochmuster versehen ist, ausgibt, wobei der Riemen
in einem kurzen Abstand über
der faserförmigen
Bahn angeordnet ist und sich über
diese bewegt, so dass die superabsorbierenden Partikel in einem
Muster entsprechend dem Lochmuster im Riemen auf die faserförmige Bahn
aufgebracht werden.
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Die
Entwicklung bewegt sich mittlerweile in Richtung dünner absorbierender
Strukturen, was bedeutet, dass ein hoher Anteil an superabsorbierendem
Material erforderlich ist, um die notwendige Absorptionsfähigkeit
bereitzustellen. Es erfordert ferner eine hohe Herstellungsgenauigkeit,
damit die absorbierenden Produkte in der gedachten Art und Weise funktionieren.
Die Bedürfnisse
der Verbraucher für eine
gleichmäßige Qualität und eine
bessere Funktion im Sinne der Ausflusssicherheit, des Sitzes und des
Komforts sind ferner steigend. Darüber hinaus führen die
Anforderungen einer verbesserten Leistung und ein erhöhter Preisdruck
aufgrund des starken Wettbewerbs dazu, dass die Geschwindigkeit des
Herstellungsprozesses erhöht
werden muss.
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Eine
erhöhte
Herstellungsgeschwindigkeit führt
dazu, dass exaktere Bedingungen in Zusammenhang mit der Formierung
der absorbierenden Strukturen, die in den absorbierenden Gegenständen enthalten
sind, erforderlich sind. In Zusammenhang mit den Anforderungen an
dünneren
Produkten führt dies
dazu, dass bekannte Herstellungsverfahren nicht hinsichtlich sämtlicher
Aspekte befriedigend funktioneren.
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Beschreiung der Erfindung
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Ein
Problem, das durch die vorliegende Erfindung zu lösen ist,
besteht darin ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bilden dünner absorbierender Strukturen
enthaltend große
Mengen von superabsorbierendem partikelförmigen Material, die bei hohen
Herstellungsgeschwindigkeiten und mit gleichmäßiger Qualität gebildet
werden können,
zu schaffen.
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Dies
wurde gemäß der Erfindung
durch ein Verfahren gelöst,
bei dem wenigstens eine Lage aus faserförmigem Material und wenigstens
eine Lage aus partikelförmigem
Material in aufeinanderfolgenden Schritten auf einem sich bewegenden
mit kleinen Öffnungen
versehenden Träger
abgelagert werden, um Lagen übereinander
zu bilden, wobei eine Strömung
aus luftgetragenem partikelförmigen
Material in einer ersten Förderrichtung
bei einer hohen Geschwindigkeit üblicherweise
zwischen 25 und 40 m/s zu einer Applikatorkammer gefördert wird,
wobei die Applikatorkammer eine Auslassöffnung aufweist, die benachbart
dem mit kleinen Öffnungen
versehenen Träger
angeordnet ist und wobei die Strömung
aus luftgetragenem partikelförmigen
Material beim Eintreten in die Applikatorkammer expandieren und
auf einen Wandabschnitt in der Applikatorkammer treffen kann, der
in einem Winkel zwischen 90° und
125°, vorzugsweise
zwischen 100° und
120° zur
ersten Strömungsrichtung
ausgerichtet ist, wodurch die Strömung aus luftgetragenem partikelförmigen Material
die Strömungsrichtung
zu einer zweiten Strömungsrichtung ändert und
eine merkliche Geschwindigkeitsreduzierung der Strömung aus
luftgetragenem partikelförmigen
Material auftritt, wenn sie durch die Auslassöffnung der Appikatorkammer
austritt.
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Bei
einem Aspekt der Erfindung wird die Strömung aus luftgetragenem partikelförmigen Material
auf eine Oberseite einer Lage aus faserförmigem Material aufgebracht,
die auf dem mit kleinen Löcher versehen
Träger
ablagert ist. Das partikelförmige
Material ist vorzugsweise ein superabsorbierendes Material.
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Gemäß einer
Ausführungsform
werden wenigstens zwei Lagen aus partikelförmigem Material auf den mit
kleinen Öffnungen
versehenen Träger aufgebracht
und eine Lage aus faserförmigem
Material wird zwischen den Lagen aus partikelförmigem Material aufgebracht.
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In
einer weiteren Ausführungsform
wird das partikelförmige
Material intermittierend den mit kleinen Öffnungen versehenen Trägern zugeführt. Bei einem
Aspekt der Erfindung liegt die Lage aus faserförmigem Material in Form separater Bahnabschnitte vor
und das Fördern
der separaten Bahnabschnitte auf den mit kleinen Öffnungen
versehenen Träger
ist zu der intermittierenden Zufuhr des partikelförmigen Materials
auf den mit kleinen Öffnungen
versehenen Trägern
synchronisiert.
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Durch
das Verfahren der Erfindung ist eine Vielzahl von Stärken der
Lagen aus partikelförmigem Material
formierbar von sehr dünnen
Lagen von einem Flächengewicht
von 50 g/m2 bis zu relativ starken Lagen
mit einem Flächengewicht
bis zu 600 g/m2. Vorzugsweise liegt das
Flächengewicht
jeder Lage aus partikelförmigem
Material zwischen 80 und 250 g/m2. Das Verfahren
gestattet es ferner das partikelförmige Material auf dünnen faserförmigen Lagen
mit einem Flächengewicht
bis zu nur 30 g/m2 abzulagern ohne die faserförmigen Lagen
zu zerstören. Im
Allgemeinen liegt das Flächengewicht
jeder faserförmigen
Lage zwischen 30 und 500 g/m2, vorzugsweise
zwischen 50 und 80 g/m2.
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Gemäß einer
Ausführungsform
wird die Lage/werden die Lagen aus faserförmigem Material auf einem Mattenformierrad
ausgebildet, das benachbart des mit kleinen Öffnungen versehenen Trägers angeordnet
ist und von dem Mattenformierrad auf den mit kleinen Öffnungen
versehenen Träger
transferiert.
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Es
ist ferner von der Erfindung umfasst, dass die Strömung aus
luftgetragenem partikelförmigen Material
eine gewisse Menge an faserförmigem
Material beinhaltet und/oder dass die Lage aus faserförmigem Material
eine gewisse Menge an partikelförmigem
Material enthält.
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Die
Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum Bilden einer zusammengesetzten
Bahn enthaltend wenigstens eine Lage aus partikelförmigem Material
und wenigstens eine Lage aus faserförmigem Material, wobei die
Bahn als absorbierender Aufbau in absorbierenden Gegenständen, wie
beispielsweise Windeln, Höschenwindeln,
Inkontinenzprodukten, Damenbinden und ähnlichem gedacht ist und wobei die
Vorrichtung eine Einrichtung zum Ablagern wenigstens einer Lage
aus faserförmigem
Material und eine Einrichtung zum Ablagern wenigstens einer Lage
aus partikelförmigem
Material in aufeinanderfolgenden Schritten auf einem sich bewegenden
mit kleinen Öffnungen
versehenen Trägern
umfasst, um Lagen übereinander
zu bilden, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung wenigstens
eine Fördereinrichtung
zum Fördern
einer Strömung
aus luftgetragenem partikelförmigen
Material in einer ersten Förderrichtung
mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 25 m/s oder mehr zu einer
Applikatorkammer umfasst, wobei die Applikatorkammer eine Auslassöffnung aufweist,
die benachbart des mit kleinen Öffnungen
versehenen Trägers
angeordnet ist und eine Querschnittsfläche aufweist, die in Richtung
der Auslassöffnung
zunimmt, so dass die Strömung
aus luftgetragenem partikelförmigen
Material beim Eintreten in die Applikatorkammer expandieren kann,
wobei die Applikatorkammer ferner wenigstens einen gekrümmten oder
gewinkelten Wandabschnitt aufweist, der in einem Winkel zwischen
ungefähr
90° und
ungefähr
125°, vorzugsweise
zwischen 100° und
120° zur
besagten ersten Strömungsrichtung
positioniert ist, um so zu verursachen, dass die Strömung aus luftgetragenem
partikelförmigen
Material auf den Wandabschnitt auftritt und um die Strömungsrichtung zu
einer zweiten Strömungsrichtung
zu ändern,
wodurch eine beachtliche Geschwindigkeitsreduzierung der Strömung aus
luftgetragenem partikelförmigen Material
auftritt, wenn sie durch die Auslassöffnung der Applikatorkammer
austritt.
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Bei
einem Aspekt der Erfindung weist die Applikatorkammer einen Einlassabschnitt
und einen Auslassabschnitt auf, die durch den gekrümmten oder
gewinkelten Wandabschnitt verbunden sind, wobei der Einlassabschnitt
sowie der Auslassabschnitt eine sich in Strömungsrichtung des partikelförmigen Materials
aufweitende Querschnittsfläche aufweisen,
wobei der Einlassabschnitt an die Fördereinrichtung anschließt und im Wesentlichen
in der gleichen Richtung wie diese ausgerichtet ist, d. h. in einem
Winkel zwischen ungefähr
90° und
ungefähr 125°, vorzugsweise
zwischen 100° und
120° zur
Ausrichtung der Fördereinrichtung
und des Einlassabschnitts.
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Bei
einer Ausführungsform
umfasst die Einrichtung wenigstens zwei Applikatorkammern, die nacheinander
entlang des mit kleinen Öffnungen
versehenen Trägers
angeordnet sind und die Einrichtungen zum Ablagern des faserförmigen Material
sind entlang des mit kleinen Öffnungen
versehenen Trägers
vor und zwischen den besagten zwei Applikatorkammern angeordnet.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform
umfasst die Vorrichtung eine Einrichtung zum Ablagern faserförmigen Materials,
die entlang des mit kleinen Öffnungen
versehenen Trägers
nach den besagten zwei Applikatorkammern angeordnet ist.
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Gemäß einer
Ausführungsform
umfasst die Einrichtung zum Ablagern faserförmigen Materials ein Mattenformierrad,
das benachbart dem mit kleinen Öffnungen
versehenen Trägern
angeordnet ist und angeordnet ist, um eine Lage aus faserförmigem Material,
die auf dem Mattenformierrad ausgebildet wurde auf den mit kleinen Öffnungen
versehenen Träger
zu transferieren.
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Bei
einem Aspekt der Erfindung ist das Mattenformierrad angeordnet,
um eine kontinuierliche faserförmige
Lage zu bilden. Bei einem anderen Aspekt umfasst das Mattenformierrad
mehrere einzelne Formen, die angeordnet sind, um mehrere separate faserförmige Bahnabschnitte
zu bilden.
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Gemäß einer
Ausführungsform
ist die Einrichtung zum Ablagern des partikelförmigen Materials mit einer
Einrichtung zum intermittierenden Zuführen des partikelförmigen Materials
zur Applikatorkammer versehen. Die Einrichtung zum intermittierenden
Zuführen
des partikelförmigen
Materials kann mit der Förderung
der separaten faserförmigen Bahnabschnitte
auf den mit kleinen Öffnungen
versehenen Träger
synchronisiert sein.
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Die
Erfindung betrifft ferner einen absorbierenden Aufbau umfassend
einen zusammengesetzten Bahnaufbau umfassend faserförmiges Material und
partikelförmiges
superabsorbierendes Material, wobei er wenigstens eine Lage aus
superabsorbierenden Partikeln angeordnet zwischen zwei einzelnen
Lagen aus faserförmigem
Material umfasst, wobei der zusammengesetzte Bahnaufbau durch das Verfahren
gemäß der Erfindung
gebildet wurde.
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Bei
einer Ausführungsform
umfasst die zusammengesetzte Bahn wenigstens zwei Lagen aus superabsorbierenden
Partikeln angeordnet zwischen einzelnen Lagen aus faserförmigem Material.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
umfasst der absorbierende Aufbau wenigstens 50 Gewichtsprozent partikelförmiges superabsorbierendes Material.
Bei einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst er wenigstens 60
Gewichtsprozent und vorzugsweise wenigstens 70 Gewichtsprozent partikelförmiges superabsorbierendes
Material.
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Die
Erfindung betrifft auch einen absorbierenden Gegenstand in Form
einer Windel, einer Slipeinlage, eines Inkontinenzprodukts, einer
Damenbinde und ähnlichem,
das einen absorbierenden Aufbau, wie er oben definiert wurde, umfasst.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die
Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf einige Ausführungsformen,
die in den begleitenden Zeichnungen dargestellt sind, genauer beschrieben.
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1 zeigt
einen schematischen Längsschnitt
durch eine Vorrichtung zum Ablagern eines superabsorbierenden partikelförmigen Materials
auf einem sich bewegenden mit kleinen Öffnungen versehenen Träger.
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2 ist
eine schematische Ansicht einer Ausführungsform eines Verfahrens
und einer Vorrichtung gemäß der Erfindung.
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3 ist
eine schematische Querschnittsansicht einer zusammengesetzten Bahn,
die gemäß der Erfindung
hergestellt wurde.
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4 ist
eine schematische Ansicht einer alternativen Ausführungsform
des Verfahrens und der Vorrichtung gemäß der Erfindung.
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5 zeigt
eine Draufsicht auf einen absorbierenden Gegenstand in Form einer
Windel.
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6 ist
ein Querschnitt durch den absorbierenden Gegenstand aus 5.
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Genaue Beschreibung der Ausführungsformen
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Die
folgende Beschreibung erfolgt unter Bezugnahme auf das Formieren
einer Lage aus superabsorbierendem partikelförmigen Material innerhalb einer
zusammengesetzten faserförmigen
Bahn. Es versteht sich jedoch, dass die Erfindung auch verwendet
werden kann, um Lagen aus anderem partikelförmigem Material in zusammengesetzten
faserförmigen
Bahnen zu bilden. Die zusammengesetzte Bahn kann als ein absorbierender
Aufbau in absorbierenden Gegenständen,
wie beispielsweise Windeln, Höschenwindeln,
Inkontinenzprodukten, Damenbinden und ähnlichem, verwendet werden.
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Superabsorbierende
Polymere sind Materialien mit der Fähigkeit mehrmals ihr Eigengewicht üblicherweise
20 mal oder mehr an Wasser oder Körperfluiden zu absorbieren.
Beispiele superabsorbierender Polymere sind Alkalimetallsalze von
Polyacrylsäure,
Polyacrylate, Polyacrylsäure,
Polyacrylamide, Derivate aus Cellulose wie beispielsweise Carboxymethylcellulose,
Stärke
und Stärkederivate,
Acrylsäure
veredelte Stärke
etc. Partikel aus superabsorbierendem Material können in Form von Granulat und Faserflocken
vorliegen, wobei Granulate am häufigsten
auftreten. Die Partikelgröße der Granulate
misst üblicherweise
ungefähr
50–1000 μm im Durchmesser,
vorzugsweise zwischen 200–800 μm.
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1 stellt
schematisch eine Vorrichtung 10 zum Ablagern von partikelförmigem Material,
insbesondere superabsorbierendem Material 11 auf einem sich
bewegenden mit kleinen Öffnungen
versehenden Träger 12 mit
einem Saugkasten (nicht dargestellt), der darunter angebracht ist,
dar. Der mit kleinen Öffnungen
versehene Träger
trägt normalerweise
eine faserförmige
Bahn 13 auf der die superabsorbierenden Partikel abgelagert
werden. Die Vorrichtung 10 umfasst eine Förderleitung 14 zum
Transportieren einer Strömung
luftgetragenen superabsorbierenden Materials 11 in eine
Applikatorkammer 15. Das superabsorbierende Material wird
aus einer Dossiereinheit (nicht dargestellt) durch ein geeignetes
Verfahren, das dem Fachmann bekannt ist zur Förderleitung gefördert und
entweder als kontinuierliche Strömung
oder intermittierende Strömung
zugeführt.
Eine Dossiereinheit kann superabsorbierendes Material zu einer oder
mehreren Applikatorkammern 15 fördern.
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Die
Geschwindigkeit des superabsorbierenden Materials, das durch die
Leitung gefördert
wird, ist hoch, ungefähr
25–40
m/s, um eine gleichmäßige Verteilung
der superabsorbierenden Partikel in der Luftströmung zu erzielen. Es ist jedoch
nicht gewünscht,
dass die Geschwindigkeit der superabsorbierenden Partikel besonders
hoch ist, wenn sie die faserförmige
Bahn 13, die durch den mit Öffnungen versehenen Träger 12 getragen
wird, da die superabsorbierenden Partikel dann durch die faserförmige Bahn
treten könnten.
Ein gewisse Eindringung der superabsorbierenden Partikel in die
faserförmige Bahn
ist akzeptabel, aber es ist üblicherweise
nicht gewünscht,
dass die Partikel vollständig
durch die Bahn treten.
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Die
Applikatorkammer 15 weist einen Einlassabschnitt 16 und
einen Auslassabschnitt 17 und einen gekrümmten und
gewinkelten Wandabschnitt 18 dazwischen auf. Der Einlassabschnitt 16 sowie
der Auslassabschnitt 17 weisen beide einen sich erweiternden
Querschnittsbereich in Förderrichtung
des partikelförmigen
superabsorbierenden Materials auf. Der Einlassabschnitt 16 ist
mit der Förderleitung 14 verbunden
und im Wesentlichen in der gleichen Richtung wie diese ausgerichtet.
Der Auslassabschnitt 17 ist in einer Richtung ausgerichtet,
die in einem Winkel zwischen ungefähr 90° und ungefähr 125°, vorzugsweise zwischen 100° und 120° zur Ausrichtung
der Förderleitung 14 und
des Einlassabschnitts 16 verläuft. Die Ausrichtung des Auslassabschnitts 17 ist ferner
derart, dass sein Rückwandabschnitt
gesehen in der Förderrichtung
des mit kleinen Öffnungen
versehenen Trägers 12 einen
Winkel α zu
dem mit Öffnung
versehenen Trägern
zwischen 20° und
80°, vorzugsweise
zwischen 40° und
70° bildet.
Eine effektive Geschwindigkeitsreduzierung der superabsorbierenden
Partikel wird durch die Expansion der Luftströmung erzielt, wenn sie in die
Applikatorkammer 15 eintritt und durch Auftreffen auf dem
gekrümmten oder
gewinkelten Wandabschnitt 18. Das bedeutet, dass die Strömung luftgetragener
superabsorbierender Partikel gezwungen wird seine Strömungsrichtung
zu ändern
bevor sie aus der Auslassöffnung 19 austritt,
was zu einer sehr effektiven Geschwindigkeitsreduzierung führen wird.
Die superabsorbierenden Partikel werden dann auf der faserförmigen Bahn 13,
die durch den mit kleinen Öffnungen
versehenen Träger 12 bei
einer Geschwindigkeit getragen wird, die niedrig genug ist, um die
faserförmige
Bahn 13 nicht zu zerstören
und die eine gleichmäßige Lage aus
superabsorbierenden Partikeln schaffen wird, abgelagert.
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2 zeigt
eine schematische Seitenansicht eines Verfahrens zum Bilden einer
lagenhaften Struktur aus drei faserförmigen Lagen und zwei Lagen
aus superabsorbierenden Partikeln. Eine erste Lage 20a aus
Fasern wird auf einem ersten Mattenformierrad 21a ausgebildet
und davon getrennt und zu einem mit kleinen Öffnungen versehenen Trägern 12 gefördert, der
einen Saugkasten, der darunter angebracht ist, aufweist. Die Fasern,
z. B. Celluloseflufffaserstoff, werden in Form einer Luftströmung von
einem Faserstoffwerk (nicht dargestellt) zu einer Mattenformierhaube 22a,
die benachbart dem Mattenformierrad 21a angeordnet ist,
gefördert.
Innerhalb des Mattenformierrads herrscht ein Unterdruck gegenüber der
Mattenformierhaube 22a, so dass die Fasern an der luftdurchlässigen Fläche des
Mattenformierrads anhaften. Benachbart dem mit kleinen Öffnungen
versehen Träger 12 ist
der Druck im Mattenformierrad 21 geringfügig positiv
oder es besteht wenigstens ein Druckunterschied zwischen der Unterseite
des mit kleinen Öffnungen
versehenen Trägers und
der Innenseite des Mattenformierrads, so dass die faserförmige Bahn 20a leicht
vom Mattenformierrad 21a getrennt und auf den mit kleinen Öffnungen versehenen
Träger 12 transferiert
werden kann.
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Eine
erste Lage 23a aus superabsorbierenden Partikeln wird dann
durch eine erste Applikatorkammer 15a gemäß der oben
beschriebnen Erfindung auf der ersten faserförmigen Lage 20a abgelagert.
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Eine
zweite faserförmige
Lage 21b wird durch ein zweites Mattenformierrad 21b ähnlich dem ersten
Mattenformierrad 21a auf die erste superabsorbierende Lage 23a aufgebracht.
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Eine
zweite Lage 23b aus superabsorbierenden Partikeln wird
durch eine zweite Applikatorkammer 15b gemäß der Erfindung, die
oben beschrieben wurde auf der zweiten faserförmigen Lage 20b abgelagert.
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Schließlich wird
ein dritte faserförmige
Lage 20c durch ein drittes Mattenformierrad 21c ähnlich dem
ersten und zweiten Mattenformierrad auf die zweite superabsorbierende
Lage 23b aufgebracht.
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Bei
gewissen Ausführungsformen
kann die Strömung
luftgetragener Fasern, die einem beliebigen der Mattenformierräder zugeführt wird,
eine gewisse Menge superabsorbierenden Materials enthalten. Auf
entsprechende Art und Weise kann die Strömung luftgetragener superabsorbierender
Partikel eine gewisse Menge faserförmigen Materials, z. B. Celluloseflufffaserstoff
enthalten.
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Die
zusammengesetzte Bahn wird nachfolgend in einer Komprimiereinrichtung 24 komprimiert bevor
sie von dem mit kleinen Öffnungen
versehenen Träger 12 entfernt
wird. In der in 2 dargestellten Anordnung wird
eine kontinuierliche zusammengesetzte Bahn 25 ausgebildet.
Diese kann in Verbindung mit oder nach der Kompression auf geeignete Dimensionen
und Formen beschnitten werden, um einzelne absorbierende Strukturen
in absorbierenden Gegenständen
zu bilden.
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Es
ist selbstverständliche
möglich
die Anzahl der Mattenformierräder 21 und
der superabsorbierenden Applikatorkammern 15 auf eine beliebige
gewünschte
Anzahl abzuändern,
abhängig
davon wie viele Lagen die zusammengesetzte Bahn umfassen soll. Es
ist oftmals gewünscht,
dass die erste und zweite Lage eine faserförmige Lage ist, so dass das partikelförmige superabsorbierende
Material zwischen den faserförmigen
Lagen gehalten wird.
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3 zeigt
einen schematischen Querschnitt einer zusammengesetzten Bahn 25,
die durch die Vorrichtung und das Verfahren, wie sie in 2 offenbart
sind, hergestellt wurde.
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Bei
dem Verfahren und der Vorrichtung aus 2 können die
zusammengesetzten Bahnen 25 aus faserförmigem Material und superabsorbierendem
Material in einer lagenhaften Konfiguration bei hohen Geschwindigkeiten
und bei einer gleichmäßigen Qualität und einen
gleichmäßigen Flächengewicht
der einzelnen Lagen ausgebildet werden. Die Schwankung des Flächengewichts
kann verglichen mit anderen Herstellungsverfahren merklich reduziert werden.
Auch die Qualität
der Lagen ist sehr hoch und aufgrund der effektiven Geschwindigkeitsreduzierung
der superabsorbierenden Partikel in der Applikatorkammer 15 wird
eine unerwünschte
Durchdringung der Partikel durch die darunterliegende faserförmige Lage
vermieden oder wenigstens merklich reduziert. Das bedeutet, dass
dünnere
Lagen aus Fasern in den einzelnen faserförmigen Lagen verwendet werden
können.
Dies führt
wiederum dazu, dass eine Erhöhung
des Anteils an superabsorbierendem Material relativ zu den Fasern
möglich
ist.
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Die
Flächengewichte
der einzelnen faserförmigen
Lagen kann zwischen 30 und 500 g/m2, vorzugsweise
zwischen 50 und 80 g/m2 variieren und das
Flächengewicht
der einzelnen superabsorbierenden Lagen kann zwischen 50 und 600
g/m2, vorzugsweise zwischen 80 und 250 g/m2 variieren. Somit können absorbierende Strukturen
umfassend mehrere sehr dünne
Lagen hergestellt werden. Wenn über „Lagen" gesprochen wird,
heißt
das, dass die Lagen mehr oder weniger integral sind, um so eine
zusammengesetzte Bahn zu bilden. Der Anteil zwischen den Fasern
und superabsorbierenden Partikeln kann innerhalb großer Schranken
gesteuert und variiert werden, aber der Anteil an superabsorbierenden
Partikeln liegt vorzugsweise bei wenigstens 50 Gewichtsprozent berechnet
am Gesamtgewicht der zusammengesetzten Bahn. Es kann für gewisse
Produktanwendungen wünschenswert
sein, wenigstens 60 Gewichtsprozent und vorzugsweise wenigstens 70
Gewichtsprozent superabsorbierendes Material vorzusehen. Die zusammengesetzte
Bahn 25 wird vorzugsweise zu einer hohen Dichte komprimiert, vorzugsweise
zwischen 0,2 und 1,0 g/m3 und mehr bevorzugt
zwischen 0,3 und 0,6 g/m3.
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Ferner
kann die zusammengesetzte Bahn 25 optional in unterschiedlichem
Maß oder
Muster der Kompression in unterschiedlichen Bereichen komprimiert
werden.
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In 4 ist
eine alternative Ausführungsform eines
Teils einer Vorrichtung zum Bilden einzelner absorbierender Strukturen
offenbart. Das Mattenformierrad 21 ist mit mehreren Formen 26 über seinen Umfang
versehen, die eine korrekte Größe und Form aufweisen,
um einen Teil eines absorbierenden Aufbaus in einem absorbierenden
Gegenstand zu bilden. Faserförmiges
Material wird aus einer Mattenformierhaube 23 in die Formen 26 eingebracht
und überschüssiges faserförmiges Material,
das zwischen den Formen abgelagert wird, wird durch einen Fräser 27 entfernt.
Die Abschnitte an faserförmigem Material 22,
die auf dem Mattenformierrad ausgebildet werden, werden davon getrennt
und auf die gleiche Art und Weise, wie es oben in Bezug auf 2 offenbart
wurde, auf einen mit kleinen Öffnungen
versehenen Träger
transferiert. Eine Applikatorkammer 15 für superabsorbierendes
Material der gleichen Art, wie es oben beschrieben wurde, ist vorgesehen,
um eine Lage aus superabsorbierenden Material auf den faserförmigen Lagenabschnitten 20 abzulagern.
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Es
ist bei dieser Ausführungsform
bevorzugt, dass das superabsorbierende Material nur intermittierend
auf die Oberseite der faserförmigen
Lagenabschnitte
20 aufgebracht wird und nicht zwischen
ihnen. Dies kann z. B. dadurch erzielt werden, dass das superabsorbierende
Material mit einer pulsierenden Strömung zur Applikatorkammer
15 gefördert wird,
die zum Mattenformierrad
21 synchronisiert ist oder alternativ
durch Ausgeben der superabsorbierenden Partikeln kontinuierlich über einen
beweglichen Riemen, der mit einem Lochmuster versehen ist, wobei
der Riemen in einem kurzen Abstand über dem mit kleinen Öffnungen
versehenen Träger
angeordnet ist und sich über
diesen bewegt, wie es in der
WO
92/19198 offenbart ist, so dass die superabsorbierende
Partikel in einem Muster entsprechend dem Lochmuster im Riemen aufgebracht
werden. Dieses Lochmuster entspricht den faserförmigen Lagenabschnitten
20 und
der Riemen ist zum Mattenformierrad synchronisiert, so dass die
superabsorbierenden Partikel nur auf die faserförmigen Lagenabschnitte
20 und
nicht zwischen diesen aufgebracht werden. Mehrere Mattenformierräder
21 und
superabsorbierende Applikatorkammer
15 können auf
die gleiche Art und Weise, wie es in
2 offenbart
ist und oben beschrieben wurde, angeordnet sein.
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Die
folgende Beschreibung betrifft eine Ausführungsform eines absorbierenden
Gegenstands gemäß der Erfindung,
die nicht auf die unten beschriebene Ausführungsform beschränkt ist.
In 5 ist eine Draufsicht eines absorbierenden Gegenstands 30 dargestellt.
Der Begriff „absorbierender Gegenstand" bezeichnet Produkte,
die gegen die Haut eines Trägers
platziert werden, um Körperexsudate,
wie beispielsweise Urin, Fäkalien
und Menstrualfluid zu absorbieren. Die Erfindung betrifft hauptsächlich absorbierende
Einweggegenstände,
was bedeutet Gegenstände,
die nicht dazu gedacht sind, gewaschen oder anderweitig wiederhergestellt
oder als absorbierende Gegenstände
nach der Verwendung wiederverwendet zu werden. Beispiele von absorbierenden
Einweggegenständen
umfassen Damenhygieneprodukte, wie beispielsweise Binden, Slipeinlagen
und Hygienehöschen;
Windeln und Höschenwindeln
für Kinder
und inkontinente Erwachsene; Inkontinenzpads, Windeleinsätze und ähnliches.
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Die
5 und
6 zeigen
eine Ausführungsform
einer Windel
30 für
ein Kind oder einen inkontinenten Erwachsenen, wobei die Windel üblicherweise
eine Hülle
umfasst, die eine Flüssigkeitsdurchlässige Oberlage
31,
eine flüssigkeitsundurchlässige Decklage
32 und
einen Absorptionskörper
32,
der dazwischen eingeschlossen ist, umfasst. Die flüssigkeitsdurchlässige Oberlage
31 kann
aus einem Vliesstoffmaterial bestehen, z. B. spunbonded, meltblown,
kardiert, hydroverschlungen, wetlaid etc. sein. Geeignete Vliesstoffmaterialien
könne aus
Naturfasern, wie beispielsweise Holzfaserstoff oder Baumwollfasern,
Kunstfasern wie beispielsweise Polyester, Polyethylen, Polypropylen,
Viskose etc. oder aus Mischungen aus Natur- und Kunstfasern aufgebaut
sein. Das Oberlagenmaterial kann ferner aus einer Lage aus kontinuierlichen
Fasern sog. Trosse aufgebaut sein, die in einem Verbindungsmuster
miteinander verbunden wurden, wobei die Fasern ansonsten im Wesentlichen
unverbunden miteinander bleiben, wie es z. B. in der
EP-A-1 035 818 offenbart ist.
Weitere Beispiele von Oberlagenmaterialien sind poröse Schaumstoffe
und perforierte Kunststofffolien etc. Die Materialien, die als Oberlagenmaterialien
geeignet sind, sollten weich und nicht hautirritierend sein sowie
von Körperfluid,
z. B. Urin oder Mentstrualfluid leicht zu durchdringen sein.
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Die
flüssigkeitsundurchlässige Decklage 32 kann
aus einer dünnen
Kunststofffolie, z. B. einer Polyethylen- oder Polypropylenfolie,
einem Vliesstoffmaterial, das mit einem flüssigkeitsundurchlässigem Material
beschichtet wurde, einem hydrophoben Vliesstoff, der der Flüssigkeitsdurchdringung
wiedersteht oder Verbundstrukturen aus Kunststofffolien und Vliesstoffen
bestehen. Das Decklagenmaterial kann atmungsfähig sein, um es Dampf zu gestatten aus
dem Absorptionskörper
zu entweichen, während noch
immer Flüssigkeiten
daran gehindert werden durch das Decklagenmaterial zu dringen.
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Die
Oberlage 31 und das Decklagenmaterial 32 weisen
eine etwas größere Dimension
in der Ebene auf als der Absorptionskörper 33 und erstrecken sich über die
Kanten davon hinaus. Die Lage 31 und 32 sind innerhalb
der vorragenden Abschnitte miteinander verbunden, z. B. durch Verkleben
oder Schweißen
mittels Wärme
oder Ultraschall. Die Oberlage und/oder die Decklage können ferner
am Absorptionskern durch ein im Stand der Technik bekanntes Verfahren
z. B. Kleben oder Wärmeverbinden
etc. angebracht sein. Der Absorptionskern kann auch relativ zur
Oberlage und/oder zur Decklage lose sein.
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Der
Absorptionskern 33 umfasst eine zusammengesetzte Bahn,
wie sie oben offenbart wurde. Er kann auch andere Lagen, wie beispielsweise Flüssigkeitsaufnahmelagen
und/oder flüssigkeitsverteilende
Lagen umfassen. Die Größe und Absorptionsfähigkeit
des Absorptionskerns kann variiert werden, um für unterschiedliche Verwendungen,
wie beispielsweise als Babywindeln, Inkontinenzwindeln und Pads
für Erwachsene,
Höschenwindeln,
Slipeinlagen, Damenbinden etc. angepasst zu werden. Die in 5 offenbarte
Windel ist dazu gedacht den unteren Teil des Rumpfes des Trägers wie
ein absorbierendes Höschen
zu umschließen.
Sie umfasst einen Vorderabschnitt 34, der im Gebrauch dazu
gedacht ist im Vorderteil des Körpers
des Verwenders getragen zu werden, einen Hinterabschnitt 35,
der im Gebrauch dazu gedacht ist im Hinterteil des Körpers des Trägers getragen
zu werden und einen schmäleren Schrittabschnitt 36,
der zwischen dem Vorder- und Hinterabschnitt angeordnet ist und
der dazu gedacht ist im Schrittteil des Trägers zwischen den Beinen getragen
zu werden. Der Vorderabschnitt 34 ist mit einem Paar Klebestreifen 37 oder
einer anderen Art einer Befestigungseinrichtung, wie beispielsweise
einem Haken- und Schlaufenbefestiger, versehen.
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Die
Windel umfasst elastische Seitenlaschen 38, die Beinöffnungen
bilden. Die Elastizität
wird durch elastische Elemente 39 bereitgestellt, die zwischen
der Oberlage und der Decklage in den Seitenlaschenbereichen 38 befestigt
sind. Die Windel, die in den 5 und 6 offenbart
ist, umfasst ferner elastische Barrierenlaschen 39 mit
einer proximalen Kante 40 und einer distalen Kante 41 und
einem elastischen Element 42, das die distale Kante 41 von
der Oberlage weg beabstandet. Diese Barrierenlaschen 39 bilden
Ausflussbarrieren und sind an ihren proximalen Kanten 40 nahe
der Seitenkanten des Absorptionskerns 33 entweder im Bereich
der Seitenlaschen 38 oder über dem Absorptionskern 33 an
der Oberlage 33 befestigt.
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Die
Windel kann ferner elastische Tailleneinrichtungen in Form elastischer
Elemente umfassen, die sich im Taillenabschnitt in Querrichtung
des Gegenstands erstrecken.
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Der
absorbierende Aufbau
33 umfasst eine Flüssigkeitsaufnahmelage
43,
die dazu gedacht ist in der Lage zu sein große Flüssigkeitsmengen schnell aufzunehmen
und temporär
zu halten und die Flüssigkeit
zu verteilen bevor sie zu einer Speicherlage
44 transferiert
wird, die dazu gedacht ist in der Lage zu sein große Flüssigkeitsmengen
zu absorbieren und zu speichern. Die Aufnahmelage
43 sollte
die Fähigkeit
aufweisen schnell große
Mengen an Flüssigkeit
aufzunehmen und kann eine poröse
faserförmige Lage
aus nasselastischen Fasern wie beispielsweise Kunstfasern oder aus
Polymerschaumstoffen umfassen. Sie kann ferner aus Trossefasern
aufgebaut sein, die in einem Verbindungsmuster miteinander verbunden
sein können,
wie es z. B. in der
EP-A-1 035
818 offenbart ist. Die Aufnahmelage
43 kann auch
aus einem superabsorbierenden Schaumstoff oder einer faserförmigen Lage
mit superabsorbierenden Partikeln oder einer superabsorbierenden
Beschichtung, die mit der faserförmigen
Lage verbunden ist, aufgebaut sein.
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Die
Speicherlage 44 umfasst eine absorbierende Struktur in
Form einer zusammengesetzten Bahn 24, wie sie oben offenbart
wurde. Die Speicherlage 44 umfasst drei faserförmige Lagen
und zwei superabsorbierende Lagen. Gemäß der Erfindung sind wenigstens
zwei faserförmige
Lagen, vorzugsweise wenigstens drei und wenigstens zwei superabsorbierende
Lagen in der zusammengesetzten Bahn vorgesehen, die die Speicherlage 44 bildet.
Es versteht sich, dass die Speicherlage eine beliebige Anzahl an Lagen
zusätzlich
dazu umfassen kann. Die Flächengewichte
der Lagen, die in der zusammengesetzten Bahn vorhanden sind sowie
der Anteil an superabsorbierendem Material ist, wie es oben offenbart
wurde.
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Bei
einer alternativen Ausführungsform
ist die Speicherlage
44 nahe der Oberlage angeordnet und
die Aufnahmelage
43 unterhalb der Aufnahmelage, wobei die
Speicherlage optional mit Öffnungen oder
Aussparungen versehen ist, durch die die Flüssigkeit schnell treten kann
und die darunterliegende Aufnahme-/Verteilungslage erreichen kann,
die die Flüssigkeit
verteilt, bevor sie zurück
in die Speicherlage absorbiert wird. Eine zusätzliche Speicherlage kann optional
unter der Aufnahme-/Verteilungslage angeordnet sein. Ein solcher
absorbierender Aufbau ist in der
schwedischen
Patentanmeldung Nr. SE 030088-6 offenbart. Wenigstens eine
der Speicherlagen hat die Form einer zusammengesetzten Bahn
24,
wie sie oben offenbart wurde.
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Es
versteht sich jedoch, dass die Windel, die oben beschrieben wurde
und die in den Zeichnungen dargestellt ist, nur ein nicht begrenzendes
Beispiel darstellt und dass die vorliegende Erfindung nicht darauf
beschränkt
ist, sondern in einer beliebigen Art eines absorbierenden Gegenstands,
wie sie oben definiert wurden, verwendet werden kann.