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Diese
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausbilden eines Pakets aus
einem Streifenmaterial.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Streifen
eines Materials werden in vielen Endanwendungen eingesetzt, die
die Herstellung von Windeln und anderen absorbierenden Produkten
einschließen,
aber nicht darauf beschränkt
sind. Die Streifen werden in der Produktionslinie an in Längsrichtung
beabstandeten, quer verlaufenden Schnittlinien zerschnitten, um
den Streifen in einzelne Materialbahnelemente zu unterteilen, die
dann bei der Herstellung eines jeweiligen absorbierenden Produkts
verwendet werden. Im Allgemeinen werden diese Streifen auch so zugeschnitten,
dass sie unterschiedliche Breiten entlang der Länge des Streifens haben, und
zwar aus verschiedenen Gründen
einschließlich
der Gestaltung des Produkts, so dass es besser zu dem Körper des
Benutzers passt, und einer besseren Ästhetik. Die gängigsten
Prozesse dieser Art stanzen die Elemente von einem einzelnen Streifen
des Materials ab, der eine Breite hat, die zumindest gleich der
maximalen erforderlichen Breite ist, und entsorgen den Überschuss
an den Seiten, der durch das Beschneiden der Seitenbereiche auf die
schmalere ausgebogte Breite entsteht. Es wurde auch versucht, die überschüssigen Bereiche
zu recyceln, im Allgemeinen dadurch, dass die überschüssigen Bereiche zermahlen wurden
und die Materialien zum Streifenhersteller zurückgeführt wurden. Neueste Entwicklungen
haben aber die Komplexität
der Materialien erhöht,
so dass die Kosten anstiegen und das Recycling schwieriger wurde.
Es besteht daher ein Druck dahingehend, die Menge des Überschusses
zu vermindern.
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Zuvor
sind Pakete aus einem kontinuierlichen Streifen eines Materials
unter Verwendung einer Technik ausgebildet worden, die als "Festooning" bekannt ist, bei
welcher der Streifen rückwärts und vorwärts gefaltet
wird, um eine Reihe von Streifenbereichen rückwärts und vorwärts zu legen,
wobei jeder Bereich relativ zu dem nächsten um eine Linie quer zu
dem Streifen herum gefaltet ist. Das Festooning ist bereits viele
Jahre lang möglich
gewesen und wird zum Verpacken von vielen verschiedenen Arten von Materialien
verwendet, aber insbesondere für
Materialien mit einer fasrigen Natur, wie beispielsweise Textilmaterialien,
nicht-gewebte Streifen und dergleichen. Bei dieser Technik wird
der Streifen auf herkömmliche
Art und Weise in eine Aufnahme wie z.B. einen Pappkarton hinein
geführt,
während
eine erste Hin- und Herbewegung dazu führt, dass Bereiche des Streifens
quer durch die Aufnahme hinweg gelegt werden und rückwärts und
vorwärts
gefaltet werden, und eine zweite Hin- und Herbewegung dazu führt, dass
die Positionen der Bereiche relativ zu der Aufnahme quer zu den
Bereichen überquert
werden. Normalerweise weist die Aufnahme einen steifen rechteckigen
Behälter
auf, der zumindest teilweise aus Karton gemacht ist und eine Grundseite
und vier aufrechtstehende Seiten hat.
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Im
US-Patent 5,966,905, ausgegeben am 19. Oktober 1999, entsprechend
der WO 98/58864, offengelegt am 30. Dezember 1998, offenbaren O'Connor et al. eine
Anordnung zum Verpacken eines Streifens, in welcher das Paket aus
mehreren Seite an Seite angeordneten Stapeln ausgebildet wird, die
jeder eine fächerartig
gefaltete Länge
des Streifens beinhalten, wo das untere Ende jedes Stapels mittels
eines Spleißbereichs
mit dem oberen Ende des nächsten
benachbarten Stapels verbunden ist, so dass der Streifen durch das
Paket hindurch kontinuierlich ist.
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In
WO 00/53513, offengelegt am 14. September 2000, ist eine Anordnung
offenbart, um eine Paketstruktur der in dem obigen Patent beschriebenen
Art zu falten und in einem Verpackungsmaterial einzuwickeln.
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WO
98/58864 offenbart das Einwickeln mittels eines Beutels und eines
einzelnen versteifenden Bogens, während das Verfahren der WO
00/53513 das Einwickeln mittels Wickelstreifen oder eines Schrumpfwickelmaterials
beinhaltet.
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Diese
Anordnung hat einen signifikanten kommerziellen Erfolg erzielt und
schafft eine Struktur, die mit einer hohen Geschwindigkeit eine
kontinuierliche Länge
eines Streifens einer Endverwendungsmaschine, wie beispielsweise
einer Umwandlungslinie zum Herstellen von Windeln oder Hygieneprodukten
für Frauen,
zuführen
kann. Andere Endanwendungen des Streifens können aber auch vorgesehen werden.
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In
der am 11. Januar 2001 veröffentlichten
internationalen Anmeldung WO 01/02143 ist von Eberle ein Paket mit
der gleichen Struktur wie der von O'Connor vorgeschlagenen offenbart worden,
in welcher die Streifen, statt vollständig geschlitzt zu werden,
so dass jeder vollständig
von dem nächsten
getrennt wird, auf eine Art und Weise getrennt werden, die kleine
Brückenabschnitte
periodisch entlang der Länge
der Schlitzlinie belässt,
um so die Streifenelemente während
des Falte- und Stapelvorgangs Seite an Seite zu halten.
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In
der deutschen Anmeldung DE-A-199 18 765 ist eine weitere Offenbarung
der Paketstruktur von Eberle (ausgegeben an Gevas) vorgesehen, einschließlich insbesondere
der Anordnung der gespleißten
Verbindungsbereiche an dem Ende des Pakets.
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Auch
in der deutschen Anmeldung von Eberle (ebenfalls Gevas zugeschrieben)
sind ebenfalls einige Details der Falteanordnung offenbart, mittels welcher
die Materialbahn mit den teilweise geschlitzten Streifenelementen
zu dem fächerartig
gefalteten Stapel gefaltet wird.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Es
ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren
zum Ausbilden einer Paketstruktur aus einem Streifen eines Materials
zu schaffen.
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Dieses
Ziel wird gemäß der Erfindung
mittels der Merkmalskombination des Anspruchs 1 erreicht.
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Vorzugsweise
weist das obere Kopfelement ein blatt- bzw. bogenförmiges Material
auf, das einen ebenen Paneelbereich definiert, beispielsweise aus Karton,
obwohl andere halbsteife oder steife Materialien auch verwendet
werden können,
und Seitenwände,
die in rechten Winkeln abwärts
gedreht sind, so dass sie entlang jeweiligen Seiten und Enden des Pakets
liegen.
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Vorzugsweise
weist das untere Kopfteil ein relativ steifes Brett auf, das beispielsweise
kostengünstig
aus einer Sandwichkonstruktion mit einem oberen und einem unteren
Blatt oder Bogen ausgebildet ist, die mittels eines Versteifungselements,
wie beispielsweise eines Wellpapiermaterials, miteinander verbunden
sind.
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Vorzugsweise
weist der Beutel ein röhrenförmiges Element
auf, das als Beutel mit einem geschlossenen Ende vorgeformt sein
kann oder als röhrenförmiges Material
zugeleitet werden kann, das in der Linie an einem oberen Ende verschlossen
wird, um das obere Kopfstück
zu bedecken.
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Vorzugsweise
wird der Beutel mit einer Unterseite des Bodenkopfstücks heißgesiegelt,
und noch besser wird der Beutel mit dem Bodenkopfstück nur um
eine Außenkante
herum heißgesiegelt,
wobei ein mittlerer Bereich frei liegen bleibt. Zu diesem Zweck
beinhaltet die Bodenplatte ein Material, das einfach mit dem Beutel
heißgesiegelt
werden kann, wie beispielsweise eine Schicht aus Plastikmaterial, oder
einen Beutel, der die Bodenplatte umgibt, obwohl andere Techniken
zum Anbringen des Beutels an der Platte, wie beispielsweise Klebstoff,
auch verwendet werden können.
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Vorzugsweise
wird ein Etikett, auf dem Identifizierungsangaben vorhanden sind,
die sich auf das Paket beziehen, an dem Paket zwischen dem oberen Kopfstück und dem
Beutel vorgesehen.
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Vorzugsweise
ist der Beutel mit einem Außenumfang
versehen, der größer ist
als der Außenumfang
des Pakets, und wird mittels eines umgebenden Ofens in Eingriff
mit dem Außenumfang
des Pakets heißgeschrumpft.
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Vorzugsweise
wird das Paket unter Druck platziert, um seine Höhe zu reduzieren, und zwar
vor dem Schrumpfen des Beutels.
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Vorzugsweise
werden zwei Pakete für
den Transport vertikal aufeinander gestapelt und so angeordnet,
dass sie eine kombinierte Höhe
haben, die zu einer zulässigen
Höhe eines
Transportbehälters passt,
wodurch die Transporteffizienz maximiert wird. Alternativ können die
Pakete einzeln eingewickelt und transportiert und horizontal auf
ihren Seiten gestapelt werden.
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Vorzugsweise
werden die vertikal gestapelten Pakete zusammen spanngewickelt,
so dass sie während
des Anhebens und Lagerns in ihrer relativen Position verbleiben.
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Wo
die Spleißverbindungen
eine Verdrehung beinhalten, ist diese vorzugsweise an der Oberseite der
Stapel unterhalb der oberen Kopfstückplatte vorgesehen, kann aber
auch auf der Seite vorgesehen sein, welche die Endebene des Pakets
ist.
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Vorzugsweise
weisen die Pakete ein vorderes Ende des kontinuierlichen Streifens
auf und ein hinteres Ende, und wobei das vordere Ende und das hintere
Ende in einer Art und Weise markiert sind, die sie voneinander unterscheidet.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der Erfindung beinhaltet das Paketmaterial eine untere
Kopfstückplatte
und einen Beutel, der um das Paket herum und unter der Bodenkopfstückplatte
gewickelt ist und mit einer Bodenfläche der Bodenkopfstückplatte
heißgesiegelt
ist.
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Vorzugsweise
weist die Grundplatte eine Sandwichkonstruktion auf, die einen oberen
und einen unteren Bogen beinhaltet, die mittels eines Versteifungselements
verbunden sind.
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Vorzugsweise
hat die Bodenplatte eine Schicht aus Plastikmaterial an der Bodenfläche zum Heißsiegeln
mit dem Beutel, der durch einen Beutel vorgesehen sein kann, der
um die Bodenplatte gewickelt ist, oder einen daran laminierten Bogen.
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Vorzugsweise
ist ein Bodenbereich des Beutels einwärts gesaugt durch Vakuumöffnungen
unter der Bodenplatte, so dass er an seiner Stelle ist, um ihn mit
der Bodenplatte heißzusiegeln.
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Vorzugsweise
ist die Bodenplatte größer als der
Boden des Pakets.
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Gemäß einem
dritten Aspekt der Erfindung werden die Verbindungsstreifenbereiche
an der Endebene angebracht gehalten durch zumindest ein Verbindungselement,
das sich über
die Endebene hinüber
erstreckt, wobei gegenüberliegende
Enden des Verbindungselements zwischen zwei Streifenbereichen von
jeweils äußersten
Stapeln gesteckt sind.
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Vorzugsweise
gibt es mehrere Verbindungselemente an vertikal beabstandeten Stellen
der gemeinsamen Endebene.
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Vorzugsweise
ist das Verbindungselement aus einem Restbereich des Streifenmaterials
gebildet, obwohl auch andere Materialien verwendet werden können.
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Das
Verbindungselement kann als Grundteil verwendet werden, um mit einer
Kennzeichnung markiert zu werden, die das Paket identifiziert.
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Gemäß einem
vierten Aspekt der Erfindung ist stromabwärts der Zuführung und vor dem Falten ein
Spleißerfasser
vorgesehen, der auf die Anwesenheit eines Zuführspleißes in der Materialbahn reagiert,
um eine entsprechende Ausgabe vorzusehen; und wobei, wenn die Anzahl
der erfassten Zuführspleiße, die
darin vorhanden sind, größer ist
als eine vorbestimmte Anzahl, das Paket als solches identifiziert
wird.
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Vorzugsweise
sind die Faltstellen und die Stelle, wo die Zuführspleiße vorgesehen sind, so angeordnet,
dass die Anzahl der Zuführspleiße kleiner bleibt
als die vorbestimmte Anzahl.
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Gemäß einem
fünften
Aspekt der Erfindung werden die Streifenbereiche durch Ultraschallerhitzen
der Streifenbereiche, während
sie in Kontakt sind, verbunden, um eine Heißsiegelung zwischen Fasern
in den Bereichen zu bewirken.
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Die
Streifenbereiche können
sich leicht überlappen,
aber vorzugsweise stoßen
sie an ihren Enden aneinander.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Ausführungsformen
der Erfindung werden nun in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen
beschrieben, in welchen:
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1 eine
Seitenansicht eines Pakets aus einem kontinuierlichen Streifens
gemäß der vorliegenden
Erfindung ist, einschließlich
eines Verpackungsmaterials, das das Paket einwickelt und beinhaltet.
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2 ist
eine Endansicht des Pakets der 1, wobei
das flexible Verpackungsmaterial aus Gründen einer einfachen Darstellung
weggelassen ist.
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3 ist
eine Draufsicht des Pakets der 1, wobei
das flexible Verpackungsmaterial beinhaltet ist und das obere Kopfstück dazu
bereit ist, auf der Oberseite des Pakets platziert zu werden.
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4 ist
eine Seitenansicht einer Kompressions- und Einwickelvorrichtung
zum Ausbilden des Pakets der 1.
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5 ist
eine Seitenansicht in einem vergrößerten Maßstabs eines Bereichs des Pakets
der 1, die die Stelle des Verbindungselements in die Seite
des Pakets hinein zeigt.
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6 ist
eine Seitenansicht von mehreren Paketen gemäß 1, die eingewickelt
und zum Versand gestapelt dargestellt sind.
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7 ist
eine schematische Darstellung des Verfahrens zum Ausbilden der Stapel
von Seite an Seite vorgesehenen Streifenmaterialien von einer Zuführmaterialbahn.
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8 ist
eine Draufsicht einer Spleißverbindung
zwischen zwei Streifenbereichen, die durch Ultraschallenergie ausgebildet
wird.
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9 ist
eine Seitenansicht der Spleißverbindung
der 8.
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10 ist
eine Seitenansicht einer Stumpfspleißverbindung, die durch Ultraschallenergie
ausgebildet worden ist.
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11 ist
eine Seitenansicht einer weiteren alternativen Form einer Spleißverbindung,
die durch Ultraschallenergie ausgebildet worden ist.
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12 ist
eine Reihe von alternativen Mustern für den Spleißkopf zum Ausbilden der Spleißverbindung
der 8.
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In
den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen entsprechende Teile
in den unterschiedlichen Figuren.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG
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Zunächst mit
Bezug auf 7 ist eine Stapelfaltemaschine
der im Allgemeinen in den oben genannten Patentanmeldungen beschriebenen
Art schematisch dargestellt. Die Maschine weist einen Materialbahnzuführabschnitt 10 auf,
von welchem aus eine Materialbahn 11 mit einer Breite,
die im Wesentlichen gleich der Breite des fertigen Pakets ist, zugeführt wird.
Der Materialbahnzuführabschnitt
beinhaltet zwei Anbringspindeln 12A und 12B, jede
zum Aufnehmen einer jeweiligen Zuführwalze 13 der Materialbahn.
Die Materialbahn wird von einer der Zuführwalzen 13 durch
ein Zuführsystem 14 hindurch und über eine
Führungswalze 15 hin
zu einem Steuerungs- und Schlitzabschnitt 16 befördert. Es
ist jederzeit eine ausgewählte
der Zuführwalzen 13 in
Gebrauch und führt
die Materialbahn zu, und wenn diese Zuführwalze aufgebraucht ist, wird
die nächste
Zuführwalze
in die Zuführung
gebracht, und ein vorderes Ende 13A wird mit einem hinteren
Ende der aufgebrauchten Walze bei einer Spleißanordnung 17 verspleißt. Die
Menge des Materials, das an der Spindel 12A oder 12B verbleibt,
wird mittels eines Sensorsystems 18A, 18B gemessen,
um so zu bestimmen, wann der Bestand wohl aufgebraucht sein wird,
so dass der Bediener den Betrieb des Zuleitesystems und der Maschine
zum Verspleißen
des vorderen Endes mit dem hinteren Ende bei der Spleißstation 17 anhalten
kann. In einer alternativen Anordnung (nicht dargestellt) kann ein
Akkumulator bei der Spleißstation 17 vorgesehen
sein, der es ermöglicht, dass
die Zuführung
fortgesetzt wird, während
das Spleißen
ausgeführt
wird.
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In
dem Steuerungs- und Schlitzabschnitt 16 ist ein Materialbahnführungssystem
vorgesehen, das schematisch mit 19 bezeichnet ist, welches
die Vorwärtsgeschwindigkeit
der Materialbahn steuert und die Querposition der Materialbahn von
einer Seite zur anderen einstellt, um so die Materialbahn relativ
zu Schlitzwalzen 20 anzuordnen.
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Die
Schlitzwalzen sind von der in der oben beschriebenen Patentanmeldung
von Gevas dargestellten Art, welche dazu dienen, die Materialbahn
an mehreren quer beabstandeten in Längsrichtung verlaufenden Schlitzlinien
zu perforieren, um so Schlitze entlang den Schlitzlinien vorzusehen,
wobei jeder Schlitz von dem nächsten
durch einen kurzen Brückenabschnitt
getrennt ist. In der Praxis können
die Schlitze in der Größenordnung
von 0,5 Inches lang sein und die Brückenabschnitte in der Größenordnung
0,005 Inches lang. Diese Abmaße
können
aber signifikant verändert
werden und werden so ausgewählt,
dass sie für
das in Frage stehende Material, aus welchem die Materialbahn ausgeformt
ist, eine solche Eigenschaft bilden, dass die Streifenbereiche, die
so in der Materialbahn ausgeformt werden, für die weitere Bearbeitung Seite
an Seite zusammengehalten werden, so dass die Seite an Seite vorgesehenen Streifen
als Materialbahn verbunden bleiben, aber einfach durch Zerreißen entlang
den Schlitzlinien voneinander getrennt werden können.
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Obwohl
es in dieser Anordnung bevorzugt wird, dass die Schlitzlinien mit
den verbleibenden Brückenabschnitten
definiert sind, kann aber auch die im Folgenden beschriebene Konstruktion
mit Streifen verwendet werden, die vollständig geschlitzt sind, so dass
die Materialbahn in einzelne Streifen aufgeteilt wird, die unter
Verwendung der im Folgenden beschriebenen Techniken verpackt werden.
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Stromabwärts des
Schlitzabschnitts 16 tritt die Materialbahn in einen Verpackungsabschnitt 22 ein,
der schematisch dargestellt ist und von der Art ist, die in dem
oben genannten Patent von Gevas beschrieben ist. Die Faltemaschine
beinhaltet also einen Tisch 23, der vertikal an einem Spannfutter 24 beweglich
ist, so dass er angehoben und abgesenkt werden kann, wenn die Höhe des gefalteten
Stapels 25 der Materialbahn anwächst. Die Materialbahn wird mittels
zweier Faltewalzen 26 und 27, die abwechselnd
die Materialbahn ergreifen und loslassen, um sie zu den Enden 25A und 25B des
Stapels zu ziehen, rückwärts und
vorwärts
gefaltet. Der Stapel wird auf einem Grundbrett 28 abgestützt, das
selbst an einer horizontalen Stützplatte 29 getragen
wird, die an Stützelementen 30A und 30B relativ
zu dem Tisch 23 oszilliert.
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Jede
der Walzen 26 und 27 beinhaltet einen Greifer
G und eine Einsetzstange I an diametral gegenüberliegenden Stellen, so dass,
wenn die Walzen sich drehen, die Einsetzstange I einer Walze die
Materialbahn in den Greifer G der anderen Walze an der Stelle einsetzt,
an der sich die Walzen am nächsten kommen,
und die Walzen sich dann drehen, während die Materialbahn ergriffen
worden ist, um die Materialbahn in Richtung des jeweiligen Endes
des Stapels 25 zu tragen.
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So
wird der Stapel durch das Rückwärts- und Vorwärtsfalten
durch die Walzen auf eine erforderliche Höhe, wie sie durch die Betriebsbedingungen
bestimmt ist, aufgebaut. Auf der erforderlichen Höhe wird
die Stützplatte 29 bis
zu einer Position entlang eines Förderbands 31 abwärts bewegt,
das dazu angeordnet ist, die gestapelte Materialbahn und das Stützbrett 28 aufzunehmen,
die von der Stützplatte 29 aus
versetzt worden sind und auf das Förderband bewegt werden, um
sich zu den verbleibenden Abschnitten des Betriebs zu bewegen, wie
es im Folgenden beschrieben wird.
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Der
Falteabschnitt 22 beinhaltet außerdem eine einen hinteren
Bereich bildende Walze 22A, die dazu dient, einen Bereich
der Materialbahn von dem zuvor ausgebildeten Stapel aufzurollen,
so dass ein hinterer Bereich 22B der Materialbahn von dem
Boden des Stapels freigelegt wird und an einem Ende des Stapels
zu der Walze 22A hinaufgetragen wird. Wenn das Falten des
Stapels beendet ist, erstreckt sich daher ein Bereich der Materialbahn
entlang des Endes 25B des Stapels, und wenn der Stapel
von dem Tisch 23 und zu dem Förderband 31 bewegt wird,
wird dieser Bereich der Materialbahn, der auf die Walze 22A gerollt
worden ist, an dem Ende 25B des Stapels aufwärts gezogen
und auf die Oberseite 25C des Stapels gelegt.
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Die
Zuführwalzen 13 beinhalten
Zuführspleißstellen,
die schematisch mit 32 bezeichnet sind, wo eine ursprüngliche
Masterwalze, von welcher die Zuführwalzen
abgeschlitzt worden sind, mit dem vorderen Ende einer weiteren Masterwalze
gespleißt
wird, wenn sie aufgebraucht worden ist. Solche Zuführspleißstellen
sind an sich natürlich
bekannt und normalerweise auch bei dieser Art von Walzen vorhanden.
Zusätzlich
zu den Zuführspleißstellen
gibt es natürlich
auch zusätzliche
Spleißstellen,
die vorgesehen werden, wenn die aufgebrauchte Walze 13 an
ihrem hinteren Ende mit dem vorderen Ende der nächsten Walze 13 verbunden
wird.
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In
einer Technik werden diese Spleißstellen durch ein Spleißband vorgesehen,
das auf beide Oberflächen
der aneinanderstoßenden
Kanten der Materialbahnen aufgebracht wird. Die Maschine beinhaltet
außerdem
einen Spleißstellenerfasser 33, der
sich stromabwärts
des Zuführabschnitts
und stromaufwärts
des Schlitzers 20 befindet. Spleißstellenerfasser dieser Art
sind bekannt und dienen dazu, die Dichte der Materialbahn zu erfassen,
so dass die erhöhte
Dichte an den Spleißstellen
erfasst wird, um so der Steuerungseinheit 34 anzuzeigen,
wo sich die Spleißstellen
befinden.
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Die
Steuerungseinheit 34 dient dazu, jedes der angetriebenen
Elemente der Maschine so zu steuern, dass die notwendige Beziehung
zwischen diesen Elementen vorgesehen wird, um die Geschwindigkeit
des Betriebs zu steuern, um das Falten der erforderlichen Struktur
des Stapels aus der betreffenden Materialbahn korrekt auszuführen. Die
gesteuerte Einheit antwortet auf den Spleißstellenerfasser und auf die
Detektoren 18A und 18B, um so das Befördern der
Materialbahn zu der Faltemaschine zu steuern. Die Steuerungseinheit
antwortet auf die Anzahl der Spleißstellen, die von dem Spleißstellenerfasser 33 erfasst
worden sind, und steuert die Höhe des
ausgebildeten Stapels so, dass das Ausbilden des Stapels in dem
Fall angehalten wird, dass eine zusätzliche Spleißstelle über die
vorbestimmte maximale Anzahl der Spleißstellen hinaus in der Stapelstruktur
beinhaltet werden würde.
So kann die Anzahl der Zuführspleißstellen
in dem Stapel durch die Steuerungseinheit bestimmt werden und kann
auf einem mittels eines Etikettendruckers 35 gedruckten
Etikett aufgezeichnet werden. Außerdem bringt die Steuerungseinheit
auf das Etikett auch Informationen über die Eigenschaften des betreffenden
Materials auf und identifiziert den Ursprung des Materials und sieht eine
Identifizierungsnummer für
den so ausgebildeten Stapel vor.
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Der
fertiggestellte Stapel aus der Materialbahn, einschließlich den
durch den Schlitzer ausgebildeten Schlitzlinien, wird so auf dem
Förderband 31 befördert, und
aufgrund der Brückenabschnitte
zwischen den einzelnen Streifen verbleibt der Stapel als integrale
Struktur, die auf dem Förderband
transportiert werden kann, ohne dass die Gefahr besteht, dass die
Schlitzstreifen zerteilt werden und einzeln zusammenfallen. Die
Höhe des
Stapels ist so ausgewählt,
dass er stabil bleibt, ohne dass die Gefahr besteht, dass der Stapel
umkippt, so dass der Stapel offen auf einem Förderband transportiert werden
kann, ohne dass Seitenwände
notwendig wären.
Auf dem Förderbahn
wird der fertiggestellte Stapel anfänglich zu einer Spleißstation 36 und
von dort zu einer Einwickelstation 37 bewegt.
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Mit
Bezug auf die 2 ist nun die Spleißstation
dargestellt, wo ein Stapel 25 auf einem Bereich des Förderbands 31 vorgesehen
ist. Der fertiggestellte gespleißte Stapel ist auch in den 1 und 3 dargestellt.
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Das
Stützbrett 28 ist
genauer in 2 dargestellt und weist ein
im Wesentlichen steifes Brett auf, das durch einen oberen Bogen 28A,
einen unteren Bogen 28B und eine dazwischenliegende gewellte Versteifungsschicht 28C definiert
ist. So ist das Brett ausreichend steif, dass es einer Durchbiegung
widersteht, die durch Kompressionskräfte entstehen könnte, wie
es im Folgenden beschrieben wird.
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An
der in 2 dargestellten Spleißstation 36 wird der
Endbereich 22B der Materialbahn in einzelne Streifen unterteilt,
und diese Streifen werden entlang des Endes 25B des Stapels
und auf die Oberseite 25C des Stapels gelegt. An dieser
Stelle wird das Ende des Streifens von dem ersten Stapel zu einer
Position bewegt, die mit dem zweiten Stapel ausgerichtet ist, und
wird mit dem Ende dieses Stapels an einer Spleißstelle 38A verbunden.
Vor dem Spleißen
wird der Streifen bei 39A verdreht. Die Spleißverbindungen
werden dann durch jeden der verbleibenden Stapel hindurch an Spleißstellen 38B, 38C, 38D, 38E und 38F (gezeigt
in 3) fortgesetzt.
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Ähnliche
Verdrehungen werden 38B, 39C, 39D, 39E und 39F vorgesehen.
So wird jeder Stapel mit dem nächsten
benachbarten Stapel verbunden, wobei ein vorderes Ende 40 bei
dem ersten Stapel und ein hinteres Ende 41 bei dem letzten
Stapel verbleibt. Das hintere Ende 40 wird mit einer geeigneten Identifizierungsmarkierung
markiert, die schematisch mit M1 bezeichnet ist, und das hintere
Ende wird mit unterschiedenen Markierungen M2 markiert, so dass der
Endverbraucher das vordere Ende und das hintere Ende für die Verbindung
mit dem hinteren bzw. vorderen Ende der nächsten benachbarten Pakete klar
identifizieren kann.
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Nachdem
das Spleißen
und Verdrehen beendet ist, wird die Oberseite 25C des Pakets
mittels einer oberen Kopfstückplatte 42 bedeckt,
die aus einem geeigneten Materialbogen, wie beispielsweise Karton,
gebildet ist, um ein Paneel 42A und vier abhängige Seiten 42B zum
Bedecken der Seiten und Enden des Pakets zu bilden. Wenn sie sich
oben befinden, werden die Spleißstellen
und Verdrehungen daher unterhalb des oberen Kopfstücks geschützt und
liegen nicht in der Länge
des Streifens frei, die sich von dem Boden des Pakets entlang der
Endfläche
zu der Oberseite des Pakets erstreckt. Die Spleißstellen und/oder Verdrehungen
können
aber von der Oberseite zur Seite bewegt werden, wie in 2 dargestellt,
und dies ist tatsächlich
die bevorzugte Stelle, wo sich die Verdrehungen befinden sollten.
Die Anordnung an der Seite wird bevorzugt, weil bei der Verdrehstelle
die Anordnung des Streifens an dem Paket seitlich von einer Position,
die mit dem ersten Stapel ausgerichtet ist, zu einer Position übertragen
wird, die mit dem zweiten Stapel ausgerichtet ist. Wie es in 2 dargestellt
ist, ruht daher das hintere Stück,
das die beiden Stapel verbindet, während es über die Oberseite des zweiten
Stapels hinübertritt,
auf dem zweiten Stapel. Auf diese Art und Weise wird während der
Verwendung des Pakets am Ort der Benutzung das hintere Stück gestützt, wenn
der erste Stapel entfaltet wird, und verbleibt gestützt, bis
der gesamte erste Stapel entfaltet worden ist und der Transfer des
Entfaltens an dem zweiten Stapel stattfindet.
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Ein
Etikett wird von dem Etikettendrucker 35 gedruckt und,
wie es bei 35A angezeigt ist, auf der Oberseite der Kopfstückplatte 42 aufgebracht.
Das Etikett identifiziert die Eigenschaften des Pakets und beinhaltet
eine Paketnummer.
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Die
Spleißverbindungsbereiche 22B,
die sich entlang des Endes 25B des Pakets erstrecken, werden
gegen diese Endebene mittels mehrerer Verbindungselemente 44 an
ihrer Stelle gehalten. Jedes dieser Verbindungselemente weist einen
Streifenbereich des Streifenmaterials auf, der über die Endfläche hinüber angelegt
ist, wobei zwei Enden 44A und 44B nach jenseits
den Seiten des Pakets frei liegen. Diese beiden Enden werden zwischen
zwei Streifenbereiche gesteckt, die in 5 mit 45A und 45B bezeichnet
sind, so dass die Enden einfach hineingedrückt werden und durch die Reibung
zwischen den Streifenbereichen an ihrer Stelle gehalten werden. So
wird der das Verbindungselement bildende Streifen einfach verdreht,
so dass sein flacher Bereich, wie es bei 44C angezeigt
ist, flach zwischen den Streifenbereichen 45A und 45B eingesetzt
wird. Diese Technik ordnet die Verbindungsstelle einfach an ihrer
Stelle an und hält
sie flach gegen die Endfläche 25B,
um dadurch die Bereiche 22B gegen die Endfläche festzuhalten.
Abhängig
von der Höhe
des Pakets kann die Anzahl der Verbindungselemente ausgewählt werden,
um sicherzustellen, dass die Endverbindungsbereiche des Streifens
an ihrer Stelle gehalten werden und daran gehindert werden, frei
herumzuflattern und verzogen zu werden. Die Anzahl der Verbindungselemente
wird variieren abhängig
von der Höhe
des Pakets und dem Betrag der Kompression. Die Verwendung des Streifenmaterials,
das beim Herstellvorgang sowieso zur Verfügung steht, vermeidet die Verwendung
anderer Materialien, die innerhalb des Pakets verunreinigt werden
könnten.
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Zusätzlich zu
den Markierungen auf dem Etikett werden zusätzliche Hinweise, wie sie bei 44D angezeigt
sind, auf zumindest eines der Verbindungselemente aufgebracht als
zusätzliche
Identifizierungsnummer für
das Paket.
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Das
Spleißpaket
wird auf dem Förderband 31 von
der Spleißstation
zu der Einwickelstation bewegt. Bei der Einwickelstation ist das
Paket, wie es in 4 dargestellt ist, einschließlich seiner
Bodenplatte 28 und seines oberen Kopfstücks 42 zusammen mit
den Spleißstellen
und Verbindungsbereichen, die in 4 aus Gründen einer
einfachen Darstellung nicht dargestellt sind, auf einer Stützplattform 50 montiert,
die vertikal von der Höhe
des Förderbands in
eine angehobene Position an geeigneten Spannfuttern 51 angehoben
werden kann. Die Plattform beinhaltet eine Plattformfläche 52,
die ausreichend groß ist,
um die Paketstruktur auf der Grundplatte 28 zu lagern,
während äußere Bereiche
jenseits eines mittleren Flächenbereichs
der Grundplatte außerhalb der
Plattform frei liegen gelassen werden. Die Plattform kann drehbar
sein, um das Paket um eine zentrale vertikale Achse in eine für das Einwickeln
erforderliche Orientierung zu orientieren.
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Ein
schematisch mit 53 bezeichnetes Beutelzuführsystem
ist oberhalb der Plattform 50 angeordnet und beinhaltet
eine Bereitstellung eines röhrenförmigen Beutelmaterials
zusammen mit Greifelementen, die das röhrenförmige Beutelmaterial ergreifen
und es abwärts
ziehen, um über
die Seiten des Pakets hinüber
in Eingriff zu geraten. Das röhrenförmige Material
hat einen Außenumfang,
wie er in 4 bezeichnet ist, der signifikant
größer ist
als der des Pakets, so dass das Beutelmaterial einfach über das
Paket hinüber
geraten kann, ohne an den Seiten zu reiben. Die Beutelbereitstellung
beinhaltet eine Heißsiegeleinrichtung
zum Siegeln einer Naht 54 in der Oberseite des Beutels 55 entweder
bevor oder nachdem er an dem Paket vorgesehen worden ist. Die Länge des
Beutels ist so, dass Bodenkanten 56 des röhrenförmigen Beutels
aus Material sich nach jenseits der Bodenplatte 28 in den
Flächenbereich der
Plattform 50 hinein erstrecken. Innerhalb der Plattform 50 ist
ein Ansaugsystem vorgesehen, das allgemein mit 57 bezeichnet
und schematisch dargestellt ist und mehrere Schnittöffnungen 58 beinhaltet, und
zwar um die äußere Oberfläche der
Plattform herum, so dass sie zu den unteren Bereichen 56 des Beutels 55 hinweisen.
Der Abschnitt unterhalb des Bretts 28 wirkt daher so, dass
er den Beutel um das Brett 28 herum nach innen zieht und
in Richtung der Plattform.
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Eine
Ofenanordnung 60 ist bei der Einwickelstation vorgesehen
und ist oberhalb der Plattform 50 gelagert. Die Ofenanordnung 60 und
die Beutelbereitstellung 53 sind so angeordnet, dass sie
in ihre Stelle bewegt werden können
und unabhängig
betätigt
werden können
ohne eine Interferenz miteinander, so dass die Beutelbereitstellung
aus der Position heraus bewegt wird, dann die Ofenanordnung 60 in ihre
Position um das Paket und den Beutel herum und oberhalb davon bewegt
wird.
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Das
Ofenelement 60 beinhaltet eine obere Kompressionsplatte 61 sowie
abhängige
Wände 62. Die
obere Kompressionsplatte 60 bildet einfach eine steife
Struktur, so dass sie abwärts
relativ zu der Plattform 50 an einer schematisch mit 63 bezeichneten
Lagerung bewegt werden kann, so dass das Paket zwischen der Plattform 50 und
der oberen Wand 61 komprimiert wird, um so das Paket sanft
abwärts zu
drücken,
um seine Höhe
zu vermindern durch Komprimieren des Streifenmaterials und Herausdrücken von
Luft aus den Zwischenräumen
innerhalb des Streifenmaterials, um so die Höhe des Stapels zu vermindern
und die Dicke jedes der Streifenbereiche des Streifenmaterials zu
reduzieren. Die Größe der Kompression
kann stark variieren abhängig
von den Anforderungen des Endverbrauchers und den Eigenschaften
des Materials, aus welchem der Stapel gemacht ist. Wenn der Stapel
komprimiert wird, wird die Luft durch die Seiten und Enden des Stapels
hindurch herausgedrückt,
und diese Luft wird durch den Boden des Beutels entweder in die
Umgebung hinein oder in das Abschnittssystem 57 hinein
ausgegeben. Das Abschnittssystem 57 kann bei dem Herausziehen
von Luft helfen, aber primär
wird die Kompression mechanisch zwischen einer Plattform und der oberen
Platte 61 bewirkt. Die Platte 28 hängt über die Seiten
der Plattform hinüber,
hat aber eine ausreichende Steifigkeit, um die Kompressionskräfte aufzunehmen,
ohne zu zerbrechen oder einzuknicken.
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Wenn
die Kompression beendet ist, werden Heizelemente 64 in
der herabhängenden
Seitenwand 62 aktiviert, um Hitze innerhalb des Flächenbereichs
des Ofens auf das Material des Beutels 55 aufzubringen.
Das Beutelmaterial ist so ausgewählt, dass
es bei Hitze schrumpft, und herkömmliche
Materialien dieser Art sind Fachleuten recht bekannt und stehen
auch zur Verfügung.
Das Heißschrumpfen, das
durch den Ofen bewirkt wird, reicht aus, um das Beutelmaterial einwärts zu den
Seiten hin zu ziehen, wie mit 66 bezeichnet, und es zieht
auch den Boden des Beutels nach oben auf die Bodenfläche des Bretts 28 hinauf,
wie bei 67 bezeichnet. Das Brett 28 wird mittels
eines heißsiegelbaren
Plastikmaterials 68 eingewickelt mit einer oberen Fläche 69 unterhalb des
Stapels bei einer Bodenfläche 70 unterhalb
des Bretts. In einer bevorzugten Anordnung ist dieses Plastikbogenmaterial
als eine Hülse
ausgebildet, die auf das Brett eingesetzt wird, so dass sie das
Brett auf beiden Seiten bedeckt. In der Alternative kann aber das
Plastikmaterial auf zumindest die Bodenfläche des Bretts laminiert werden,
so dass die Bodenfläche
mittels des angebrachten Plastikbogenmaterials 70 für eine heißgesiegelte
Verbindung mit dem Material des Beutels bedeckt wird. Der Plastikbeutel 68,
der um die Bodenplatte herum platziert ist für die Versiegelung, hat perforierte
Erhebungen 69A zumindest auf seiner oberen Schicht 69,
um eine erhöhte
Reibung zwischen dem Material der Streifen und dem Plastikbogen
vorzusehen, um das Falten zu verbessern, wenn die Streifen anfänglich auf
das Brett 28 hinauf gefaltet werden. Es ist überraschend
festgestellt worden, dass dies die Bündelqualität verbessert durch Vermindern
der Tendenz der Streifen, relativ zu dem Brett zu verrutschen während des
Faltens an der Faltemaschine. Das Plastikmaterial ist so ausgewählt, dass
eine Heißsiegelung
zwischen der Bodenschicht und dem Material des Beutels unter der Einwirkung
der Hitze von dem Ofen 60 auftritt. Die Hitzeeinwirkung
des Ofens führt
daher dazu, dass der Beutel nach innen gezogen wird, so dass er
fest um den Stapel herumgewickelt wird und auch den Boden der Bodenplatte 28 in
dem Flächenbereich
um das Äußere der
Plattform herum heißgesiegelt.
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Wenn
das Erwärmen
beendet ist und das Schrumpfen und das Heißsiegeln stattgefunden haben,
wird der Ofen mittels seiner Lagerung 63 zurückgezogen,
und das Paket und die Plattform können für einen Zeitraum abkühlen, der
ausreicht, um ein Setzen des Beutelmaterials sicherzustellen. Dabei
wird auch Luft innerhalb des Pakets abgekühlt, so dass der Beutel noch
fester auf die Außenseite
des Pakets heruntergezogen wird. Das Etikett 35A, das auf
der Oberseite der oberen Platte 42 platziert worden ist,
ist daher nun unterhalb der oberen Fläche des Beutels versiegelt
und ist daher durch das Beutelmaterial, welches durchsichtig ist,
hindurch sichtbar. Auch die Nummern auf dem Verbindungselement 44 sind
durch die Seitenwände
des Beutelmaterials sichtbar.
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Wenn
das Paket abgekühlt
ist, wird die Plattform 50 abgesenkt, und das Paket wird
wieder auf dem Förderband 31 für den Transport
zu einer Versandstelle vorgesehen. Bei dieser Versandstelle werden,
wie in 6 dargestellt, zumindest zwei der eingewickelten
Stapel, die mit 70 und 71 bezeichnet sind, aufeinander
gestapelt, so dass die Grundplatte 28 des oberen Pakets
auf der Kopfstückplatte 42 des unteren
der beiden Pakete vorgesehen wird. Diese Pakete werden dann schraubenförmig mit
einem Spannwickelmaterial 73 unter Verwendung einer herkömmlichen
Einwickelmaschine eingewickelt, die sich um die gestapelten Pakete
herum dreht.
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Das
Spannwickelmaterial wirkt daher so, dass es den Beutel schützt, eine
zusätzliche
Kompressionskraft auf die äußere Oberfläche des
Pakets aufbringt und auch die beiden gestapelten Pakete miteinander
verbindet, so dass als integral anhebebare Struktur zusammengehalten
werden.
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Die
Abmaße
der Grundplatte 28 sind geringfügig größer als die Abmaße des Fußabdrucks
des Pakets, so dass Seitenkanten der Grundplatte über die
Seiten überhängen und
die Enden des Pakets. Dies bietet einen Schutz für die Ecken des Pakets am Grundteil
und verhindert, dass der Beutel einwärts gezogen wird und zusammenfällt oder
dass die Streifenbereiche bei dem Grundteil des Pakets zerknittern.
Auf gleiche Art und Weise verhindert die Kopfstückplatte mit ihren herabhängenden
Seitenwänden 42B,
dass der Beutel an dem oberen Streifenbereich einwärts gezogen
wird und ein Zerknittern dieses oberen Streifenbereichs entweder
in den Streifenbereichen selbst oder bei den Faltstellen und Verspleißungsstellen
an der oberen Oberfläche
des Pakets verursacht.
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Die
Höhe H
der beiden gestapelten Pakete ist angeordnet durch Auswählen der
Höhe des
Stapels, wenn er anfänglich
gefaltet wird, relativ zu dem Betrag der Kompression, der gewünscht wird,
so dass die Höhe
H gleich der erforderlichen Versandhöhe ist. Insbesondere werden
die Abmaße
eines Behälters
zum Versenden des Produkts anfänglich bestimmt,
abhängig
von dem Versandverfahren, und auf der Grundlage dieser Gesamthöhe wird
eine Berechnung ausgeführt
mit Bezug auf die Höhe
des anfänglich
gefalteten Stapels, so dass, wenn sie komprimiert und eingewickelt
sind, die zumindest zwei Stapel, wenn sie aufeinander angeordnet
sind, eine Gesamthöhe
H gleich der erforderlichen Versandhöhe bieten. Die eingewickelten
und gestapelten Pakete werden dann Seite an Seite in den erforderlichen Behälter eingesetzt,
wie es in 6 dargestellt ist.
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In
den 8 bis 11 sind nun Anordnungen zum
Bilden einer Ultraschall-Spleißverbindung als
Ersatz der zuvor beschriebenen Bandspleißstelle dargestellt.
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In
den 8 und 9 ist eine erste Spleißanordnung
dargestellt, in welcher die Materialbahn oder der Streifen geringfügig an zwei
Enden 80 und 81 überlappt wird und Ultraschallenergie
von einem herkömmlichen
Heizsystem 82 durch einen Heizkopf 83 auf eine
Platte 84 vorgesehen wird.
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Der
Anteil der synthetischen Fasern, die in im Luftstrom gelegtem Papier
vorhanden sind, beträgt
normalerweise 12 bis 15%, obwohl diese Menge in einem breiteren
Bereich variieren kann, und es ist festgestellt worden, dass dies
ausreicht, so dass die Fasern innerhalb des Materials sich verbinden
können,
um eine Heißsiegelverbindung
zwischen den beiden Enden 80 und 81 zu schaffen.
Es ist auch festgestellt worden, dass in der Abwesenheit von synthetischen
Fasern in dem im Luftstrom gelegten Papier eine Heißsiegelverbindung
zwischen den Enden immer noch bewirkt werden kann, wenn ausreichend anderes
thermisch verbindbares Material innerhalb des Papiers vorhanden
ist. Beispielsweise beinhaltet im Luftstrom gelegtes Papier oft
andere Verbundstoffe, wie beispielsweise Latex oder synthetische
Pulver, die als Bindemittel für
diese Heißsiegelverbindung
dienen können.
Der Kopf 83 ist dazu angeordnet, eine Heizwirkung über beabstandete
Flecken 85 hinüber
zu schaffen, wobei Bereiche 86 zwischen diesen Flecken
verbleiben, die nicht erhitzt werden und daher auch keiner Bindewirkung
unterworfen werden. Diese Räume
oder Freiräume
können
eine Fluidbewegung in das Material hinein und längs entlang des Materials von
einem Streifen zu dem nächsten
während
der Endverwendung des Streifens in einem fertigen absorbierenden
Produkt ermöglichen.
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In 10 ist
eine alternative Spleißstelle dargestellt,
die als Stumpfspleißstelle
zwischen zwei Endbereichen 88 und 89 bewirkt wird,
wo ausreichend fasrige Verbindungen vorhanden sind, wie schematisch
mit 90 bezeichnet, zwischen den aneinanderstoßenden Enden,
bewirkt durch das Heißsiegeln
der Fasern, verursacht durch das Aufbringen von Hitze von der Ultraschallenergie,
so dass die Bereiche 88 und 89 verspleißt werden.
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In
einer noch alternativen Ausgestaltung gemäß 11 wird
eine Stumpfspleißstelle
vorgesehen, wird aber unterstützt
durch die Hinzufügung
eines weiteren fasrigen Materials 91, das durch die Stumpfspleißstelle
hindurch aufgebracht wird und auf jeden der Endbereiche 88 und 89,
so dass Fasern zur Verfügung
stehen, um die heißsiegelbaren
Fasern innerhalb des Streifenmaterials zu verbinden. In 11 ist
dies als nicht-gewebte Materialbahn dargestellt, die zwischen den
Stumpfenden eingesetzt wird und parallel zu beiden Streifen gelegt
wird. Es können
aber andere Techniken für
verschiedene Arten von Materialien abhängig von dem Faseranteil und
verschiedenen anderen Eigenschaften verwendet werden. So kann die
Spleißstelle
in einem nicht dargestellten Verfahren durch Hinzufügen von
losen Fasern (d.h. Bico, PET, etc.) zu dem Stumpfspleißverbindungsbereich
durch einen Spender oder eine andere Technik und anschließendes Aktivieren
der Fasern mit Ultraschallenergie, um die Verbindung zu bilden,
ausgebildet werden.
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Momentan
ist die bei der im Luftstrom gelegten Herstellung verwendete Standardspleißtechnik die
Bandspleißtechnik.
Das Band wird auf zumindest eine und gängigerweise auf beide Seiten
der beiden Enden des zu verbindenden im Luftstrom gelegten Substrats
aufgebracht. Die Bänder
werden routinemäßig in den
fertigen Produkten für
die Kunden nicht akzeptabel sein, und daher werden sie während der Umwandlung
zurückgewiesen.
Dies führt
zu Ausschuss für
den Kunden, und daher besteht ein Interesse daran, ein Spleißmaterial
und/oder ein Spleißverfahren
zu finden, das den Einschluss der Spleißstellen in den fertigen Produkten
erlauben würde.
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Die
oben beschriebene alternative Spleißtechnik schafft eine Technik,
die das Entsorgen von Produkten, die die Spleißstellen beinhalten, vermeiden
kann. Die Ultraschalleinrichtung kann aber dazu ausgestaltet sein,
breitere Spleißbreiten
zu erlauben. Dies würde
es ermöglichen,
dass das Verspleißen, das
in der Materialbahn stromaufwärts
des Faltens auftritt, ebenfalls mit Ultraschall erfolgt, und daher müssten diese
Spleißstellen
in den fertigen Produkten ebenfalls nicht zurückgewiesen werden.
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Wenn
im Luftstrom gelegte Materialbahnen auf der Luftstrom-Lege-Maschine produziert
werden, werden diese zunächst
in Jumborollen aufgewickelt. Diese Jumborollen werden dann abgewickelt
und auf Wiederaufwicklern/Schlitzern auf schmalere Breiten geschlitzt.
Während
dieses Vorgangs werden aus verschiedenen Gründen manchmal Spleißstellen
erzeugt. Von diesem Punkt aus werden die Schlitzrollen, nun als
Masterrollen bezeichnet, zu dem Falteprozess geschickt. Wenn die
Masterrollen abgewickelt und gefaltet werden, werden sie aneinander
gespleißt,
um ein kontinuierliches Falten zu ermöglichen. Jede Säule des
Ballens oder Stapels würde
die Spleißstellen
beinhalten, die während
dieser stromaufwärtigen
Vorgänge
gemacht worden sind. Schließlich
wird jede Säule
eines Ballens mit der benachbarten Säule verspleißt. So wird
deutlich, dass das Potential für
eine sehr hohe Anzahl von Spleißstellen
innerhalb eines Ballens besteht. Die Spezifikationen für Ballen
beinhalten tatsächlich
eine maximale Anzahl von Spleißstellen,
die innerhalb eines einzelnen Ballens vorhanden sein können; dies
dient dazu, die Zurückweisungen
aufgrund von Spleißstellen
auf ein Maximum, das von jedem Kunden spezifiziert wird, zu begrenzen.
Momentan nehmen die meisten Kunden diese vielen Spleißstellen
als Nachteil wahr. Wenn alle der beschriebenen Spleißstellen von
einer Art sein könnten,
die in dem fertigen Produkt beinhaltet sein könnte, könnte dies stattdessen zu einem
Vorteil hinsichtlich eines Verpackungskonzepts mit weniger Ausschuss
und einer höheren
Produktivität
führen.
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Momentan
werden die Spleißverbindungen zwischen
den Säulen
an einem Ballen durch Verbinden der Materialbahnenden mittels eines
Bands erzeugt. Dies hat verschiedene Nachteile, wie beispielsweise
die Kosten des Bands, Schwächung
des Bands mit der Zeit, mühsame
und langsame manuelle Spleißvorgänge, und
Zurückweisungen
des gespleißten
Abschnitts durch die Kunden. Eine potentielle Technologie, die zum
Ersetzen von Spleißbändern untersucht
wird, ist das Ultraschallschweißen. Diese
Technologie könnte
alle Nachteile, die mit Bandspleißstellen bestehen, machbar
eliminieren. In dieser Technologie werden sehr hochfrequente Schwingungen
auf Substrate in einem konzentrierten Flächenbereich aufgebracht, so
dass das Substrat in diesem lokalen Bereich sich aufheizt und schmilzt. Das
Substrat muss einen minimalen Anteil an synthetischem Material beinhalten,
damit das Schmelzen stattfindet. Beim Verspleißen von im Luftstrom gelegten
Materialien ermöglicht
es ein Anteil von Zweikomponentenfasern oder anderen thermisch verbindbaren
Materialien, dass die Enden der Materialbahn zusammengeschweißt werden
können.
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Kommerzielle
Heizeinrichtungen sind von Sonobond Ultrasonics erhält, und
ein geeigneter Ultraschallschweißer ist das Modell Sureweld
20. Verschiedene Schweißmuster
können
verwendet werden und sind alle getestet worden; alle waren von einer
diskontinuierlichen Ausgestaltung, so dass ein Fluidtransport über die
Naht hinweg möglich
war. Die Schweißbedingungen
können
geringfügig
gemäß dem verwendeten
Muster variiert werden, aber alle Schweißnähte wurden in 0,8 Sekunden
erzeugt, wobei es sich um einen Zeitraum handelt, der akzeptabel
ist, damit ein Benutzer die volle Länge einer Spleißstelle
oder die volle Anzahl von Spleißstellen erzeugen
kann, welche in dem obigen Vorgang notwendig sind, während er
in einem akzeptablen Gesamtzeitraum bleibt. Es ist machbar, die
Enden der Materialbahn so zu positionieren, dass die Überlappung
konsistent auf ein Minimum gesteuert wird. Eine gewisse minimale Überlappung
der Enden der Materialbahn kann erforderlich sein, um die Materialien verlässlich zu
verspleißen,
wenn nicht zusätzliche synthetische Überzüge verwendet
werden, um Verbindungsstellen zu bilden, wie es in 10 dargestellt
ist.
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An
jeder Stichprobe ausgeführte
Tests hinsichtlich der Trockenzugfestigkeit, Dochtrate und Gesamtabsorptionskapazität zeigen,
dass sowohl die Absorptionskapazität als auch die Dochtwirkung
mittels der Spleißstelle
unbeeinflusst bleiben. Dies ist wichtig unter dem Gesichtspunkt,
die Spleißstelle
in einem fertigen Produkt für
den Kunden beinhalten zu können.
Die Zugfestigkeit wird eventuell beeinträchtigt. Wenn der Bico-Anteil
zunimmt, ist der Einfluss einer geschweißten Spleißstelle größer. Während in manchen Fällen abhängig von
den Anforderungen des Endbenutzers des Materials die Zugfestigkeit vermindert
werden kann bis zu einem Grad, zu dem der Kunde eine Zurückweisung
der Spleißstelle
immer noch erfordern würde,
gibt es ein ausreichendes Zug-Rückhaltevermögen, um
dem Endfalten und Umwandeln zu widerstehen.
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Das
Ultraschallverspleißen
von im Luftstrom gelegten Materialbahnen ist daher eine praktikable Alternative
zu traditionellen Bandspleißstellen
oder zu Alternativen, wie beispielsweise Nahtspleißstellen.
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Die
Einsparung der Verbrauchsmaterialien (Bänder) ist in dieser Technologie
ebenfalls ein Vorteil.
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Die
Tatsache, dass eine Ultraschallspleißstelle durch den Falter hindurch
verarbeitet werden kann, ermöglicht
es, dieses Verfahren für
ein Masterrollenverspleißen
(sowohl bei dem Falter als auch bei dem Zurückspuler) zu verwenden, was
die Verbrauchsgüter
und die Zurückweisungen
durch die Kunden weiter vermindert.
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In 12 ist
eine Reihe von akzeptablen Mustern für den Spleißkopf dargestellt, die das
Ausbilden einer Spleißstelle
ermöglichen,
die eine ausreichende Zugfestigkeit schafft, ohne mit einem Fluidstrom
an der Spleißstelle
oder durch diese hindurch zu interferieren. In den Zeichnungen ist
der weiße Bereich
der angehobene Teil des Werkzeugs, und grau ist der ausgenommene
Bereich, so dass an der Versiegelung an der Spleißstelle
das Weiße
als der geschweißte
Bereich enden würde
und das Graue als nicht-verschweißter Bereich.
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Da
verschiedene Modifikationen in meiner Erfindung, wie sie hier beschrieben
worden ist, und viele offensichtlich sehr unterschiedliche Ausführungsformen
der Erfindung in den Bereich der Ansprüche fallen, ohne dass dieser
Bereich verlassen wird, soll der gesamte Gegenstand der begleitenden Beschreibung
als rein darstellend und auf keine Art und Weise beschränkend interpretiert
werden.