-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
Diese
Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Herstellen absorbierender Elemente, wie beispielsweise eines absorbierenden
Kerns, der für
Gegenstände,
wie beispielsweise Einwegwindeln, Trainingshosen für Kinder,
Vorsorgeprodukte für
Frauen, Inkontinenzgegenstände,
und dergleichen, verwendet wird, und insbesondere auf ein solches
absorbierendes Element, das aus einem fasrigen Material aufgebaut
ist und eine verstärkende
Bahn besitzt, die darin eingesetzt ist.
-
Ein
herkömmliches
Verfahren, um fasrige, absorbierende Elemente zu bilden, setzt herkömmliche
Luftformungstechniken ein, bei denen eine fasrige Bahn aus zelluloseartigem
oder anderem, geeignetem, absorbierendem Material in einem herkömmlichen
Zerfaserer oder einer anderen Schredder- oder Zerkleinerungsvorrichtung
zerfasert wird, um einen fluidisierten Fluss aus diskreten Fasern
zu bilden. Teilchen aus super-absorbierendem Material können auch
mit den diskreten Fasern vermischt werden. Die Mischung der Fasern
und der super-absorbierenden Teilchen werden in einem Luftstrom
innerhalb einer Formungskammer mitgerissen und durch einen Luftstrom
zu einer mit kleinen Öffnungen versehenen
Formungsfläche
gerichtet, die sich innerhalb der Formungskammer bewegt. Die Luft
führt durch
die Formungsfläche
hindurch, während
die Fasern und die superabsorbierenden Teilchen auf der formenden
Oberfläche
gesammelt werden, um ein fasriges, absorbierendes Element zu bilden.
Zusätzlich
können
Bindemittel oder andere verfestigende Komponenten eingesetzt werden,
um ein stabilisiertes, absorbierendes Element zu erzielen. Das absorbierende
Element kann dann auch bevorratet werden oder kann unmittelbar für eine weitere
Verarbeitung und einen Zusammenbau mit anderen Komponenten, um einen
absorbierenden Gegenstand herzustellen, weitergeleitet werden.
-
Andere
herkömmliche
Techniken, wie beispielsweise Trockenformungstechniken, Nasslegetechniken,
Schaumbildungstechniken, und verschiedene Nassformungstechniken,
sind auch eingesetzt worden, um stabilisierte, absorbierende Elemente
zu bilden. Die sich ergebenden, absorbierenden Elemente haben absorbierende
Fasern, natürliche
Fasern, synthetische Fasern, super-absorbierende Materialien, Bindemittel,
verfestigende Komponenten, in erwünschten Kombinationen, enthalten.
-
Absorbierende
Elemente können
durch Hinzufügen
von Verstärkungsmaterialien,
wie Verstärkungsfilamente,
Gewebeschichten, Vliesschichten und Netzmaterialien zu dem fasrigen
Material, verfestigt werden. Zum Beispiel offenbart die gemeinsam übertragene
US-Patentanmeldung Serial No. 10/306,086 mit
dem Titel "Absorbent
Article with Reinforced Absorbent Structure", angemeldet am 27.11.2002 von David
W. Heyn et al (Attorney Docket No. K-C 16836B), ein verstärktes, fasriges,
absorbierendes Element, das aus einem fasrigen Material und einem
Baumwollstoff (z. B. Netz- oder Maschenmaterial), das innerhalb
des fasrigen Materials eingesetzt ist, um das absorbierende Element
zu verfestigen und das Risiko eines Reißens davon während der Benutzung
zu verringern, aufgebaut ist.
-
Die
Europäische
Patentanmeldung
EP 0467409
A1 offenbart auch ein absorbierendes Kissen, das eine verstärkende Bahn
darin besitzt. Die verstärkende
Bahn weist längs
und seitlich sich schneidende Einzelfäden (Strands) auf. Einige oder alle
der Einzelfäden
sind aus einem inneren, ersten polymeren Material, das einen ersten
Schmelzpunkt besitzt, und einem äußeren, zweiten
polymeren Material, das einen zweiten Schmelzpunkt, niedriger als der
erste Schmelzpunkt, besitzt, gebildet. Die verstärkende Bahn wird in eine Formungskammer
eingeführt,
die fluidisiertes, fasriges Material enthält, das auf einer Trommel niedergeschlagen
ist. Die Öffnungen,
die durch die sich schneidenden Einzelfäden der Bahn definiert sind,
sind ausreichend groß dimensioniert,
um zu ermöglichen,
dass das fasrige Material durch die Bahn zu einer formenden Oberfläche hindurchfährt, um
eine erste Schicht des Kissens zu bilden. Die Bahn wird dann auf
die erste Kissenschicht aufgelegt und eine zweite Schicht wird über der
Bahn gebildet. Das gesamte Kissen wird dann erwärmt, um das zweite, allerdings
nicht das erste, polymere Material der Bahn-Einzelfäden zu schmelzen,
um die Bahn zwischen der ersten und der zweiten Schicht des absorbierenden
Kissens zu verschmelzen.
-
Allerdings
sind geeignete Verfahren und Vorrichtungen zum Bilden eines verstärkten, fasrigen, absorbierenden
Elements, ohne das Erfordernis eines Bondens oder eines in sonstiger
Weise klebemäßigen Verbindens
einer verstärkenden
Bahn innerhalb des absorbierenden Elements bisher unbekannt gewesen.
Insbesondere ist ein Bedarf nach einem Verfahren und einer Vorrichtung
vorhanden, die eine fortlaufende Bahn aus Baumwollstoff (Scrim)
bzw. Mull in eine luftformende Vorrichtung in einer solchen Art
und Weise zuführt,
die eine geeignete Ausrichtung und Befestigung des Baumwollstoffs
innerhalb des fasrigen, absorbierenden Elements erleichtert, um
eine Trennung des fasrigen Materials von dem Baumwollstoff bzw.
dem Mull zu unterbinden.
-
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
-
Allgemein
weist eine Ausführungsform
eines Verfahrens zum Herstellen eines verstärkten, absorbierenden Elements
ein Ansammeln von fasrigem Material auf einer formenden Oberfläche, um
zumindest teilweise das absorbierende Element zu bilden, auf. Fasriges
Material wird mit einer verstärkenden Bahn
verschlungen, die auf zumindest einem Bereich des teilweise gebildeten,
absorbierenden Elements überlegt
wird. Zusätzliches
fasriges Material wird auf der formenden Oberfläche angesammelt, um weiterhin
das absorbierende Element zu bilden, wodurch zumindest ein Bereich
des fasrigen Materials, das das absorbierende Element bildet, mit
mindestens entweder der verstärkenden
Bahn oder dem fasrigen Material, verschlungen mit der verstärkenden
Bahn, verschlungen wird, um die verstärkende Bahn innerhalb des absorbierenden
Elements zu sichern.
-
In
einer anderen Ausführungsform
weist das Verfahren zum Herstellen eines verstärkten, absorbierenden Elements
allgemein ein Fluidisieren eines fasrigen Materials innerhalb einer
formenden Kammer und Bewegen einer formenden Oberfläche innerhalb
der formenden Kammer entlang eines Wegs im Wesentlichen von einem
Eingang zu einem Ausgang der formenden Kammer, wodurch die formende Oberfläche dem
fließenden,
fasrigen Material im Wesentlichen entlang des Wegs ausgesetzt wird,
auf. Fasriges Material sammelt sich auf der sich bewegenden, formenden
Oberfläche,
um teilweise das absorbierende Element zu bilden. Eine verstärkende Bahn
wird von einer Quelle der verstärkenden
Bahn, angeordnet außenseitig
der formenden Kammer, in den Innenraum der formenden Kammer über eine Öffnung darin
befördert,
wodurch innere und äußere Oberflächen der
Bahn dem fließenden,
fasrigen Material innerhalb der formenden Kammer ausgesetzt werden.
Die verstärkende
Bahn überlegt
das teilweise gebildete, absorbierende Element innerhalb der formenden
Kammer, wobei die verstärkende
Bahn einen Weg innerhalb des Innenraums der formenden Kammer von
der Öffnung
der formenden Kammer zu dem teilweise geformten, absorbierenden
Element in einem Bereich von ungefähr 1 cm bis ungefähr 10 cm durchquert.
Zusätzliches
fasriges Material wird auf der formenden Oberfläche angesammelt, um weiterhin
das absorbierende Element zu bilden und allgemein die verstärkende Bahn
innerhalb des absorbierenden Elements zu befestigen.
-
In
einer anderen Ausführungsform
weist ein Verfahren zum Herstellen eines verstärkten, fasrigen, absorbierenden
Elements allgemein ein Verschlingen von fasrigem Material mit einer
verstärkenden Bahn,
die miteinander verbundene Filamente besitzt, die zusammen eine
Vielzahl von Öffnungen
in der Bahn definieren, auf. Die verstärkende Bahn wird über eine
ein absorbierendes Element bildenden Oberfläche gelegt. Das fasrige Material
wird auf der formenden Oberfläche
angesammelt, um das absorbierende Element zu bilden und das fasrige
Material, das das absorbierende Element bildet, mit entweder der
verstärkenden
Bahn oder dem fasrigen Material, verschlungen mit der verstärkenden
Bahn, zu verschlingen, um die verstärkende Bahn an dem absorbierenden
Element zu befestigen.
-
In
einer anderen Ausführungsform
weist ein Verfahren zum Herstellen eines verstärkten, fasrigen, absorbierenden
Elements allgemein ein Befördern einer
verstärkenden
Bahn in Längsrichtung
von einem Vorrat der Bahn zu einer formenden Oberfläche hin
auf, auf der das absorbierende Element gebildet wird. Die Querposition
der verstärkenden
Bahn wird kontrolliert, wenn sie in Längsrichtung von ihrer Quelle
zu der formenden Oberfläche
hin befördert
wird. Das fasrige Material wird mit der verstärkenden Bahn verschlungen,
wenn die Bahn zu der formenden Oberfläche hin befördert wird, und die Bahn wird über die
formende Oberfläche überlegt.
Fasriges Material wird auf der formenden Oberfläche angesammelt, um das absorbierende
Element zu bilden und um allgemein die verstärkende Bahn an dem absorbierenden
Element zu befestigen.
-
In
einer anderen Ausführungsform
weist ein Verfahren zum Herstellen eines verstärkten, absorbierenden Elements,
das ein fasriges Material und eine verstärkende Bahn umfasst, allgemein
ein Ansammeln von fasrigem Material auf einer formenden Oberfläche, um
zumindest teilweise das absorbierende Element zu bilden, auf. Die
verstärkende
Bahn wird auf zumindest einem Bereich des teilweise gebildeten,
absorbierenden Elements überlegt.
Zusätzliches
fasriges Material wird auf der formenden Oberfläche angesammelt, um weiterhin
das absorbierende Element zu bilden, wodurch die verstärkende Bahn
allgemein innerhalb des absorbierenden Elements angeordnet wird.
Das absorbierende Element wird im Wesentlichen einem Abschabvorgang
unterworfen, um fasriges Material von dem absorbierenden Element
zu entfernen.
-
Eine
andere Ausführungsform
eines Verfahrens zum Herstellen eines verstärkten, absorbierenden Elements,
das ein fasriges Material und eine verstärkende Bahn umfasst, weist
allgemein ein Ansammeln von fasrigem Material auf einer formenden Oberfläche, um
zumindest teilweise das absorbierende Element zu bilden, auf. Die
verstärkende
Bahn wird auf zumindest einem Bereich des teilweise gebildeten,
absorbierenden Elements überlegt.
Zusätzliches
fasriges Material wird auf der formenden Oberfläche angesammelt, um weiterhin
das absorbierende Element zu bilden, wodurch die verstärkende Bahn
allgemein innerhalb des absorbierenden Elements angeordnet ist.
Das absorbierende Element wird so gebildet, dass es eine Dicke,
die im Wesentlichen nicht gleichförmig entlang zumindest eines
Bereichs der Länge
des absorbierenden Elements ist, besitzt.
-
In
einer noch anderen Ausführungsform
eines Verfahrens zum Herstellen eines verstärkten, absorbierenden Elements,
das ein fasriges Material und eine verstärkende Bahn umfasst, wird das
fasrige Material auf einer formenden Oberfläche angesammelt, um zumindest
teilweise das absorbierende Element zu bilden. Die verstärkende Bahn
wird auf zumindest einem Bereich des teilweise gebildeten, absorbierenden
Elements überlegt,
so dass die Position der verstärkenden
Bahn relativ zu der Dicke des absorbierenden Elements im Wesentlichen
ungleichförmig
entlang zumindest eines Bereichs der Länge des absorbierenden Elements
ist. Zusätzliches
fasriges Material wird auf der formenden Oberfläche angesammelt, um weiterhin
das absorbierende Element zu bilden, wodurch die verstärkende Bahn
im Wesentlichen innerhalb des absorbierenden Elements angeordnet
wird.
-
Eine
Ausführungsform
der Vorrichtung zum Herstellen eines verstärkten, absorbierenden Elements,
das ein fasriges Material und eine verstärkende Bahn umfasst, weist
allgemein eine Formungskammer, die so angepasst ist, um ein fließendes,
fasriges Material darin aufzunehmen, und eine formende Oberfläche, die
innerhalb der formenden Kammer bewegbar ist und so angepasst ist,
um fasriges Material darauf anzusammeln, um das absorbierende Element
zu bilden, auf. Eine Quelle der verstärkenden Bahn ist im Wesentlichen
außerhalb
der formenden Kammer angeordnet. Ein Zuführrohr besitzt ein Einlassende,
das zu der Außenseite
der formenden Kammer hin offen ist, ein Auslassende, das zu der
Innenseite der formenden Kammer hin offen ist, und einen zentralen
Durchgangsweg, der sich zwischen dem Einlassende und dem Auslassende
erstreckt. Zumindest ein Teil des Zuführrohrs, benachbart zu dem
Auslassende davon, erstreckt sich innerhalb des Innenraums der formenden
Kammer. Das Zuführrohr
ist so angeordnet, um die verstärkende
Bahn von der Quelle der verstärkenden
Bahn in den zentralen Durchgangsweg des Rohrs hinein an dem Einlassende
davon aufzunehmen und um die Bahn zu dem Auslassende davon, für ein Befördern innerhalb der
formenden Kammer zu der formenden Oberfläche hin, zu führen.
-
In
einer anderen Ausführungsform
weist die Vorrichtung zum Herstellen eines verstärkten, absorbierenden Elements
ein fasriges Material und eine poröse, verstärkende Bahn, die innere und äußere Oberflächen, allgemein,
besitzt, eine formende Kammer, die so angepasst ist, um ein fließendes,
fasriges Material zu enthalten, und eine formende Oberfläche, die
innerhalb der formenden Kammer entlang eines gekrümmten Wegs,
im Wesentlichen von einem Eingang der formenden Kammer zu einem
Ausgang davon, zu enthalten, auf. Die formende Oberfläche ist so
angepasst, um fasriges Material darauf anzusammeln, um das absorbierende
Element zu bilden. Eine Quelle der verstärkenden Bahn ist allgemein
auf der Außenseite
der formenden Kammer angeordnet. Die formende Kammer besitzt eine Öffnung,
durch die die verstärkende
Bahn in die formende Kammer hinein für eine darauf folgende Beförderung
innerhalb der formenden Kammer zu der formenden Oberfläche hin
aufgenommen wird. Die Öffnung
ist auslaufseitig des Eingangs der for menden Kammer, im Wesentlichen
in der Richtung der Bewegung der formenden Oberfläche entlang
des Wegs, angeordnet.
-
In
einer noch anderen Ausführungsform weist
die Vorrichtung zum Herstellen eines verstärkten, absorbierenden Elements,
aufgebaut aus einem fasrigen Material und einer verstärkenden
Bahn, eine formende Kammer, die so angepasst ist, um ein fließendes,
fasriges Material in das Innenvolumen der Kammer aufzunehmen, und
eine formende Oberfläche,
die innerhalb der formenden Kammer bewegbar ist und so angepasst
ist, um fasriges Material darauf anzusammeln, um das absorbierende
Element zu bilden, auf. Eine Quelle der verstärkenden Bahn ist im Wesentlichen
außen
zu der formenden Kammer angeordnet und die formende Kammer besitzt
eine Öffnung,
durch die die verstärkende
Bahn in Längsrichtung
von der Quelle der verstärkenden
Bahn in das Innenvolumen der formenden Kammer, für ein darauf folgendes Einsetzen
in das absorbierende Element hinein, befördert wird. Die Öffnung der
formenden Kammer ist von der formenden Oberfläche so beabstandet, dass die
innere und die äußere Oberfläche der
verstärkenden
Bahn zu dem fließenden,
fasrigen Material in der formenden Kammer hin freigelegt sind, wenn
sich die Bahn von der Öffnung
der formenden Kammer zu der formenden Oberfläche hin bewegt. Eine Prüfvorrichtung,
zwischen der Quelle der verstärkenden
Bahn und der formenden Kammer, ist so betreibbar, um die Querposition
der verstärkenden
Bahn zu bestimmen, wenn die Bahn in Längsrichtung dazwischen befördert wird.
-
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
1 zeigt
einen schematischen Seitenaufriss einer Vorrichtung zum Bilden eines
verstärkten,
fasrigen, absorbierenden Elements;
-
2 zeigt
einen vergrößerten Seitenaufriss eines
Teils der Vorrichtung der 1;
-
3 zeigt
eine schematische, perspektivische Ansicht einer formenden Trommel
der Vorrichtung der 1;
-
4 zeigt
einen Teilquerschnitt der Vorrichtung der 1;
-
5 zeigt
einen vergrößerten Seitenaufriss des
mit Kreis versehenen Teils der Vorrichtung der 2;
-
6 zeigt
einen Querschnitt, der entlang der Ebene der Linie 6-6 der 5 vorgenommen
ist;
-
7 zeigt
einen vergrößerten Seitenaufriss eines
Kontrollsystems zum Kontrollieren der Querposition einer verstärkenden
Bahn während
der Beförderung
der Bahn in Längsrichtung;
-
8 zeigt
eine Draufsicht des Kontrollsystems der 7;
-
9 zeigt
eine vergrößerte Draufsicht
eines Teils des Kontrollsystems der 8;
-
10 zeigt
einen vergrößerten Seitenaufriss
eines Teils einer zweiten Ausführungsform der
Vorrichtung zum Bilden eines verstärkten, fasrigen, absorbierenden
Elements;
-
11 zeigt
einen perspektivischen Schnitt eines Teils der formenden Trommel
der 3, wobei ein verstärktes, absorbierendes Element
gerade auf der Trommel gebildet wird;
-
12 zeigt
einen Längsquerschnitt
eines absorbierenden Elements, das in der Vorrichtung der 1 gebildet
ist; und
-
13 zeigt
einen schematischen Schnitt eines verstärkten, absorbierenden Elements,
das durch Verdichtungswalzen hindurchfährt.
-
Entsprechende
Bezugszeichen geben entsprechende Teile durch die verschiedenen
Ansichten der Zeichnungen hinweg an.
-
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
-
Die
vorliegende Erfindung ist allgemein auf ein Verfahren und eine Vorrichtung,
allgemein bezeichnet mit 1 in 1, zum Herstellen
eines verstärkten,
fasrigen, absorbierenden Elements, allgemein mit 3 bezeichnet,
umfassend fasriges Material und/oder ein anderes, teilchenförmiges Material
und eine verstärkende
Bahn, die das absorbierende Element verstärkt, gerichtet. Unter besonderen
Aspekten kann das absorbierende Element 3 wei ter als ein absorbierender
Kern innerhalb von Einwegeprodukten für die persönliche Vorsorge, wie beispielsweise Windeln,
Trainingshosen für
Kinder, Inkontinenzprodukte für
Erwachsene, Vorsorgeprodukte für
Frauen, medizinische Bekleidungsstücke, Bandagen, und dergleichen,
verwendet werden.
-
Wie
insbesondere die 1 und 2 zeigen,
und für
den Zweck, die vorliegende Erfindung zu beschreiben, besitzt die
Vorrichtung 1 eine angezeigte Maschinenrichtung MD, die
sich im Wesentlichen in einer Richtung erstreckt, in der das absorbierende Element,
oder eine bestimmte Komponente oder ein Material davon, in Längsrichtung
entlang einer und durch eine bestimmte lokale Position der Vorrichtung transportiert
wird. Eine Quer-Maschinenrichtung
CD (3 und 4) der Vorrichtung 1 liegt
allgemein innerhalb der Ebene des absorbierenden Elements 3,
oder einer bestimmten Komponenten oder eines Materials davon, und
liegt quer zu der Maschinenrichtung MD. Eine Z-Richtung ZD der Vorrichtung 1 liegt
im Wesentlichen senkrecht zu sowohl der Maschinenrichtung MD als
auch der Quer-Maschinenrichtung CD, und erstreckt sich allgemein
entlang einer in die Tiefe weisenden Dicken-Dimension des absorbierenden
Elements 3, das durch die Vorrichtung gebildet ist.
-
Die
Vorrichtung 1 weist eine bewegbare, durchlöcherte,
formende Oberfläche 5 auf,
die sich um den Umfang einer Trommel 7 herum erstreckt
(die Bezugszeichen bezeichnen allgemein deren Gegenstände). Die
Trommel 7 ist an einer Welle 9 befestigt, die
durch Lager 11 mit einem Träger 13 befestigt ist. Wie
in 4 dargestellt ist, umfasst die Trommel eine kreisförmige Wand 15,
die mit der Welle 9, für eine
Drehung zusammen damit, verbunden ist. Die Welle 9 wird
drehend durch einen geeigneten Motor oder eine Längswelle (nicht dargestellt)
in einer Gegenuhrzeigerrichtung in der dargestellt Ausführungsform
der 1 angetrieben. Die kreisförmige Wand 15 hält frei
tragend die formende Oberfläche 5 und die
gegenüberliegende
Seite der Trommel 7 ist offen. Ein Vakuumkanal 17,
der radial nach innen zu der formenden Oberfläche 5 angeordnet ist,
erstreckt sich über
einen Bogen des Innenraums der Trommel. Der Vakuumkanal 17 besitzt
eine gebogene, längliche Eintrittsöffnung 19 unter
der durchlöcherten,
formenden Oberfläche 5,
wie in weiterem Detail nachfolgend beschrieben werden wird, für eine Flüssigkeits-Verbindung zwischen
dem Vakuum-Kanal und der formenden Oberfläche. Der Vakuum kanal 17 ist
an einem Vakuumkanal 21, der mit einer Vakuumquelle 23 verbunden
ist, befestigt und steht in einer Flüssigkeits-Verbindung damit
(schematisch in 4 dargestellt). Die Vakuumquelle 23 kann,
zum Beispiel, ein Absauggebläse
sein.
-
Der
Vakuumkanal 17 ist mit dem Vakuum-Zuführkanal 21 entlang
einer äußeren Umfangsfläche des
Kanals verbunden und erstreckt sich in Umfangsrichtung des Kanals.
Der Vakuumkanal 17 steht radial nach außen von dem Vakuumkanal 21 zu der
formenden Oberfläche 5 hin
vor und umfasst seitlich beabstandete Seitenwände 17A und winkelmäßig beabstandete
Endwände 178.
Die Welle 9 erstreckt sich durch die Wand 15 und
in den Vakuumzuführkanal 21 hinein,
wo sie in einem Lager 25 innerhalb des Kanals aufgenommen
ist. Das Lager 25 ist gegen den Vakuumzuführkanal 21 so
abgedichtet, dass keine Luft um die Welle 9 herum angesaugt wird,
wo sie in den Kanal eintritt. Der Vakuumkanal 17 und der
Kanal 21 sind durch eine oben liegende Befestigung 29 gehalten.
-
Ein
Trommelrand 31 ist an der Wand 15 der Trommel 7 montiert
und besitzt eine Vielzahl von Löchern über deren
Oberflächenbereich
verteilt, um so eine im Wesentlichen freie Bewegung des Fluids,
wie beispielsweise Luft, durch die Dicke des Rands zu erzielen.
Der Rand 31 ist allgemein in seiner Form rohrförmig und
erstreckt sich um die Drehachse der Welle 9 nahe des Umfangs
der Wand 15 herum. Der Rand 31 ist frei von der
Trommelwand 15 weg hängend
und besitzt eine radial nach innen weisende Fläche, die eng benachbart zu
der Eintrittsöffnung 19 des
Vakuumkanals 17 positioniert ist. Um eine luftbeständige Dichtung
zwischen dem Rand 31 und der Eintrittsöffnung 19 des Vakuumkanals 17 zu
erreichen, sind Randdichtungen 33 an der nach innen weisenden Oberfläche des
Rands 31 für
einen gleitenden, dichtenden Eingriff mit den Wänden 17A des Vakuumkanals
befestigt. Dichtungen (nicht dargestellt) sind auch an den Endwänden 178 des
Vakuumkanals 17 für
einen gleitenden, dichtenden Eingriff mit der nach innen weisenden
Oberfläche
des Rands 31 befestigt. Die Dichtungen können aus
einem geeigneten Material, wie beispielsweise Filz, gebildet sein,
um die gleitenden, dichtenden Eingriffe zu ermöglichen.
-
Die
Vorrichtung 1 weist weiterhin eine formende Kammer 41 auf,
durch die die formende Oberfläche 5 gemeinsam
mit der Trommel 7 und der Drehung davon bewegbar ist. Die formende
Kammer 41 ist durch eine vordere Wand 43, eine
hintere Wand 45 und gegenüberliegende Seitenwände 47 (nur
eine davon ist in den 1 und 2 dargestellt),
die zusammengebaut sind und in einer herkömmlichen Art und Weise so angeordnet
sind, um ein Innenvolumen zu definieren, dem die formende Oberfläche 5 unter Bewegung
der formenden Oberfläche
innerhalb der formenden Kammer ausgesetzt wird, definiert. Genauer
gesagt bewegt sich, in der dargestellten Ausführungsform, die formende Oberfläche 5 in
einer Gegenuhrzeigerrichtung entlang eines gebogenen Wegs P innerhalb
der formenden Kammer 41 im Wesentlichen von einem Eingang 51, über den
die formende Oberfläche
in die formende Kammer, im Wesentlichen frei von fasrigem Material,
eintritt, zu einem Ausgang 53, durch den die formende Oberfläche die
formende Kammer, mit dem absorbierenden Element darauf gebildet,
verlässt.
Alternativ kann sich die Trommel 7 in einer Uhrzeigerrichtung
relativ zu der formenden Kammer 41 drehen. Der Weg P einer
Bewegung der formenden Oberfläche 5 innerhalb der
formenden Kammer 41 besitzt eine Länge, die durch den Bogen der
formenden Oberfläche,
die sich von dem Eingang 51 zu dem Ausgang 53 der
formenden Kammer erstreckt, definiert ist. Zum Beispiel ist in der
dargestellten Ausführungsform
die Länge
des formenden Wegs P ungefähr
zwei Drittel des gesamten, äußeren Umfangs
der Trommel 7 und entspricht einem Winkel von ungefähr 240 Grad.
-
Eine
herkömmliche
Quelle an fasrigem Material, wie beispielsweise ein Faservorrat-Reservoir (nicht
dargestellt) oder ein Zerfaserer 55, liefert ein fließendes,
fasriges Material (z. B. eine Strömung diskreter Fasern) in die
formende Kammer 41 hinein. Der Zerfaserer 55,
der in den 1 und 2 dargestellt
ist, ist betriebsmäßig oberhalb
der formenden Kammer 41 positioniert und kann eine Drehhammermühle oder
eine drehbare Pflückerwalze
sein. Allerdings sollte verständlich
sein, dass der Zerfaserer 55 anstelle davon entfernt von
der formenden Kammer 41 angeordnet sein kann und dass das
fließende, fasrige
Material zu dem Innenraum der formenden Kammer auf andere Wege durch
andere geeignete Vorrichtungen zugeführt werden kann und innerhalb des
Schutzumfangs der Erfindung verbleibt. Als ein Beispiel sind geeignete
Zerfaserer von Paper Converting Machine Company, mit Büros in Green
Bay, Wisconsin, USA, erhältlich.
-
Das
fasrige Material kann natürliche
Fasern, synthetische Fasern, und Kombinationen davon, umfassen.
Beispiele von natürlichen
Fasern umfassen Zellulosefasern (z. B. Holzpulpefasern), Baumwollfasern,
Wollfasern, Seidefasern, und dergleichen, ebenso wie Kombinationen
davon. Synthetische Fasern können
Rayon-Fasern, Polyolefin-Fasern, Polyester-Fasern, und dergleichen,
und Kombinationen davon, umfassen. Das fasrige Material, das in
der Vorrichtung der 1 eingesetzt ist, wird von einer Fasermatte
B aus Holzpulpe-Zellulosefasern, zugeführt zu dem Zerfaserer 55,
zugeführt,
wobei der Zerfaserer die Fasermatte in diskrete Fasern umwandelt und
fluidisiertes, fasriges Material in den Innenraum der formenden
Kammer 41 zuführt.
-
Anderes
fasriges oder teilchenförmiges
Material zum Bilden des absorbierenden Elements 3 kann
zusätzlich
in die formende Kammer 41 zugeführt werden. Zum Beispiel können Teilchen
oder Fasern aus einem superabsorbierenden Material in die formende
Kammer 41, unter Einsetzen herkömmlicher Mechanismen, wie beispielsweise
Rohren, Kanälen,
Spritzgeräten,
Düsen und
dergleichen, ebenso wie Kombinationen davon, eingeführt werden.
In der dargestellten Ausführungsform
wird das superabsorbierende Material in die formende Kammer 41 durch
ein Zuführkanal-
und Düsensystem
(das schematisch in 1 dargestellt und mit dem Bezugszeichen 57 bezeichnet
ist) zugeführt.
Superabsorbierende Materialien sind ausreichend im Stand der Technik bekannt
und sind einfach von verschiedenen Lieferanten erhältlich.
Zum Beispiel ist das superabsorbierende Material FAVOR SXM 880 von
Stockhausen, Inc. mit Büros
in Greensboro, North Carolina, USA, erhältlich; und DRYTECH 2035 ist
von Dow Chemical Company, mit Büros
in Midland, Michigan, USA haben, erhältlich. Die Fasern, die Teilchen
und ein anderes erwünschtes
Material können
in irgendeinem geeigneten fluiden Medium innerhalb der formenden Kammer 41 mitgeführt werden.
Dementsprechend sollte irgendeine Bezugnahme hier auf Luft, die
das mitführende
Medium ist, dahingehend verstanden werden, dass sie eine allgemeine
Bezugnahme ist, die irgendein anderes, operatives, mitführendes
Fluid einschließt.
-
Die
formende Kammer
41 ist durch einen geeigneten Tragerahmen
(nicht dargestellt) gehalten, der an irgendwelchen anderen, geeigneten
Bauteilen so, wie dies notwendig oder erwünscht ist, verankert und/oder
verbunden sein kann. Die formende Oberfläche
5 ist hier so
dargestellt, dass sie ein Teil der formenden Trommel
7 ist,
allerdings sollte verständlich
werden, dass andere Techniken, um die formende Oberfläche
5 zu
erhalten, eingesetzt werden können,
ohne den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Zum
Beispiel kann die formende Fläche
5 durch
ein endloses, formendes Band (nicht dargestellt) bereitgestellt
werden. Ein formendes Band dieses Typs ist in dem
US-Patent
Nr. 5,466,409 , mit dem Titel FORMING BELT FOR THREE-DIMENSIONAL
FORMING APPLICATIONS von M. Partridge et al., das am 14. November
1995 herausgegeben ist, dargestellt.
-
Die
durchlöcherte,
formende Oberfläche 5 ist in
der dargestellten Ausführungsform
durch eine Reihe von Formelementen 61 definiert, die Ende
an Ende um den Umfang der formenden Trommel 7 herum angeordnet
sind und unabhängig
an der Trommel befestigt sind. Wie anhand der 3 zu
sehen ist, definieren die Formelemente 61 eine im Wesentlichen
identische Form oder ein Muster 63, in dem fasriges Material
gesammelt wird. Die Muster 63 entsprechen einer erwünschten
Form einzelner, absorbierender Elemente 3, die sich über den
Umfang der Trommel 7 wiederholt. Allerdings können sich
teilweise wiederholende oder nicht wiederholende Muster-Formen in
Verbindung mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Es sollte
auch verständlich sein,
dass ein fortlaufendes, nicht gemustertes, absorbierendes Element
auf der formenden Fläche
gebildet werden kann, wie beispielsweise dort, wo die formende Oberfläche flach
ist, oder wo das geformte, absorbierende Element allgemein rechtwinklig
ist, und es wird darauf folgend zu einer erwünschten Form verarbeitet (z.
B. geschnitten oder in anderer Weise geformt).
-
Wie
am besten in 11 zu sehen ist, besitzt das
Muster 63 der dargestellten Ausführungsform eine nicht gleichförmige Tiefe,
oder Dicke, entlang seiner Länge.
Genauer gesagt besitzt die formende Fläche eine zentrale Tasche 65 so,
dass ein absorbierendes Element, das auf der formenden Fläche 5 gebildet
ist, in der Dicke (z. B. in der Z-Richtung) variiert, wie dies in den 11 und 12 dargestellt ist.
Allerdings kann das Muster 63, das zumindest teilweise
durch die Formelemente 61 definiert ist, alternativ von
einer gleichförmigen
Tiefe sein, ohne den Schutzumfang dieser Erfindung zu verlassen.
Es ist auch verständlich,
dass die Tiefe des Musters 63 auch ungleichförmig über die
gesamte Breite oder einen Teil der Breite des Musters anstelle davon
sein kann.
-
Im
Betrieb erzeugt die Vakuumquelle 23 (4)
ein Vakuum in dem Vakuumkanal 17 relativ zu dem Innenraum
der formenden Kammer 41. Wenn die formende Fläche 5 in
die formende Kammer 41 eintritt und sich dann durch diese
entlang des formenden Wegs P zu dem Ausgang 53 der Kammer hin
bewegt, werden die fluidisierten, fasrigen Materialien und andere
Teilchen innerhalb der formenden Kammer betriebsmäßig durch
einen mitreißenden Luftstrom
getragen und transportiert und nach innen durch das Vakuum zu der
durchlöcherten,
formenden Fläche 5 gezogen.
Die Luft führt
nach innen durch die formende Fläche 5 hindurch
und wird darauf folgend aus der Trommel 7 durch den Vakuumzuführkanal 21 heraus
geführt.
Fasern und andere Teilchen werden durch die formende Fläche 5 gesammelt,
wenn Luft dort hindurchfährt,
so dass das Sammeln des fasrigen Materials ein absorbierendes Element 3 auf
der formenden Oberfläche
bildet.
-
Darauf
folgend führt
die Trommel 7, die das absorbierende Element 3 trägt, aus
der formenden Kammer 41 durch den Auslass 53 zu
einem abschabenden System, das allgemein mit 71 in 1 bezeichnet
ist, heraus, wo die überschüssige Dicke
des absorbierenden Elements getrimmt und in einem vorgegebenen Umfang
entfernt werden kann. Das abschabende System 71 umfasst
eine abschabende Kammer 73 und eine abschabende Walze 75,
die innerhalb der abschabenden Kammer positioniert ist. Die abschabende
Walze 75 schabt überschüssiges, fasriges
Material von dem absorbierenden Element 3 ab und die entfernten
Fasern werden von der abschabenden Kammer 73 innerhalb
eines geeigneten Auslasskanals (nicht dargestellt) abtransportiert,
wie dies ausreichend im Stand der Technik bekannt ist. Das entfernte,
fasrige Material kann, zum Beispiel, zurück in die formende Kammer 41 oder
zu dem Zerfaserer 55 so, wie dies erwünscht wird, recycelt werden.
Zusätzlich
kann die abschabende Walze 75 das fasrige Material entlang
der Maschinenrichtung MD des absorbierenden Elements 3 und/oder
entlang der seitlichen oder Quermaschinenrichtung CD des absorbierenden
Elements umordnen oder umverteilen.
-
Die
drehbare Abschabwalze 75 ist betriebsmäßig mit einem geeigneten Wellenelement
(nicht dargestellt) verbunden und daran angebracht und wird durch
ein geeignetes Antriebssystem (nicht dargestellt) angetrieben. Das
Antriebssystem kann irgendeine herkömmliche Vorrichtung umfassen,
wie beispielsweise einen entsprechenden Motor, oder eine Verbindung,
ein Zahnrad bzw. Getriebe oder einen anderen Übertragungsmechanismus, der
betriebsmäßig mit
dem Motor oder einem anderen Antriebsmechanismus, der dazu verwendet
wird, die formende Trommel 7 zu drehen, verbunden ist.
Das System 71 mit der abschabenden Walze kann einen herkömmlichen
Trimm-Mechanismus zum Entfernen oder Umverteilen irgendeiner übermäßigen Dicke des
absorbierenden Elements 3, das aus der formenden Oberfläche 5 gebildet
ist, darstellen. Der abschabende Vorgang kann zu einem absorbierenden
Element 3 führen,
das eine ausgewählte
Kontur auf einer Hauptflächenseite
davon besitzt, die durch die abschabende Walze 75 berührt worden
ist. Die Oberfläche
der abschabenden Walze 75 kann so eingestellt werden, um
eine erwünschte
Kontur entlang der abgeschabten Oberfläche des absorbierenden Elements 3 zu
erhalten. In der dargestellten Ausführungsform kann die abschabende
Walze 75 zum Beispiel so aufgebaut sein, um eine im Wesentlichen
flache Oberfläche
entlang der abgeschabten Oberfläche
des absorbierenden Elements 3 zu erzielen. Die abschabende
Walze 75 kann optional so aufgebaut sein, um eine nicht
flache Oberfläche
bereitzustellen. Die abschabende Walze 75 ist in einer
beabstandeten Beziehung angrenzend zu der formenden Fläche 5 angeordnet
und die formende Fläche
wird hinter die abschabende Walze unter Drehen der Trommel 7 überführt.
-
In
der dargestellten Ausführungsform
dreht sich die abschabende Walze 75 in derselben Richtung
(z. B. Gegenuhrzeigerrichtung) wie die Trommel 7, um fasriges
Material von dem absorbierenden Element in einer Richtung entgegengesetzt
zu der Richtung einer Bewegung (z. B. Maschinenrichtung MD) des
absorbierenden Elements mit der Trommel zu entfernen. Alternativ
kann die abschabende Walze 75 in der entgegengesetzten
Richtung (z. B. Uhrzeigerrichtung) zu der Drehung der formenden
Trommel 7 gedreht werden. In jedem Fall sollte die Drehgeschwindigkeit
der abschabenden Walze 75 geeignet so ausgewählt werden,
um eine effektive Abschabwirkung gegen die berührte Oberfläche des geformten, absorbierenden
Elements 3 zu erzielen. In ähnlicher Weise kann irgendein
anderer geeigneter Trimm-Mechanismus anstelle des Systems 71 mit abschabender
Walze eingesetzt werden, um eine schneidende oder abschabende Wirkung
an dem fasrigen, absorbierenden Element 3 durch eine relative
Bewegung zwischen dem absorbierenden Element und dem ausgewählten Trimm-Mechanismus zu
erzielen.
-
Nach
dem abschabenden Vorgang kann der Bereich der formenden Fläche 5,
auf der das absorbierende Element 3 gebildet ist, zu einer
Freigabezone der Vorrichtung 1, angeordnet auf der Außenseite der
formenden Kammer 41, bewegt werden. In der Freigabezone
wird das absorbierende Element 3 von der formenden Fläche 5 auf
eine Fördereinrichtung abgezogen,
die allgemein mit 81 bezeichnet ist. Die Freigabe kann
dann durch das Anlegen eines Luftdrucks von der Innenseite der Trommel 7 aus
unterstützt
werden. Die Fördereinrichtung 81 nimmt
das geformte, absorbierende Element 3 von der formenden
Trommel 7 auf und befördert
das absorbierende Element zu einem Sammelbereich oder zu einer Stelle
für eine
weitere Verarbeitung (nicht dargestellt). Geeignete Fördereinrichtungen
können
zum Beispiel Förderbänder, Vakuumtrommeln,
Transportrollen, elektromagnetische Aufhängungs-Fördereinrichtungen, Fluidaufhängungs-Fördereinrichtungen,
oder dergleichen, ebenso wie Kombinationen davon, umfassen.
-
In
der dargestellten Ausführungsform
umfasst die Fördereinrichtung 81 ein
endloses Fördereinrichtungsband 83,
das um Rollen 85 herum angeordnet ist. Ein Vakuumsaugkasten 87 ist
unterhalb des Förderbands 83 angeordnet,
um das absorbierende Element 3 von der formenden Fläche 5 wegzuziehen.
Das Band 83 ist perforiert und der Vakuumkasten 87 definiert
ein Plenum unterhalb des Bereichs des Bands in enger Nähe zu der
formenden Oberfläche,
so dass das Vakuum innerhalb des Vakuumkastens auf das absorbierende
Element 3 auf der formenden Trommel 7 einwirkt.
Ein Entfernen des absorbierenden Elements 3 von der formenden
Fläche 5 kann
alternativ durch das Gewicht des absorbierenden Elements, durch
eine Zentrifugalkraft, durch einen mechanischen Auswurf, durch einen
positiven Luftdruck, oder durch irgendeine Kombination davon oder
durch irgendein anderes geeignetes Verfahren, ohne den Schutzumfang
dieser Erfindung zu verlassen, vorgenommen werden.
-
Die
Vorrichtung
1 und das Verfahren, wie sie hier zum Luftformen
eines fasrigen, absorbierenden Elements
3 beschrieben sind,
sind allgemein herkömmlicher
Art und ausreichend im Stand der Technik bekannt. Siehe zum Beispiel
US-Patent Nr. 4,666,647 mit
dem Titel APPARATUS AND METHOD FOR FORMING A LAID FIBROUS WEB, von
K. Enloe et al., das am 19. Mai 1987 herausgegeben ist; und
US-Patent Nr. 4,761,258 mit
dem Titel CONTROLLED FORMATION OF LIGHT AND HEAVY FLUFF ZONES, von
K. Enloe, das am 2. August 1988 herausgegeben ist. Andere solche
Vorrichtungen sind in dem
US-Patent
Nr. 6,330,735 , mit dem Titel APPARATUS AND PROCESS FOR
FORMING A LAID FIBROUS WEB WITH ENHANCED BASIS WEIGHT CAPABILITY,
von J.T. Hahn et al., das am 18. Dezember 2001 herausgegeben ist,
und
US-Patentanmeldung Serial No. 09/947,128 ,
mit dem Titel MULTI-STAGE FORMING DRUM COMMUTATOR, von D. P. Murphy
et al., angemeldet am 4. September 2001, beschrieben.
-
Beispiele
von Techniken zum Einführen
einer ausgewählten
Menge an superabsorbierenden Teilchen in eine formende Kammer
41 sind
in dem
US-Patent Nr. 4,927,582 mit
dem Titel METHOD AND APPARATUS FOR CRATING A GRADUATED DISTRIBUTION
OF GRANULE MATERIALS IN A FIBER MAT, von R. E. Bryson, das am 22.
Mai 1990 herausgegeben ist, beschrieben. Deshalb werden der Aufbau
und die Betriebsweise der Vorrichtung
1 nicht weiter hier
mit Ausnahme des Umfangs, der notwendig ist, um die vorliegende
Erfindung anzugeben, beschrieben werden.
-
Wie
wiederum die 1 und 2 zeigen, weist
die formende Kammer 41 der Vorrichtung 1 weiterhin
ein Zuführrohr,
allgemein bezeichnet mit 101, auf, durch das eine verstärkende Bahn 103 in den
Innenraum der formenden Kammer zum Einbauen in das absorbierende
Element 3 eingeführt
wird. Die verstärkende
Bahn 103 ist bevorzugt eine fortlaufende Bahn, die aus
einem Material aufgebaut ist, das ausreichend porös ist, um
eine mitreißende
Luftströmung
innerhalb der formenden Kammer 41 zu der formenden Oberfläche 5 hin,
um dort hindurchzuführen,
zu ermöglichen.
Noch bevorzugter ist die verstärkende
Bahn 103 zumindest für
die diskreten Fasern halbdurchlässig,
die innerhalb der formenden Kammer 41 fließen.
-
Zum
Beispiel ist die verstärkende
Bahn 103 der dargestellten Ausführungsform ein Baumwollstoff bzw.
Mull (z. B. Netz- oder Maschenmaterial), der aus längs (z.
B. in der Maschinenrichtung MD) und seitlich (z. B. in der Quer-Maschinenrichtung
CD) orientierten Filamenten, jeweils bezeichnet mit 103a und 103b in 9,
angeordnet in einem allgemeinen Gittermuster und miteinander verbunden,
gebildet ist, wie beispielsweise dadurch, dass sie, an Schnittpunkten,
aneinander gebondet sind, um ein offenes Netz zu bilden (d. h.
das eine Vielzahl von im Wesentlichen rechteckig- oder quadratisch
geformten Öffnungen
besitzt), durch das das fließende,
fasrige Material in der formenden Kammer hindurchdringen kann. Alternativ
können
die Baumwoll-Filamente 103a, 103b anders als in
einer längs-
oder seitlichen Orientierung orientiert sein, um Öffnungen
zu definieren, die anders als rechteckig oder quadratisch geformt
sind, wie beispielsweise diamantförmig, dreieckförmig, oder
andere geeignet geformte Öffnungen.
-
In
einer Ausführungsform
sind die Öffnungen,
die durch die Filamente 103a, 103b des Baumwollstoffs
definiert sind, ausreichend relativ zu den diskreten Fasern, die
innerhalb der formenden Kammer 41 fließen, dimensioniert, um eine
Verschlingung von Fasern mit dem Baumwollstoff unter Eintritt des Baumwollstoffs
in die formende Kammer zu erleichtern. Als ein Beispiel sind die
in Längsrichtung
orientierten Filamente 103a seitlich zueinander um einen Abstand
von ungefähr
2 mm bis ungefähr
30 mm beabstandet und die seitlich orientierten Filamente 103b sind
in Längsrichtung
zueinander mit einem Abstand von ungefähr 2 mm bis ungefähr 30 mm
beabstandet. Die Breite des Baumwollstoffs liegt bevorzugt bei ungefähr 25 Prozent
bis ungefähr
100 Prozent der Breite des absorbierenden Elements, noch bevorzugter
bei ungefähr
25 Prozent bis ungefähr
75 Prozent, und am bevorzugtesten bei ungefähr 50 Prozent bis ungefähr 75 Prozent.
Als ein weiteres Beispiel kann die Breite des Baumwollstoffs in
dem Bereich von ungefähr
20 mm bis ungefähr
400 mm liegen.
-
Die
Baumwoll-Filamente 103a, 103b können aus
einem transparenten, oder zumindest durchscheinenden, Material aufgebaut
sein, um so allgemein dann unsichtbar zu sein, wenn das absorbierende
Element 3, das den Baumwollstoff einsetzt, in einem Gegenstand,
wie beispielsweise eine Windel, Trainingshose, usw., eingesetzt
wird. Der Baumwollstoff kann optional weiß sein, um so im Wesentlichen unsichtbar
zu sein, allerdings noch optisch durch eine geeignete Erfassungsvorrichtung
erfassbar zu sein, oder kann gefärbt
sein, um für
den Verbraucher sichtbar zu sein. Der Baumwollstoff ist oftmals
mit seitlich orientierten Filamenten 103b gebildet, die
seitlich über
die äußersten,
in Längsrichtung
orientierten Filamente 103a hinaus vorstehen, wie dies
in 9 dargestellt ist. Allerdings ist verständlich,
dass der Baumwollstoff seitlich durch die äußersten, in Längsrichtung
orientierten Filamente 103a angebondet sein kann, ohne
den Schutzumfang die ser Erfindung zu verlassen. Es ist auch vorgesehen,
dass die verstärkende
Bahn 103 anstelle davon einen mit Öffnungen versehenen oder perforierten
Film, eine luftdurchlässige
gewebte oder nicht gewebte Bahn, oder irgendein anderes, geeignetes
Material, aufweisen kann, ohne den Schutzumfang dieser Erfindung
zu verlassen.
-
Es
ist vorgesehen, obwohl nicht in den Zeichnungen dargestellt ist,
dass der Baumwollstoff auch ein einzelnes, in Längsrichtung orientiertes Filament
103a mit
einem oder mehreren seitlich orientierten Filament(en)
103b,
oder Bärten,
die sich nach außen von
dem in Längsrichtung
orientierten Filament in einer Längsrichtung
beabstandeten Beziehung zueinander erstrecken, aufweisen. Es ist
auch vorgesehen, dass der Baumwollstoff zwei oder mehr diskrete oder
in sonstiger Weise nicht verbundene, in Längsrichtung orientierte Filamente
103a,
z. B. in einer seitlich beabstandeten Beziehung zueinander, wobei
jedes in Längsrichtung
orientierte Filament jeweilige seitlich orientierte Filamente
103b oder
Bärte haben kann,
die sich nach außen
davon in einer in Längsrichtung
beabstandeten Beziehung zueinander erstrecken, aufweisen kann. Geeignete
absorbierende Elemente
3, die Baumwollstoff als eine verstärkende Bahn
103 einsetzen,
sind in der gleichzeitig übertragenden
US-Patentanmeldung Serial No. 10/306,086 , mit
dem Titel „Absorbent
Article with Reinforced Absorbent Structure", angemeldet am 27.11.2002 von David
W. Heyn et al., (attorny docket no. K-C 168368), offenbart.
-
Das
Zuführrohr 101 erstreckt
sich durch die vordere Wand 43 der formenden Kammer 41 und
ist darin gehalten und besitzt einen zentralen Durchgangsweg 105,
der sich von einem Einlassende 107 des Rohrs, angeordnet
auf der Außenseite
der formenden Kammer, zu einem Auslassende 109, angeordnet
innerhalb der formenden Kammer in einer im Wesentlichen angrenzenden,
radial beabstandeten Beziehung zu der formenden Oberfläche 5,
auf der das absorbierende Element 3 gebildet ist, erstreckt. Das
Einlassende 107 des Zuführrohrs 101 ist
zu der Außenseite
der formenden Kammer 41 zum Aufnehmen der verstärkenden
Bahn 103 in den zentralen Durchgangsweg 105 des
Rohrs und in die formende Kammer hinein offen. Der Bereich des Zuführrohrs 101 angrenzend
an das Auslassende 109 davon erstreckt sich innerhalb der
formenden Kammer, um die Bahn gegen einen Kontakt durch fasriges
Material innerhalb der formenden Kammer abzuschirmen, bis die Bahn
das Auslassende des Rohrs erreicht. Das Auslassende 109 ist
zu dem Innenraum der formenden Kammer 41 hin offen und
definiert ungefähr
eine Öffnung
in der formenden Kammer, durch die die verstärkende Bahn 103 in
das Innere der formenden Kammer eingeführt wird und dem fließenden,
fasrigen Material ausgesetzt wird.
-
Es
ist vorgesehen, dass das Auslassende 109 des Zuführrohrs 101 bündig mit
der vorderen Wand 43 der formenden Kammer 41 vorliegen
kann, anstelle davon, sich in das Innenvolumen davon hinein zu erstrecken,
oder dass das Einlassende 107 des Rohrs bündig mit
der Wand der formenden Kammer vorliegen kann, oder dass das Zuführrohr insgesamt
weggelassen werden kann, so dass die verstärkende Bahn 103 einfach
in die formende Kammer über
eine Öffnung,
die in der vorderen Wand (oder einer anderen Wand) der formenden
Kammer gebildet ist, eintritt, ohne den Schutzumfang dieser Erfindung zu
verlassen. Eine herkömmliche
Abwickeleinrichtung 111 trägt eine Vorratsrolle 113 der
verstärkenden
Bahn 103 (eine Quelle der verstärkenden Bahn) auf der Außenseite
der formenden Kammer 41, und eine Führungsanordnung, allgemein
bezeichnet mit 115, ist zwischen der Abwickeleinrichtung
und dem Einlassende 107 des Zuführrohrs 101 positioniert, um
die verstärkende
Bahn in das Rohr hinein zu führen.
-
Wie
in den 1 und 2 dargestellt ist, ist das Zuführrohr 101 bevorzugt
so orientiert, um sich in Längsrichtung,
im Gegensatz zu radial, relativ zu der formenden Trommel 7 aus
Gründen,
die hier später noch
beschrieben werden, zu erstrecken. Zum Beispiel ist, in der dargestellten
Ausführungsform,
das Zuführrohr 101 nach
oben relativ zu der vorderen Wand 43 der formenden Kammer 41 angewinkelt, und
genauer gesagt ist die Längsachse
des Rohrs unter einem Winkel von ungefähr 90 Grad bis ungefähr 270 Grad
relativ zu einer radialen Linie R (2) orientiert,
die sich von der Mitte der Trommel 7 zu dem Auslassende 109 des
Rohrs 101 erstreckt. Das Rohr 101 ist auch mit
seinem Auslassende 109 so orientiert, dass es allgemein
in die Bewegungsrichtung der formenden Fläche 5 weist. Es ist
allerdings verständlich,
dass das Zuführrohr 101 mit
seinem Auslassende 109 so orientiert sein kann, dass es
in einer Richtung im Wesentlichen entgegengesetzt zu der Bewegungsrichtung
der formenden Fläche 5 weisen
kann. Es ist auch vorgesehen, dass das Rohr 101 anstelle
davon so orientiert sein kann, um sich radial relativ zu der formenden
Trommel 7 zu erstrecken (z. B. kolinear zu dem Radius der
Trommel), ohne den Schutzumfang dieser Erfindung zu verlassen.
-
Das
Zuführrohr 101 der
dargestellten Ausführungsform
ist im Wesentlichen aus klarem Polycarbonat aufgebaut, um dem Bediener
zu ermöglichen,
visuell die Ausrichtung und die Bewegung der verstärkenden
Bahn 103 innerhalb des zentralen Durchgangswegs 105 des
Rohrs während
des Betriebs der Vorrichtung 1 zu überwachen. Allerdings kann
das Rohr 101 alternativ aus anderen, geeigneten Materialien
aufgebaut sein, wie beispielsweise Stahl oder anderen Metallen,
Kunststoffen, und dergleichen. Wie am besten in 6 zu
sehen ist, ist das Zuführrohr 101 im
Querschnitt diamantförmig, um
ein im Wesentlichen aerodynamisches Profil innerhalb der formenden
Kammer 41 zu erzielen, um dadurch zu verhindern, dass sich
fasriges Material auf der äußeren Fläche des
Rohrs ansammelt und um irgendeine Unterbrechung des Luft- und Faserflusses
innerhalb der formenden Kammer zu minimieren. Es ist allerdings
vorgesehen, dass der Querschnitt des Zuführrohrs 101 im Wesentlichen
von irgendeiner Form sein kann, einschließlich kreisförmig, polygonal,
tropfenförmig,
tragflächenförmig oder einer
anderen geeigneten Form. Eine im Wesentlichen flache Platte 117 überspannt
seitlich den zentralen Durchgangsweg 105 des Zuführrohrs 101 und erstreckt
sich längs
von dem Einlassende 107 zu dem Auslassende 109 des
Rohrs. Allerdings ist vorgesehen, dass sich die Platte 117 nur
teilweise entlang der Länge
des Rohrs 101 erstrecken kann, solange wie die Platte an
oder im Wesentlichen benachbart zu dem Auslassende des Rohrs endet.
-
Die
Breite der Platte 117, und demzufolge die Querschnittsbreite
des Zuführrohrs 101,
ist leicht größer als
die Breite der verstärkenden
Bahn 103, um ein Aufprallen, ein Falten, oder ein in sonstiger
Weise Springen der Bahn gegen die Seite des Rohrs zu unterbinden.
Allerdings ist die Breite der Platte 117 bevorzugt ausreichend
so begrenzt, um eine Fehlausrichtung der verstärkenden Bahn 103 relativ
zu dem absorbierenden Element 3 in der Querrichtung CD
zu unterbinden, wenn die Bahn von dem Auslassende 109 des
Zuführrohrs 101 zu
der formenden Fläche 5 hin
führt.
Zum Beispiel liegt die Breite der Platte 117 (und die Querschnittsbreite
des Zuführrohrs 101)
bevorzugt in dem Bereich von ungefähr 0,1 Prozent bis ungefähr 35 Prozent
größer als
die Breite der verstärkenden
Bahn 103. In der dargestellten Ausführungsform beträgt die Breite
der verstärkenden
Bahn 103, wie sie in 6 dargestellt
ist, ungefähr
52 mm, und die Breite der Platte 117 und die Querschnittsbreite des
Rohrs 101 betragen ungefähr 68 mm (z. B. ungefähr 31 Prozent größer als
die Breite der verstärkenden
Bahn). Als ein zusätzliches
Beispiel besitzt das absorbierende Element, in das die verstärkende Bahn
eingesetzt ist, eine Breite von ungefähr 76 mm, während deren Bildung innerhalb
der formenden Kammer 41. Das Vakuum innerhalb der formenden Kammer 41 zieht
im Wesentlichen die verstärkende Bahn 103 durch
den zentralen Durchgangsweg 105 des Zuführrohrs 101 zu dem
Auslassende 109 davon und dann über das Ende der Platte 117 zu
der formenden Fläche
hin, um die verstärkende
Bahn in das absorbierende Element 3, das auf der formenden Fläche gebildet
wird, einzubringen.
-
Um
ein verstärktes,
fasriges, absorbierendes Element herzustellen, wird fluidisiertes,
fasriges Material in die formende Kammer 41 eingeführt und
auf der formenden Fläche 5 angesammelt
(z. B. als eine Folge davon, dass das fasrige Material durch das
Vakuum zu der formenden Fläche
hingezogen wird), wenn sich die formende Fläche innerhalb der formenden
Kammer von dem Eingang 51 zu dem Ausgang 53 davon
bewegt, wie dies zuvor beschrieben ist. Gleichzeitig zieht das Vakuum
die verstärkende
Bahn 103 durch das Zuführrohr 101 von
dessen Einlassende 107 zu dessen Auslassende 109 und
dann über das
Ende der Platte 117 zu der formenden Fläche 5 hin. Um eine
Bewegung der verstärkenden
Bahn 103 innerhalb des Zuführrohrs 101 einzuleiten,
wird ein Teil eines Bands (nicht dargestellt) an der voranführenden
Kante der verstärkenden
Bahn 103 angeklebt, um einige der Öffnungen, die sich angrenzend an
die voranführende
Kante befinden, zu verschließen.
Das voranführende
Ende der Bahn 103 wird dann mit der Hand von der Vorratsrolle 113 abgewickelt
und in das Einlassende 107 des Zuführrohrs 101 zugeführt, wodurch
die Bahn einfacher mittels des Vakuums durch das Rohr in die formende
Kammer 41 und zu der formenden Fläche 5 hin gezogen wird.
Auf diese Art und Weise fädelt
sich die Bahn im Wesentlichen selbst in dem Sinne ein, dass keine
zusätzliche,
mechanische Vorrichtung erforderlich ist, um zu Anfang die Bahn
in die formende Kammer 41 einzufädeln.
-
Es
ist auch vorgesehen, dass die verstärkende Bahn anstelle davon,
die verstärkende
Bahn 103 durch das Rohr 101 und die formende Kammer 41 mittels
Vakuum zu ziehen, oder zusätzlich
dazu, in die formende Kammer mechanisch durch ein geeignetes Antriebssystem
(nicht dargestellt) gezogen werden kann, oder dass die Bahn über das
Rohr in die formende Kammer durch eine antreibende (z. B. positiver
Druck) Luftströmung
(nicht dargestellt) oder durch ein geeignetes, mechanisches Antriebssystem (nicht
dargestellt), angeordnet auf der Außenseite der formenden Kammer,
zugeführt
werden kann.
-
Der
Bereich des Zuführrohrs 101,
benachbart zu dem Auslassende 109, und der sich innerhalb des
Innenraums der formenden Kammer 41 erstreckt, schirmt die
verstärkende
Bahn 103 gegen das fasrige Material ab, bis die Bahn das
Auslassende des Rohrs erreicht. Anstelle davon führt fasriges Material um das
Zuführrohr 101 herum
zu der formenden Fläche 5,
so dass der Fluss des fasrigen Materials zu der formenden Fläche im Wesentlichen gleichförmig ist,
oder in sonstiger Weise frei oder nicht unterbrochen ist, und den
unteren Bereich eines teilweise geformten, absorbierenden Elements 3 bilden
kann.
-
Wenn
die verstärkende
Bahn 103 den Weg von dem Auslassende 109 des Zuführrohrs 101 zu der
formenden Oberfläche 5 durchläuft, werden
die gegenüberliegenden
(z. B. inneren und äußeren) Flächen der
verstärkenden
Bahn dem fließenden,
fasrigen Material innerhalb der formenden Kammer ausgesetzt. Während ein
Teil des fasrigen Materials durch die verstärkende Bahn 103 hindurchdringt,
unterstützt
die Größe der Bahnöffnungen
relativ zu den diskreten, fluidisierten Fasern des fasrigen Materials eine
Verschlingung der Fasern mit der Bahn. Zum Beispiel können die
Fasern mit der Bahn 103 durch ein Verweben der Bahn-Filamente 103a, 103b miteinander,
oder durch Wickeln um die Filamente, verschlungen werden. Es wird
angenommen, dass die Kraft des Vakuums den Impuls für den Verschlingungsvorgang
der Fasern liefert. Zusätzlich
können diese
Fasern, die mit der Bahn 103 verschlungen sind, auch mit
anderen Fasern verschlungen werden, was weiterhin eine strukturelle
Vereinheitlichung der Fasern und der Bahn unterstützt. Die
verstärkende Bahn 103,
mit fasrigem Material damit verschlungen, wird dann über die
formende Fläche 5 gelegt,
und genauer gesagt wird sie über
das teilweise geformte, absorbierende Element 3 gelegt,
um sich gemeinsam mit dem absorbierenden Element entlang des Bewegungswegs
P der formenden Fläche
zu bewegen.
-
Ein
Verschlingen des fasrigen Materials mit der verstärkenden
Bahn 103, bevor die Bahn das teilweise geformte, absorbierende
Element überlegt,
erleichtert ein Ziehen der ver stärkenden
Bahn durch das Vakuum zu der formenden Fläche 5 hin, um dadurch
die verstärkende
Bahn im Wesentlichen mit der Kontur der formenden Fläche, und
insbesondere mit der Kontur des teilweise geformten, absorbierenden Elements,
wie dies in 11 dargestellt ist, in Übereinstimmung
zu bringen. Allerdings ist verständlich, dass
die Bahn 103 ausreichend unter Zuführung in die formende Kammer 41 gespannt
sein kann, um zu verhindern, dass die Bahn mit der Kontur der formenden
Fläche 5 in Übereinstimmung
gelangt, wodurch auf eine Änderung
in der Tiefe der formenden Fläche hin
die Bahn anstelle davon die Tiefenänderung (z. B. die Tasche 65 in 11)
in einer schnurähnlichen
Art und Weise überspannt.
-
Unter
weiterer Bewegung der formenden Fläche 5 innerhalb der
formenden Kammer 41 zu dem Ausgang 53 hin wird
zusätzliches
fasriges Material zu der formenden Fläche hin gezogen und sammelt
sich auf dem teilweise geformten, absorbierenden Element 3 und
der verstärkenden
Bahn 103 an, um weiterhin die Dicke des absorbierenden
Elements zu erhöhen
und die verstärkende
Bahn darin zu umschließen
oder in sonstiger Weise zu sichern, wie dies in 11 dargestellt
ist. Wenn die verstärkende Bahn 103 Baumwollstoff
ist, wie in der dargestellten Ausführungsform, sammelt sich das
zusätzliche,
fasriges Material, innerhalb der verstärkenden Bahn und/oder mit dem
fasrigen Material an, und ist zuvor mit dem ersteren verschlungen
und/oder mit dem letzteren verschlungen worden, um weiterhin die Bahn
innerhalb des absorbierenden Elements 3 zu sichern. Die
Verschlingung des fasrigen Materials ist bevorzugt so ausreichend,
dass der Baumwollstoff nicht von dem absorbierenden Element entfernt
werden kann, ohne dass fasriges Material zusammen mit dem Baumwollstoff
entfernt wird.
-
Die
Position in Z-Richtung ZD der verstärkenden Bahn 103 innerhalb
der Dicke des absorbierenden Elements 3 ist allgemein eine
Funktion der Position des Auslassendes 109 des Zuführrohrs 101 entlang
des formenden Wegs P der formenden Oberfläche 5 und der Variationen
in der Tiefe der formenden Oberfläche. Zum Beispiel wird ungefähr 80%–90% der
Dicke des absorbierenden Elements 3 innerhalb ungefähr der ersten
50% des formenden Wegs P gebildet. Es ist allerdings verständlich,
dass dies in Abhängigkeit
von der Drehgeschwindigkeit der Trommel 7 und der Flussrate
des fließenden,
fasrigen Materials innerhalb der Fließkammer 41 variieren
kann. Bevorzugt ist die verstärkende
Bahn innerhalb eines Bereichs von ungefähr 5% bis ungefähr 95% der
Dicke des absorbierenden Elements positioniert. Für ein absorbierendes
Element 3 einer ungleichförmigen Dicke ist die verstärkende Bahn 103 bevorzugter
innerhalb eines Bereichs von ungefähr 5% bis ungefähr 75% der
Dicke des absorbierenden Elements, und noch erwünschter innerhalb des Bereichs
von ungefähr
25% bis ungefähr
75% der Dicke des absorbierenden Elements, angeordnet.
-
Das
Auslassende 109 des Zuführrohrs 101 befindet
sich bevorzugt an einer Position relativ zu dem Weg P auslaufseitig
des Eintritts 51 der formenden Kammer so, dass die verstärkende Bahn 103 das
teilweise gebildete absorbierende Element 3 unter einem
Abstand auslaufseitig des Eingangs der formenden Kammer in dem Bereich
von ungefähr
5% bis ungefähr
66% der gesamten Länge
des Wegs überlegt.
Noch genauer ist, für
ein absorbierendes Element einer ungleichförmigen Dicke, wie dies in den 11 und 12 dargestellt
ist, das Auslassende 109 des Zuführrohrs 101 bevorzugter
so positioniert, dass die verstärkende
Bahn das absorbierende Element 3 einen Weg auslaufseitig
des Eintritts 51 der formenden Kammer in dem Bereich von
ungefähr
5% bis ungefähr
25% der Gesamtlänge
des Wegs P überlegt,
um so die verstärkende
Bahn 103 im Wesentlichen zentral innerhalb der Dicke (z.
B. in der Z-Richtung ZD) des absorbierenden Elements 3, und
noch bevorzugter in dem Bereich von ungefähr 10% bis ungefähr 25%,
zu positionieren. Da die Tiefe der formenden Fläche 5 variiert, kann
die Platzierung in Z-Richtung
ZD der verstärkenden
Bahn 103 innerhalb des absorbierenden Elements auch variieren.
-
Für ein absorbierendes
Element 3 mit einer im Wesentlichen gleichförmigen Dicke
ist das Auslassende 109 des Zuführrohrs 101 noch bevorzugter
so positioniert, dass die verstärkende
Bahn 103 das teilweise gebildete, absorbierende Element 3 über einen Weg
auslaufseitig des Eintritts 51 der formenden Kammer in
dem Bereich von ungefähr
20% bis ungefähr
66% der gesamten Länge
des Wegs P, und noch bevorzugter in dem Bereich von ungefähr 20% bis ungefähr 40%, überlegt.
Es sollte allerdings verständlich
werden, dass das Auslassende 109 des Zuführrohrs 101 allgemein
irgendwo entlang des formenden Wegs P der formenden Fläche 5 auslaufseitig
des Eingangs 51 der formenden Kammer positioniert werden
kann, einschließlich über 66%
der Gesamtlänge
des formenden Wegs hinaus, um die verstärkende Bahn 103 an
im Wesentlichen irgendeiner Position in der Z-Richtung ZD innerhalb
der Dicke des absorbierenden Elements 3 anzuordnen, solange
wie die verstärkende
Bahn ausreichend innerhalb des absorbierenden Elements positioniert
ist, um so nicht den Betrieb der Abschabwalze 75, um das
fasrige Material von dem absorbierenden Element zu entfernen, zu
stören.
-
Es
ist deshalb verständlich,
dass sich das Zuführrohr 101 anders
als durch die vordere Wand 43 der formenden Kammer 41 erstrecken
kann und sich im Wesentlichen unter irgendeinem Winkel relativ zu dem
Radius der formenden Trommel 7 erstrecken kann, um das
Auslassende 109 des Zuführrohrs
an der erwünschten
Position und unter der erwünschten Orientierung
entlang des formenden Wegs P der formenden Fläche 5 zu positionieren
und innerhalb des Schutzumfangs dieser Erfindung zu verbleiben.
-
Die Überspannung,
oder der Abstand, mit der die verstärkende Bahn 103 einen
im Wesentlichen offenen Raum innerhalb der formenden Kammer 41 überquert,
wenn die Bahn von dem Auslassende 109 des Zuführrohrs 101 zu
der formenden Fläche 5 hin
läuft,
ist zumindest teilweise eine Funktion der radialen Beabstandung
zwischen dem Auslassende des Rohrs und der formenden Fläche 5. Eine
Erhöhung
dieses Abstands legt die äußere und innere
Fläche
der verstärkenden
Bahn 103 für
das fließende,
fasrige Material in der formenden Kammer 41 für eine längere Dauer
frei, bevor die Bahn auf der formenden Fläche 5, oder genauer
auf dem absorbierenden Element 3, niedergeschlagen wird.
Dort, wo die verstärkende
Bahn 103 Baumwollstoff ist, erleichtert eine Erhöhung dieses
Abstands eine erhöhte Verschlingung
des fasrigen Materials mit dem Baumwollstoff, bevor der Baumwollstoff über die
formende Fläche 5,
und insbesondere über
das absorbierende Element 3, gelegt wird.
-
Allerdings
ist dieser Abstand bevorzugt ausreichend klein, um ein Flattern,
Biegen, oder eine sonstige Fehlausrichtung in der Quer-Maschinenrichtung
CD und/oder der Z-Richtung
ZD der verstärkenden
Bahn 103 innerhalb der formenden Kammer 41 zu
unterbinden. Ansonsten kann die verstärkende Bahn 103 nicht
geeignet das teilweise gebildete, absorbierende Element überlegen
und kann demzufolge aus der Seite des absorbierenden Elements hervorstehen
oder kann an einer nicht erwünschten
Tiefe innerhalb des absorbierenden Elements angeordnet werden. Als
ein Beispiel ist das Auslassende 109 des Zuführrohrs 101 bevorzugt
radial von der formenden Fläche 5 um
einen Abstand so beabstandet, dass die Überspannung der verstärkenden
Bahn 103, die dem fasrigen Material innerhalb der formenden
Kammer 41 ausgesetzt ist, wenn die Bahn von dem Auslassende
des Rohrs auf dem teilweise geformten, absorbierenden Element 3 überquert,
in dem Bereich von ungefähr
1 cm bis ungefähr
100 cm, noch bevorzugter in dem Bereich von ungefähr 1 cm bis
ungefähr
50 cm, noch bevorzugter in dem Bereich von ungefähr 1 cm bis ungefähr 20 cm,
und am bevorzugtesten in dem Bereich von ungefähr 1 cm bis ungefähr 10 cm
liegt.
-
In
der dargestellten Ausführungsform
führt die
verstärkende
Bahn 103 durch das Zuführrohr 101 innerhalb
der unteren Hälfte
des zentralen Durchgangswegs 105 hindurch, um allgemein
auf der unteren Oberfläche
der Platte 117 zu laufen, wie dies in 5 dargestellt
ist. Unter Erreichen des Auslassendes 109 des Zuführrohrs 101 wird
die verstärkende Bahn 103 über das
Ende der Platte 117 zu der formenden Fläche 5 hin gezogen,
um das Risiko eines seitlichen Faltens oder Bündelns bzw. Anstauens der Bahn
zu verringern und um leicht die Bahn zu spannen, um dabei zu unterstützen, dass
die Bahn flach auf dem absorbierenden Element 3 aufliegt.
Dort, wo sich die Trommel 7 anstelle davon in Uhrzeigerrichtung
dreht, führt
die verstärkende
Bahn 103 bevorzugt durch das Rohr innerhalb der oberen
Hälfte
des zentralen Durchgangswegs 105 und über das Ende der Platte 117 zu
der formenden Fläche 5 hindurch.
-
Wenn
die Trommel 7, die das verstärkte, absorbierende Element 3 trägt, aus
der formenden Kammer 41 durch den Auslass 43 zu
dem Abschabsystem 71 herausführt, wird eine überschüssige Dicke
von der äußeren Fläche des
absorbierenden Elements entfernt. Zum Beispiel entfernt, in der
dargestellten Ausführungsform,
das Abschabsystem 71 eine ausreichende Dicke von der äußeren Fläche das absorbierenden
Elements 3, so dass die äußere Fläche im Wesentlichen flach wird,
wie dies in 12 dargestellt ist. Als eine
Folge ist die Position der verstärkenden
Bahn 103 innerhalb der Dicke des verstärkten, absorbierenden Elements 103,
merkbar gleichförmig
entlang zumindest eines Teils der Länge des absorbierenden Elements.
-
Es
wird ersichtlich werden, dass verschiedene zusätzliche Vorrichtungen und Techniken
eingesetzt werden können,
um weiterhin das absorbierende Element 3 zu verarbeiten,
wenn es die formende Kammer 41 verlässt. Zum Beispiel kann das
absorbierende Element 3 an einer Verdichtungsstation, die Verdichtungswalzen 125 aufweist,
wie dies in 13 dargestellt ist, komprimiert
werden. Eine Verschlingung der Fasern mit der verstärkenden
Bahn 103 kann weiterhin dadurch unterstützt werden, dass das verstärkte, absorbierende
Element 3 durch die Verdichtungswalzen 125 führt. Die
Verdichtungswalzen 125 definieren bevorzugt einen Spalt,
der wesentlich kleiner als die Dicke des verstärkten, absorbierenden Elements 3 ist.
Demzufolge wird das absorbierende Element 3 komprimiert
und merkbar in der Dicke durch den Betrieb der Verdichtungswalzen 125 komprimiert.
Die Fasern der Bahn 108 unterliegen einer wesentlichen
Deformation, wenn sie durch den Spalt der Walzen 125, insbesondere
unter hohen Geschwindigkeiten und einer ausreichenden Kompression,
hindurchführen.
Es wird angenommen, dass dieser Vorgang bewirkt, dass zumindest
einige zusätzliche
Fasern miteinander verwebt bzw. verwirkt werden und/oder um die
Filamente 103a, 103b der verstärkenden Bahn 103 gewickelt
werden, um dadurch eine Verschlingung zu verbessern. Weiterhin können Fasern,
die bereits etwas mit den Filamenten 103a, 103b verschlungen
sind, weiterhin an den Filamenten befestigt werden.
-
Zusätzlich können verschiedene
herkömmliche
Vorrichtungen und Techniken eingesetzt werden, um das absorbierende
Element 3 in die vorbestimmten Längen zu unterteilen, um diskrete,
durch Luft geformte, verstärkte,
fasrige, absorbierende Elemente zu bilden. Das Unterteilungssystem
kann zum Beispiel ein Stanzmesser, eine Wasserschneideinrichtung,
sich drehende Messer, sich hin und her bewegende Messer, Energiestrahl-Schneideinrichtungen, Teilchenstrahl-Schneideinrichtungen,
oder dergleichen, ebenso wie Kombinationen davon, umfassen. Auch
können,
nach einem Unterteilen, die diskreten, absorbierenden Elemente 3 für weitere
Verarbeitungsvorgänge
so, wie dies erwünscht
ist, transportiert und weitergeführt
werden.
-
Wie
nun die 1 und 7–9 zeigen, wird
ein Kontrollsystem zum Kontrollieren der Querposition (z. B. die
Quer-Maschinenrichtung ZD oder ansonsten seitliche oder in seitlicher
Richtung) der verstärkenden
Bahn 103, wenn die Bahn in Längsrichtung (z. B. in der Ma schinenrichtung
MD oder ansonsten in Längsrichtung)
befördert
wird, allgemein mit 201 bezeichnet, und weist die Führungsanordnung 115 auf.
Die Führungsanordnung 115 der
dargestellten Ausführungsform
ist eine herkömmliche Führungsanordnung,
die für
eine Schwenkbewegung relativ zu der Längsbeförderung der Bahn 103 im Wesentlichen
in der Ebene der Bahn, wie dies durch die gebogenen Richtungspfeile,
dargestellt in 8, angezeigt ist, geeignet ist.
Als ein Beispiel ist eine geeignete Führungsanordnung 115 von
Erhardt + Leimer Inc., Spartanburg, South Carolina, USA, unter der
Modell-Bezeichnung DRS 1202 DCS Narrow Web Pivot Guider erhältlich.
-
Die
Führungsanordnung 115 weist
allgemein eine rechtwinklige Basis 221, die gegen eine
Bewegung gesichert ist, und einen rechtwinkligen Rahmen 223,
der schwenkbar an der Basis durch geeignete Lager (nicht dargestellt)
für eine
Schwenkbewegung relativ zu der Basis und der verstärkenden
Bahn 103 montiert ist, auf. Zwei Führungsrollen 225a, 225b sind
für eine
Drehung an dem Rahmen 223 in einer parallelen, beabstandeten
Beziehung zueinander so montiert, dass sich, in einer nicht geschwenkten
Position des Rahmens, die Rollen im Wesentlichen quer zu der Längsrichtung
einer Beförderung
der verstärkenden
Bahn 103 erstrecken. Die verstärkende Bahn 103 führt über die
Leerlaufrollen 225a, 225b in einem Kontakt damit.
Es sollte allerdings verständlich
sein, dass die Bahn 103 unter beiden Rollen 225a, 225b hindurchführen kann
oder unter einer Rolle und über der
anderen in einer serpentinenartigen Weise hindurchführen kann,
solange wie die Bahn in Kontakt mit den Rollen steht. Eine Schwenkbewegung
des Rahmens 223 relativ zu der Basis 221 und der
verstärkenden
Bahn 103 drückt,
wie für
Fachleute auf dem betreffenden Fachgebiet bekannt ist, die Bahn so,
um sich quer relativ zu der Längsrichtung
der Beförderung
der Bahn in der Richtung, in der der Rahmen geschwenkt wird, zu
bewegen. Der Rahmen 223 ist betriebsmäßig mit einem geeigneten Antriebsmotor
(nicht dargestellt) zum Antreiben der Schwenkbewegung des Rahmens
an der Basis 221 verbunden. Eine geeignete Steuereinheit
(schematisch in den 7 und 8 dargestellt
und mit 227 bezeichnet), wie beispielsweise eine digitale
Positions-Steuereinheit, steht in einer elektrischen Verbindung
mit dem Antriebsmotor, um eine wahlweise Einstellung der Querposition
der verstärkenden
Bahn 103 zu ermöglichen.
-
Das
Steuersystem 201 weist weiterhin eine Begutachtungsvorrichtung,
allgemein bezeichnet mit 231, auf, um intermittierend oder
kontinuierlich die verstärkende
Bahn 103 zu begutachten, um die Querposition davon zu bestimmen,
wenn die Bahn in Längsrichtung
von der Vorratsrolle 113 zu dem Einlassende 107 des
Zuführrohrs 101 befördert wird.
In der dargestellten Ausführungsform
ist die Begutachtungsvorrichtung 231 ein optischer Sensor 233,
der oberhalb einer Führungsrolle 225a der
Führungsanordnung 115 in
einer beabstandeten Beziehung dazu und an einer Querposition relativ
zu der Bahn 103, die im Wesentlichen einer Soll-Querposition
(z. B. erwünscht
oder vorbestimmt) einer der in Längsrichtung
orientierten Filamente 103a der verstärkenden Bahn entspricht. Zum
Beispiel ist der Sensor 233, der in den 7 und 8 dargestellt
ist, ungefähr
24 ± 2
mm oberhalb der Führungsrolle 225a positioniert und
ist im Wesentlichen unter einem Winkel relativ zu der Längsrichtung
der Beförderung
der Bahn 103 orientiert, wie beispielsweise ungefähr 14 ± 2 Grad.
Es ist vorgesehen, dass der Sensor 233 anstelle davon benachbart
der anderen Führungsrolle 225b oder
an einer Stelle zwischen den Führungsrollen,
oder an einer Stelle einlaufseitig oder auslaufseitig der Führungsanordnung 115,
positioniert sein kann, ohne den Schutzumfang dieser Erfindung zu
verlassen.
-
Ein
anderer, geeigneter, optischer Sensor 233 ist von Erhardt
+ Leimer Inc., Spartanburg, South Carolina, USA, unter der Modellbezeichnung
FE 5002 Color Line Sensor erhältlich.
Der optische Sensor 233 bestrahlt (z. B. in der dargestellten
Ausführungsform
beleuchtet er) die verstärkende
Bahn 103, wenn die Bahn unterhalb des Sensors hindurchfährt, und
erfasst Strahlung (z. B. Licht in der dargestellten Ausführungsform),
die durch die Bahn und die äußere Oberfläche der
Führungsrolle 225a (ungefähr hier angesehen
als ein Hintergrundelement für
die Bahn) reflektiert ist, um die Querposition des in Längsrichtung
orientierten Filaments, das überwacht
wird, basierend auf dem Kontrast der Strahlung, die durch die Bahn
und die äußere Oberfläche der
Walze reflektiert ist, zu bestimmen. Der Aufbau und die Betriebsweise eines
solchen optischen Sensors 233 sind im Stand der Technik
bekannt und werden deshalb hier nicht weiter beschrieben mit Ausnahme
in dem Umfang, der notwendig ist, um die vorliegende Erfindung darzustellen.
-
Wie
zuvor beschrieben ist, ist die verstärkende Bahn 103 der
dargestellten Ausführungsform
ein Baumwollstoff bzw. Mull, der Filamente 103a, 103b, aufgebaut
aus einem trans parenten oder zumindest teilweise durchscheinenden
Material, aufweist. Da das meiste des Baumwollstoffs 103 ein
offener Raum ist (z. B. die Maschenöffnungen) und die Filamente 103a, 103b durchscheinend
sind, muss die Führungsrolle 225a (z.
B. das Hintergrundelement) ausreichend dunkel in der Farbe sein,
um einen Hintergrund mit hohem Kontrast für die durchscheinenden bzw.
lichtdurchlässigen
Filamente zu erzielen. Genauer gesagt ist die Führungsrolle 225a bevorzugt aus
einem schwarzen Kohlenstoff-Material aufgebaut, um einen schwarzen
Hintergrund für
die Baumwollstoff-Filamente 103a, 103b zu erzielen.
Es ist allerdings verständlich,
dass die Führungsrolle 225a aus
einem anderen Material aufgebaut und angestrichen oder in anderer
Weise schwarz oder mit einer anderen, geeigneten, dunklen Farbe
gefärbt
sein kann. Es ist auch vorgesehen, dass nur ein Quersegment der
Führungsrolle 225a, über das
ein überwachtes,
in Längsrichtung
orientiertes Filament 103 führt, von schwarzer Farbe sein
muss. Weiterhin kann, anstelle einer Führungsrolle 225a,
der Baumwollstoff 103 über
irgendein geeignetes Hintergrundelement, wie beispielsweise eine
flache Platte (nicht dargestellt), die eine ausreichend dunkle, äußere Oberfläche besitzt,
um einen Kontrast-Hintergrund für
die Baumwollstoff-Filamente 103a, 103b zu
erzielen, befördert
werden.
-
Der
Sensor 233 ist bevorzugt dazu geeignet, eine eingestellte
Breite, die ansonsten hier als Abtastbereich oder Abtastbreite Ws (9) des Sensors
bezeichnet wird, zu überwachen.
Die Abtastbreite Ws des Sensors 233 der
dargestellten Ausführungsform
ist bevorzugt geringer als die seitliche Beabstandung Ww zwischen
benachbarten, in Längsrichtung
orientierten Filamenten 103a des Baumwollstoffs 103,
so dass nur ein in Längsrichtung
orientiertes Filament bzw. ein Einzelfaden durch den Sensor überwacht
werden kann. Das bedeutet, dass zwei in Längsrichtung orientierte Filamente 103a nicht gleichzeitig
innerhalb der Abtastbreite Ws des Sensors 233 liegen
können.
Als ein Beispiel beträgt,
für einen
Baumwollstoff, bei dem die seitliche Beabstandung zwischen in Längsrichtung
orientierten Filamenten 103a ungefähr 12,5 mm beträgt, die
Abtastbreite Ws des Sensors 233 bevorzugt
ungefähr
10 mm, wobei das überwachte,
in Längsrichtung
orientierte Filament bevorzugt im Wesentlichen zentral innerhalb
der Abtastbreite positioniert ist.
-
Im
Betrieb des Kontrollsystems 201 wird der Baumwollstoff 103 in
Längsrichtung
von der Vorratsrolle 113 hinter die Führungsanordnung 115,
z. B. im Gegensatz zu den Führungsrollen 225a, 225b und zwischen
die Führungsrolle 225a und
den Sensor 233, zu dem Einlassende 107 des Zuführrohrs 101 geführt. Der
Sensor 233 wird so betrieben, um intermittierend die Querposition
eines der in Längsrichtung
orientierten Filamente 103a des Baumwollstoffs, wie beispielsweise
eines der seitlich am weitesten außen in Längsrichtung orientierten Filamente,
innerhalb der Abtastbreite Ws des Sensors
zu bestimmen. Als ein Beispiel ist der Sensor 233 der dargestellten Ausführungsform
so betreibbar, um die Querposition des Filaments 103a ungefähr 200 Mal
pro Sekunde zu erfassen. Als ein zusätzliches Beispiel kann der Baumwollstoff 103 von
der Vorratsrolle 113 zu dem Zuführrohr 101 unter einer
Rate von ungefähr
508 cm/s (z. B. 16 ft/s) befördert
werden. In einem solchen Beispiel würde der Sensor 233 deshalb
so arbeiten, um die Querposition des in Längsrichtung orientierten Filaments 103a ungefähr einmal
alle 25,1 mm der Beförderung
in Längsrichtung
des Baumwollstoffs 103 zu erfassen.
-
Zu
jedem Zeitpunkt, zu dem der Sensor 233 die Querposition
des in Längsrichtung
orientierten Filaments 103a innerhalb der Abtastbreite
Ws des Sensors bestimmt, wird die Querposition
elektronisch der Führungsanordnung-Steuereinheit 227 übermittelt. Die
Steuereinheit 227 vergleicht (z. B. bestimmt die Differenz
dazwischen) die Querposition des Filaments 103a mit der
Soll-(z. B. in erwünschter
Weise oder in sonstiger Weise bestimmt)-Querposition des Filaments,
wie beispielsweise die Mitte der Sensor-Abtastbreite Ws.
Zum Beispiel entspricht die Soll-Querposition des überwachten,
in Längsrichtung orientierten
Filaments 103a der erwünschten
Querausrichtung des Baumwollstoffs 103 innerhalb des absorbierenden
Elements 3, das innerhalb der formenden Kammer 41 gebildet
werden soll. Wenn die bestimmte Differenz eine vorgegebene Toleranz übersteigt,
signalisiert die Steuereinheit zu dem Antriebsmotor der Führungsanordnung 115,
betriebsmäßig den
Rahmen 223 relativ zu der Basis 221 und dem Baumwollstoff 103 zu
verschwenken, um die Querbewegung des Baumwollstoffs im Wesentlichen zu
der Soll-Querposition
des überwachten,
in Längsrichtung
orientierten Filaments 103a zu drücken.
-
Während in
der dargestellten Ausführungsform
ein einzelnes, in Längsrichtung
orientiertes Filament 103a überwacht wird, um die Querposition
des Baumwollstoffs 103 zu über wachen, ist vorgesehen, dass
zwei oder mehr in Längsrichtung
orientierte Filamente, wie beispielsweise die seitlich äußersten,
in Längsrichtung
orientierten Filamente des Baumwollstoffs, durch entsprechende Sensoren 233 überwacht
werden können,
ohne den Schutzumfang dieser Erfindung zu verlassen. Es ist auch
verständlich, dass
ein in Längsrichtung
orientiertes Filament 103a, ein anderes als die seitlich
am weitesten außenliegenden
Filamente, überwacht
werden kann, um die Querposition des Baumwollstoffs 103 zu überwachen.
Auch kann die Steuereinheit 227 einen Teil der Führungsanordnung 115,
oder einen Teil der Begutachtungsanordnung 231, aufweisen,
oder sie kann unabhängig
von der Führungsanordnung
und der Begutachtungsvorrichtung aufgebaut sein, ohne den Schutzumfang
dieser Erfindung zu verlassen.
-
10 stellt
eine zweite Ausführungsform einer
Vorrichtung 301 zum Bilden eines verstärkten, absorbierenden Elements
dar. Die Vorrichtung 301 ist im Wesentlichen dieselbe wie
die Vorrichtung 1 der ersten Ausführungsform, mit dem Zusatz
einer Schneidvorrichtung 319 (schematisch in 10 dargestellt),
um die verstärkende
Bahn 103 in diskrete, in Längsrichtung orientierte Filamente 103a zu schneiden,
wobei sich die seitlich orientierten Filamente 103b oder
die Bärte
nach außen
davon erstrecken, bevor die Bahn das absorbierende Element innerhalb
der formenden Kammer 41 überlegt und darin eingebracht
wird. Die Schneidvorrichtung 319 kann irgendeine geeignete
Schneidvorrichtung sein, wie beispielsweise eine Doktorrakel oder
mehrere Doktorrakeln (nicht dargestellt), die in einer seitlich beabstandeten
Beziehung zueinander angeordnet sind. Die Messer sind so positioniert,
dass die in Längsrichtung
orientierten Filamente 103a zwischen den Rakeln hindurchführen, wodurch
die Rakeln die in Längsrichtung
orientierten Filamente der Bahn 103b im Wesentlichen zentral
zwischen den in Längsrichtung
orientierten Filamenten schneiden. In der dargestellten Ausführungsform
ist die Schneidvorrichtung 319 unmittelbar auslaufseitig
des Zuführrohrs 101 angeordnet.
Allerdings kann die Vorrichtung 319 weiter einlaufseitig
des Zuführrohrs 101,
innerhalb des Zuführrohrs,
an dem Auslassende 109 des Zuführrohrs, oder innerhalb der
formenden Kammer 41 zwischen dem Zuführrohr und der formenden Oberfläche 5,
angeordnet sein, ohne den Schutzumfang dieser Erfindung zu verlassen.
-
Es
wird ersichtlich werden, dass Details der vorstehenden Ausführungsformen,
die zu Zwecken einer Erläuterung
angegeben sind, nicht dahingehend auszulegen sind, dass sie den
Schutzumfang dieser Erfindung beschränken. Obwohl nur ein paar beispielhafte
Ausführungsformen
dieser Erfindung im Detail vorstehend beschrieben worden sind, werden Fachleute
auf dem betreffenden Fachgebiet leicht erkennen, dass viele Modifikationen
in den beispielhaften Ausführungsformen
möglich
sind, ohne materiell die neuen Lehren und Vorteile dieser Erfindung
zu verlassen. Zum Beispiel können
Merkmale, die in Bezug auf eine Ausführungsform beschrieben sind,
in irgendeine andere Ausführungsform
der Erfindung eingesetzt werden. Dementsprechend ist vorgesehen,
dass alle solche Modifikationen innerhalb des Schutzumfangs dieser
Erfindung, der in den nachfolgenden Ansprüchen definiert ist, und alle Äquivalente davon,
enthalten sind. Weiterhin wird erkannt werden, dass viele Ausführungsformen
vorgesehen werden können,
die nicht alle Vorteile einiger Ausführungsformen, insbesondere
der bevorzugten Ausführungsformen,
erreichen, allerdings sollte dennoch das Nichtvorhandensein eines
bestimmten Vorteils nicht dahingehend ausgelegt werden, dass dies
notwendigerweise bedeutet, dass eine solche Ausführungsform außerhalb
des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung liegt.
-
Wenn
Elemente der vorliegenden Erfindung oder der bevorzugten Ausführungsform(en)
davon eingeführt
werden, sind die Artikel „ein", „eine", „der" und „dieser" dazu vorgesehen,
zu bedeuten, dass dort ein Element oder mehrere Elemente vorhanden sind.
Die Ausdrücke „aufweisend", „umfassend" und „besitzen" bzw. „haben" sind dazu vorgesehen,
dass sie einschließlich
bedeuten und dass sie bedeuten, dass dort zusätzliche Elemente, andere als
die aufgelisteten Elemente, vorhanden sein können.
-
Da
verschiedene Änderungen
in den vorstehenden Anordnungen vorgenommen werden könnten, ohne
den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen, ist vorgesehen, dass
alle Gegenstände,
die in der vorstehenden Beschreibung enthalten oder in den beigefügten Zeichnungen
dargestellt sind, als erläuternd,
und nicht in einem einschränkenden
Sinne, interpretiert werden sollten.