DE69003703T2

DE69003703T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Formung von dreidimensional zusammengesetzten Bahnen.

Info

Publication number: DE69003703T2
Application number: DE90301685T
Authority: DE
Inventors: Allan P Farrington; Gerald M Marshall
Original assignee: Johnson and Johnson
Current assignee: Johnson and Johnson
Priority date: 1989-02-16
Filing date: 1990-02-16
Publication date: 1994-03-17
Anticipated expiration: 2010-02-17
Also published as: AU624904B2; GR1000663B; GR900100090A; EP0383616A1; NZ232415A; ES2046689T3; MY106327A; IE64623B1; MA21747A1; PT93161A; BR9000714A; CA2010080C; JP2986168B2; US5076774A; EP0383616B1; EG18898A; JPH02269855A; HK129793A; AR245511A1; PT93161B

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung bezieht sich aufdie Formung von Vliesen mittels Verdichtung von mit Luft mitgerissenen Partikeln oder Fasern oder beidem aufeinem durchlochten Verdichtungssieb und insbesondere auf die Formung von zusammengesetzten Vliesen, die in Richtungen quer und senkrecht zur Maschinenrichtung in der Form variieren.

Technischer Hintergrund

Nonwoven-Faservliese bestehen häufig aus einer zufälligen, jedoch homogenen Anhäufung von langen und kurzen Fasern. Lange Fasern sind sowohl natürlichen als auch synthetischen Ursprungs, die für Textilien geeignet sind. Sie sind länger als 0,635 cm (0,25 inches) und bewegen sich im allgemeinen hinsichtlich ihrer Länge in einem Bereich zwischen 1,27 und 6,35 cm (0,5 und 2,5 inches). Kurze Fasern sind geeignet zur Papierherstellung und sind im allgemeinen weniger als etwa 0,635 cm (0,25 inches) lang, wie Zellstoff-Fasern oder Baumwoll-Linters. Es ist im Stand der Technik bekannt, daß feste Nonwoven-Vliese hergestellt werden können durch schnelles und zuverlässiges Mischen kostengünstiger kurzer Fasern mit festen langen Fasern.
Nonwoven-Stoffe sind weniger kostenintensiv als gewobenes oder gestricktes Material, sind jedoch mehr oder weniger vergleichbar in den physikalischen Eigenschaften, im Aussehen und im Gewicht. Daher sind kostengünstige Nonwoven-Stoffe verfügbar für eine weite Vielfalt von Produkten, einschließlich Handtüchern, Servietten, Binden, Krankenhausbekleidung, Tüchern, Kosmetikwatte, usw.. Diese Nonwoven-Vliese können besonders vorteilhaft sein, wenn sie aus geschichtetem oder zusammengesetztem Material geformt sind mit einer sich im horizontalen Querschnitt an verschiedenen vertikalen Stellen ändernden Fläche.
Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von nonwoven-flaumigen Zellstoffwatten und vorgeformten absorbierenden Produkten sind bekannt, schaffen jedoch nicht eine ausgewählte Mischung oder Schichtung von Zellstoff-, textilen und partikelförmigen Materialien. Insbesondere die Schaffung von Vliesen mit einem geformten Profil und/oder geschichtetem Aufbau ist ein wünschenswertes, noch unerreichtes Attribut von Vorrichtungen zur Vliesformung.
Beispielsweise offenbart das US-Patent Nr. 4,701,294 einen Apparat zur Luftformung von Vliesen. Dieser Apparat weist einen Schlagmechanismus auf, der gefasertes Material einer Vliesformungszone zuführt. Ein Gasausgabesystem treibt einen Gasstrom längs dem Fasermechanismus und in die Faserformungszone hinein. Der Gas/Faser-Strom induziert einen Zusatzgasstrom und ein Steuerungsmechanismus leitet den induzierten Strom, um die Fasern zu ausgewählten Gebieten einer Verdichtungsfläche zu führen. Diese Vorrichtung ist in ihrem Betrieb ineffizient. Nach dem Passieren der Leitflächen, die den Steuerungsmechanismus bilden, tendiert der Luftstrom wieder dazu, zu einem mehr gleichmäßigen Strom zurückzukehren, wodurch der Effekt der Steuerungs-Leitflächen reduziert wird. Daher ist es nicht möglich, abrupte, gerade Übergänge durchzuführen, ohne die Leitflächen unmittelbar oberhalb der Verdichtungsfläche zu plazieren, was wiederum den Widerstand gegen den Luftstrom zur Verdichtungsfläche und. die Turbulenz an der Verdichtungsfläche erhöht. Darüber hinaus ist die Verwendung der Vorrichtung beschränkt auf die Eingabe einer einzigen Faser, wodurch eine Mischung von mitgerissenen Fasern von unterschiedlichen Typen nicht erlaubt ist.
Die EP-A-0226939 beschreibt eine Vorrichtung zur Vliesformung, in der Fasern auf einem Bereich einer durchlochten Oberfläche abgelagert werden, die auf einem rotierenden Rad angeordnet ist. Eine Gasströmungs-Regulierungsschicht ist am Rad unter der durchlochten Oberfläche befestigt. Die Gasströmungs-Regulierungsschicht weist ein ausgewähltes Lochmuster dahindurchgehend auf, um die Gasströmung durch die feststehenden Bereiche der durchlochten Oberfläche zu regulieren. Die Fasern werden mit einer festgelegten Geschwindigkeit abgelagert, die durch die Öffnungsgröße des Bereichs der Gasströmungs-Regulierungsschicht an jeder Stelle des Rads bestimmt ist.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Erfindung schafft eine Vorrichtung zur Formung eines Vlieses mit:
Mitteln zum Vereinzeln von Fasern aus einer Faserzufuhr;
einer sich bewegenden, durchlochten Verdichtungsfläche, die von der genannten Faserzufuhr zur Aufnahme der Fasern aus der Faserzufuhr beabstandet ist;
Mitteln zur Abgabe der genannten Fasern in eine Mischzone, durch die ein Gasstrom hindurchgeht, der die genannten Fasern mitreißt und die genannten Fasern zu der genannten Verdichtungsfläche transportiert, die einen Durchlaß des Gasstroms erlaubt, während die genannten Fasern daraufverdichtet werden, um ein Vlies zu bilden, wobei sich die genannte Verdichtungsfläche quer zu dem genannten Gasstrom bewegt; und
einem Strömungssteuermittel, das der genannten Verdichtungsfläche benachbart ist und mindestens teilweise den Gasdurchgang durch eine erste Position in der Mischzone in bezug auf denjenigen durch eine zweite Position in der Mischzone behindert;
dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Verdichtungsfläche sich relativ zu dem genannten Strömungssteuermittel bewegt, wodurch das cgenannte Strömungssteuermittel die Geschwindigkeit der Fasern steuert, die auf Teilen der genannten Verdichtungsfläche verdichtet werden, wenn die genannte Verdichtungsfläche sich in bezug auf das Strömungssteuermittel durch die erste und zweite Position in der genannten Mischzone bewegt, ein größeres Basisgewicht auf der Verdichtungsfläche in der zweiten Position in der Mischzone als in der ersten Position verdichtet wird.
Um die Vliesstrukturen zu verbessern und den Nachteil von bekannten Verfahren und Vorrichtungen zu überwinden, weist die Erfindung eine Modifizierung des Luftstroms innerhalb der Vliesformungszone einer Vorrichtung zur Nonwoven-Vliesherstellung auf. Eine verbesserte Saugplatte unter einem sich bewegenden, durchlochten Riemen wird zur Schaffung des modifizierten Luftstroms verwendet. Beispielsweise kann die Platte mit einem freieren Bereich oder einem geöffneteren Bereich in einem Teil versehen sein verglichen mit einem anderen Teil der Saugplatte.
Wie hier verwendet, bezieht sich ein freier Bereich oder ein offener Bereich auf den Teil eines gegebenen Bereiches, der einen Luftdurchgang ermöglicht. Beispielsweise ist in einer perforierten Platte der freie Bereich oder der offene Bereich der Gesamtbereich der Perforation in einem gegebenen Bereich, das ist das Verhältnis von einem nicht verschlossenen Bereich zum Gesamtbereich und wird häufig ausgedrückt als ein prozentualer Anteil (d. h. 25 % offener Bereich bedeutet 1/4 der gesamten Fläche ist nicht verschlossen).
Die Platte kann unterschiedliche Anteile eines offenen Bereichs in verschiedenen Zonen quer zur Saugplatte aufweisen. Die Variation kann sich zwischen 100 % offen bis zu einer kompletten Blockierung bewegen. Daher wird eine erhöhte Strömung durch Bereiche geschaffen, die den höchsten prozentualen Anteil an offenem Bereich haben und hierdurch einen entsprechenden Anstieg in der Menge der darauf verdichteten Fasern verursachen. Bei geeigneter Positionierung dieser Zonen können geformte Strukturen ausgebildet werden, die scharfe Übergänge aufweisen. Das heißt, Formen mit stufenförmigen Konturänderungen über die Querbreite des Vlieses.
Die Variation im prozentualen Anteil des offenen Bereichs kann durch Maskierungsbereiche der Saugplatte geschaffen werden. Durch Maskierung der Strömung durch das durchlochte Verdichtungssieb ist die Faserablagerung auf der Maske im wesentlichen eliminiert und die Fasermenge, die sich darauf verdichtet, ist unwesentlich. Alternativ können Masken auf dem Sieb geschaffen werden, und die Masken können sich mit dem Sieb bewegen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine perspektivische schematische Ansicht einer Vliesherstellungsvorrichtung zur Verwendung bei der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ist ein schematischer Querschnitt der Vliesherstellungsvorrichtung von Fig. 1;
Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht eines Vlieses, das gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hergestellt worden ist;
Fig. 4 ist eine Draufsicht der Saugplatte zur Formung des Produkts von Fig. 3;
Fig. 5 ist eine perspektivische Ansicht eines Vlieses, das gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung hergestellt worden ist;
Fig. 6 ist eine Draufsicht der Saugplatte zur Formung des Produkts von Fig. 5;
Fig. 7 ist eine perspektivische Ansicht eines Vlieses, das gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung hergestellt worden ist;
Fig. 8 ist eine Draufsicht der Saugplatte zur Formung des Produkts von Fig. 7;
Fig. 9 ist eine perspektivische Ansicht eines Produkts, das nach einer vierten Ausführungsform der Erfindung hergestellt worden ist;
Fig. 10 ist eine Draufsicht auf eine Saugplatte zur Formung des Produkts von Fig. 9;
Fig. 11 ist eine perspektivische Ansicht eines Produkts, das gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung hergestellt worden ist;
Fig. 12 ist eine Draufsicht auf die Saugplatte zur Formung des Produkts von Fig. 11;
Fig. 13 ist eine perspektivische Ansicht eines Produkts, das gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung hergestellt worden ist;
Fig. 14 ist eine Draufsicht auf die Saugplatte zur Formung des Produkts von Fig. 13;
Fig. 15 ist eine perspektivische Ansicht eines Produkts, das gemäß einer siebten Ausführungsform der Erfindung hergestellt worden ist;
Fig. 16 ist eine Draufsicht der Saugplatte zur Formung des Produkts von Fig. 15;
Fig. 17 ist eine perspektivische Ansicht eines Produkts, das gemäß einer achten Ausführungsform der Erfindung hergestellt worden ist; und
Fig. 18 ist eine Draufsicht auf die Saugplatte zur Formung des Produkts von Fig. 17.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

In Fig. 1 ist eine quer angeordnete Vliesherstellungsvorrichtung 1 dargestellt, wie in der ebenfalls anhängigen, auf denselben Anmelder zurückgehenden 35 US-Anmeldung Nr. 99,875, eingereicht am 22. September 1987 (ABT-19), vgl. EP-A-0307967, gezeigt ist. Die Vorrichtung weist ein Paar von Faserformungseinheiten, so wie Zuführwalzen 2, 3 auf. Den Zuführwalzen 2, 3 werden Faserzufuhrmaterialien 4, 5 zugeführt, wie Zellstoffplatten oder dergleichen. Die Faserzufuhrmaterialien 4, 5 werden an Nasenleisten 6,7 vorbei und in Kontakt mit Zuführwalzen 2, 3 geführt. Die Zuführwalzen weisen eine Vielzahl von Vorsprüngen (nicht dargestellt) auf, die mit den Zufuhrmaterialien 4, 5 zusammenprallen, um die Fasern zu öffnen und daraus zu vereinzeln. Die Zuführwalzen drehen sich mit Geschwindigkeiten, die das Öffnen und Vereinzeln der einzelnen Fasern, wie im Stand der Technik bekannt, optimieren. Die Zufuhrmaterialien 4, 5 bestehen vorzugsweise aus verschiedenen Fasern, so daß eine Vermischung im Kanal 8 entsteht.
Die Fasern verlassen die Zuführwalzen an Öffnungen 9, 10 und werden in der Luft, die durch den Kanal 8 strömt mitgerissen, bis sie sich aufeiner durchlochten Fläche, die vom Verdichtungssieb 11 gebildet ist, verdichten.
Der Luftstrom durch den Kanal 8 wird teilweise durch ein Vakuum verursacht, das in einem Vakuumgehäuse 12 erzeugt wird. Das Vakuum wird in bekannter Weise, beispielsweise mittels einer Vakuumpumpe (nicht dargestellt), erzeugt. Dieses Vakuum zieht Luft durch den Kanal 8 und das Verdichtungssieb 11 in die Vakuumbox 12. Diese Luft reißt Fasern mit, die mit der Luft strömen, bis sie durch das Sieb 11 zurückgehalten werden. Die ersten Fasern Prallen auf das Sieb 11 und verdichten sich darauf. Die nachfolgenden Fasern verdichten sich aufden ersten Fasern und verwirren sich damit, wodurch ein Faservlies aufgebaut wird mit einem gewissen Ausmaß an struktureller Integrität. Vielfache Zuführungen können vorgesehen werden, um eine gemischte oder Mehrkomponenten-Struktur zu schaffen.
Zwischen dem Verdichtungssieb 11 und dem Vakuumgehäuse 12 ist eine Saugplatte 13. Die Saugplatte 13 stützt das Verdichtungssieb, um eine Durchbiegung des Siebs im Zusammenhang mit den Vakuumkräften und dem Gewicht des Vlieses, das durch die Verdichtung der Fasern geformt wird, zu vermeiden. Die Saugplatte ist perforiert.
Der Anteil irgendeiner bestimmten Faser, die sich an einem bestimmten Ort verdichtet, ist abhängig von dem Anteil der bestimmten Faser, der in der Luft mitgerissen wird, der Menge der Luft, die sich durch das Sieb (Verdichtungsfläche) bewegt, und der Geschwindigkeit, mit dem sich das Sieb in Maschinenrichtung bewegt.
Um die Fasermenge, die sich auf dem Sieb verdichtet, in einer Richtung quer zur Maschinenrichtung zu variieren, sieht die vorliegende Erfindung eine Saugplatte 13 mit einer Variation der Größe, der Anzahl und der Form der Öffnungen sowohl in Maschinenrichtung als auch quer zur Maschinenrichtung vor. Somit verändert sich die Luftmenge, die durch das Sieb hindurchströmt entsprechend der Variation bei den Öffnungen der Saugplatte. Die Saugplatte definiert somit zumindest eine erste Position im Mischbereich, durch die die Luftströmung eingeschränkt wird, im Vergleich zu einer zweiten Position im Mischbereich, durch die die Luftströmung vergleichsweise unbehindert ist.
Demgemäß kann ein Vlies 14 mit Rippen 15 (Fig. 3) geformt werden. Die Rippen erstrecken sich parallel zueinander und über die Länge des Vlieses 14 in Maschinenrichtung.
Um die gerippte Struktur von Fig. 3 zu formen, wird eine Saugplatte des in Fig. 4 dargestellten Typs verwendet. Die Saugplatte weist eine Anzahl von kleinen Öffnungen 16 auf, die den Durchgang von mitreißender Luft erlauben. Die Saugplatte definiert darüber hinaus eine Anzahl von Schlitzen 17, die sich in Maschinenrichtung und parallel zueinander erstrecken. Die Schlitze 17 sind beispielsweise zu 100 % geöffnet, um einen im Vergleich zum Nichtdurchgang von Luft durch den massiven Rest der Platte freien Durchgang zu ermöglichen. Im Bereich von Schlitzen 17 ist die einzige Einschränkung für den Luftdurchgang das Verdichtungssieb 11. Infolge des geringeren Widerstands bezüglich des Luftdurchgangs ergibt sich eine vergrößerte Volumengeschwindigkeit der Strömung von mitreißender Luft durch die Schlitze. Wenn die Fasern in der Luft in einer im wesentlichen gleichmäßigen Menge mitgerissen werden, vergrößert die erhöhte Volumengeschwindigkeit der Luftströmung die Menge der Fasern, die aufdem Sieb oberhalb der Schlitze verdichtet werden durch Auswahl einer Separation zwischen den Schlitzen, die kleiner ist, als die Stapellänge von zumindest einer der Fasern, die abgelagert werden, einige der Fasern werden an einer Stelle abgelagert, die die Separation kreuzt und benachbarte Zonen über den Schlitzen verbindet. Somit wird die gerippte Struktur gebildet mit Rippen, die durch die erhöhten Faserablagerungen über den Schlitzen 17 geformt sind. Wenn die Rippen dicker werden, behindern sie die Strömung in einem größeren Ausmaß als die dünneren "Täler". Daher beginnen an einem Punkt, der durch die Größe der Schlitze, das Druckdifferential über dem Sieb 11 und den Fasertyp definiert ist, die Fasern sich gleichmäßiger zu verdichten.
Eine weitere Ausführungsform des Produkts ist in Fig. 5 dargestellt. Ein Vlies 14 ist mit einer gerundeten Form quer zum Querschnitt ausgebildet. Diese Form ist von der Mitte aus aufgebaut durch eine Schichtung, die eine Struktur formt, die sehr den Ringen eines Baumstammes ähnelt. Somit kann im Anfangsbereich der Verdichtungszone eine Faser oder Fasermischung in Luft mitgerissen werden, die einen Kern 18 bildet. Mit unterschiedlichen Fasern, die in unterschiedlichen Bereichen der Luft in Maschinenrichtung mitgerissen werden kann ein Aufbau von Schichten verursacht werden. Wie deutlich wird, weisen die bogenförmigen Schichten, die in Fig. 5 dargestellt sind, keine scharfe Abgrenzungslinie auf, wenn nicht getrennte Zuführungen von mitgerissenen Fasern verwendet werden.
Die Saugplatte, die verwendet wird, um das Vlies 14 von Fig. 5 zu formen, ist in Fig. 6 dargestellt. Die Saugplatte 13 definiert eine Zone 19, die dreieckförmig ist. Wenn die Saugplatte durchlocht ist, sind die Öffnungen außerhalb der Zone 19 maskiert. Die Spitze 20 des Dreiecks ist am frühesten in der Verdichtungszone, das heißt, stromaufwärts längs der Maschinenrichtung. Somit beginnen die Fasern sich nur im Zentrum des Siebs über der Spitze zu verdichten. Wenn das Sieb sich in Maschinenrichtung bewegt, weitet sich der Öffnungsbereich konisch entsprechend der Form des Dreiecks auf, und Fasern beginnen sich an den neu geweiteten Rändern zu verdichten, während Fasern in der Mitte oben auf den zuvor verdichteten Fasern sich verdichten. Bei dieser Ausführungsform bestimmt die Geometrie der dreieckförmigen Zone die Vliesform. Ein langes Dreieck, das sich langsam verjüngt, wird einen Viiesquerschnitt mit einem geringen Krümmungsradius schaffen. Ein kürzeres und sich schneller verjüngendes Dreieck schafft ein Vlies mit einer sanfteren Kurve an seinen Querschnitt, das heißt, einem längeren Kurvenradius. Wenn erwünscht, kann der geringte Querschnitt des Vlieses durch Plazierung von Ablenkblechen im Kanal 8 geschaffen werden, die sich quer zur Maschinenrichtung erstrecken, um den Kanal 8 in verschiedene Zonen aufzuteilen. Durch Zuführung unterschiedlicher Fasern (Art oder Farbe) in die verschiedenen, durch die Ablenkbleche geschaffenen Zonen wird ein geschichteter Effekt geschaffen.
Eine auffallend unterschiedliche Querschnittsstruktur, wie in Fig. 7 dargestellt, kann durch einfaches Rotieren der Saugplatte von Fig. 6 um 180º erhalten werden. Bei dieser Struktur wird die bogenförmige Gesamtform des Vlieses erhalten, wobei jedoch die innere Struktur abweicht. Eher als die Ringe von Fig. 5 weist die Struktur das Material in flachen Schichten 21 abgelegt auf. Durch Plazierung der Basis 22 der dreieckförmigen Zone am Anfangspunkt der Verdichtungszone wird zuerst eine breite Basisschicht abgelegt. Wenn sich das Sieb vorbewegt, wird ein engerer und noch engerer Bereich der Saugplatte geöffnet. Daher werden schmalere Schichten abgelagert, wodurch die gekrümmte Form ausgebildet wird. Maskierte Bereiche 23 müssen nicht vollständig verschlossen werden. Eher können die maskierten Bereiche gerade einen geringeren Anteil an freiem Bereich aufweisen, wodurch die Strömung reduziert, jedoch nicht eliminiert wird. Auf diese Art und Weise ist die Separation der Schichten an ihren Übergängen weniger definiert. Tatsächlich kann irgendein freier Bereich über der gesamten Vliesbreite notwendig sein, um zu verhindern, daß bereits abgelagerte Fasern weggefegt werden, wenn einmal der Sog unter den Fasern entfernt ist. Es ist jedoch bevorzugt, den Kanal 8 zu modifizieren, so daß die Wände oberhalb des Übergangs zwischen dem geöffneten und dem geschlossenen Bereich der Platte angeordnet sind. Somit werden die bereits abgelagerten Bereiche aus der Saugzone herausbewegt, wenn der offene Bereich unter ihnen wegbewegt ist, wodurch verhindert wird, daß die bereits abgelagerten Fasern weggefegt werden. Dieses Ergebnis kann ebenso durch Blockierung des Kanals 8 oberhalb des nicht offenen Bereichs der Platte erhalten werden.
Eine weitere Variation des Vlieses ist in Fig. 9 dargestellt. In diesem Fall wird eine stundenglasähnliche Form (als Beispeil) geschaffen. Das Vlies weist Ausbuchtungen 24 längs jedes Längsrandes auf. Die Ausbuchtungen 24 können aufjedem Rand zueinander ausgerichtet sein oder können versetzt sein, um eine Zickzack-Form zu bilden. Die Ausbuchtungen 24 sind als sich mit gleichen Abständen und Amplituden wiederholend dargestellt, jedoch ist das Muster bestimmt durch die Masken von Fig. 10.
In Fig. 10 ist ein Paar Masken mit variabler Breite dargestellt. Diese Masken sind ähnlich denen, die oben beschrieben wurden, abgesehen davon, daß sie obenauf reiten und sich mit dein Verdichtungssieb mitbewegen. Eine gleichmäßig durchlochte Saugplatte stützt das Verdichtungssieb 11, und die sich bewegenden Masken sind zur Bewegung mit dem Sieb synchronisiert. Somit ist derselbe Bereich des Siebs 11 während einer gegebenen Passage durch die Verdichtungszone maskiert. Da der Bereich maskiert ist, verdichten sich lediglich vernachlässigbare Mengen von Fasern darauf und das Vlies nimmt die Form des unmaskierten Bereichs an. Die sich bewegenden Masken 25 können eine Anzahl von Formen annehmen und sind vorzugsweise kontinuierlich. Somit können die Masken angeordnet werden, um durch die Verdichtungszone aus der Vliesherstellungsvorrichtung heraus und herum bis zum Anfang geführt zu werden. Die Form der Maske kann nicht-wiederholend längs ihrer Länge sein, wodurch verursacht wird, daß sich die Form des Vlieses mit einer Periode wiederholt, die nur durch die Länge der kontinuierlichen Maske bestimmt ist. Die Maske kann ein flexibler Kunststoff- oder Gummi-Streifen sein, und kann aus einer Kette von Metallgliedern hergestellt sein. Die Maske muß nicht so dick wie das Vlies ausgeführt sein, eher muß sie lediglich dick genug sein, um die Saugplatte zu maskieren und bei kontinuierlicher Verwendung aufrecht zu bleiben. Jedoch definiert eine dickere Maske besser den Produktrand. In einem extremen Fall sind die sich bewegenden Masken längs jedes Randes des Siebes an Stellen über dem Sieb miteinander verbunden. In dieser Art und Weise werden zwischen den Verbindungen individuell geformte Produkte ausgebildet, ohne daß dicke und schwere Formen notwendig sind. In solch einem Fall muß die Maske in derselben Ebene rezirkulieren wie das Verdichtungssieb.
Eine weitere Modifizierung kann dadurch ausgeführt werden, wenn die Erfindung verwendet wird, um eine Struktur wie in Fig. 11 dargestellt zu schaffen. Dort ist das Vlies mit einer zentralen Längsdurchführung 26 ausgebildet. Die Durchführung 26 ist durch einen Kamm 27 begrenzt, der sich längs der Ränder des Vlieses erstreckt.
Die Struktur von Fig. 11 wird durch Variieren des offenen Bereichs über der Breite der Saugplatte 13 geschaffen. Das Zentrum 28 beträgt 50 % des offenen Bereichs pro Flächeneinheit verglichen mit den Randbereichen 29. Das heißt, das Verhältnis von offenem Bereich zum Gesamtbereich des Zentrums 28 entspricht der Hälfte des Verhältnisses vom offenen Bereich zum Gesamtbereich der Randbereiche 29. Somit ist die Volumengeschwindigkeit der Strömung der mitreissenden Luft pro Flächeneinheit im Zentrum 28 geringer als in den Randbereichen 29. Daher verdichtet sich eine größere Menge von Fasern längs der Ränder, wodurch die Kämme 27 geformt werden die die Durchführung 26 definieren.
Durch Kombinationen der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen können zusammengesetzte Strukturen gebildet werden. In Fig. 13 ist eine zusammengesetzte Struktur dargestellt mit einer Basisschicht 30, die eine teilzylindrische Außenfläche 31 aufweist. Jedoch ist die äußere Form des Vlieses ein reguläres Rechteck, das durch die Deckschicht 32 gebildet wird. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn Schichten mit unterschiedlichen Eigenschaften gewünscht werden. Die Basisschicht kann aus einem absorbierenden Kern mit einer hydrophoben Deckschicht 32 sein.
Die Struktur von Fig. 13 kann unter Verwendung der Saugplatten-Struktur von Fig. 14 geformt werden. Dort ist die Platte in einen Basisabschnitt A und einen Abdeckabschnitt B unterteilt. Im Abschnitt A, der der Anfangsbereich ist, über den das Sieb hinweggeführt wird, ist die Saugplatte mit Ausnahme des Dreiecks 33a maskiert. Hierdurch wird die gekrümmte Struktur für die Basisschicht, wie vorstehend in Verbindung mit Fig. 6 beschrieben, geschaffen.
Im Abschnitt B ist das Dreieck 33b lediglich teilweise geöffnet, jedoch sind Randdreiecke 34 vollständig geöffnet. Somit wird die Deckschicht 32 durch die erhöhte Strömung längs der Ränder und die Teilströmung längs des Zentrums beschaffen. Wenn das Sieb den Abschnitt B passiert, wird ein sich vergrößernder Abstand von den Rändern einwärts vollständig geöffnet, wodurch die Breite vergrößert wird, die die höchste Verdichtungsgeschwindigkeit aufweist. Dies ist eine Umkehrung von Abschnitt A, wodurch ein Rechteck geschaffen wird, wenn die Abschnitte A und B kombiniert werden. Unterschiedliche Fasern können zugeführt werden, um die Basisschicht und die Deckschicht auszubilden. Es kann geeignet sein, den Kanal zwischen den Abschnitten A und B zu separieren, wenn verschiedene Fasern zugeführt werden, jedoch wird es bevorzugt, den Kanal unsepariert zu lassen, um eine Mischung der Fasern im Übergang zwischen A und B zu schaffen. Somit wird eire Übergangsschicht ausgebildet, um eine integralere Struktur zu schaffen. Auf diese Art und Weise kann beispielsweise ein Verbund-Produkt geschaffen werden mit einer hydrophoben Schalenschicht (Abschnitt B) von Fasern und einem absorbierenden Kern (Abschnitt A).
Fig. 15 zeigt eine komplexere Verbund-Struktur, die gemäß der vorliegenden Erfindung geformt werden kann. Das Produkt weist eine Randwand 35 aus einer Faser mit Dochtwirkung oder einer hydrophoben Faser, einem zentralen, absorbierenden Kern 36 und einer Vorder- oder Rückschicht 37 auf. Diese Struktur formt einen eingefaßten absorbierenden Kern für Binden oder Windeln. Die Randwände 35 können aus einem Material sein, das einen seitlichen Leckfluß der vom absorbierenden Kern 36 absorbierten Flüssigkeit verhindert. Die Schicht 37 kann entweder eine Vorderschicht mit Dochtwirkung oder eine hydrophobe Rückschicht sein.
Das Produkt von Fig. 15 kann wie in Fig. 16 mittels einer dargestellten Saugplatte gebildet werden. Die Platte ist in drei Zonen unterteilt, die erste Zone formt marginale Wandungen 35, die zweite Zone formt einen absorbierenden Kern 36 und die dritte Zone formt eine Schicht 37. In dem ersten Abschnitt ist ein rechteckförmiger zentraler Bereich 38 maskiert, wobei zwei rechteckförmige, offene Bereiche 39 zurückbleiben. Wenn das durchlochte Sieb über diesen Bereich weggeführt wird, werden die Randwände 35 des Produkts geformt. Wegen der Maskierung des zentralen Bereichs 38 verdichten sich, wenn überhaupt, wenige Fasern im Zentrum des Siebs. Im zweiten Abschnitt des Siebs wird der absorbierende Kern gebildet. Die Saugplatte ist über die gesamte Länge und Breite dieses Abschnitts geöffnet. Der Kanal 8 ist verengt, entweder durch eine engere Beabstandung der Wände oder durch den Einsatz von Blöcken, bis zu einer Weite, die in etwa gleich der des Abschnitts 38 ist. Somit verdichten sich die Fasern über dem verengten Zentrumsbereich. Wenn eine absorbierende Faser, wie eine Zellstoffaser, in die Vliesherstellungsvorrichtung in diesem Bereich zugeführt. wird, würden die absorbierenden Fasern sich über dem zentralen Abschnitt verdichten, wodurch ein absorbierender Kern 36 gebildet wird. Im Endbereich der Saugplatte ist die volle Breite geöffnet und der Kanal erstreckt sich über die volle Breite der Platte. Dies führt dazu, daß die Fasern über der vollen Breite des Vlieses sich verdichten. Auf diese Art und Weise kann die Schicht 37 geformt werden.
Fig. 17 zeigt eine weitere Auführungsform des Produkts, wobei sowohl eine Oberschicht als auch eine Unterschicht gebildet werden. Das Produkt weist einen absorbierenden Kern 36 und Randwände 35, wie beim vorhergehenden Ausführungsbeispiel beschrieben, auf. Jedoch hat dieses Produkt sowohl eine Oberschicht 37 als auch eine Unterschicht 40. Die Oberschicht 37 kann beispielsweise aus Fasern geformt werden, die erwünschte Dochtwirkungs-Qualitäten aufweisen, während die Unterschicht 40 aus hydrophoben Fasern gebildet ist, und daher eine Barriere bildet. Vorteilhafter Weise kann die Unterschicht 40 aus denselben Fasern wie die Randwände 35 gebildet werden.
Um das Produkt von Fig. 17 auszubilden, wird eine Vliesherstellungsvorrichtung mit der Saugplatte von Fig. 18 verwendet. Die Saugplatte von Fig. 18 ist ähnlich der von Fig. 16, jedoch ist sie in vier Bereiche unterteilt; ein erster Bereich für die Unterschicht, ein zweiter Bereich für die Randwände, ein dritter Bereich für den Kern und einer vierter für die Oberschicht.
Im ersten Bereich E der Saugplatte 13 von Fig. 18 ist die Platte über die Breite des gewünschten Vlieses geöffnet. Somit wird die Unterschicht 40 des Produkts ausgebildet, wenn das Sieb über den ersten Bereich der Saugplatte hinweggeführt wird. Im zweiten Bereich F hat die Platte rechteckförmige Vollströmungsrandzonen 41. Der Bereich der Platte zwischen den Randzonen 41 ist eine Teilströmungszone 42. Die Teilströmungszone 42 weist: eine kleinere geöffnete Fläche pro Quadratzoll aufals die Randzonen 41. Somit verdichten sich die Fasern über den Randzonen 41, während die Teilströmung in der Teilströmungszone 42 ausreichend ist, um die bereits verdichteten Fasern der Schicht 37 zu halten und hierdurch das Wegfegen von Fasern von dem Sieb über die Teilströmungszone 42 aufgrund der Strömung durch die Randzonen 41 zu verhindern.
Im dritten Bereich G der Saugplatte 13 von Fig. 18 sind die Ränder der Saugplatte im wesentlichen maskiert, um die Luftströmung abzusenken, während die mittlere Zone 43 geöffnet ist, d. h., die mittlere Zone 43 weist einen Öffnungsbereich auf. Der Kanal ist verengt, um ein Wegfegen, wie vorstehend in Verbindung mit der Ausführungsform von Fig. 16 beschrieben zu verhindern. Die Fasern verdichten sich daher im Vlieszentrum, wodurch der Kern ausgebildet wird. Eine Teilströmung zur Aufrechterhaltung der Randwände 35 kann vorgesehen werden, ist jedoch nicht notwendig. Die Wände 35 schaffen selbst eine ausreichende Integrität, um ein nennenswertes Ausmaß an Wegfegung zu verhindern.
Im vierten Bereich H von Fig. 18 weist die volle Breite der Saugplatte einen offenen Bereich auf, wodurch sich die Oberschicht eben über der Breite des Vlieses verdichtet. Aufdiese Art und Weise kann eine Außendeckschicht oder eine Rückschicht durch Verdichtung geeigneter Fasern in einer dünnen Oberschicht geschaffen werden. Der offene Bereich über der Platte im Bereich H muß möglicherweise variiert werden, um den unterschiedlichen Strömungswiderstand der Luft zu berücksichtigen, der durch die Wände 35 und den Kern 36 geschaffen wird.

Claims

1. Vorrichtung zum Formen eines Vlieses, bestehend aus:

Mitteln zum Vereinzeln von Fasern aus einer Faserzufuhr (4, 5); einer sich bewegenden, durchlochten Verdichtungsfläche (11), die von der genannten Faserzufuhr zur Aufnahme der Fasern aus der Faserzufuhr beabstandet ist; Mitteln (2, 3) zur Abgabe der genannten Fasern in eine Mischzone (8), durch die ein Gasstrom hindurchgeht, der die genannten Fasern mitreißt und die genannten Fasern zu der genannten Verdichtungsfläche (11) transportiert, die einen Durchlaß des Gasstromes erlaubt, während die genannten Fasern darauf verdichtet werden, um ein Vlies zu bilden, wobei sich die genannte Verdichtungsfläche (11) quer zu dem genannten Gasstrom bewegt; und

einem Strömungssteuermittel (13), das der genannten Verdichtungsfläche (11) benachbart ist und mindestens teilweise den Gasdurchgang durch eine erste Position in der Mischzone (8) in bezug auf diejenige durch eine zweite Position in der Mischzone (8) behindert;

dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Verdichtungsfläche (11) sich relativ zu dem genannten Strömungssteuermittel (13) bewegt, wodurch das genannte Strömungssteuermittel (13) die Geschwindigkeit der Fasern steuert, die auf Teilen der genannten Verdichtungsfläche (11) verdichtet werden, wenn die genannte Verdichtungsfläche sich in bezug auf das Strömungssteuermittel (13) durch die ersten und zweiten Positionen in der genannten Mischzone bewegt, ein größeres Basisgewicht auf der Verdichtungsfläche (11) in der zweiten Position in der Mischzone als in der ersten Position verdichtet wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das genannte Strömungssteuermittel (13) eine perforierte Saugplatte ist, die auf der Seite der genannten durchlochten Fläche (11) der genannten Mischzone (8) gegenüberliegend positioniert ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugplatte eine Mehrzahl von Öffnungen von im wesentlichen gleicher Größe aufweist, um den Durchgang des Gasstromes durch die genannte Saugplatte zu ermöglichen, und die genannte Saugplatte eine geringere Anzahl der genannten Öffnungen pro Flächeneinheit in der Nähe der ersten Position als in der Nähe der zweiten Position aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugplatte mehrere Öffnungen aufweist, um den Durchgang des genannten Gasstromes durch die genannte Saugplatte zu ermöglichen, und die genannte Saugplatte Öffnungen nahe der genannten ersten Position mit einer geringeren Querschnittsfläche pro Flächeneinheit der genannten Saugplatte als in der Nahe der zweiten Position aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Strömungssteuermittel (13) eine stationäre Saugplatte ist, die sich längs erstreckende, offene Schlitze (17; 29) in der genannten zweiten Position aufweist, die sich in Bewegungsrichtung der genannten gelochten Fläche erstreckt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die genannte Saugplatte die gelochte Fläche in der genannten ersten Position (16) verschließt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die genannte Saugplatte perforiert ist, damit der Gasstrom in der genannten ersten Position (28) durch sie hindurch möglich ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei das genannte Strömungssteuermittel die genannte gelochte Fläche in der genannten ersten Position verdeckt, um den Gasdurchgang in der genannten ersten Position zu verhindern.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei

(a) die genannte, sich bewegende, gelochte Fläche (11) ebenflächig ist und sich durch die Mischzone (8) in einer einzigen Richtung bewegt;

(b) im wesentlichen lineare Mischzonenränder in der Ebene der genannten gelochten Fläche parallel zu der genannten einzigen Richtung und im Abstand voneinander vorhanden sind; und

(c) die genannte zweite Position eine dreieckförmige Zone (19) innerhalb der Ebene der genannten gelochten Fläche ist und die genannte zweite Position der Rest der genannten Zone ist, der teilweise durch die genannten Mischzonenränder gebildet wird.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die genannte erste Position verdeckt wird, um den Gasstrom durch sie hindurch zu verhindern, und der genannte dreieckförmige Teil zu der genannten Mischzone (8) hin offen ist, so daß im wesentlichen der gesamte Gasstrom durch den genannten dreieckförmigen Teil hindurchgeht.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, wobei die genannte erste Position eine geringere, offene Fläche pro Flächeneinheit als die genannte dreieckförmige, zweite Position aufweist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 9, 10 oder 11, wobei die genannte dreieckförmige, zweite Position durch eine Basiskante (22) gebildet wird, die quer zu der genannten einzigen Richtung verläuft und zwei Seiten hat, die sich an einer Spitze treffen, die von der Basis in derselben Richtung wie die genannte einzige Richtung beabstandet ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 9, 10 oder 11, wobei der genannte dreieckförmige Teil durch eine Basiskante definiert ist, die quer zu der genannten einzigen Richtung verläuft und zwei Seiten hat, die sich an einer Spitze (20) treffen, die von der genannten Basis in der der einzigen Richtung entgegengesetzten Richtung beabstandet ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei

(a) die genannte Mischzone (8) durch sich parallel zu dem genannten Gasstrom erstreckende Wände umschlossen ist; und

(b) mindestens ein Teiler die genannte Mischzone in getrennte Ablagerungszonen unterteilt und mindestens eine der genannten Ablagerungszonen eine erste Position und eine genannte zweite Position darin hat, welche ein Muster aufweisen, das von einem Positionsmuster unterschiedlich ist, das in einer zweiten Ablagerungszone vorhanden ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei das genannte Mittel (2, 3, 6, 7) zum Vereinzeln von Fasern angepaßt ist, zumindest erste vereinzelte Fasern einer ersten der genannten Ablagerungszonen und zumindest zweite vereinzelte Fasern, die von den genannten ersten vereinzelten Fasern verschieden sind, einer zweiten Ablagerungszone zuzuführen.

16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Faserschicht aufmindestens einem Teil der genannten gelochten Fläche (11) vor dem Eintritt in die genannte Mischzone abgelegt wird.

17. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das genannte Strömungssteuermittel (13) mindestens teilweise den Durchgang des genannten Gases in mehr als zwei Positionen behindert, um den Gasdurchgang durch jede der genannten Positionen bei Geschwindigkeit einzuschränken, die sich von einer Geschwindigkeit unterscheidet, die durch mindestens eine andere Position hindurchgeht.