DE69533878T2

DE69533878T2 - Verfahren zum perforieren dünner bahnenmaterialien

Info

Publication number: DE69533878T2
Application number: DE69533878T
Authority: DE
Inventors: A. Randy HOFF; W. John LOUKS; L. Richard JACOBSON
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1994-11-08
Filing date: 1995-10-17
Publication date: 2006-01-12
Anticipated expiration: 2015-10-18
Also published as: DE69533878D1; EP0790884B1; KR970706948A; MX9703340A; EP0790884A1; JP2007062010A; US5735984A; WO1996014191A1; ZA959376B; JPH10508542A; CN1176616A; AU696075B2; BR9509635A; AU3831795A

Description

Die Erfindung betrifft Verfahren zum Perforieren dünner Bahnenmaterialien in einem allgemein gleichmäßigen Muster.
Hintergrund der Erfindung
Grundsätzlich ist Ultraschallakustik die Lehre von den Auswirkungen von Schallschwingungen jenseits der hörbaren Frequenzgrenze. Das Ziel von Ultraschallanwendungen mit hoher Leistung ist, eine gewisse dauerhafte physikalische Änderung im behandelten Material zu bewirken. Dieses Verfahren erfordert den Schwingungsenergiefluß je Flächen- oder Volumeneinheit. Je nach Anwendung kann die resultierende Leistungsdichte im Bereich von unter einem Watt bis Tausenden Watt je Quadratzentimeter liegen. Obwohl die ursprünglichen Geräte für Ultraschalleistung mit Funkfrequenzen arbeiteten, operieren die meisten derzeit mit 20–69 kHz.
Ultraschall wird in vielfältigen Anwendungen verwendet. Zum Beispiel dient Ultraschall zum (1) Abscheiden von Staub, Rauch und Tröpfchen; (2) Herstellen kolloidaler Dispersionen; (3) Reinigen von Metallteilen und Textilien; (4) Reibungsschweißen; (5) Bilden von Katalysatoren; (6) Entgasen und Verfestigen von Metallschmelzen; (7) Extrahieren von Aromaölen beim Brauen; (8) Elektroplattieren; (9) Bohren harter Materialien; (10) flußmittelfreien Löten; und (11) zerstörungsfreien Prüfen, z. B. in der medizinischen Diagnostik.
Ultraschallschwingungskräfte kommen auch in den Bereichen des Schweißens textiler Bahnenmaterialien zum Einsatz. Die US-A-3697357 (Obeda) offenbart das Schweißen von Bahnen, die ganz oder teilweise aus thermoplastischem Material oder thermoplastischer Faser hergestellt sind. Obeda offenbart das Versiegeln eines Materialbereichs, indem er zwischen einem Amboß und einem Ultraschallkopf plaziert wird. Die US-A- 3939033 (Grgach) offenbart eine Ultraschallvorrichtung zum gleichzeitigen Versiegeln und Schneiden von thermoplastischem Textilmaterial. Die US-A-5061331 (Gute) offenbart eine weitere Ultraschall-Schneid- und Kantenversiegelungsvorrichtung, die zum Schneiden und Versiegeln von halbdurchlässigem und mindestens teilweise thermoplastischem Gewebe geeignet ist.
Ultraschallschwingungskräfte werden ferner zum Perforieren oder Durchlöchern von Bahnenmaterialien verwendet. Die US-A-3966519 (Mitchell, et al.) offenbart ein Verfahren zum Perforieren von Vliesbahnen. Mitchell lehrt, daß die Ultraschallenergiemenge, der eine Vliesbahn ausgesetzt wird, durch Aufbringen von ausreichender Flüssigkeit auf die Fläche gesteuert werden kann, wo die Ultraschallenergie auf die Vliesbahn wirkt, so daß die Flüssigkeit in nicht kombinierter Form vorhanden ist. Mitchell lehrt, daß sich die Fasern der Vliesbahn umordnen, um Perforationen in der Bahn zu bilden.
Die US-A-3949127 (Ostermeier) offenbart ein Verfahren zum Perforieren von Vliesbahnen durch Einwirkenlassen von intermittierendem Ultraschallschmelzen auf die Bahn und anschließendes Strecken der Bahn, um die am intensivsten verschmolzenen Bereiche aufzubrechen, wodurch sich Perforationen in der Bahn bilden.
Die US-A-4747895 (Wallerstein, et al.) offenbart ein System und Verfahren zum Ultraschallperforieren eines sich kontinuierlich bewegenden Materialstreifens in einem Matrizenmuster. Das System weist eine Rändeldrehtrommel mit scharfen Perforiervorsprüngen auf, über die man den zu perforierenden Streifen laufen läßt. Ein über dem Streifen positionierter Schallkopf drückt den Streifen schnell in Perforierkontakt mit der Trommel.
Die WO 90/00110 (Rhone-Poulenc Films) offenbart ein Verfahren zum Mikroperforieren thermoplastischer Filme, wobei der Film in Kontakt mit Perforierkomponenten gebracht und ein Werkzeug durch einen Ultraschallgenerator in Schwingung versetzt wird. Das Verfahren der Erfindung ermöglicht, die Gas- und Wasserdampfdurchlässigkeit der thermoplastischen Filme und ihrer Komplexe untereinander oder mit nicht thermoplastischen Materialien zu modifizieren.
Ultraschallkraft kommt auch zum Perforieren von porenfreiem Filmmaterial zum Einsatz. Die US-A-5269981 (Jameson, et al.) offenbart ein Verfahren zum Mikroperforieren von dünnem Bahnenmaterial, was das Auftragen einer Flüssigkeit auf den Dünnfilm erfordert, bevor er Ultraschallschwingungen ausgesetzt wird. Ferner offenbart Jameson, daß die Einbeziehung der Flüssigkeit in das Verfahren entscheidend ist. Ohne die Flüssigkeit, so Jameson, ist das Verfahren erfolglos, da der Dünnfilm geschmolzen wird, ohne den Film zu perforieren. Jameson lehrt, daß man glaubt, daß das Vorhandensein der Flüssigkeit beim Betrieb des Ultraschallkopfes zwei gesonderte und klar getrennt Funktionen erfüllt. Erstens kann durch das Vorhandensein der Flüssigkeit die Flüssigkeit als Wärmesenke wirken, wodurch die Ultraschallschwingungen auf das dünne Bahnenmaterial wirken können, ohne das dünne Bahnenmaterial zu verändern oder durch Schmelzen zu zerstören. Zweitens kann durch das Vorhandensein der Flüssigkeit die Flüssigkeit als Koppelmittel beim Ausüben der Schwingungen vom Ultraschallkopf auf das dünne Bahnenmaterial wirken.
Das Perforieren dünner Bahnen mittels Ultraschall ist vorteilhaft, da es eine schnelle Bewegung der dünnen Bahn durch das Verfahren ermöglicht, ohne Abfall zu erzeugen. In der Vergangenheit gehörte zu Verfahren, die zum Perforieren dünner Bahnen verwendet wurden, das Stanzen des Bahnenmaterials. Obwohl das Ausstanzen der Perforationen aus dem Bahnenmaterial die gewünschte Perforationswirkung erzeugte, hinterläßt das Stanzen Restabfall in Form von Kernen. Häufig kleben diese Kerne am dünnen Bahnenmaterial und haben unerwünschte Wirkungen, da sie die Herstellung des Fertigerzeugnisses stören.
Bei einem weiteren Verfahren zum Perforieren dünner Bahnen wird das dünne Bahnenmaterial durch eine gemusterte erwärmte Walze geführt. Letztendlich kommt es bei diesem Verfahren zum Einschmelzen der Perforationen in das dünne Bahnenmaterial, was zu einem ausreichend perforierten Material ohne zusätzlichen Abfall führt, der an der dünnen Bahn klebt. Obwohl es die durch Stanzen der dünnen Bahn verursachten Probleme überwindet, ist das Verfahren mit der erwärmten Walze ein langsames Verfahren. Im Spalt, der zwischen der erwärmten Walze und dem gemusterten Amboß erzeugt ist, wird das Bahnenmaterial erwärmt, und die Perforationen werden im dünnen Bahnenmaterial gebildet. Danach wird das dünne Bahnenmaterial abgekühlt, um zu verhindern, daß die Perforationen wieder zusammenschmelzen. All diese Erwärmungs-, Formgebungs- und Abkühlungsverfahren sind zeitaufwendig, und diese Verfahren müssen im schmalen Bereich des Spalts stattfinden. Somit verläuft das Verfahren relativ langsam, und dieses Verfahren ist kein praktikables Verfahren zum Perforieren dünner Bahnen.
Benötigt wird ein Verfahren zum Perforieren dünner Bahnenmaterialien, das im Vergleich zum Verfahren mit erwärmter Walze relativ schnell abläuft und im Vergleich zum Stanzverfahren abfallfrei ist. Ein Verfahren zum Perforieren von Bahnen unter Nutzung von Ultraschall überwindet die Mängel der bisherigen Perforierverfahren. Die Erfindung verwendet Ultraschall, um Bahnen zu perforieren, läßt die Notwendigkeit entfallen, die Bahn zu dehnen, und beseitigt ferner das Erfordernis, Flüssigkeit in Kombination mit Ultraschallschwingungen zu verwenden.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der Ansprüche gelöst.
Zusammenfassung der Erfindung
Angesichts der o. g. Probleme und Schwierigkeiten der Technik wurde im Rahmen der Erfindung kurz zusammengefaßt ein Verfahren zur Bildung von Perforationen in einem Bahnenmaterial mit einer Dicke von mindestens etwa 8 (acht) Milli-Inch (0,2 mm) entwickelt, wobei die Fläche jeder der gebildeten Perforationen allgemein größer als etwa 0,05 Quadratmillimeter ist. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf: Zuführen eines dünnen Bahnenmaterials mit einer ersten Seite und einer zweiten Seite, wobei mindestens eine Seite des dünnen Bahnenmaterials im wesentlichen mit einem Kleber beschichtet ist, wobei das Perforierverfahren die folgenden Schritte aufweist: (a) Plazieren des kleberbeschichteten dünnen Bahnenmaterials auf einem gemusterten Amboß mit einem Muster aus erhöhten Bereichen, wobei die Höhe der erhöhten Bereiche gleich oder kleiner als die Dicke des dünnen Bahnenmaterials und des Klebers ist; und (b) Einwirkenlassen einer ausreichenden Menge von Schallschwingungen mit mindestens etwa 10.000 Zyklen je Sekunde auf das dünne Bahnenmaterial, um das dünne Bahnenmaterial und den Kleber zu perforieren, wodurch das dünne Bahnenmaterial und der Kleber in einem Muster perforiert werden, das allgemein das gleiche wie das Muster erhöhter Bereiche auf dem gemusterten Amboß ist, und wobei die Fläche jeder der gebildeten Perforationen allgemein größer als etwa 0,05 Quadratmillimeter ist.
In einer weiteren Ausführungsform beinhaltet die Erfindung ein Verfahren zum Perforieren eines dünnen Bahnenmaterials durch Bereitstellen eines dünnen Bahnenmaterials mit einer ersten Oberfläche und einer zweiten Oberfläche, wobei sich mindestens eine Oberfläche des dünnen Bahnenmaterials in ebener Aneinanderlagerung mit einer Kaschierung bzw. einem Liner befindet und ein Kleber optional auf das dünne Bahnenmaterial aufgetragen ist, wobei das dünne Bahnenmaterial und die Kaschierung sowie der optionale Kleber zusammen ein Verbundbahnenmaterial aufweisen, wobei das Verfahren zum Perforieren des dünnen Bahnenmaterials und des optionalen Klebers die folgenden Schritte aufweist: (a) Plazieren des Verbundbahnenmaterials auf einem gemusterten Amboß mit einem Muster aus erhöhten Bereichen, wobei die Höhe der erhöhten Bereiche gleich oder kleiner als die Dicke des dünnen Bahnenmaterials und des optionalen Klebers ist; und (b) Einwirkenlassen von Schallschwingungen mit Schwingungen von mindestens etwa 10.000 Zyklen je Sekunde auf das Verbundbahnenmaterial in dem Bereich, in dem sich der gemusterte Amboß befindet, wobei die Fläche jeder der gebildeten Perforationen allgemein größer als etwa 0,05 Quadratmillimeter ist. Als Ergebnis dieses Verfahrens werden das dünne Bahnenmaterial und der optionale Kleber in einem Muster perforiert, das allgemein das gleiche wie das Muster erhöhter Bereiche auf dem gemusterten Amboß ist, die Kaschierung aber nicht perforiert wird.
In einigen Ausführungsformen kann es erwünscht sein, das Perforieren des Verbundstoffs aus dünnem Bahnenmaterial/Kleber auf einen oder mehrere vorab festgelegte Bereiche des Verbundstoffs zu begrenzen. Dieses Ergebnis kann man erhalten, wenn nur ein Abschnitt der dünnen Bahn Ultraschallschwingungen ausgesetzt wird. Alternativ läßt sich dieses Ergebnis erhalten, wenn nur ein Abschnitt des gemusterten Ambosses mit erhöhten Bereichen versehen ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Darstellung einer Vorrichtung, die zur Bildung von Schallschwingungen genutzt werden kann, um dünne Bahnenmaterialien zu perforieren.
2 ist eine Detailansicht des Bereichs, in dem das dünne Bahnenmaterial Schallschwingungen ausgesetzt wird. 2 ist eine Teilansicht des mit dem gestrichelten Kreis in 1 bezeichneten Bereichs.
3 zeigt eine Perspektivansicht eines dünnen Bahnenmaterials zwischen einem gemusterten Amboß und einem Schallkopf.
4 ist eine schematische Darstellung der Vorrichtung von 1 mit einem weiteren Detail des Schallkopfes.
Begriffsbestimmungen
Im Gebrauch hierin bezeichnet "Kleber" jeden druckempfindlichen Kleber bzw. Haftkleber, der sich zum Auftragen über große Oberflächen, z. B. über kontinuierliche Bahnenmaterialien, eignet. Zu Beispielen für Kleber gehören u. a., aber nicht nur, Acrylate, Polyacrylate, Polyolefine, z. B. Polyalphaolefine, Natur- und Butylkautschuke, Polyisoprene, Polyurethane, Blockcopolymere, z. B. Styrol-Olefin-Copolymere, Polyether und Polyester, nach Bedarf mit oder ohne klebrigmachenden Bestandteilen.
Im Gebrauch hierin bezeichnet "Perforation" ein allgemein geradliniges Loch oder einen allgemein geradlinigen Durchgang. Eine Perforation unterscheidet sich von Löchern oder Durchgängen mit stark gewundenen Pfaden oder Durchgängen in Membranen und weist diese nicht auf. Ferner bezeichnet "Perforation" ein Loch, das eine Fläche zwischen etwa 0,05 bis etwa 70 Quadratmillimetern hat. Die Fläche der Perforation wird an der breitesten Stelle im geradlinigen Durchgang oder Loch gemessen.
Im Gebrauch hierin bezeichnet "Kaschierung" jedes Material, das zum Verbinden mit dem dünnen Bahnenmaterial geeignet ist. Allgemein ist die Kaschierung etwa 2 bis etwa 10 Milli-Inch (0,05 bis 0,254 mm) dick und weist in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung silikonbeschichtetes Trennpapier auf, das von Daubert, Dixon, IL beziehbar ist.
Im Gebrauch hierin bezeichnet "dünnes Bahnenmaterial" ein Bahnenmaterial mit einer mittleren Dicke von allgemein über etwa acht (8) Milli-Inch (0,2 mm). Bestimmt wird die mittlere Dicke durch Zufallsauswahl von sechs (6) Stellen auf einem vorgegebenen Bahnenmaterial, Messen der Dicke des Bahnenmaterials an jeder Stelle auf 0,1 Milli-Inch (0,002 mm) Genauigkeit und Mitteln der sechs Werte (Summe der sechs Werte geteilt durch sechs). Im Sinne dieser Offenbarung können ein oder mehrere der o. g. Bahnenmaterialien in Kombination verwendet werden, um ein dünnes Bahnenmaterial zu bilden.
Im Gebrauch hierin bezeichnet "Schallschwingung" Schwingungen mit einer Frequenz von mindestens etwa 10.000 Zyklen je Sekunde. Zu "Schallschwingung" gehören Frequenzen, die technisch gemeinhin als "Ultraschallschwingungen" bezeichnet werden und in der Technik als Schwingungen im Bereich von etwa 20.000 bis etwa 40.000 Zyklen je Sekunde bekannt sind. Da sowohl Schall- als auch Ultraschallschwingungen für das Verfahren der Erfindung geeignet sind, werden die Termini "Schall" und "Ultraschall" hier gegenseitig austauschbar gebraucht.
Im Gebrauch hierin bezeichnet "Polymer" ein Makromolekül, das durch die chemische Vereinigung von fünf (5) oder mehr identischen Kombinationseinheiten gebildet ist, die Monomere genannt werden.
Im Gebrauch hierin bezeichnet "natürlich vorkommendes Polymermaterial" ein Polymermaterial, das natürlich vorkommt. Außerdem gehören zu diesem Terminus Materialien, z. B. Cellophan, die aus natürlich vorkommenden Materialien regeneriert werden können, z. B. Cellulose im Fall von Cellophan. Zu Beispielen für solche natürlich vorkommenden Polymermaterialien gehören u. a., aber nicht nur, (1) Polysaccharide, z. B. Stärke, Cellulose, Pektin, Algengummis (z. B. Agar usw.), Pflanzengummis (z. B. Gummiarabikum usw.); (2) Polypeptide; (3) Kohlenwasserstoffe, z. B. Kautschuk und Guttapercha (Polyisopren); und (4) Regeneratmaterialien, z. B. Cellophan oder Chitosan.
Im Gebrauch hierin bezeichnet "elastisches Material" oder "elastische Hülle" jedes Material, das nach Biegen, Dehnen oder Zusammendrücken im wesentlichen in seine Ausgangsform zurückkehrt. Zu elastischen Materialien gehören u. a., aber nicht nur, Silikon-, Polyurethan-, Polyolefin- oder Schaumstoffbänder.
Im Gebrauch hierin bezeichnet "thermoplastisches Material" ein hochmolekulares Polymer, das bei Wärmeeinwirkung erweicht und bei Abkühlung auf Raumtemperatur in seinen Ausgangszustand zurückkehrt. Naturstoffe, die dieses Verhalten zeigen, sind Rohkautschuk und eine Reihe von Wachsen. Zu anderen exemplarischen thermoplastischen Materialien gehören u. a., aber nicht nur, Polyvinylchlorid, Polyester, Nylons, Fluorkohlen(wasser)stoffe, Linearpolyethylen, z. B. Linearpolyethylen niedriger Dichte, Polyurethanvorpolymer, Polystyrol, Polypropylen, Polyvinylalkohol, Caprolactame sowie Cellulose- und Acrylharze und deren Copolymere und Mischungen.
Nähere Beschreibung der Erfindung
Mit Bezug auf die Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszahlen gleiche Strukturen darstellen, und insbesondere auf 1, die eine schematische Darstellung einer Vorrichtung ist, die das Verfahren der Erfindung durchführen kann, ist die Vorrichtung allgemein mit der Bezugszahl 10 bezeichnet. Im Betrieb ist eine Zufuhrrolle 12 mit einem zu perforierenden dünnen Bahnenmaterial 14 bereitgestellt. Wie zuvor dargelegt, bezeichnet "dünnes Bahnenmaterial" Bahnenmaterialien, die eine mittlere Dicke von mindestens etwa 8 Milli-Inch (0,2 mm) haben. Beispielsweise kann die (0,2 mm) haben. Beispielsweise kann die mittlere Dicke des dünnen Bahnenmaterials 14 im Bereich von etwa 5 bis etwa 250 Milli-Inch (0,13 bis 6,4 mm) liegen. Insbesondere kann die mittlere Dicke des dünnen Bahnenmaterials 14 im Bereich von etwa 8 Milli-Inch bis etwa 120 Milli-Inch (0,02 bis 3,05 mm) liegen. Noch spezieller kann die mittlere Dicke des dünnen Bahnenmaterials 14 im Bereich von etwa 10 Milli-Inch bis etwa 60 Milli-Inch (0,254 bis 1,5 mm) liegen.
Das dünne Bahnenmaterial 14 kann aus einer thermoplastischen Folie gebildet sein. Die thermoplastische Folie kann aus einem Material gebildet sein, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die ein oder mehrere Polyolefine, Polyurethane, Polyester, A-B-A'-Blockcopolymere aufweist, wobei A und A' jeweils ein thermoplastischer Polymerendblock sind, der eine Styrolkomponente aufweist, und wobei A der gleiche thermoplastische Polymerendblock wie A' sein kann und wobei B ein elastomerer Polymermittelblock ist, z. B. ein konjugiertes Dien oder ein niederes Alken oder Ethylen-Vinylacetat-Copolymer. Das Polyolefin kann aus der Gruppe ausgewählt sein, die Linearpolyethylen niedriger Dichte, Polyethylen und/oder Polypropylen aufweist. Die thermoplastische Folie kann eine gefüllte Folie sein, wobei die gefüllte Folie aus der Gruppe ausgewählt ist, die eine Polyethylenfolie aufweist, die mit Stärke, Titandioxid, Wachs, Kohlenstoff oder Calciumcarbonat gefüllt ist.
In anderen Ausführungsformen kann das dünne Bahnenmaterial eine Vliesbahn oder ein Schaumstoff sein. "Vliesbahnen" bezieht sich auf Bahnen, die durch wasserstrahlverfestigte Schmelzspinnfasern oder Schmelzblasfasern gebildet sind, die Stapelfasern und Binderfasern aufweisen können. Vliesbahnen können auf jedem technisch bekannten Weg hergestellt sein, u. a. Schichten und Krempeln bzw. Kardieren mit Luft sowie Direktlegeverfahren, z. B. Schmelzspinnen und Schmelzblasen. Beispiele für solche Verfahren und Vliesbahnen sind in den US-A-3121021 und US-A-3575782 beschrieben. Zu einem Beispiel für eine Vliesbahn gehört u. a., aber nicht nur, elastisches Vliesbahd (9906T) der Marke 3M von Minnesota Mining and Manu facturing Company, St. Paul, MN. Schaumstoffe, z. B. Polyvinylchlorid, Polyethylen und Polyurethan, sind zum Gebrauch als dünne Bahnenmaterialien in der Erfindung geeignet. Zu einem Beispiel für einen geeigneten Schaumstoff zählt u. a., aber nicht nur, Schaumstoffband (1773) der Marke 3M, zu beziehen von Minnesota Mining and Manufacturing Company, St. Paul, MN.
In noch weiteren Ausführungsformen kann das dünne Bahnenmaterial ein natürlich vorkommendes Polymermaterial sein. Zum Beispiel kann das natürlich vorkommende Polymermaterial aus der Gruppe ausgewählt sein, die Cellophan, Celluloseacetat, Collagen oder Carrageenan aufweist.
Dem Fachmann werden nach Durchsicht der Offenbarung andere zweckmäßige dünne Bahnenmaterialien deutlich sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das dünne Bahnenmaterial 14 im wesentlichen auf einer Oberfläche mit einem Kleber 116 beschichtet, was am besten in 2 zu sehen ist. Vorzugsweise wird die kleberbeschichtete Seite des dünnen Bahnenmaterials 14 durch den zwischen dem Ultraschallkopf 50 und dem gemusterten Amboß 32 erzeugten Spalt 18 so geführt, daß der Kleber zum Ultraschallkopf 50 weist. Der Kleber 116 ist vorzugsweise an eine Trennkaschierung 30 laminiert, um Reibung zu reduzieren, die zwischen dem Kleber 116 und dem Spalt 18 erzeugt wird, wenn das dünne Bahnenmaterial 14 durch den Spalt 18 geführt wird.
Die bevorzugten Haftkleber, die auf den Bahnenmaterialien der Erfindung zum Einsatz kommen können, sind solche Kleber wie die Acrylatcopolymere, die in der US-Patentanmeldung RE 24906 (Ulrich) beschrieben sind, insbesondere ein Isooctylacrylat-Acrylsäure-Copolymer, z. B. das 96:4-Copolymer. Nützlich sind auch Isooctylacrylat-Ethylenoctylacrylat-Acrylsäure-Terpolymere gemäß der Beschreibung in der US-A-4737410. Weitere nützliche Kleber sind in den US-A-3389827, 4112213, 4310509 und 4323557 beschrieben. Die nützlichen Kleber können auch Klebrigmacher enthalten, beispielsweise die in der Technik, z. B. der US-A-4737410, beschriebenen.
Wie zuvor dargelegt, ist in einer bevorzugten Ausführungsform eine Kaschierung 30 an die Kleberbeschichtung 116 des dünnen Bahnenmaterials 14 geklebt. Gemeinsam bezeichnet man das dünne Bahnenmaterial 14, den Kleber 116 und die Kaschierung als Verbundbahn 36. Vorzugsweise weist die Kaschierung 30 Kraftpapier oder silikonbeschichtetes Trennpapier oder ein anderes Material auf, das den Kleber 116 der Verbundbahn 36 schützt. Zudem begrenzt die Kaschierung 30 das Dehnen der Verbundbahn 36. Am besten arbeitet die Erfindung, wenn das dünne Bahnenmaterial 14 beim Durchführen durch den Spalt 18 nicht gedehnt wird. Wird keine Kaschierung beim Durchführen des dünnen Bahnenmaterials 14/Klebers 116 durch den Spalt verwendet, ist eventuell ein komplizierteres Förder- oder Transportsystem notwendig, um zu gewährleisten, daß das dünne Bahnenmaterial 14 nicht wesentlich gedehnt wird, wenn das Material durch den Spalt 18 geführt wird und die Schallschwingungen auf seine Oberfläche treffen. Der Fachmann wird erkennen, daß es schwieriger ist, die Perforationsgröße zu steuern, wenn das dem Perforierverfahren unterzogene Material beim Perforieren gedehnt wird. Auch wenn die gewünschte Perforationsgröße erhalten wird, ist es zusätzlich schwierig, eine durchgängige Perforationsgröße zu erhalten, da die Perforationsgröße variiert, wenn das Substrat gedehnt wird.
Neben den Vorteilen einer verringerten Dehnung des dünnen Bahnenmaterials bietet die Kaschierung 30 einen weiteren Vorteil, da sie dazu beiträgt, den Verschleiß am Kopf 50 und gemusterten Amboß 32 zu senken. Da die Höhe der erhöhten Bereiche 34 oder Stifte auf dem gemusterten Amboß 32 so ist, daß die erhöhten Bereiche die Kaschierung 30 nicht perforieren, bildet die Kaschierung 30 stets ein Polster zwischen dem gemusterten Amboß 32 und Ultraschallkopf 50, was Amboß- und Kopfverschleiß begrenzt. Ferner dient die Kaschierung 30 als Wärmeisolierung und verringert die Reibung zwischen dem Kopf 50 und Verbundbahnenmaterial 36.
In noch einer weiteren Ausführungsform kann das dünne Bahnenmaterial 14 direkt auf eine Kaschierung 30 laminiert sein und in der Erfindung zum Einsatz kommen.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Verbundbahnenmaterial 36 zu einem Bereich 38 geführt (in 1 mit dem gestrichelten Kreis bezeichnet), in dem das Verbundbahnenmaterial 36 Schallschwingungen ausgesetzt wird. Das Verbundbahnenmaterial 36 wird von der Zufuhrrolle 12 direkt zu einem Spalt 18 geführt, der durch den Schallkopf 50 und gemusterten Amboß 32 gebildet ist. In einer bevorzugten Ausführungsform hat der gemusterte Amboß 32 die Form einer Walze, die durch eine nicht gezeigte herkömmliche Kraftquelle angetrieben wird. Ist der gemusterte Amboß 32 walzenförmig, hilft er beim Durchführen des Verbundbahnenmaterials 36 durch den Spalt 18. Diese Bewegung trägt dazu bei, das Dehnen des dünnen Bahnenmaterials zu reduzieren, wenn keine Kaschierung in Kombination mit dem dünnen Bahnenmaterial verwendet wird.
Die Anordnung zum Einwirkenlassen von Schallschwingungen auf das dünne Bahnenmaterial 14 ist am besten in 4 zu sehen und allgemein mit 40 bezeichnet. Die Anordnung 40 weist eine Stromversorgung 42 auf, die Strom über eine Stromsteuerung 44 zu einem piezoelektrischen Wandler 46 führt. Wie technisch bekannt ist, wandelt der piezoelektrische Wandler 46 elektrische Energie in mechanische Bewegung als Ergebnis der Wandlerschwingung als Reaktion auf elektrische Energieeingabe um. Die durch den piezoelektrischen Wandler 46 erzeugten Schwingungen werden herkömmlich zu einem mechanischen Bewegungsverstärker 48 übertragen. Wie in der Technik bekannt ist, kann der mechanische Bewegungsverstärker 48 so gestaltet sein, daß er die Amplitude der Schwingungen (mechanische Bewegung) um einen bekannten Faktor je nach Konfiguration des Verstärkers 48 erhöht. Die mechanische Bewegung (Schwingungsenergie) wird vom mechanischen Bewegungsverstärker 48 ferner herkömmlich zu einem herkömmlichen Stabkanten-Ultraschallkopf 50 übertragen. Deutlich sollte sein, daß andere Arten von Ultraschallköpfen 50 genutzt werden könnten. Beispielsweise könnte ein rotierender Ultraschallkopf verwendet werden. Der Ultraschallkopf 50 kann so gestaltet sein, daß er eine weitere Verstärkung oder Erhöhung der Amplitude der mechanischen Bewegung (Schwingungen) bewirkt, die auf das dünne Bahnenmaterial 14 ausgeübt wird.
Die Kraft, die auf das dünne Bahnenmaterial durch den Ultraschallkopf und gemusterten Amboß vor Einwirkenlassen der Ultraschallschwingungen wirkt, bezeichnet man als "ausgeübte Kraft". Die ausgeübte Kraft ist proportional zum Druck, der auf das dünne Bahnenmaterial durch die zuvor beschriebene Ultraschallvorrichtung wirkt. Im Sinne der Erfindung variiert die auf das Verbundbahnenmaterial wirkende "ausgeübte Kraft" über einen breiten Bereich. Etwa 25 psi bis etwa 60 psi (17.500 bis 42.000 kg/m²) können für einen bestimmten Luftzylinder oder Aktor 52 verwendet werden und immer noch zu akzeptablen Perforationen führen, die man im dünnen Bahnenmaterial erzeugt. Unter "akzeptablen Perforationen" versteht man, daß die Perforationen im wesentlichen gleichmäßig aussehen und die gewünschte Größe haben.
2 ist eine schematische Darstellung des Bereichs 38 von 1, in dem die Schallschwingungen auf das Verbundbahnenmaterial 36 (von 1) ausgeübt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Spitze 54 (nicht gezeigt) des Ultraschallkopfes 50 nahezu tangential zur gemusterten Amboßwalze 32 plaziert. Treffen die Ultraschallschwingungen auf das Verbundbahnenmaterial nahezu lotrecht zum Bahnenmaterial auf, ergeben sich die gleichmäßigsten Perforationen. Daneben ist diese Anordnung bevorzugt, weil sie die schnellsten Geschwindigkeiten der Fertigungslinie für das Verbundbahnenmaterial 36 ermöglicht und dabei noch akzeptable Perforationen erhalten werden.
Obwohl der Wirkungsmechanismus möglicherweise nicht völlig klar ist und die Anmeldung nicht auf eine spezielle Theorie oder einen speziellen Wirkungsmechanismus festgelegt werden sollte, geht man davon aus, daß die Erfindung nach folgendem Mechanismus arbeitet: Die Perforationen werden durch lokalisiertes Schmelzen durch den Verbundstoff aus dem dünnen Bahnenmaterial 14/Kleber 116 im Muster der erhöhten Bereiche oder Stifte 34 des gemusterten Ambosses 32 gebildet. Das dünne Bahnenmaterial wird durch das Verfahren nicht zerstört, sondern behält seine Unversehrtheit. Allgemein ist die Anzahl erzeugter Perforationen gleich der Anzahl erhöhter Bereiche 34 auf der Oberseite des gemusterten Ambosses.
Die Größe der Perforationen, die im dünnen Bahnenmaterial 14 und im Kleber 116 (bei Kleberzugabe) gebildet werden, hängt von einer Reihe variabler Parameter ab. Eine Änderung eines der folgenden Parameter wird die Perforationsgröße ändern, die im dünnen Bahnenmaterial 14 gebildet wird. Zu den Parametern gehören: (1) der Aufbau des dünnen Bahnenmaterials 14, (2) die Flächengröße des Stifts 34, (3) die Amplitude der Ultraschall- oder Schallschwingungen, (4) die Frequenz der Ultraschall- oder Schallschwingungen, (5) die Wärmeleitfähigkeit des Kopfes 50 und gemusterten Ambosses 32 sowie des dünnen Bahnenmaterials 14 und (6) die Geschwindigkeit der Fertigungslinie. Stiftgröße, Schwingungsfrequenz, Schwingungsamplitude und Wärmeleitfähigkeit des dünnen Bahnenmaterials korrelieren sämtlich direkt mit der Perforationsgröße. Das heißt, bei Erhöhung eines dieser Parameter nimmt die Perforationsgröße zu. Im Gegensatz dazu korreliert die Geschwindigkeit der Fertigungslinie umgekehrt mit der resultierenden Perforationsgröße. Das heißt, bei steigender Geschwindigkeit der Fertigungslinie nimmt die sich im dünnen Bahnenmaterial 14 ergebende Perforationsgröße ab.
Überraschend ist die Höhe der Stifte 34 auf dem gemusterten Amboß 32 gleich oder kleiner als die Dicke des zu perforierenden Materials. Das heißt, die Stifthöhe ist gleich oder kleiner als die Dicke des dünnen Bahnenmaterials 14. Ist das dünne Bahnenmaterial mit einem Kleber beschichtet, so ist die Höhe der Stifte 34 gleich oder kleiner als die Höhe des dünnen Bahnenmaterials 14 in Kombination mit dem Kleber 116. Die Höhendifferenz der erhöhten Bereiche 34 unter der Höhe des dünnen Bahnenmaterials 14 oder des Verbundstoffs aus dem dünnen Bahnenmaterial 14/Kleber 116 variiert mit der Art des zu perforierenden dünnen Bahnenmaterials 14. Eine geringere Höhe der Stifte 34 kann verwendet werden, um stärker gefügiges dünnes Bahnenmaterial 14 zu perforieren, als für weniger gefügiges dünnes Bahnenmaterial 14 verwendet werden kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die erhöhten Bereiche 34 auf dem gemusterten Amboß 32 allgemein kegelförmig, und die resultierenden Perforationen im dünnen Bahnenmaterial 14 sind daher kegelstumpfförmig. Alternativ können die erhöhten Bereiche 34 eine rechtwinklige oder Pyramidenform haben. In solchen Fällen entspricht die Form der Perforation allgemein der rechtwinkligen oder Pyramidenform des erhöhten Bereichs 34 des gemusterten Ambosses, und die Perforation ist allgemein rechtwinklig oder pyramidenstumpfförmig.
Ein weiteres Merkmale der Erfindung ist, daß die Perforationen in einem oder mehreren vorab festgelegten Bereichen des dünnen Bahnenmaterials 14 gebildet werden können. Erreichen läßt sich dies auf mehrere Weise. Beispielsweise kann das dünne Bahnenmaterial 14 Ultraschallschwingungen nur in bestimmten Bereichen des Bahnenmaterials ausgesetzt werden, wodurch nur in diesen Bereichen perforiert würde. Alternativ könnte das gesamte Bahnenmaterial Schallschwingungen ausgesetzt werden, wobei der gemusterte Amboß erhöhte Bereiche nur an bestimmten Stellen hat und ansonsten flach ist. Folglich würde das dünne Bahnenmaterial 14 nur in jenen Bereichen perforiert, die Bereichen auf dem gemusterten Amboß mit erhöhten Bereichen entsprächen.
Allgemein ausgedrückt ist die Fläche jeder der Perforationen größer als etwa 0,05 Quadratmillimeter. Das heißt, die Fläche jeder der Perforationen kann im Bereich von mindestens etwa 0,05 Quadratmillimeter bis etwa 70 Quadratmillimeter liegen. Beispielsweise kann die Fläche jeder der gebildeten Perforationen im Bereich von mindestens etwa 0,05 Quadratmillimeter bis etwa 30 Quadratmillimeter liegen. Insbesondere kann die Fläche jeder der gebildeten Perforationen im Bereich von mindestens etwa 0,05 Quadratmillimeter bis etwa 0,5 Quadratmillimeter liegen. Noch spezieller kann die Fläche jeder der gebildeten Perforationen im Bereich von mindestens etwa 0,05 Quadratmillimeter bis etwa 0,3 Quadratmillimeter liegen.
Nunmehr können einige wichtige Beobachtungen zum Verfahren angestellt werden. Zum Beispiel ist das Vorhandensein von Flüssigkeit für das erfindungsgemäße Verfahren nicht von Be deutung, um das dünne Bahnenmaterial zu perforieren. Weiterhin ist es nicht notwendig, Spannung auf das dünne Bahnenmaterial 14 auszuüben, um die Perforationen im dünnen Bahnenmaterial 14 zu bilden. Spannung, die auf das dünne Bahnenmaterial 14 im Verlauf des Verfahrens der Erfindung ausgeübt wird, ist nur zum guten Nachführen und Handhaben des dünnen Bahnenmaterials 14 notwendig. Der Druck zwischen dem Ultraschallkopf 50 und gemusterten Amboß 32 wird durch die Kombination aus der o. g. ausgeübten Kraft und den Ultraschallschwingungen zugeführt. Ein zusätzliches und überraschendes Merkmal der Erfindung ist, daß das Verfahren der Erfindung Perforationen in kleberbeschichteten dünnen Bahnenmaterialien bildet. Da man davon ausgeht, daß die Perforationen in das dünne Bahnenmaterial und in den Kleber eingeschmolzen werden, würde man erwarten, daß ein viskoses Material, z. B. ein Kleber, wieder zurück in die Perforation fließt, wodurch die Perforation verschwindet. Allerdings geschieht das nicht, und die Erfindung ist überraschend zum Perforieren kleberbeschichteter dünner Bahnenmaterialien geeignet.
Zum Gebrauch mit der Erfindung sind auch unterschiedliche Aufbauten des gemusterten Ambosses 32 erwogen. Zum Beispiel könnte der gemusterte Amboß 32 eine flache Platte mit erhöhten Abschnitten sein, die so wirken, daß sie die Perforierkraft des Schallkopfes 50 richten. Vorzugsweise ist der gemusterte Amboß 32 eine Zylinderwalze mit erhöhten Bereichen 34. Ist der gemusterte Amboß eine Zylinderwalze mit erhöhten Bereichen, so ist erwünscht, den gemusterten Amboß 32 mit einem elastischen Material 62 zu umhüllen oder zu beschichten (2). Zu Beispielen für geeignete elastische Materialien gehören Silikon-, Polyurethan-, Polyolefin- oder Schaumstoffband. Die Zugabe des elastischen Materials scheint eine größere Variabilität der Höhe der Stifte 34 zu ermöglichen, was zu akzeptabler Perforationsgröße und -tiefe führt. Wird zusätzlich eine Kaschierung 30 im Verfahren der Erfindung genutzt und ist ein elastisches Material zum gemusterten Amboß 32 zugefügt, ist ein größerer Bereich der Höhe der Stifte 34 akzeptabel, um ein perforiertes dünnes Bahnenmaterial 14 und eine nicht perforierte Kaschierung 30 zu erhalten.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von spezifischen Beispielen diskutiert, die dem Fachmann bei ihrem vollständigen und umfassenden Verständnis helfen. Die nachfolgenden Beispiele demonstrieren unterschiedliche Bearbeitungsbedingungen und Materialien, die zum Gebrauch in der Erfindung geeignet sind. Die im folgenden genannten sollen lediglich exemplarisch sein und die Erfindung nicht einschränken.
Beispiele
Ultraschallschweißgerät
Ein Branson-Ultraschallschweißgerät der Serie 400 (im Handel von Branson Ultrasonics Corp., Danbury, CT erhältlich) gemäß der schematischen Darstellung in 4 unter Verwendung eines 6,35-cm-Luftzylinders mit einem 1,27 cm × 15,24 cm großen Titankopf und einem 2:1-Verstärker kam zum Einsatz, um die Schallschwingung in jedem der nachfolgenden Beispiele zuzuführen. Der Ultraschallkopf wurde so betrieben, daß er Schwingungen mit etwa 20.000 Zyklen je Sekunde in jedem der Beispiele zuführte.
Beispiel 1
Dieses Beispiel weist nach, daß unterschiedliche Geschwindigkeiten der Fertigungslinie und ausgeübte Kräfte zum erfindungsgemäßen Perforieren einer Polyurethan-Vliesbahn geeignet sind.
Ein 2,54 cm breiter Drehamboß mit etwa 7,62 cm Durchmesser, der mit 0,508 mal 0,508 mm großen und 1,4 mm hohen quadratischen Stiften im Mittenabstand von 1,27 mm bedeckt war, kam gemäß dem o. g. Ultraschallschweißgerät zum Einsatz, um ein systematisches Perforationsmuster in einem von einer Zufuhrrolle zugeführten dünnen Bahnenmaterial zu bilden. Das Muster sieht Perforationen im dünnen Bahnenmaterial in Reihen im Abstand (Mittenabstand) von 1,27 mm in Maschinenrichtung und Reihen im Abstand von 1,27 mm quer zur Maschinenrichtung vor. Die Perforationen sind versetzt.
Das Verbundbahnenmaterial zum Perforieren bestand aus einer Kaschierung aus etwa 0,0762 mm dickem silikonbeschich tetem Kraftpapier 1-80BKG-157 und PE (Daubert Chemical Co., Dixon, IL) über einer in Korngröße 6 (25 g/m²) aufgetragenen Schicht aus Acrylatkleber (60% Isooctylacrylat:Acrylsäure mit 94:6 und 40% Klebrigmacher Foral 85 (von Hercules Corp., Wilmington, DE)) auf einer schmelzgeblasenen Vliesbahnenschicht, hergestellt aus handelsüblichem Polyurethan (Morthane PS440-200; Morton International, Inc.) mit einem Flächengewicht von 143,5 g/m².
Das Verbundbahnenmaterial wurde mit verschiedenen Geschwindigkeiten durch einen Spalt vorangetrieben, der durch das Ultraschallschweißgerät und den gemusterten Amboß erzeugt war, um die dünnen Bahnenmaterialien zu perforieren. Das Ultraschallschweißgerät hatte eine Schallamplitude von etwa 3 Milli-Inch (0,0762 mm) mit variierenden Kraftwerten, die auf das Verbundbahnenmaterial gemäß Tabelle 1 ausgeübt wurden. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 1 dargestellt.
Tabelle 1
Beispiel 2
Dieses Beispiel veranschaulicht, daß das Verfahren der Erfindung mit oder ohne ein elastisches Material auf dem gemusterten Amboß funktioniert.
Das Verbundbahnenmaterial zum Perforieren bestand aus einer Kaschierung aus etwa 0,0762 mm dickem silikonbeschichtetem Kraftpapier 1-80BKG-157 und PE (Daubert Chemical Co., Dixon, IL) über einer in Korngröße 6 (25 g/m²) aufgetragenen Schicht aus Acrylatkleber (60% Isooctylacrylat:Acrylsäure mit 94:6 und 40% Klebrigmacher Foral 85) auf einer schmelzgeblasenen Vliesbahnenschicht, hergestellt aus handelsüblichem Polyurethan (Morthane PS440-200; Morton International, Inc.) mit einem Flächengewicht von 143,5 g/m². Die Dicke der schmelzgeblasenen Bahn und des Klebers betrug zusammen 0,343 mm.
Bereitgestellt wurde ein 9,52 cm breiter Drehamboß mit etwa 7,62 cm Durchmesser, der mit einem Muster zylindrischer Stifte mit 1,016 mm Durchmesser und 0,381 mm Höhe im Mittenabstand von 4,61 mm bedeckt war. Für den ersten Durchlauf war der gemusterte Amboß mit einer 0,373 mm dicken Schicht aus der schmelzgeblasenen Polyurethanbahn mit Kleber bedeckt, wobei die Kaschierung entfernt war und der Kleber am Amboß haftete. Dies diente als elastische Beschichtung auf dem Amboß. Der gemusterte Amboß kam zum Einsatz, um ein systematisches Perforationsmuster in einem dünnen Bahnenmaterial/Kleber zu bilden, die von einer Zufuhrrolle zugeführt wurden.
Das Verbundbahnenmaterial wurde mit einer Geschwindigkeit von 30,5 m/min durch den Spalt vorangetrieben, der durch das Ultraschallschweißgerät und den gemusterten Amboß erzeugt war. Das Ultraschallschweißgerät hatte eine Schallamplitude von etwa 0,0762 mm, und variierende Kraftwerte wurden auf das Verbundbahnenmaterial gemäß Tabelle 2 ausgeübt. Die resultierenden Perforationen sind in Tabelle 2 beschrieben.
Tabelle 2
Bevorzugt ist das dünne Bahnenmaterial von Beispiel 2 unter den Bedingungen von Durchlauf 4.
Beispiel 3
Dieses Beispiel demonstriert, daß dünne Bahnenmaterialien mit unterschiedlichen Aufbauten erfindungsgemäß perforiert werden können. Zusätzlich zeigt das Beispiel, daß unterschiedliche Materialien als elastische Hülle für den gemusterten Amboß verwendet werden können.
Das Verbundbahnenmaterial der Durchläufe 1 bis 5 und 8 bestand aus einer Kaschierung aus etwa 0,0762 mm dickem sili konbeschichtetem Kraftpapier 1-80BKG-157 und PE (Daubert Chemical Co., Dixon, IL) über einer in Korngröße 6 (25 g/m²) aufgetragenen Schicht aus Acrylatkleber (60% Isooctylacrylat:Acrylsäure mit 94:6 und 40% Klebrigmacher Foral 85) auf einer schmelzgeblasenen Vliesbahnenschicht (dünnes Bahnenmaterial), hergestellt aus handelsüblichem Polyurethan (Morthane PS440-200; Morton International, Inc.) mit einem Flächengewicht von 143,5 g/m². Die Dicke des schmelzgeblasenen dünnen Bahnenmaterials und Klebers betrug zusammen 0,343 mm.
Das Verbundbahnenmaterial von Durchlauf 6 bestand aus "Microfoam^TM"-Band mit Kaschierung, zu beziehen als medizinisches Band 9997L von 3M Company, St. Paul, MN. Das Verbundbahnenmaterial von Durchlauf 7 bestand aus "Volara^TM"-Schaumband mit Kaschierung, zu beziehen von 3M Company, St. Paul, MN. Die Rückschicht des "Volara^TM"-Schaumbands war 0,89 mm dick, und die Kaschierung war 0,178 mm dick.
Ein 9,52 cm breiter Drehamboß mit etwa 7,62 cm Durchmesser, der mit Zylinderstiften mit 1,016 mm Durchmesser und 0,381 mm Höhe im Mittenabstand von 4,61 mm bedeckt war, wurde mit verschiedenen elastischen Hüllen gemäß Tabelle 3 abgedeckt. Die effektive Stifthöhe ist als Höhe des Stifts auf dem Drehamboß abzüglich der Dicke der elastischen Hülle festgelegt und in Tabelle 3 für jede elastische Hülle angegeben.
Die Verbundbahn wurde mit einer Geschwindigkeit der Fertigungslinie von 30,5 m/min durch den Spalt vorangetrieben, der durch das Ultraschallschweißgerät und den gemusterten Amboß erzeugt war. Das Ultraschallschweißgerät hatte eine Schallamplitude von etwa 0,0762 mm, und variierende Kraftwerte wurden auf das Verbundbahnenmaterial gemäß Tabelle 3 ausgeübt, um Perforationen in den dünnen Bahnenmaterialien zu erzeugen. Die ausgeübte Kraft wurde durch einen Anzeigeregler an der Vorrichtung geregelt.
Verständlich sollte sein, daß die nähere Beschreibung der derzeit bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung nur zur Veranschaulichung dient, da dem Fachmann verschiedene Änderungen und Abwandlungen innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung anhand dieser näheren Beschreibung deutlich sein werden.

Claims

Verfahren zur Bildung von Perforationen in einem Bahnenmaterial (14) mit einer ersten Oberfläche und einer zweiten Oberfläche, das die folgenden Schritte aufweist: (a) Plazieren des Bahnenmaterials (14) auf einem gemusterten Amboß (32) mit einem Muster aus flachen erhöhten Bereichen (34), wobei die Höhe der flachen erhöhten Bereiche (34) gleich oder kleiner als die Dicke des Bahnenmaterials (14) ist; und (b) Einwirkenlassen einer ausreichenden Menge von Schallschwingungen auf das Bahnenmaterial (14), um das Bahnenmaterial (14) zu perforieren; wodurch das Bahnenmaterial (14) in einem Muster perforiert wird, das allgemein das gleiche wie das Muster erhöhter Bereiche (34) auf dem gemusterten Amboß (32) ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei auf das Bahnenmaterial (14) ausgeübte Spannung die ist, die zum Nachführen und Handhaben des Bahnenmaterials (14) ausreichend ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei sich mindestens eine Oberfläche des Bahnenmaterials in ebener Aneinanderlagerung mit einer Kaschierung (30) befindet und ein Kleber (116) optional auf das Bahnenmaterial (14) aufgetragen ist, wobei das Bahnenmaterial (14), der optionale Kleber (116) und die Kaschierung (30) zusammen ein Verbundbahnenmaterial (36) bilden, das auf dem gemusterten Amboß (32) planiert wird, wobei die Höhe der flachen erhöhten Bereiche (34) gleich oder kleiner als die Dicke des Bahnenmaterials (14) und des optionalen Klebers (116) ist, und der ausreichenden Menge von Schallschwingungen ausgesetzt wird, um das Bahnenmaterial (14) und den optionalen Kleber (116) zu perforieren; wodurch das Bahnenmaterial (14) und der optionale Kleber (116) in einem Muster perforiert werden, das allgemein das gleiche wie das Muster erhöhter Bereiche auf dem gemusterten Amboß (32) ist, aber die Kaschierung (30) nicht perforiert wird.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Kaschierung (30) silikonbeschichtetes Trennpapier aufweist.
Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, wobei das Bahnenmaterial (14) eine Vliesbahn und ein Schaummaterial aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei das Bahnenmaterial (14) eine Folie aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei der Kleber (116) aus der Gruppe ausgewählt ist, die im wesentlichen aus Acrylklebern besteht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der gemusterte Amboß (32) eine zylindrische Walze mit erhöhten Bereichen ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 8, wobei das Bahnenmaterial (14) mindestens 8 Milli-Inch (0,2 mm) dick ist.
Verfahren zur Bildung von Perforationen nach einem der Ansprüche 3 bis 9, wobei der Kleber (116) auf mindestens eine Oberfläche des Bahnenmaterials (14) aufgetragen ist, das Bahnenmaterial (14) und der Kleber (116) sowie die Kaschierung (30) zusammen ein Verbund bahnenmaterial (36) bilden, und das Verbundbahnenmaterial (36) einer ausreichenden Menge von Ultraschallschwingungen in Abwesenheit einer Flüssigkeit ausgesetzt wird, um das Bahnenmaterial (14) und den Kleber (116) zu perforieren, aber die Kaschierung (30) nicht zu perforieren.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 10, wobei auf das Verbundbahnenmaterial ausgeübte Spannung nur die ist, die zum Nachführen und Handhaben des Verbundbahnenmaterials notwendig ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Fläche jeder der gebildeten Perforationen allgemein größer als etwa 0,05 mm² ist.