DE69830681T2

DE69830681T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Schmelzblasen

Info

Publication number: DE69830681T2
Application number: DE69830681T
Authority: DE
Inventors: Kui-Chiu Mundelein Illinois Kwok; Jr. Edward W. Wilson County Tennessee Bolyard; Jr. Leonard E. Davidson County Tennessee Riggan
Original assignee: Illinois Tool Works Inc
Current assignee: Illinois Tool Works Inc
Priority date: 1997-04-14
Filing date: 1998-04-07
Publication date: 2005-12-15
Anticipated expiration: 2018-04-08
Also published as: KR100277011B1; NZ330212A; MX9802724A; JP2009102794A; BR9801035B1; TW429274B; CA2234324A1; EP0872580B1; US5904298A; JP3479297B2; CA2234324C; CN1196406A; AU704281B2; AU6074898A; EP0872580A1; DE69830681D1; JPH10305242A; CN1086745C; JP2003147626A; BR9801035A

Description

Die Erfindung betrifft allgemein Verfahren und Systeme zum Schmelzblasen, und insbesondere Schmelzblas-Düsenanordnungen mit parallelen Platten und Schmelzblassystemkonfigurationen, die zum genauen Steuern der Abgabe und dem gleichmäßigen Auftragen von schmelzgeblasenen Klebstofffilamenten auf sich bewegende Substrate verwendbar sind, welche zum Beispiel aus der US-A-4 785 996 bekannt sind.
Schmelzblasen ist ein Verfahren zum Bilden von Fasern oder Filamenten durch Ziehen und Abschwächen eines ersten Fluidstromes mit Scherkräften von benachbarten zweiten Fluidströmen von relativ hoher Geschwindigkeit. Geschmolzene thermoplastische Ströme können zum Beispiel durch erhitzte Luftströme gezogen und abgeschwächt (attenuated) werden, um schmelzgeblasene thermoplastische Filamente zu bilden. Im Allgemeinen können schmelzgeblasene Filamente kontinuierlich oder diskontinuierlich sein, und in der Größe zwischen einigen Zehnteln eines Mikrometers und einigen hundert Mikrometern liegen, abhängig vom schmelzgeblasenen Material und den Anwendungserfordernissen. Frühere Anwendungen für Schmelzblasverfahren schlossen die Bildung von nicht gewebten Geweben aus schmelzgeblasenen Filamenten ein, die gezogen wurden, um chaotisch zu schwanken.
In letzter Zeit wurden Schmelzblasverfahren dazu verwendet, Schmelzblas-Klebstofffilamente zum Verbinden von Substraten bei der Produktion einer Vielzahl von Körperfluid absorbierenden Hygieneartikeln zu bilden, wie Wegwerfwindeln und Inkontinenzeinlagen, Damenbinden, Patientenunterlagen und chirurgisches Verbandsmaterial. Viele dieser Anwendung erfordern jedoch ein relativ hohes Maß an Kontrolle über die Abgabe und den Auftrag der schmelzgeblasenen Filamente, insbesondere schmelzgeblasener Klebstoffe, die auf Substrate aufgetragen wurden, welche extrem temperaturempfindlich sind. Aber schmelzgeblasene Filamente, die gezogen wurden, um chaotisch zu schwanken, sind im allgemeinen nicht für diese und andere Anwendungen, die eine erhöhte Kontrolle über die Abgabe und den Auftrag der schmelzgeblasenen Filamente erfordern, geeignet. Die US-A-5 618 566 offenbart solch eine Schmelzblasvorrichtung, die nur in der Lage ist, schmelzgeblasene Klebstofffilamente mit geringer oder keiner Kontrolle der Positionierung der Filamente auf ein Substrat abzugeben.
Die EP-A-0 835 952 mit einem zu diesem Fall früheren Prioritätsdatum stellt einen bedeutenden Fortschritt in den Schmelzblastechnologien dar, und insbesondere bei Schmelzblasanwendungen, die eine relativ genaue Kontrolle über die Abgabe der einzelnen Schmelzblasfilamente auf sich bewegende Substrate erfordern. Die bezeichnete gleichzeitig anhängige Anmeldung zielt im allgemeinen auf Düsenanordnungen mit parallelen Platten mit einer Vielzahl von Klebstoff- und Luftabgabeöffnungen, die in einer Vielfalt von räumlichen Konfigurationen zur Abgabe schmelzgeblasener Klebstoffe angeordnet sind, und insbesondere zur relativ genauen Steuerung der Frequenz- und Amplitudenparameter der einzelnen schmelzgeblasenen Filamente, um einen selektiven und gleichförmigen Auftrag der Filamente auf sich bewegende Substrate zu schaffen.
Die vorliegende Erfindung zielt auf weitere Fortschritte in der Schmelzblastechnologie und ist auf die Abgabe von schmelzgeblasenen Klebstofffilamenten auf sich bewegende Substrate anwendbar, insbesondere bei der Produktion von Körperfluid absorbierenden Hygieneartikeln.
Gemäß einem ersten Aspekt dieser Erfindung weist ein System zum Schmelzblasen auf:
ein System zum Schmelzblasen mit einer Schmelzblasvorrichtung;
ein sich bewegendes Substrat zur Schmelzblasvorrichtung benachbart; und
ein Filament zwischen der Schmelzblasvorrichtung und dem sich bewegenden Substrat;
dadurch gekennzeichnet, dass das Filament im wesentlichen in einer Richtung schwankt, die nicht zu einer Richtung des sich bewegenden Substrats parallel ist.
Gemäß einem zweiten Aspekt dieser Erfindung weist ein Verfahren zum Schmelzblasen auf:
Bilden eines Filaments zu einem sich bewegenden Substrat benachbart;
Schwanken des Filaments im wesentlichen in einer Richtung, die nicht zu einer Richtung des sich bewegenden Substrats parallel ist; und
Ablegen des Filaments auf das sich bewegende Substrat.
Besondere Ausführungsformen gemäß dieser Erfindung werden nun mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in welchen
1 ein System zum Schmelzblasen ist, welches, eine Explosionsansicht einer Schmelzblas-Düsenanordnung mit einer Vielzahl paralleler Platten aufweist, die durch einen Adapter mit einem Verteiler koppelbar ist, der eine Fluiddosiervorrichtung zur Zufuhr eines ersten Fluides zu einer Vielzahl von Schmelzblas-Düsenanordnungen aufweist, die in ähnlicher Weise mit dem Verteiler gekoppelt sind;
2a–2i eine Vielzahl von einzelnen parallelen Platten einer Düsenanordnung oder einem Körperelement gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung darstellen;
3a eine Vorderansicht einer ersten, die Düse haltenden Endplatte zum kompressiblen Festhalten einer Düsenanordnung des in 2 dargestellten Typs ist;
3b eine Schnittansicht längs den Linien I-I von 3a ist;
4 eine Vorderansicht einer zweiten, die Düse haltenden Endplatte zum kompressiblen Halten einer Düsenanordnung in Zusammenwirkung mit der ersten, die Düse haltenden Endplatte ist;
5a eine Vorderansicht eines Düsenanordnungs-Adapters ist;
5b eine Endansicht längs den Linien II-II von 5a ist;
5c eine Schnittansicht längs den Linien III-III von 5a ist;
6a eine Schnittansicht längs den Linien IV-IV von 6b eines Zwischenadapters ist, der mit dem Adapter von 5 koppelbar ist;
6b eine Vorderansicht des Zwischenadapters von 6a ist und
6c eine Draufsicht längs den Linien V-V des Zwischenadapters von 6b ist.
1 ist ein System 10 zum Schmelzblasen, das zur Abgabe von Fluiden, und insbesondere Heißschmelzklebstoffen auf ein Substrat S, das in einer ersten Richtung F relativ dazu beweglich ist, anwendbar ist. Das System 10 weist im allgemeinen eine oder mehr Schmelzblasdüsenanordnungen 100 auf, von welchen ein Exemplar dargestellt ist, welches eine Mehrzahl von mindestens zwei parallelen Platten aufweist, welches an einen Verteiler 200 koppelbar ist, welchem eine Fluiddosiervorrichtung 210 zur Zufuhr eines ersten Fluides zu der einen oder mehreren Schmelzblasdüsenanordnungen durch entsprechende erste Fluidzufuhrleitungen 230 zugeordnet ist. Das System hat auch die Kapazität, ein zweites Fluid, wie erhitzte Luft zur Düsenanordnung zuzuführen, wie vollständiger in der EP-A-0 819 477 offenbart ist.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung, welcher schematisch in 1 dargestellt ist, wird ein erstes Fluid von einer ersten Öffnung der Düsenanordnung 100 abgegeben, um einen ersten Fluidstrom F1 mit einer ersten Geschwindigkeit zu bilden, und ein zweites Fluid wird von zwei zweiten Öffnungen abgegeben, um separate zweite Fluidströme mit einer zweiten Geschwindigkeit F2 längs im wesentlichen entgegen gesetzter flankierender Seiten des ersten Fluidstromes F1 zu bilden. Der erste Fluidstrom F1, der zwischen den zweiten Fluidströmen F2 angeordnet ist, bildet so eine Anordnung (array) erster und zweiter Fluidströme. Die zweite Geschwindigkeit der zweiten Fluidströme F2 ist im allgemeinen größer als die erste Geschwindigkeit des ersten Fluidstromes F1, so dass die zweiten Fluidströme F2 den ersten Fluidstrom ziehen, wobei der erste Fluidstrom abgeschwächt (attenuated) wird, um ein erstes Fluidfilament zu bilden. Bei der beispielhaften Ausführungsform sind die zweiten Fluidströme F2 konvergierend zum ersten Fluidstrom F1 hin gerichtet, aber im allgemeinen sind die zweiten Fluidströme F2 relativ zu dem ersten Fluidstrom F1 nicht konvergierend, parallel oder divergierend, wie vollständiger in der EP-A-0 835 952 offenbart, ausgerichtet.
Das erste Fluid wird im allgemeinen von einer Vielzahl erster Düsen abgegeben, um eine Vielzahl erster Fluidströme F1 zu bilden; und das zweite Fluid wird von einer Vielzahl zweiter Öffnungen abgegeben, um eine Vielzahl zweiter Fluidströme F2 zu bilden, wobei die Vielzahl erster Fluidströme und die Vielzahl zweiter Fluidströme in einer Reihe angeordnet sind. Bei konvergierend ausgerichteten zweiten Fluidstromkonfigurationen sind die Vielzahl erster Fluidströme F1 und die Vielzahl zweiter Fluidströme F2 in einer Reihe angeordnet, so dass jeder der Vielzahl der ersten Fluidströme F1 auf im wesentlichen entgegen gesetzten Seiten durch entsprechend konvergierend ausgerichtete zweite Fluidströme F2 flankiert wird, wie in 1 dargestellt, d.h. F2 F1 F2 F2 F1 F2. Bei nicht konvergierend ausgerichteten zweiten Fluidstromkonfigurationen sind die Vielzahl erster Fluidströme F1 und die Vielzahl zweiter Fluidströme F2 in einer abwechselnden Reihe angeordnet, so dass jeder der Vielzahl erster Fluidströme F1 auf im wesentlichen entgegen gesetzten Seiten davon von einem der zweiten Fluidströme F2 flankiert wird, d.h. F2 F1 F2 F1 F2, wie vollständiger in der EP-A-0 835 952 offenbart ist. Die zweite Geschwindigkeit der Vielzahl der zweiten Fluidströme F2 ist im allgemeinen größer als die erste Geschwindigkeit der Vielzahl der ersten Fluidströme, auch so, dass die Vielzahl der zweiten Fluidströme F2 die Vielzahl der ersten Fluidströme zieht, wobei die gezogene Vielzahl der ersten Fluidströme abgeschwächt wird, um eine Vielzahl erster Fluidfilamente zu bilden. Die Vielzahl der ersten Fluidströme F1 ist im allgemeinen abwechselnd divergierend oder parallel oder konvergierend ausgerichtet.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird die Vielzahl erster Fluidströme F1 von der Vielzahl erster Öffnungen mit der gleichen ersten Fluidmassen-Strömungsrate abgegeben, und die Vielzahl der zweiten Fluidströme F2 wird von der Vielzahl zweiter Öffnungen mit der gleichen zweiten Fluidmassen-Strömungsrate abgegeben. Die Massenströmungsraten der Vielzahl erster Fluidströme sind jedoch nicht notwendigerweise die gleichen wie die Massenströmungsraten der Vielzahl zweiter Fluidströme. Die Abgabe der Vielzahl erster Fluidströmungsraten mit gleichen ersten Fluidmassen-Strömungsraten liefert eine verbesserte erste Fluidstromsteuerung und eine gleichförmige Abgabe der ersten Fluidströme aus der Düsenanordnung 100, und die Abgabe der Vielzahl zweiter Fluidströme mit gleichen zweiten Fluidmassen-Strömungsraten gewährleistet eine gleichförmigere und symmetrische Steuerung der ersten Fluidströme mit den entsprechenden zweiten Fluidströmen, wie hier weiter erörtert wird. Bei einer Ausführungsform hat die Vielzahl erster Öffnungen gleiche erste Fluidströmungswege, um die gleichen ersten Fluidmassen-Strömungsraten zu liefern, und die Vielzahl der zweiten Öffnungen hat gleiche zweite Fluidströmungswege, um die gleichen zweiten Fluidmassen-Strömungsraten zu liefern.
Bei konvergierend ausgerichteten zweiten Fluidstromkonfigurationen haben die zwei zweiten Fluidströme F2, die konvergierend auf einen gemeinsamen ersten Fluidstrom F1 ausgerichtet sind, im allgemeinen die gleichen zweiten Fluidmassen-Strömungsraten. Trotzdem sind die zwei zweiten Fluidmassen-Strömungsraten, die einem ersten Fluidstrom zugeordnet sind, nicht notwendigerweise gleich wie die zwei zweiten Fluidmassen-Strömungsraten, die einem anderen ersten Fluidstrom zugeordnet sind. Bei einigen Anwendungen können ferner die zwei zweiten Fluidströme F2, die konvergierend auf einen gemeinsamen ersten Fluidstrom F1 ausgerichtet sind, ungleiche zweite Fluidmassen-Strömungsraten aufweisen, um eine besondere Steuerung des ersten Fluidstromes zu bewirken. Bei einigen Anwendungen sind auch die Massenströmungsraten einiger der ersten Fluidströme nicht gleich wie die Massenströmungsraten anderer erster Fluidströme, zum Beispiel können die ersten Fluidströme, die längs seitlicher Kantenteile des Substrats abgegeben werden, eine andere Massenströmungsrate aufweisen wie die ersten Fluidströme, die auf Zwischenteile des Substrats abgegeben werden, um die Kantendefinition zu beeinflussen. Während es daher im allgemeinen wünschenswert ist, gleiche Massenfluid-Strömungsraten unter den ersten und zweiten Fluidströmen zu haben, gibt es Anwendungen, wo es wünschenswert ist, die Massenströmungsraten einiger der ersten Fluidströme relativ zu anderen ersten Fluidströmen zu variieren, und in ähnlicher Weise die Massenströmungsraten von einigen der zweiten Fluidströme relativ zu anderen zweiten Fluidströmen zu variieren.
1 zeigt einen ersten Fluidstrom F1, der unter der Wirkung der flankierenden zweiten Fluidströme F2 schwankt, welche aus Gründen der Klarheit nicht dargestellt sind. Die Schwankung des ersten Fluidstromes F1 ist im allgemeinen durch einen Amplitudenparameter und einen Frequenzparameter charakterisierbar, welche im wesentlichen periodisch oder chaotisch steuerbar sind, je nach den Anwendungserfordernissen. Die Schwankung ist steuerbar, zum Beispiel durch Variieren eines Abstandes zwischen dem ersten Fluidstrom F1 und einem oder mehreren der zweiten Fluidströme F2, oder durch Variieren der Menge von einem oder mehreren der zweiten Fluidströme F2, oder durch Variieren einer Geschwindigkeit von einem oder mehreren der zweiten Fluidströme F2 relativ zur Geschwindigkeit des ersten Fluidstromes F1. Die Amplituden- und Frequenzparameter des ersten Fluidstromes F1 sind daher mit irgendeiner oder mehreren der obigen Variablen steuerbar, wie vollständiger in der EP-A-0 835 952 erörtert.
Die Schwankung des ersten Fluidstromes F1 ist auch durch Variieren eines relativen Winkels zwischen einem oder mehreren der zweiten Fluidströme F2 und dem ersten Fluidstrom F1 steuerbar. Dieses Verfahren des Steuerns der Schwankung des ersten Fluidstromes F1 ist bei Anwendungen anwendbar, wo die zweiten Fluidströme relativ zum ersten Fluidstrom F1 konvergierend oder nicht konvergierend sind. Konvergierend ausgerichtete zweite Fluidstromkonfigurationen erlauben die Steuerung der Schwankung des ersten Fluidstromes F1 mit relativ verringerten zweiten Fluidmassen-Strömungsraten im Vergleich zu parallelen und divergierenden zweiten Fluidstromkonfigurationen, wodurch Heißlufterfordernisse verringert werden. Der erste Fluidstrom F1 ist im allgemeinen relativ symmetrisch, wenn die Winkel zwischen den zweiten Fluidströmen F2 auf entgegen gesetzten Seiten des ersten Fluidstromes F1 gleich sind. Die Schwankung des ersten Fluidstromes F1 kann alternativ seitlich in die eine oder andere Richtung verzerrt sein, wenn die flankierenden zweiten Fluidströme F2 ungleiche Winkel relativ zum ersten Fluidstrom F1 haben, oder durch anderweitiges Variieren anderer hier erörterter Variablen.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung, welcher in 1 dargestellt ist, wird ein erstes Fluidstromfilament FF von einer der verschiedenen Düsenanordnungen, die mit dem Hauptverteiler gekoppelt sind, aber nicht dargestellt sind, im wesentlichen nicht parallel zu einer Richtung F der Bewegung des Substrates S geschwenkt. Die entsprechende Düsenanordnung weist im allgemeinen eine Vielzahl von Fluidstromfilamenten FF auf, die in einer Reihe mit dem dargestellten Filament nicht parallel zur Richtung F der Bewegung des Substrates S angeordnet sind. Noch allgemeiner sind eine Vielzahl von ähnlichen Düsenanordnungen mit dem Hauptverteiler 200 in Reihe gekoppelt, und/oder in zwei oder mehr parallelen Reihen, die versetzt oder abgestuft und/oder nicht parallel zur Richtung F der Bewegung des Substrates S sein können. Bei der beispielhaften Anwendung werden die Vielzahl der Düsenanordnungen und die Fluidstromfilamente in den Richtungen L quer zur Richtung F der Bewegung des Substrates S geschwenkt.
Die beispielhafte Düsenanordnung 100 der 1 weist eine Vielzahl von Platten auf, die parallel angeordnet sind und viele Aspekte der Erfindung verkörpern, wie in 2a–2i dargestellt. Die Platten der 2 sind aufeinander angeordnet, beginnend mit der Platte in 2a oben und endend mit der Platte in 2i am Boden als ein Bezugspunkt. Die ersten und zweiten Fluide, die der Düsenanordnung 100 oder dem Körperelement zugeführt werden, werden an die ersten und zweiten Öffnungen verteilt, wie unten erörtert. Das erste Fluid wird von einem ersten Drossel-Aushöhlungseinlass 110 einer ersten Drossel-Aushöhlung 112 in der Platte von 2a zugeführt. Das erste Fluid wird im wesentlichen gleichförmig von der ersten Drossel-Aushöhlung 112 durch eine Vielzahl von ersten Öffnungen 118 in der Platte von 2b zu einer ersten Akkumulator-Aushöhlung 120, die mit den benachbarten Platten in 2c und 2d zusammen definiert ist, verteilt. Die Vielzahl erster Öffnungen wirkt auch als ein Fluidfilter, der jegliche größeren Teilchen im ersten Fluid auffängt. Das erste Fluid, das sich in der ersten Akkumulator-Aushöhlung 120 angesammelt hat, wird dann einer ersten Vielzahl von Schlitzen 122 in der Platte von 2e zugeführt, welche die Vielzahl der unten erörterten ersten Öffnungen bildet.
Das zweite Fluid wird von einem zweiten Fluideinlass 131 zu verzweigten zweiten Fluiddrossel-Aushöhlungseinlassarmen 132 und 134, die in den Platten von 2a und 2d durch entsprechende Durchgänge 136 und 138 durch die Platten von 2e–2h gebildet sind, und in separate zweite Fluiddrossel-Aushöhlungen 140 und 142 in der Platte von 2i zugeführt. Das zweite Fluid ist von den separaten zweiten Drosselaushöhlungen 140 und 142 durch eine Vielzahl von zweiten Öffnungen 144 in der Platte von 2h zu einer zweiten Akkumulator-Aushöhung 146, die zusammen durch die benachbarten Platten in 2f und 2g definiert wird, im wesentlichen gleichmäßig verteilt. Die Vielzahl der zweiten Öffnungen 144 wirkt auch als ein Fluidfilter, der jegliche Teilchen in dem zweiten Fluid auffängt. Das zweite Fluid, das sich in der zweiten Akkumulator-Aushöhlung 146 angesammelt hat, wird dann einer zweiten Vielzahl von Schlitzen 123 in der Platte von 2e zugeführt, welche die Vielzahl der zweiten Öffnungen bilden, wie weiter unten erörtert wird.
Die Platten von 2d und 2f bedecken entgegen gesetzte Seiten der Platte in 2e, um die ersten und zweiten Fluidabgabeöffnungen zu bilden. In der beispielhaften Ausführungsform von 2 sind die ersten Öffnungen relativ zu einander divergierend ausgerichtet, und jede erste Öffnung hat zwei zweite Öffnungen dazu zugeordnet, die konvergierend zu der entsprechenden ersten Öffnung hin ausgerichtet sind. Diese Konfiguration ist am deutlichsten in 2e dargestellt. Gemäß einem verwandten Aspekt der Erfindung haben die Vielzahl der ersten und zweiten Öffnungen von 2e auch gleiche Fluidströmungswege als ein Ergebnis dessen, dass die ersten und zweiten Schlitze 122 und 123 Fluidströmungswege mit ähnlichen Längen radial längs eines bogenförmigen Weges gebildet haben. Die Öffnungsgröße liegt im allgemeinen zwischen ungefähr 0,001 und ungefähr 0,060 Inch pro im allgemeinen rechtwinkliger Seite, wobei bei den meisten schmelzgeblasenen Klebstoffanwendungen die Öffnungsgröße zwischen ungefähr 0,005 und ungefähr 0,060 Inch pro im allgemeinen rechtwinkliger Seite liegt. Die ersten Fluidfilamente, die durch die Schmelzblasverfahren, die hier erörtert wurden, gebildet werden, haben im allgemeinen Durchmesser, die zwischen ungefähr 1 Mikrometer und ungefähr 1000 Mikrometer liegen.
Bei alternativen Ausführungsformen können die ersten und zweiten Öffnungen der Düsenanordnung 100 parallel oder divergierend ausgerichtet sein, und die Düsenanordnung kann abwechselnde Reihen erster und zweiter Öffnungen aufweisen. Zusätzlich kann die Düsenanordnung 100 mehrfache Anordnungen von ersten und zweiten Öffnungsreihen aufweisen, die parallel, nicht parallel, versetzt parallel und auf unterschiedlichen Ebenendimensionen der Düsenanordnung angeordnet sind. Diese und andere Merkmale werden vollständiger in der EP-A-0 835 952 erörtert.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung, welcher in den 1, 3 und 4 dargestellt ist, wird die Düsenanordnung 100 zusammengepresst zwischen einer ersten, die Düse haltenden Endplatte 160 und einer zweiten entgegen gesetzten, die Düse haltenden Endplatte 170 gehalten. Die Düsenanordnung 100 wird dazwischen durch eine Vielzahl von Bolzenelementen gehalten, welche aus Gründen der Klarheit nicht dargestellt sind, und durch entsprechende Löcher 162 in den Ecken der ersten Endplatte 160, durch entsprechende Löcher 102 in der Düsenanordnung und in die zweite Endplatte 170 erstreckbar sind, worin die Bolzenelemente in entsprechenden Gewindelöchern 172 in Gewindeeingriff sind. Die einzelnen Platten von 2, die die Düsenanordnung 100 darstellen, werden so nicht verbunden (bonded) oder anderweitig festgehalten. Die Platte ist vorzugsweise aus einem nicht korrosiven Material wie z.B. rostfreiem Stahl gebildet.
1 zeigt auch die einzelnen Platten der Düsenanordnung 100, die in parallelem Verhältnis durch ein einziges Nietelement 180 fest gehalten werden können, das durch ein entsprechendes Loch 104 oder Öffnung, die in jeder in 2 dargestellten Platten der Düsenanordnung 100 gebildet ist, anbringbar ist, und wobei Endteile des Nietelements 180 in entsprechende Ausnehmungen oder Löchern 164 und 174 in der ersten und zweiten Endplatte 160 und 170 erstreckbar sind, wenn die Düsenanordnung 100 kompressibel dazwischen festgehalten wird. Die einzelnen Platten der Düsenanordnung 100 sind schwenkbar angeordnet oder um das Nietelement 180 auffächerbar und sind daher weitgehend zur Inspektion und Reinigung trennbar. Gemäß einem verwandten Aspekt wird das Nietelement 180 durch Eintreiben des Nietelements 180 durch Löcher durch die Endplatten 160, 170 und durch die Düsenanordnungsplatten installiert, wenn die Düsenanordnung 100 kompressibel zwischen den Endplatten 160 und 170 festgehalten wird, was die einzelnen Platten der Düsenanordnung genau ausrichtet.
1 zeigt auch die Düsenanordnung 100, die zwischen der ersten und zweiten Endplatte 160 und 170 an einer Adapteranordnung 300 koppelbar festgehalten wird, welche einen Adapter 310 und einen Zwischenadapter 320 aufweist. Die 5a–5c zeigen verschiedene Ansichten des Adapters 310 mit einer ersten Schnittstelle 312 zur direkten Montage der Düsenanordnung 100, welche kompressibel zwischen den Endplatten 160 und 170 festgehalten wird, oder alternativ zur Montage des Zwischenadapters 320, wie in der beispielhaften Ausführungsform dargestellt. Die Montageschnittstelle 312 des Adapters 310 weist einen ersten Fluidauslass 314 auf, der an einen entsprechenden ersten Fluideinlass 315 gekoppelt ist, und einen zweiten Fluidauslass 316, der an einen entsprechenden zweiten Fluideinlass 317 gekoppelt ist. Der Zwischenadapter 320 weist eine erste Montagefläche 322 mit einem ersten und zweiten Fluideinlass 324 und 326 auf, die an einen entsprechenden ersten und zweiten Fluidauslass 325 und 327 an einer zweiten Montageschnittstelle 321 gekoppelt sind. Die erste Montagefläche 322 des Zwischenadapters 320 ist an der ersten Montageschnittstelle 312 des Adapters 310 montierbar, um den ersten und zweiten Fluideinlass 324 und 326 des Zwischenadapters 320 mit dem ersten und zweiten Fluidauslass 314 und 316 des Adapters 310 zu koppeln.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung, welcher in den 5b, 6a und 6c dargestellt ist, ist der erste Fluidauslass 314 des Adapters 310 zentral daran angeordnet zum Koppeln mit einem zentral angeordneten ersten Fluideinlass 324 des Zwischenadapters 320. Der zweite Fluidauslass 316 des Adapters 310 ist radial relativ zum ersten Fluidauslass 314 zum Koppeln mit einem ausgesparten ringförmigen zweiten Fluideinlass 328 angeordnet, welcher mit dem zweiten Fluideinlass 326 gekoppelt ist und um den ersten Fluideinlass 324 herum an der ersten Schnittstelle 322 des Zwischenadapters 320 angeordnet ist.
Gemäß diesem Aspekt der Erfindung ist der Zwischenadapter 320 drehbar relativ zum Adapter 310 einstellbar, um die Düsenanordnung 100, welche daran montiert ist, einstellbar auszurichten, um eine Ausrichtung der Düsenanordnung parallel oder nicht-parallel zur Richtung F der Substratbewegung zu ermöglichen, wie hier erörtert. Und gemäß einem verwandten Aspekt der Erfindung hat der Adapter 310 auch einen ausgesparten ringförmigen zweiten Fluideinlass, welcher um den ersten Fluideinlass 315 herum angeordnet ist und mit dem zweiten Fluidauslass 316 gekoppelt ist, wobei der Adapter 310 drehbar relativ zu einem Düsenmodul 240 oder einem anderen Adapter zum Koppeln der Düsenanordnung 100 an eine erste Fluidzufuhr einstellbar ist, wie hier weiter erörtert.
5b und 5c zeigen die erste Schnittstelle von einem des Adapters 310 oder des Zwischenadapters 320 mit ersten und zweiten Dichtungselement-Ausnehmungen 318 und 319, welche um den ersten und zweiten Fluidauslass 314 und 316 an der ersten Schnittstelle 312 des Adapters 310 angeordnet sind. Ein entsprechendes elastisches Dichtungselement, wie ein Gummi-O-Ring, welcher nicht dargestellt ist, aber im Stand der Technik bekannt ist, ist in jede Ausnehmung einsetzbar, um eine Fluiddichtung zwischen dem Adapter 310 und dem Zwischenadapter 320 zu bilden. Die beispielhaften Ausnehmungen sind relativ zu den ersten und zweiten Fluidauslässen 314 und 316 vergrößert, um einer Fehlausrichtung zwischen dem Adapter 310 und dem Zwischenadapter 320 Rechnung zu tragen und zusätzlich um Kontakt zwischen dem ersten Fluid und dem Dichtungselement zu verhindern, was zu einer vorzeitigen Dichtungszerstörung bzw. -verschleiß führen kann. Auch sind einige der Ausnehmungen oval geformt, um wirkungsvoller den begrenzten Oberflächenbereich der Montageschnittstelle 312 auszunutzen. Der zweite Fluideinlass 317 und andere Schnittstellen haben im allgemeinen eine ähnliche Dichtungselement-Ausnehmung zum Bilden einer Fluiddichtung mit entsprechenden nicht dargestellten Montageelementen.
1 zeigt auch ein Metalldichtungselement oder -dichtungsplatte 330, welche zwischen dem Adapter 310 und dem Zwischenadapter 320 zur Verwendung in Kombination mit dem elastischen, oben erörterten Dichtungselement, oder als Alternative dazu, was bei Nahrungsmittelverarbeitung und anderen Anwendungen erforderlich sein kann, anbringbar ist. Das Metalldichtungselement 330 weist im allgemeinen erste und zweite Fluidkopplungsöffnungen auf, welche vergrößert sein können, um die elastischen oben erörterten Dichtungselemente aufzunehmen, und Löcher zum Hindurchführen von Bolzenelementen während des Koppelns des Adapters 310 und des Zwischenadapters 320.
Wie hier erörtert, ist die Düsenanordnung 100, welche kompressibel zwischen der ersten und zweiten Endplatte 160 und 170 gehalten wird, entweder direkt mit dem Adapter 310 oder dem Zwischenadapter 320 koppelbar und erlaubt dadurch die Montage der Düsenanordnung 100 in einer parallelen oder vertikalen Ausrichtung, oder in um 90° gedrehten Ausrichtungen. 1 zeigt die Düsenanordnung 100 und die die Düse haltenden Endplatten 160 und 170, welche an der zweiten Montageschnittstelle 321 des Zwischenadapters 320 montiert sind, wobei aber die Montageschnittstellen des Adapters 310 und des Zwischenadapters 320 für diesen Zweck funktionsmäßig äquivalent sind. 4 zeigt die zweite, die Düse haltende Endplatte 170 mit einem ersten Fluideinlass 176 und einem zweiten Fluideinlass zum Koppeln der ersten und zweiten Fluideinlässe 112 und 132, 134 der Düsenanordnung 100 mit dem ersten und zweiten Fluidauslass 325 und 327 des Zwischenadapters 320.
1 zeigt ein Befestigungsmittel 190 zum Befestigen der Düsenanordnung 100, welche zwischen den Endplatte 160 und 170 an der Montagefläche des Adapters 320 gehalten wird. Das Befestigungsmittel 190 weist einen vergrößerten Kopfteil 192 mit einer ein Drehmoment anlegenden Eingriffsfläche, einem verengten Schaftteil 194 und einem Gewindeendteil 196 auf. 3a zeigt die erste Endplatte 160 mit einer Öffnung 166 zum freien Hindurchführen des Gewindeendteils 196 des Befestigungsmittels 190 durch sie hindurch, und einen Sitz 167 zur Aufnahme eines Dichtungselements, nicht dargestellt, welches eine Fluiddichtung mit dem vergrößerten Kopfteil 192 des Befestigungsmittels 190 bildet, welches vollständig durch die Düsenanordnung 100 bewegt wurde. Der Gewindeendteil 196 des Befestigungsmittels 190 ist auch frei durch den zweiten Fluideinlass 131 der Düsenanordnung 100 von 2 hindurchführbar, durch das Loch 178 in der zweiten Endplatte 170 und in Gewindeeingriff mit einem Teil 329 des zweiten Fluidauslasses 327 des Zwischenadapters 320. Gemäß diesem Aspekt der Erfindung wird das Befestigungsmittel 190 durch und in den zweiten Fluidauslass 327 des Adapters 320 oder des ähnlich konfigurierten Adapters 310 angeordnet, um die Düsenanordnung 100, welche kompressibel zwischen der ersten und zweiten Endplatte 160 und 170 gehalten wird, zu befestigen, wobei der reduzierte Schaftteil 194 des Befestigungsmittels 190 ermöglicht, dass der zweite Fluidstrom ohne Behinderung hindurch strömt.
Gemäß einem verwandten Aspekt der Erfindung ist das Loch 178 in der zweiten Endplatte 170 mit einem Gewinde versehen, um mit dem Gewindeendteil 196 des Befestigungsmittels in Eingriff zu gelangen und dadurch eine Trennung davon während der Montage der Düsenanordnung 100 und der Endplatte 160 und 170 zu verhindern. Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung erstreckt sich das Befestigungsmittel 190 durch einen oberen Teil der Düsenanordnung 100 und die die Düse haltenden Endplatten 160 und 170, um deren Montage an der Montageschnittstelle des Adapters 310 oder 320 zu erleichtern. Diese Aufwärtsanordnung des Befestigungsmittels 190 ermöglicht eine Gravitationsausrichtung der Düsenanordnung relativ zum Adapter, wenn sie an im wesentlichen vertikal ausgerichteten Montageschnittstellen montiert wird. Die Adapter-Montageschnittstelle und die zweite Endplatte 170 können auch komplementäre Elemente zur positiven Anordnung der zweiten Endplatte 170 an der Montageschnittstelle aufweisen. 4 und 6b zum Beispiel zeigen zu diesem Zweck ein herausragendes Element 179 an der zweiten Endplatte 170 und eine komplementäre Ausnehmung 323 an der zweiten Montageschnittstelle 321 des Zwischenadapters 320.
Gemäß einem noch anderen Aspekt der Erfindung, welcher in 1 dargestellt ist, ist die Düsenanordnung 100 an eine Fluiddosiervorrichtung 210 zur Zufuhr des ersten Fluides zur Düsenanordnung gekoppelt. Die Düsenanordnung ist an den Hauptverteiler 200 gekoppelt, welcher eine erste Fluidzufuhrleitung 230 aufweist, welche zwischen der Fluiddosiervorrichtung 210 und die Düsenanordnung 100 koppelbar ist, um ihr erstes Fluid zuzuführen. Die beispielhafte Ausführungsform zeigt allgemeiner Aufnahmen zur Montage einer Vielzahl von Düsenanordnungen 100, die mit dem Hauptverteiler 200 gekoppelt sind, wobei der Hauptverteiler eine Vielzahl erster Fluidzufuhrleitungen 230 aufweist, die zwischen der Fluiddosiervorrichtung 210 und einer entsprechenden der Vielzahl der Düsenanordnungen 100 koppelbar sind, um ihnen erstes Fluid zuzuführen. Die ersten Fluidzufuhrleitungen 230 sind an eine Vielzahl von entsprechenden Fluidauslassöffnungen 232 gekoppelt, die an einem ersten Endteil 202 des Hauptverteilers 200 angeordnet sind, wobei die Vielzahl der Düsenanordnungen 100 an den ersten Endteil 202 des Hauptverteilers 200 gekoppelt sind.
Bei einer Anwendung ist jede Düsenanordnung 100 und ein entsprechender Adapter 310 und/oder 320 an den Hauptverteiler 200 durch ein entsprechendes Düsenmodul 240 gekoppelt, welches ein betätigbares Ventil zum Steuern der Zufuhr erster und zweiter Fluide zu der Düsenanordnung aufweist, zum Beispiel ein MR-1300TM Düsenmodul, erhältlich von ITW Dynatec, Hendersonville, Tennessee. Bei einer alternativen Anwendung wird jede Düsenanordnung 100 und ein entsprechender Adapter 310 und/oder 320 an den Hauptverteiler 200 durch eine gemeinsame Düsenadapterplatte gekoppelt, welche das erste und zweite Fluid der Vielzahl von Düsenanordnungen zuführt. Gemäß dieser Konfiguration bilden die Module 240 in 1 die gemeinsame Adapterplatte. Diese und andere Merkmale und Aspekte de Erfindung sind vollständiger in der EP-A-0 819 477 offenbart.
Bei noch einer anderen alternativen Anwendung ist jede Düsenanordnung 100 und ein entsprechender Adapter 310 und/oder 320 mit dem Hauptverteiler 200 durch eine entsprechende einer Vielzahl von einzelnen ersten Fluidstrom-Steuerplatten 240 gekoppelt, welche erste und zweite Fluide entsprechenden Düsenanordnungen zuführt. Und bei noch einer alternativen Ausführungsform ist jede der Vielzahl von einzelnen ersten Fluidstrom-Steuerplatten 240 auch mit dem Hauptverteiler 200 durch den gemeinsamen Fluidrückführverteiler zum Zurückführen des ersten Fluides zum Hauptverteiler gekoppelt.

Claims

System (10) zum Schmelzblasen mit einer Schmelzblasvorrichtung (100); einem sich bewegenden Substrat (S) zur Schmelzblasvorrichtung (100) benachbart; und einem Filament (FF) zwischen der Schmelzblasvorrichtung (100) und dem sich bewegenden Substrat (S); dadurch gekennzeichnet, dass das Filament (FF) im wesentlichen in einer Richtung schwankt, welche zu einer Richtung des sich bewegenden Substrats (S) nicht parallel ist.
System zum Schmelzblasen nach Anspruch 1, wobei die Schmelzblasvorrichtung (100) ein Körperelement aufweist, welches eine erste Fluidöffnung (122) und zwei separate zweite Fluidöffnungen (123) aufweist, die an im wesentlichen entgegen gesetzten Seiten der ersten Fluidöffnung (122) angeordnet sind; wobei die erste (122) und die zweiten (123) Fluidöffnungen entsprechende Fluidleitungen (230) aufweisen, die im Körperelement angeordnet sind, und die erste (122) und zweiten (123) Fluidöffnungen nicht parallel zu der Richtung des sich bewegenden Substrats (S) ausgerichtet sind.
System zum Schmelzblasen nach Anspruch 2, wobei das Filament (FF) aus der ersten Fluidöffnung (122) ausströmt und die Schwankungsrichtung des Filaments (FF) zwischen den zweiten Fluidöffnungen (123) auf entgegen gesetzten Seiten der ersten Fluidöffnung (122) ist.
System zum Schmelzblasen nach Anspruch 1, wobei eine Vielzahl von Filamenten (FF) zwischen der Schmelzblasvorrichtung (100) und dem sich bewegenden Substrat (S) erzeugt wird, wobei die Vielzahl der Filamente (FF) im wesentlichen in einer Richtung schwankt, die zur Richtung des sich bewegenden Substrats (S) nicht parallel ist.
System zum Schmelzblasen nach Anspruch 4, wobei die Schmelzblasvorrichtung (100) ein Körperelement aufweist, welches eine Vielzahl erster Fluidöffnungen (122) und eine Vielzahl zweiter Fluidöffnungen (123) hat, wobei die Vielzahl erster Fluidöffnungen (122) je auf im wesentlichen entgegen gesetzten Seiten von zwei separaten zweiten Fluidöffnungen (123) flankiert ist, die Vielzahl erster Fluidöffnungen (122) und die Vielzahl zweiter Fluidöffnungen (123) entsprechende Fluidleitungen (230) aufweisen, die im Körperelement angeordnet sind, und die Vielzahl erster (122) und zweiter (123) Fluidöffnungen nicht parallel zur Richtung des sich bewegenden Substrats (S) ausgerichtet ist.
System zum Schmelzblasen nach Anspruch 5, wobei die Vielzahl von Filamenten (FF) je aus einer entsprechenden der Vielzahl der ersten Fluidöffnungen (122) ausströmt, wobei die Schwankungsrichtung jedes Filaments (FF) zwischen den zwei zweiten Fluidöffnungen (123) ist, die auf im wesentlichen entgegen gesetzten Seiten der entsprechenden ersten Fluidöffnung (122) angeordnet sind.
System zum Schmelzblasen nach Anspruch 2 oder Anspruch 5, wobei das Körperelement eine Mehrzahl von mindestens zwei Platten aufweist.
System zum Schmelzblasen nach Anspruch 7, wobei die Mehrzahl der Platten parallele Platten sind.
System zum Schmelzblasen nach einem der Ansprüche 1, 3, 4 oder 6, wobei jedes Filament (FF) im wesentlichen quer zur Richtung des sich bewegenden Substrats (S) schwankt.
System zum Schmelzblasen nach einem der Ansprüche 1, 3, 4 oder 6, wobei jedes Filament (FF) im wesentlichen eine periodische Schwankung aufweist.
System zum Schmelzblasen nach einem der Ansprüche 1, 3, 4, 6, 9 oder 10, wobei die Schwankungsamplitude jedes Filaments (FF) zu dem sich bewegenden Substrat (S) hin größer ist.
System zum Schmelzblasen nach Anspruch 2 oder Anspruch 5, wobei die ersten (122) und zweiten (123) Fluidöffnungen nicht parallel zur Richtung des sich bewegenden Substrats (S) ausgerichtet sind.
System zum Schmelzblasen nach Anspruch 2, 3, 5 oder 6, wobei jede erste Fluidöffnung (122) relativ zu den zwei zweiten Fluidöffnungen (123) an im wesentlichen entgegen gesetzten Seiten davon vorragt.
System zum Schmelzblasen nach Anspruch 2 oder Anspruch 5, wobei jede der ersten Fluidöffnungsleitungen (230) und die zweiten Fluidöffnungsleitungen auf den im wesentlichen entgegen gesetzten Seiten davon konvergierend im Körperelement angeordnet sind.
System zum Schmelzblasen nach Anspruch 2 oder Anspruch 5, wobei jede der ersten Fluidöffnungsleitungen (230) und die zweiten Fluidöffnungsleitungen auf den im wesentlichen entgegen gesetzten Seiten davon nicht konvergierend im Körperelement angeordnet sind.
System zum Schmelzblasen nach Anspruch 2 oder Anspruch 5, wobei eine Mehrzahl von mindestens zwei Schmelzblasvorrichtungen (100) benachbart angeordnet sind, wobei die ersten (122) und zweiten (123) Fluidöffnungen jeder Schmelzblasvorrichtung (100) mit den ersten (122) und den zweiten (123) Fluidöffnungen einer benachbarten Schmelzblasvorrichtung (100) ausgerichtet sind.
System zum Schmelzblasen nach Anspruch 4 oder Anspruch 5, wobei die Vielzahl von Filamenten (FF) Seite an Seite ausgerichtet sind.
Verfahren zum Schmelzblasen, aufweisend: Bilden eines Filaments (FF) benachbart zu einem sich bewegenden Substrat (S); Schwanken des Filaments (FF) im wesentlichen in einer Richtung, die zu einer Richtung des sich bewegenden Substrats (S) nicht parallel ist; und Ablegen des Filaments (FF) auf dem sich bewegenden Substrat (S).
Verfahren zum Schmelzblasen nach Anspruch 18, ferner aufweisend das Bilden einer Vielzahl von Filamenten (FF) zum sich bewegenden Substrat (S) benachbart, Schwanken der Vielzahl von Filamenten (FF) im wesentlichen in einer Richtung, die zur Richtung des sich bewegenden Substrats (S) nicht parallel ist, und Ablegen der Vielzahl der Filamente (FF) auf dem sich bewegenden Substrat (S).
Verfahren zum Schmelzblasen nach Anspruch 19, ferner aufweisend das Schwanken der Vielzahl von Filamenten (FF) Seite an Seite und im wesentlichen in einer Richtung, die zur Richtung des sich bewegenden Substrats (S) nicht parallel ist.
Verfahren zum Schmelzblasen nach Anspruch 18 oder Anspruch 19, ferner aufweisend das Bilden jedes Filaments (FF) durch Ziehen eines ersten Fluidstromes (F1) mit zwei separaten zweiten Fluidströmen (F2), die längs im wesentlichen entgegen gesetzten Seiten des ersten Fluidstromes (F1) ausgerichtet sind, und Schwanken jedes Filaments (FF) im wesentlichen in einer Richtung zwischen den zwei zweiten Fluidströmen (F2) längs im wesentlichen entgegen gesetzten Seiten davon.
Verfahren zum Schmelzblasen nach Anspruch 21, ferner aufweisend das Bilden jedes ersten Fluidstromes (F1) mit einem ersten Fluid, das aus einer ersten Öffnung (122) in einem Körperelement abgegeben wird, Bilden der zweiten Fluidströme (F2) mit einem zweiten Fluid, das von entsprechenden zweiten Öffnungen (123) im Körperelement abgegeben wird, wobei jede erste Öffnung (122) zwei zweite Öffnungen (123) hat, die auf im wesentlichen entgegen gesetzten Seiten davon angeordnet sind, und wobei die erste Öffnung (122) relativ zu den zweiten Öffnungen (123) vorragt, wobei die erste (122) und die zweiten (123) Öffnungen nicht parallel zu der Richtung des sich bewegenden Substrats (S) ausgerichtet sind.
Verfahren zum Schmelzblasen nach Anspruch 18, 19 oder 20, ferner aufweisend ein Schwanken jedes Filaments (FF) im wesentlichen quer zur Richtung des sich bewegenden Substrats (S).
Verfahren zum Schmelzblasen nach einem der Ansprüche 18, 19 oder 20, ferner aufweisend ein im wesentlichen periodisches Schwanken jedes Filaments (FF).
Verfahren zum Schmelzblasen nach einem der Ansprüche 18, 19 oder 20, ferner aufweisend das Erhöhen der Schwankungsamplitude jedes Filaments (FF), wenn sich das Filament (FF) dem sich bewegenden Substrat (S) nähert.
Verfahren zum Schmelzblasen nach Anspruch 21, ferner aufweisend das Schwanken jedes Filaments (FF) zwischen den zwei separaten zweiten Fluidströmen (F2), die längs im wesentlichen entgegen gesetzter Seiten davon konvergierend ausgerichtet sind.
Verfahren zum Schmelzblasen nach Anspruch 21, ferner aufweisend das Schwanken jedes Filaments (FF) im wesentlichen in einer Richtung zwischen den zwei separaten zweiten Fluidströmen (F2), die nicht konvergierend längs im wesentlichen entgegen gesetzter Seiten davon ausgerichtet sind.