NO177292B - Fremgangsmåte og anordning ved fremstilling av et absorberende legeme - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte og en anordning for fremstilling av et absorberende legeme, hvor en form med en luftgjennomtrengelig bunn suksessivt fylles med luftførte cellulosefibre eller fibre av et annet absorberende materiale ved hjelp av undertrykk og hvor det absorbsjons-legemet som fremstilles i formen, deretter presses ut av formen ved hjelp av overtrykk.

Det er normal praksis innen det tekniske området som oppfinnelsen vedrører, å bruke et undertrykk for å fylle formene med absorberende materiale ved innføring av en blanding av luft og løse cellulosefibre eller lignende i formen og medføre at luft passerer gjennom formens bunn mens fibrene deponeres i formen. Fordi de avsatte fibersjiktene er luftgjennomtrengelige i seg selv, er det mulig å avsette etterfølgende fibersjikt på denne måten inntil formen er full.

SE-B-455 467 beskriver et apparat av denne typen, hvor en vakuumboks for dannelse av undertrykk under en form er oppdelt i flere separate rom. Hvert rom har midler for å kontrollere undertrykket og det er kjent fra denne publi-kasjonen å ha undertrykk i rommene som er økende fra rom til rom, ettersom formen passerer forbi vakuumboksen. Fyllingen av formen gjøres under bevegelse av formen forbi det første rommet og undertrykkene i de etterfølgende rom er valgt for å danne en passende tykkelse og tetthet av fiberlegemet i formen.

Apparater og fremgangsmåter av ovennevnte type er også kjent fra blandt anndet US-A 4 666 647, US-A 4 592 708,

US-A 4 627 953 og EP-A 222.

Ved den nåværende fremstillingen av absorberende produkter som for eksempel engangsbleier, inkontinensmidler etc., er det et fortløpende mål å bruke tynnere og tynnere absorpsjonslegemer uten å tape absorpsjonsevnen eller absorpsjonskapasiteten som tykkere absorpsjonslegemer innehar som de tynnere absorpsjonslegemene er ment å erstatte. Dette målet kan for eksempel oppnås ved å bruke forskjellige tettheter på forskjellige deler av absorpsjonslegemene, noe som blandt andre ting resulterer i en forbedret væskedispersjon og dermed muliggjør at en større del av den tilgjengelige absorpsjonskapasiteten til legemet kan brukes mer effektivt. I dette tilfellet kan absorpsjonslegemet være fremstilt av to diskrete underlegemer med forskjellige tettheter eller kan bestå av en enkel enhet med forskjellige tettheter i forskjellige deler derav.

For å sikre at den stadig mer sofistikerte utformingen av slike absorpsjonslegemer i realiteten vil ha den påtenkte virkning, er konsekvensen av dette at det stadig blir stilt høyere krav til cellulose-fluff legemets honogenitet, og dette legemet utgjør utgangsproduktet på hvilket den videre fremstillingsprosessen er basert.

Hensikten med foreliggende oppfinnelse er å frembringe en fremgangsmåte og en anordning for fremstilling av et absorberende legeme, hvor massen av cellulose-fluff eller korresponderende materiale i hovedsak er homogen.

I henhold til dette, er fremgangsmåten ved fremstilling av et absorberende legeme, hvor en form med en luftgjennomtrengelig bunn suksessivt fylles med luftførte cellulosefibre eller fibre av et annet absorberende materiale ved hjelp av undertrykk og hvor absorpsjonslegemet som fremstilles i formen deretter presses ut av formen ved hjelp av overtrykk, kjennetegnet ved at undertrykket under formbunnen økes kontinuerlig for å kompensere for den økning av luftmotstanden som skyldes det på formbunnen voksende fibersjiktet. Dette økende undertrykket oppnås med et avtagende trykkfall over en forbindelse mellom en undertrykkskilde og et trykkammer som kommuniserer med en omgivende blanding av luft og fibre via den luftgjennomtrengelige formbunnen og det derpå voksende fibersjiktet. Undertrykket under formbunnen varierer fortrinnsvis slik at det oppnås en konstant strøm gjennom formbunnen og det derpå voksende fibersjiktet.

Oppfinnelsen vedrører også en anordning for fremstilling av et absorberende legeme bestående av en form med en luftgjennomtrengelig bunn, midler for tilførsel av en blanding av luft og løse fibre til omgivelsene utenfor formen, en undertrykkilde for frembringelse av et undertrykk under formen og midler for å variere undertrykket under formen, hvilken anordning omfatter et trykkammer plassert under bunnen av formen, kjennetegnet ved at midlene for å variere undertrykket under formen omfatter en variabel åpning som forbinder trykkammeret til trykkilden. Anordningen består av et roterbart hjul som har et mangfold former med luftgjennomtrengelige bunner fordelt jevnt rundt omkretsen, et innløpskammer som omgir deler av hjulets omkrets og i hvilket en homogen blanding av luft og cellulosefibre eller tilsvarende materialer innføres i respektive former, en undertrykkskilde forbundet med formbunnen, i det minste under den delen av rotasjonen av hjulet hvor det absorberende legemet fremstilles i formen og ved en overtrykkskilde forbundet til formbunnen under den annen del av hjulets rotasjon, hvilket overtrykk virker til å presse det fremstilte adsorpsjonslegemet fra formen og er videre kjennetegnet ved at et trykkammer er plassert i hjulet, radielt innenfor hver formbunn ved at hvert trykkammer omfatter en utløpsåpning som er forbundet til et stasjonært oppsamlingskammer som igjen er forbundet til trykkilden via en åpning i oppsamlingskammerets sidevegg som omgir hjulet, hvilken åpning strekker seg langs omkretsen over minst den delen av omdreiningen av hjulet under hvilken adsorpsjonslegemet frembringes og de radielle dimensjonene til hvilken åpningen øker under den delen av omdreiningen av hjulet, under hvilken formen blir fyllt med fibre. Oppsam-1ingskammerets sidevegg som inneholder åpningen omfatter fortrinnsvis en lett fjernbar plate.

Det vil nå bli beskrevet en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen med henvisning til de medfølgende tegninger. Figur 1 viser anordningen i henhold til oppfinnelsen, delvis gjennomskåret, sett fra siden.

Figur 2 er et tverrsnitt langs linjen II-II i figur 1.

Figur 3 er et snitt langs linjen III-III i figur 2.

Figurene 1 og 2 viser en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen, hvor et mangfold av former 1, ment til å motta cellulose-fluff, er plassert jevnt rundt omkretsen av et formhjul 2, som holdes roterbart i en ramme 20, som vist skjematisk i figur 2. Den viste utførelsesformen omfatter tolv slike former 1. Hver form 1 har en siktiignende bunn 3, som kan beveges radielt, slik at formens dybde kan justeres. På det indre av formhjulet radielt innover for hver form, er et sirkelsegment trykkammer 4 som i tillegg til navet og sideveggene til hjulet, også er definert av to radielt utstrekkende vegger 5. Hjulets sidevegg som står rett mot seeren, har motsatt av hvert trykkammer 4 en åpning 6.

Som vist i figur 1, er formhjulet drevet av et drivhjul eller pinjong 7, og det kan sees av den skjematiske illustrasjonen i figur 2 at hjulnavet 9 er montert for rotasjon på en fast aksel 8. Selvfølgelig kan hjulet drives på en annen måte, for eksempel ved å gjøre akselen roterbar og ved tilkobling av navet 9 til akselen 8 for sammenrotasjon med denne. Rotasjonsretningen til hjulet er indikert ved pilen A i figurene 1 og 3.

Ved hjulets sidevegg som inneholder åpningene 6, er det plassert et oppsamlingskammer 10, som er koblet til en kilde av undertrykk ved hjelp av et rør 11. Denne undertrykkskilden kan omfatte sugesiden av en vifte eller en tilsvarende anordning. Sideveggen i oppsamlingskammeret som avgrenses av hjulet, har en radiell forlengelse, slik at åpningene 6 dekkes. Sett fra omkretsen, vil den tidligere sideveggen til kammeret 10 dekke fem-sjettedeler av åpningene 6, plassert i åpningssideveggen til hjulet. Den gjenværende sjettedelen av åpningene er dekket av sideveggen til et ytterligere oppsamlingskammer 12, som er koblet til en overtrykkskilde (ikke vist) ved hjelp av et rør 13. Overtrykkskilden kan utgjøres av utblåsningssiden av viften hvis sugeside er tilkoblet røret 11 når det brukes en vifte til dette. I tilfelle med den viste utførelsesformen, er sideveggene til respektive oppsamlingskammere 10 og 12 formet integrert med hverandre og kammerne er separert av skillevegger 21.

Sideveggene til kamrene 10 og 12, som avgrenses av hjulet 2, er hver forsynt med en respektiv åpning 14 og 15, gjennom hvilke hvert trykkammer 4 i hjulet kommuniserer med opp-saml ingskamrene når hjulet roterer. Som vist i hjulets rotasjonsretning, er overtrykksåpningen 15 plassert umiddelbart bak den midtre symmetri linjen til åpningen 6 i et overtrykkskammer hvis perifere del som er forbundet med formen som avsetter et fremstilt absorpsjonslegeme på en transportør W, som beskrevet mer detaljert under. Når den sees radielt, har åpningen 15 en forlengelse, slik at ved en utmatingsposisjon for absorpsjonslegemet, vil åpningen dekke hoveddelen av den tilsvarende åpningen 6 i det angjeldende trykkammeret, mens omkretsbredden til åpningen omtrent tilsvarer bredden av åpningen 6. Åpningen 14 strekker seg derimot langs omkretsen over hoveddelen av den angjeldende sideveggen til oppsamlingskammeret 10 og har en størrelse som varierer radielt, noe som vil bli beskrevet mer detaljert senere.

I tilfellet med den viste utførelsesformen, har sideveggen til respektive oppsamlingskammere 10 og 12 form av en plate. Denne utformingen letter byttingen av plater som inneholder åpningene 14 og 15, noe som gjør det mulig å erstatte disse sideveggene med hverandre.

Den viste anordningen omfatter også et innløpskammer 16 som strekker seg rundt en del av hjulets omkrets og gjennom hvilket en homogen blanding av luft og cellulosefibre eller et tilsvarende materiale, føres inn i formene. Dette innløpskammeret er forbundet med en anordning 22, hvor det sikres at de lufttransporterte fibrene er i en homogen blanding ved utløpet av anordningen.

Enkelte av komponentene i anordningen beskrevet over, vil nå bli beskrevet mer detaljert i forbindelse med den etter-følgende beskrivelse av drift av apparatet. Ved spesiell henvisning til figur 3, som viser den foretruken utformingen av åpningene 14 og 15.

I figur 3 angir referansebokstavene a-m de forskjellige posisjoner som opptas av åpningen 6 til det respektive trykkammeret 4, når en av formene er plassert umiddelbart overfor en kontinuerlig bevegende transportør W. For å beskrive de forskjellige trinnene ved fremstilling av et absorberende legeme, er den viste formen plassert i ut-matingsposisj on og som dermed deponerer det absorberende legemet på transportøren W (se figurene 1 og 2), som vil bli fulgt under bevegelse av formen ved en omdreining av hjulet 2.

Når den angjeldende formen roterer mellom posisjon a og b, avbrytes forbindelsen mellom oppsamlingskammeret 12 og trykkammeret 4 (skilleveggen 5 som definerer trykkamrene er ikke vist i figur 3) når overtrykksåpningen 15 ikke lenger overlapper den angjeldende åpningen 6 i hjulets sidevegg. Under denne delen av omdreiningen vil trykkammeret 4, plassert under den angjeldende formen, kommunisere med den omgivende atmosfæren gjennom formbunnen, og dermed vil trykket i trykkammeret være lik atmosfærisk trykk så snart åpningen 6 fullstendig har passert overtrykksåpningen 15.

Under sin bevegelse mellom posisjonene b og c, forlater formen området til oppsamlingskammeret 12 og kommer til området til oppsamlingskammeret 10. Ved slutten av denne bevegelsen vil den ledende delen av åpningen 14 såvidt overlappe trykkammeråpning 6 og det vil dannes et lite undertrykk i trykkammeret, på grunn av at som et resultat av den lille overlappingen i denne posisjonen, vil gjennom-strømningsåpningen fra oppsamlingskammeret 10 til trykkammeret, være meget liten og trykkfallet over gjennom-strømningsåpningen i posisjon c, vil være meget stor. Gjennomstrømningsområdet som oppsamlingskammeret 10 kommuniserer gjennom med forskjellige trykkammere i posisjonene a-m, er vist stiplet i figur 3.

Rotasjon av formen mellom posisjonene c og d vil medføre at undertrykksåpning 14 overlapper trykkammeråpning 6 i omkretsretningen i en stadig økende grad. Et økende større undertrykk, det vil si et progressivt mindre trykk, vil dannes i samme takt somm reduksjonen av trykkfallet over forbindelsen mellom oppsamlingskammeret 10 og trykkammeret 14, hvor denne forbindelsen utgjøres av overlappende deler av åpningene 14 og 16. I posisjon d, vil trykkammeret 4 ha passert posisjonen hvor åpningen 6 fullstendig overlapper åpningen 14 i omkretsretningen. Under sin bevegelse mellom posisjonene c og d er formen 1 samtidig plassert inne i området til innløpskammeret 16 og som et resultat av undertrykket som er tilstede i trykkammeret 4, vil en blanding av luft og cellulosefibre bli trukket inn i formen, hvorved luften passerer gjennom den gjennomtrengelige formbunnen og inn i trykkammeret og strømmer ut gjennom røret 11 via oppsamlingskammeret, samtidig som fibrene deponeres på formbunnen.

Som vist i figur 3, vil den radielle bredden av åpningen 14 øke suksessivt mellom posisjonene d og g, og ved posisjon g har den nådd en størrelse slik at i denne posisjonen blir åpningen 6 overlappet nesten fullstendig av åpningen 14 i den radiell retning. Den kan derfor sees at trykkfallet over forbindelsen mellom oppsamlingskammeret og trykkammeret vil reduseres suksessivt under bevegelse av trykkammeret mellom posisjonene d og g.

Dette kompenserer økningen i trykkfall som skjer fordi luften i luftfiberblandingen som trekkes inn i formen 1 under denne delen av hjulets rotasjon, passerer gjennom et voksende sjikt av deponerte fibre, i tillegg til å passere gjennom formbunnen. Ved passende utforming av åpningen 14, kan undertrykket i trykkammeret utvikle seg i en slik grad at luftstrømmen gjennom formbunnen vil være hovedsaklig konstant. Forutsatt at fiberinnholdet i luftfiberblandingen strømmer inn i formen er homogen, det vil si jevn i kvantitet og fordeling, vil formen dermed fylles jevnt med en konstant mengde av fibere pr. tidsenhet.

I tilfelle med det kjente apparatet av den typen som er beskrevet i innledningen, tømmes alle formbunnene i et trykkammer som er felles for alle formene og som er forbundet til en undertrykkskilde. Konsekvensen av dette, er at luftstrømmen gjennom en tom form vil være meget høy og en stor mengde fibere vil avsettes i det begynnende trinnet i fylleprosessen. Fluff-massen nærmest formbunnen, vil derfor være relativt kompakt og luftmotstanden gjennom formen vil dermed øke markert ved begynnelsen av formfylleprosessen, hvoretter økningen i motstand blir gradvis mindre, ettersom luftstrømmen gjennom formen gradvis avtar på grunn av økende trykkfall over formen. Et absorpsjonslegeme som er fremstilt på denne måten, vil ha en økende tetthet i retning fra den øvre kanten av formen til formens bunn.

Arrangementet med et separat trykkammer under hver formbunn og dannelsen av et varierende trykkfall over forbindelsen mellom hvert trykkammer og undertrykkskilden, som oppnås i henhold til foreliggende oppfinnelse, vil resultere i et relativt lite undertrykk i respektive trykkammere ved begynnelsen av formfylleprosessen. Dersom dette undertrykket økes i samme takt som formen fylles, kan trykkfallsøkningen over formen kompenseres for ved å øke trykkfallet over forbindelsen mellom trykkammeret og oppsamlingskammeret. Ved en passende utforming av åpningen 14, kan disse gradvise endringene i trykkfall utviske hverandre, slik at luft-strømmen gjennom formen og dermed gjennom kammeret, kan holdes konstant. Resultatet er at fluff-massen som deponeres i formen, vil komprimeres til en jevn grad av kompaktering, noe som til slutt vil resultere i et homogent absorpsjonslegeme som har en jevn tetthet tvers igjennom.

Når luftstrømmen gjennom formen er konstant, vil luftmotstanden over formen øke proporsjonalt med formens fyllingsgrad, siden tettheten til fluff-massen under slike betingelser er konstant. I dette tilfellet vil trykkfallet utvikle seg lineært over formen og blir kompensert ved et lineært avtagende trykkfall over forbindelsen mellom oppsamlingskammeret 10 og hvert trykkammer 4 under dets rotasjonsbevegelse mellom posisjonene c og g. Den radielle bredden av åpningen 14 under denne delen av forlengelsen kan derfor bestemmes relativt lett eksperimentelt.

Når formen når posisjon g hvor undertrykket har et maksimum, er fyllingen av formen i prinsippet fullstendig. Mellom posisjonene g og m behøver undertrykket kun være tilstrek-kelig stort til å sikre at fluff-massen holdes sikkert i formen og den radielle bredden av åpningen 14 kan i stor grad reduseres. Den radielle bredden av åpningen 14 blir fortrinnsvis ikke brått redusert, siden brå endringer kan resultere i forstyrrelser i luftstrømmen, med resulterende forstyrrelser i form av hvirvelstrømmer, turbulens etc. Referansenummer 17 1 figur 1 gjelder en roterende børste som fjerner overskudds fluff-masse fra det fremstilte absorpsjonslegemet og i en tilsvarende posisjon k i figur 3 har den radielle bredden av åpningen 14 blitt økt nesten til maksimum, for å sikre at absorpsjonslegemet i formen ikke vil forstyrres av børsten 17.

Som vist skjematisk i figur 1, omfatter apparatet et ruilearrangement 18 som glatter den øvre overflaten av absorpsjonslegemet i formen før løs fluff børstes bort. Dette arrangementet kan utelates når det er sikkert at luftfiberblandingen i innløpskammeret 16 vil være 100$ homogen.

I posisjon m er trykkfallet over åpningene 14 og 6 meget stort og dermed vil trykket i trykkammeret være nær atmosfærisk trykk.

Under rotasjon mellom posisjonene m og a vil formen forlate området til oppsamlingskammeret 10 og komme inn i området til oppsamlingskammeret 12. Når trykkammeråpningen 6 ikke lenger overlappes av åpningen 14, vil det være atmosfærisk trykk i trykkammeret, inntil åpningen 6 blir forbundet med åpningen 14, hvoretter det raskt vil dannes et overtrykk i trykk-kammeret, slik at det fremstilte absorpsjonslegemet i formen 1 presses ned på transportøren W. Maksimalt overtrykk nås i trykkammeret ved begynnelsen av rotasjonsbevegelsen mellom posisjonene a og b. Åpningen 15 er plassert bak symmetri-linjen til åpningen 6 til trykkammeret i posisjon a for å forhindre at absorpsjonslegemet deponeres på transportøren W før legemet er kommet i nærmest mulig posisjon til tran-sportøren .

Den beskrevne fylleprosessen gjentas ved en fortsatt rotasjon av hjulet.

Selv om undertrykkskontrollen er beskrevet med referanse til produksjon av homogene absorpsjonslegemer, bør det under-strekes at denne kontrollen også kan brukes ved produksjon av absorpsjonslegemer hvis tetthet varierer i tykkelsesretningen ved å endre utformingen av åpning 14. Dette kan lett gjøres med det beskrevne apparatet ved ganske enkelt å erstatte platen som inneholder åpningene 14 og 15 med andre plater som inneholder åpninger 14 med en annen utforming.

Videre kan oppfinnelsen også brukes for å fylle former som beveges langs en lineær bane i stedet for en sirkulær bane, uten å endre de konstruksjonsmessige grunnleggende prinsip-pene med undertrykkskontrollen.

Oppfinnelsen frembringer dermed ved hjelp av enkle midler, en fremgangsmåte og en anordning for fremstilling av homogene absorpsjonslegemer.

Claims (6)

1. Fremgangsmåte ved fremstilling av et absorberende legeme, hvor en form med en luftgjennomtrengelig bunn suksessivt fylles med luftførte cellulosefibre eller fibre av et annet absorberende materiale ved hjelp av undertrykk og hvor absorpsjonslegemet som fremstilles i formen deretter presses ut av formen ved hjelp av overtrykk, karakterisert ved at undertrykket under formbunnen økes kontinuerlig for å kompensere for den økning av luftmotstanden som skyldes det på formbunnen voksende fibersjiktet.

2. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert ved at det økende undertrykk oppnås med et avtagende trykkfall over en forbindelse mellom en undertrykkskilde og et trykkammer som kommuniserer med en omgivende blanding av luft og fibere via den luftgjennomtrengelige formbunnen og det derpå voksende fibersjiktet.

3. Fremgangsmåte i henhold til krav 1 eller 2, karakterisert ved at undertrykket under formbunnen varieres slik at det oppnås en konstant luftstrøm gjennom formbunnen og det derpå voksende fibersjiktet.

4 . Anordning for fremstilling av et absorberende legeme, bestående av en form (1) med en luftgjennomtrengelig bunn (3), midler for tilførsel av en blanding av luft og løse fibre til omgivelsene utenfor formen, en undertrykkskilde for frembringelse av et undertrykk under formen og midler for å variere undertrykket under formen, hvilken anordning omfatter et trykkammer (4) plassert under bunnen til formen, karakterisert ved at midlene for å variere undertrykket under formen omfatter en variabel åpning (14) som forbinder trykkammeret til trykkilden.

5 . Anordning i henhold til krav 4, bestående av et roterbart hjul (2) som har et mangfold av former (1) med luftgjennom-trenglige bunner (3), fordelt jevnt rundt omkretsen, et innløpskammer (16) som omgir deler av hjulets omkrets og i hvilket en homogen blanding av luft og cellulosefibre eller tilsvarende materiale innføres i respektive former, en undertrykkskilde forbundet med formbunnen, i det minste under den delen av rotasjonen av hjulet hvor det absorberende legemet fremstilles i formen og ved en overtrykkskilde forbundet til formbunnen under en annen del av hjulets rotasjon, hvilket overtrykk virker til å presse det fremstilte absorpsjonslegemet fra formen, karakterisert ved at et trykkammer (4) er plassert i hjulet (2), radielt innenfor hver formbunn (3) ved at hvert trykkammer omfatter en utløpsåpning (6) som er forbundet til et stasjonært oppsamlingskammer (10) som igjen er forbundet til trykkilden via en åpning (14) i oppsamlingskammerets sidevegg som omgir hjulet (2), hvilken åpning strekker seg langs omkretsen over minst den delen av omdreiningen av hjulet under hvilken absorpsjonslegemet frembringes og de radielle dimensjonene til hvilken åpningen øker under den delen av omdreiningen av hjulet, under hvilken formen blir fyllt med fibre.

6. Anordning i henhold til krav 5, karakterisert ved at oppsamlingskammerets sidevegg som inneholder åpningen (14) omfatter en lett fjernbar plate.