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Die
vorliegende Erfindung betrifft Formbehälter und Verfahren zum Aufnehmen
von Teilchenmaterial darauf und dadurch Erzeugen von Teilchenansammlungen
zum Einsatz als absorbierende Kerne in absorbierenden Hygieneartikeln.
Spezieller ist eine der erwogenen Anwendungen für die vorliegende Erfindung
ein Formzylinder, der mehrere Formbehälter umfasst, die so konstruiert
und gestaltet sind, dass sie Teilchenansammlungen zum Einsatz als
absorbierende Kerne in absorbierenden Hygieneartikeln bilden.
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Gegenwärtige Formmittel,
die verwendet werden, um Teilchenansammlungen zum Einsatz als absorbierende
Kerne in absorbierenden Hygieneartikeln zu bilden, umfassen eine
perforierte Platte oder ein gewebtes Geflecht mit einer Fadenwebart
von 20 × 20
oder 30 × 30
pro Zoll, wobei die Löcher
in einem rechteckigen Muster angeordnet sind. Während die Geometrie der bekannten
Technik funktional ist, hat solche Geometrie signifikante Nachteile.
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Die
in einem rechteckigen Muster angeordneten Löcher, typisch für gewebte
Geflechte und perforierte Platten, die in der Technik verwendet
werden, erleichtern nicht die optimale Bildung von absorbierenden
Hygieneartikeln, da die Fraktion des offenen Bereiches, die durch
die Löcher
im Geflecht oder in der Platte dargestellt wird, so niedrig ist,
dass sie die gewünschten
Luftmengen, die durch das Geflecht oder die Platte strömen, behindern.
Es gibt einen Bedarf für
porösere
Mittel.
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Die
Erfinder hier haben entdeckt, dass die rechteckige Anordnung der
Formmittel-Löcher weniger wirksam
ist als die verbesserten Mittel der Erfindung. Die Lochgröße der herkömmlichen
Geflechte ist fast doppelt so groß wie ein durchschnittliches
Teilchen aus superabsorbierendem Material (SAM), wie es typischerweise
bei der Erzeugung von absorbierenden Hygieneartikeln verwendet werden
kann. SAM-Verlust durch das Hindurchgelangen durch z. B. das Geflecht
oder die perforierte Platte hat einen erheblichen Zwischenverlust zur
Folge, der durch ein Überfüttern des
SAM-Systems ausgeglichen
werden muss.
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Die
herkömmliche
Lochanordnung ist außerdem
einem Verstopfen ausgesetzt, das durch ein einzelnes Teilchen oder
mehrere Teilchen des SAM verursacht wird, die in einer einzelnen
Perforation oder einem Loch eingeschlossen werden. Es wird regelmäßig Druckluft
verwendet, um so viele der verstopften Löcher wie möglich von der Verstopfung zu
befreien. Im Verlauf von einigen Wochen werden die Geflechte erheblich
verstopft, wobei die Maschine stillgelegt werden muss und die Geflechte
entfernt und mit Dampf gereinigt werden müssen und damit die Qualität und Betriebsrate
zur Herstellung erheblicher Teile der absorbierenden Hygieneartikel
erheblich behindert werden.
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Das
Verstopfen der Geflechte ist auch eine allgemeine Erscheinung bei
gewebten Drahtgeflechten. Das Weben der Drähte erzeugt "Quetschpunkte", die Fasern einfangen.
Die Quetschpunkte werden außerdem noch
derber, wenn ein flaches Geflecht in eine dreidimensionale Form
oder eine Fläche,
die eine Tasche bildet, verformt wird. Die Quetschpunkte neigen
dazu, ein noch größeres Problem
zu werden als das, was es war, als quadratisch oder rechteckig geformte Öffnungen
des Geflechtes in eine Rhombus- oder Diamantform durch den Prozess
zum Ausbilden eines Behälters
verformt wurden. Diese Verformung oder dieses Abquetschen der Löcher kann
eine erhebliche Menge von Quetschpunkten erzeugen und kann derb
genug sein, dass örtliche Bereiche
des Geflechtes eine signifikant schwache Porosität haben. Damit haben unterschiedliche
Bereiche des Geflechtes unterschiedliche Porositäten, was unterschiedliche Luftströmungsraten
durch das Geflecht an verschiedenen Bereichen zur Folge hat. Unterschiedliche
Luftströmungsraten
bilden jeweils unterschiedliche Ansammlungspegel des absorbierenden
Kernmaterials, z. B. Fasern und SAM, in den jeweils unterschiedlichen
Bereichen, wodurch die Gleichförmigkeit
der Intervalle oder die Dicke in einem bestimmten, so hergestellten
absorbierenden Kern geringer sein kann als erwünscht.
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Das
Problem der vorliegenden Erfindung ist es, Formmittel sowie Verfahren
bereitzustellen, um Teilchenmaterial darauf aufzunehmen und dadurch
Teilchenansamm lungen zum Einsatz als absorbierende Kerne in absorbierenden
Hygieneartikeln zu erzeugen, wobei dadurch die Löcher in den Formmitteln nicht
in einer rechteckigen Anordnung angeordnet sind und wodurch die
Gestaltungen der einzelnen der Löcher
in den Formmitteln ein Verstopfen der Formmittel hemmen.
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Es
ist eine Aufgabe dieser Erfindung, eine geometrische Fehlanpassung
zwischen SAM-Teilchen und jeweiligen Formmittel-Löchern zu
erzeugen, indem Lochgestaltungen verwendet werden, die die Häufigkeit verringern,
mit der SAM-Teilchen in den Löchern
eingeschlossen werden, und damit die Luftströmung durch die jeweiligen Löcher verringert
oder verschlossen wird.
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Es
ist eine weitere Aufgabe dieser Erfindung, Formmittel ohne Quetschpunkte
und Grat, die SAM-Teilchen einfangen und das Verstopfen unterstützen, durch
Verwendung von Formmitteln zu erzeugen, die so hergestellt werden,
dass sie keine Quetschpunkte und keinen Grat haben.
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Es
ist noch eine weitere Aufgabe dieser Erfindung, die gegenwärtige lineare
Anordnung der Löcher
in Formmitteln zu verbessern, indem eine Lochanordnung verwendet
wird, die eine verbesserte Luftströmung unterstützt.
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Es
ist noch eine weitere Aufgabe dieser Erfindung, die Wirksamkeit
der Luftströmung
durch den gesamten Formbereich zu verbessern, indem Formmittel mit
einer optimalen Porosität
verwendet werden.
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Die
Erfindung stellt einen Formbehälter
nach Anspruch 1 bereit. Der Formbehälter ist zum Aufnehmen von
Teilchenmaterial, das superabsorbierende Teilchen enthält, darauf
eingerichtet und gestaltet, um so Teilchenansammlungen zum Einsatz
als absorbierende Kerne in absorbierenden Hygieneartikeln herzustellen. Der
Formbehälter
umfasst vorzugsweise ein Bahnmaterial, das eine untere Wand des
Behälters
und eine Seitenwand des Behälters
bildet, die sich nach oben von der unteren Wand erstreckt, um dadurch
einen Teilchenaufnahmehohlraum in dem Behälter zu bilden. Die untere
Wand und die Seitenwand haben zusammen eine erste Hauptseite, die
in Richtung des Hohlraums angeordnet ist, eine gegenüberliegende
zweite Hauptseite, die von dem Hohlraum weg angeordnet ist, und
eine Dicke zwischen der ersten und der zweiten Hauptseite. Der Formbehälter umfasst
außerdem
eine Anordnung von Löchern,
die sich durch die untere Wand und optional durch die Seitenwand
erstrecken und die erste und die zweite Hauptfläche verbinden, und umfasst
des Weiteren eine Matrix aus dem Bahnmaterial zwischen den jeweiligen
der Löcher,
die äußere Umfänge der
jeweiligen der Löcher
bilden.
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In
einigen Ausführungsbeispielen
umfassen die untere Wand und die Seitenwand zusammen einen Teilchenaufnahmehohlraum
mit einer Tiefe von wenigstens etwa 0,001 Zoll bis etwa 2,00 Zoll
(0,003 cm bis etwa 5,08 cm). In noch weiteren Ausführungsbeispielen
umfassen die untere Wand und die Seitenwand zusammen einen Teilchenaufnahmehohlraum
mit einer Tiefe von etwa 0,00 Zoll (0 cm).
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In
einigen Ausführungsbeispielen
umfassen die Löcher
Lochwände,
die sich von der ersten Hauptfläche
zur zweiten Hauptfläche
erstrecken, wobei sich die jeweiligen Lochwände im Allgemeinen von den
Mittelachsen der jeweiligen Löcher
und von der ersten Hauptfläche
zur zweiten Hauptfläche
nach außen
aufweiten.
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Die
Lochwände
bilden Querschnittsflächen
dieser Löcher
entlang der Dicke des Bahnmaterials, die eine erste Ortskurve, die
eine kleinste Querschnittsfläche
bildet, und eine zweite Ortskurve enthalten, die eine relativ größere Querschnittsfläche bildet,
die gegenüber
der kleinsten Querschnittsfläche
verschoben und von der ersten Ortskurve in Richtung der zweiten
Hauptseite des Bahnmaterials angeordnet ist. Die kleinste Querschnittsfläche kann
sowohl gegenüber
der ersten als auch der zweiten Querschnittsfläche und zwischen ihnen verschoben
sein.
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In
bevorzugten Ausführungsbeispielen
können
die Löcher
Querschnittsflächen
nahe der ersten und der zweiten Fläche bilden, wobei die Querschnittsfläche nahe
der zweiten Fläche
größer ist
als die Querschnittsfläche
nahe der ersten Fläche.
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In
einigen Ausführungsbeispielen
umfassen die Löcher
Lochwände,
die sich im Allgemeinen senkrecht zur ersten Fläche von Ortskurven, die an
die erste Fläche
angrenzen, zu inneren Ortskurven zwischen der ersten Fläche und
der zweiten Fläche erstrecken
und sich im Allgemeinen von den inneren Ortskurven zur zweiten Hauptfläche nach
außen
aufweiten, wobei dadurch offene Bereiche, die durch die jeweiligen
Löcher
an der zweiten Hauptfläche
gebildet werden, größer sind
als offene Bereiche, die durch die jeweiligen der Löcher an der
ersten Hauptfläche
gebildet werden.
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In
einigen Ausführungsbeispielen
verjüngen
sich die Lochwände
von der ersten Hauptfläche
und in Richtung der zweiten Hauptfläche zu einer Verengungszone
nach innen und weiten sich von der Verengungszone zu der zweiten
Hauptfläche
nach außen
auf, so dass die Verengungszone eine Öffnung bildet, die eine kleinere
Querschnittsfläche
hat als entsprechende Öffnungen,
die durch das jeweilige Loch entweder an der ersten oder der zweiten
Hauptfläche
gebildet werden.
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In
einigen Ausführungsbeispielen
bildet ein jeweiliges Loch eine Öffnung
an der ersten Hauptfläche, wobei
die Öffnung
einen offenen Bereich entsprechend dem Bereich eines Kreises mit
einem Durchmesser von wenigstens 0,009 Zoll (0,02 cm) bis zu etwa
0,040 Zoll (0,10 cm), vorzugsweise wenigstens etwa 0,010 Zoll (0,025
cm) bis zu etwa 0,025 Zoll (0,064 cm), besser wenigstens etwa 0,011
Zoll (0,028 cm) bis zu etwa 0,015 Zoll (0,038 cm) hat.
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In
einigen Ausführungsbeispielen
hat die Matrix aus Bahnmaterial an der ersten Hauptfläche im Allgemeinen
eine minimale projizierte Breite zwischen jeweiligen der Löcher von
etwa 0,003 Zoll (0,008 cm) bis etwa 0,015 Zoll (0,038 cm), vorzugsweise
etwa 0,005 Zoll bis etwa 0,009 Zoll (0,013 cm bis etwa 0,023 cm).
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In
bevorzugten Ausführungsbeispielen
schneiden Lochwände
von angrenzenden der Löcher
die zweite Hauptfläche,
ohne einander zu schneiden, wobei solche Lochwände von angrenzenden ersten
und zweiten der Löcher
nominelle Abstände
dazwischen bilden, ohne einander zu schneiden.
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In
bevorzugten Ausführungsbeispielen
hat die Matrix aus Bahnmaterial an der zweiten Hauptfläche im Allgemeinen
eine minimale Breite zwischen jeweiligen der Löcher von etwa 0,0007 Zoll (0,002
cm) bis etwa 0,004 Zoll (0,010 cm), vorzugsweise etwa 0,0007 Zoll
(0,002 cm) bis etwa 0,003 Zoll (0,008 cm), besser etwa 0,001 Zoll
(0,003 cm) bis etwa 0,002 Zoll (0,005 cm).
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In
bevorzugten Ausführungsbeispielen
ist eine Anordnung von Löchern
15 in einer Folge paralleler Reihen von Löchern angeordnet, wobei der
Abstand zwischen Löchern
in einer bestimmten Reihe von Reihe zu Reihe im Wesentlichen konstant
ist, und wobei die Reihen seitlich im Bezug zueinander verschoben
sind, so dass aneinander angrenzende Löcher in aneinander angrenzenden
Reihen Winkel zwischen 50 Grad und 90 Grad, in einigen mehr bevorzugten
Ausführungsbeispielen
etwa 50 Grad bis etwa 70 Grad, in noch weiteren mehr bevorzugten
Ausführungsbeispielen
etwa 80 Grad bis etwa 90 Grad in Bezug auf eine imaginäre Linie parallel
zu den Reihen bilden. In noch einigen Ausführungsbeispielen ist die Anordnung
von Löchern
sporadisch angeordnet, wobei Abstand und Ausrichtung zwischen Löchern in
einer bestimmten Reihe im Wesentlichen variabel sind.
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In äußerst bevorugten
Ausführugsbeispielen
bilden die Löcher,
gemessen an einem schmalsten Querschnitt der Öffnung, der durch jedes derartige
Loch gebildet wird, zusammen eine gesamte offene Fläche, die wenigstens
35 Prozent, vorzugsweise mehr als 40 Prozent der zusammengefassten
Flächen
der unteren Wand und der Seitenwand darstellt.
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Die
Dicke des Bahnmaterials beträgt
vorzugsweise etwa 0,003 Zoll bis etwa 0,030 Zoll (0,008 bis etwa 0,076
cm) und besser etwa 0,005 Zoll bis etwa 0,015 Zoll (0,013 bis etwa
0,038 cm). Die Länge
des Behälters beträgt vorzugsweise
etwa 10 Zoll bis etwa 30 Zoll (25 bis etwa 76 cm), besser etwa 12
Zoll bis etwa 24 Zoll (30 bis etwa 61 cm). Strukturen der Löcher können fotochemische
Bearbeitung widerspiegeln.
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Einige
Ausführungsbeispiele
umfassen Formzylinder, die so konstruiert und gestaltet sind, dass
sie in einem kontinuierlichen Prozess Teilchenansammlungen zum Einsatz
als absorbierende Kerne in absorbierenden Hygieneartikeln bilden.
Solche Formzylinder können
eine Anbringungsstruktur zu Anbringen des Formzylinders um eine
Drehachse und Formbehälter-Aufnahmen
umfassen, die sich um wenigstens einen Teil eines Umfangs des Formzylinders
erstrecken und von der Anbringungs struktur getragen werden. Die
Formbehälter-Aufnahmen
weisen die Formbehälter
auf, die um den Umfang der Trommel herum angebracht sind. Die Formbehälter wirken
so, dass sie darauf längliche
Fasern und Teilchen aus superabsorbierendem Material aufnehmen und
sammeln, um so diese Ansammlungen zu formen. Noch weitere Ausführungsbeispiele
umfassen Formzylinder, die die Anbringungsstruktur zum Anbringen
des Formzylinders um eine Drehachse und einen Formbehälter umfassen
können,
wobei der Formbehälter
gleichförmig
und kontinuierlich ist und sich im Wesentlichen um einen gesamten
Umfang des Formzylinders erstreckt und von der Anbringungsstruktur
getragen wird.
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In
einer zweiten Familie von Ausführungsbeispielen
umfasst der Formbehälter
ein Substrat, das eine untere Wand des Behälters und eine Seitenwand des
Behälters
bildet, die sich von der unteren Wand nach oben erstreckt, um dadurch
einen Teilchenaufnahmehohlraum in dem Behälter zu bilden. Die untere
Wand und die Seitenwand umfassen zusammen Elemente, die eine erste
Hauptseite, die in Richtung des Hohlraums angeordnet ist, eine gegenüberliegende
zweite Hauptseite, die von dem Hohlraum weg angeordnet ist, und
eine Dicke zwischen der ersten und der zweiten Hauptseite bildet.
Eine Anordnung von Löchern
erstreckt sich durch die untere Wand und verbindet die erste und
die zweite Hauptseite. Lochwände
bilden Querschnittsflächen
von solchen Löchern
entlang der Dicke des Substrats, die eine Ortskurve, die eine kleinste
Querschnittsfläche
bildet, und eine Ortskurve, die eine relativ größere Querschnittsfläche bildet,
die von der kleinsten Querschnittsfläche verschoben und in Richtung
der zweiten Hauptseite des Substrat angeordnet ist, aufweisen.
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In
einigen Ausführungsbeispielen
umfasst der Formbehälter
des Weiteren eine Matrix des Substrats zwischen jeweiligen der Löcher und
bildet äußere Umfänge der
jeweiligen der Löcher,
wobei sich die Lochwände
von der ersten Hauptseite zur zweiten Hauptseite erstrecken und
wobei sich jeweilige Lochwände
im Allgemeinen zwischen der ersten Hauptseite und der zweiten Hauptseite
nach außen
aufweiten.
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In
bevorzugten Ausführungsbeispielen
bilden die Löcher,
gemessen an einem schmalsten Querschnitt der Öffnung, der durch jedes derartige
Loch gebildet wird, zusammen eine gesamte offene Fläche, die
wenigstens 35 Prozent, vorzugsweise mehr als 40 Prozent der zusammengefassten
Flächen
der unteren Wand und der Seitenwand darstellt.
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Die
Erfindung stellt ein Verfahren zum Bilden einer Ansammlung aus Teilchenmaterial
zum Einsatz als ein absorbierender Kern in einem absorbierenden
Artikel nach Anspruch 39 bereit. Das Teilchenmaterial umfasst im
Allgemeinen Teilchen, optional kugelförmige Teilchen aus superabsorbierendem
Material. Das Verfahren umfasst das Transportieren des Teilchenmaterials
in einem gasförmigen
Träger
in Richtung eines Formbehälters.
Der Formbehälter
umfasst Bahnmaterial, das eine untere Wand des Behälters bildet.
Das Bahnmaterial bildet außerdem
eine Seitenwand des Behälters,
die sich von der unteren Wand nach oben erstreckt. Die untere Wand
und die Seitenwand bilden zusammen einen Teilchenaufnahmehohlraum
in dem Behälter.
Die untere Wand und die Seitenwand haben zusammen eine erste Hauptfläche, die
in Richtung des Hohlraums angeordnet ist, eine gegenüberliegende
zweite Hauptfläche,
die von dem Hohlraum weg angeordnet ist, und eine Dicke zwischen
der ersten und der zweiten Hauptfläche. Eine Anordnung von Löchern erstreckt
sich durch die untere Wand und bildet Durchlässe zwischen der ersten und
der zweiten Hauptfläche.
Die Durchlässe
werden durch Lochwände
gebildet, die sich im Allgemeinen von Mittelachsen der jeweiligen
Durchlässe
und von nahe der ersten Hauptfläche
in Richtung der zweiten Hauptfläche
nach außen
aufweiten. Die Durchlässe
neigen dazu, sich im Allgemeinen auf dem Weg in Richtung der zweiten
Hauptfläche
hinsichtlich der Querschnittsfläche
auszudehnen, wobei projizierte Flächen der Teilchen aus dem superabsorbierenden
Material im Allgemeinen größer sind
als projizierte Flächen
der Löcher.
Das Verfahren umfasst des Weiteren das Aufnehmen und Sammeln von
Teilchen des Teilchenmaterials in dem Hohlraum und dadurch Bilden
der Ansammlung, während
im Allgemeinen keine Teilchen des superabsorbierenden Materials
in die Durchlässe
hinein transportiert werden. Untermassige Teilchen aus superabsorbierendem
Material, die in jeweilige dieser Durchlässe eintreten, neigen dazu,
vollständig
durch die Durchlässe
hindurch zu gelangen und nicht in solchen Durchlässen eingeschlossen zu werden,
da sie durch die sich im Allgemeinen zunehmend ausdehnenden Querschnitte
dieser Durchlässe
in der Bewegungsrichtung dieser Teilchen freigegeben und durch diese
Durchlässe
hindurch gelassen werden.
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In
einigen Ausführungsbeispielen
wird der projizierte Bereich eines solchen jeweiligen Lochs durch eine
relativ stärker
einschränkende
Verengungszone des jeweiligen Durchlasses gebildet, wobei die Verengungszone
näher an
der ersten Hauptfläche
als an der zweiten Hauptfläche
angeordnet ist.
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Eine
Querschnittsfläche
einer Projektion solcher Verengungszone ist typischerweise nicht
mehr als 25 Prozent, vorzugsweise nicht mehr als 15 Prozent kleiner
als eine Projektion des jeweiligen Lochs an der ersten Fläche. In
einigen Ausführungsbeispielen
hat die Querschnittsfläche
einer Projektion der Verengungszone im Wesentlichen die gleiche
Größe wie eine
Projektion des jeweiligen Lochs an der ersten Fläche.
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In
bevorzugten Ausführungsbeispielen
umfasst das Verfahren das Aufnehmen und Sammeln der Teilchen eines
solchen Formbehälters,
wobei die Teilchen aus superabsorbierendem Material im Allgemeinen länglich geformt
mit einem Verhältnis
Länge zu
Breite von nicht mehr als 4/1 sind.
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Es
zeigen:
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1 eine
repräsentative
bildliche Ansicht eines Behälters
der Erfindung;
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2 einen
vergrößerten,
repräsentativen
Teil in bildlicher Ansicht eines Lochs, das von einer Matrix umgeben
ist, die das Loch bildet;
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3A, 3B und 3C repräsentative
Querschnitts-Aufrissansichten von bestimmten der Ausführungsbeispiele
von Löchern,
die in der Erfindung nützlich
sind;
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4 eine
repräsentative
Draufsicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des Bahnmaterials,
das räumliche
Beziehungen zwischen Löchern
und der umgebenden Matrix aus Bahnmaterial veranschaulicht;
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5A, 5B und 5C repräsentative
Draufsichten der oberen Fläche
von drei bevorzugten Ausführungsbeispielen
der Erfindung;
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6 eine
repräsentative
seitliche Aufrissansicht einer Anwendung der Erfindung an einem
ersten Ausführungsbeispiel
eines Formzylinders, der zum Sammeln und Ansammeln absorbierender
Kerne für
absorbierende Hygieneartikel verwendet wird;
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6A eine
repräsentative
seitliche Aufrissansicht einer Anwendung der Erfindung an einem
zweiten Ausführungsbeispiel
eines Formzylinders, der zum Sammeln und Ansammeln absorbierender
Kerne für
absorbierende Hygieneartikel verwendet wird; und
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7 eine
vergrößerte Grundrissansicht
eines Formbehälters
und einer begleitenden Befestigungsvorrichtung, die an einem Formzylinder
befestigt werden kann.
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Die
Erfindung ist bei ihrer Anwendung nicht auf die Details des Aufbaus
und der Anordnung der Komponenten beschränkt, die in der folgenden Beschreibung
dargelegt oder in den Zeichnungen veranschaulicht werden. Die Erfindung
kann durch weitere Ausführungsbeispiele
oder auf verschiedene Arten praktiziert oder ausgeführt werden.
Außerdem
soll verständlich
sein, dass die hier verwendete Terminologie und Ausdrucksweise dem
Zweck der Beschreibung und Veranschaulichung dient und nicht als
einschränkend
angesehen werden sollte. Gleiche Bezugszahlen werden verwendet,
um ähnliche
Komponenten anzuzeigen.
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1 zeigt
einen Formbehälter 10 mit
einer unteren Wand 12 des Behälters 10 und Seitenwänden 14 des
Behälters 10,
die sich nach oben von der unteren Wand zum oberen Rand 15 davon
erstrecken. Wie veranschaulicht ist, hat die untere Wand 12 eine
im Allgemeinen flache Oberfläche,
die auf die Seitenwände 14 des
Behälters 10 trifft,
wobei sich die Seitenwände 14 nach
oben zu oberen Rändern 15 der
Seitenwände 14 erstrecken.
Damit bildet die untere Wand 12 zusammen mit den Seitenwänden 14 einen
Teilchenaufnahmehohlraum 20 in dem Behälter. Die untere Wand 12 und
die Seitenwände 14 haben
zusammen eine erste Hauptseite oder Oberfläche 16, die in Richtung
des Hohlraums 20 angeordnet ist, eine gegenüberliegende
zweite Hauptseite oder Oberfläche 18,
die von dem Hohlraum 20 weg angeordnet ist. Eine Anordnung
von Löchern 22 erstreckt
sich durch den Behälter 10 und
verbindet die erste und die zweite Hauptfläche.
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Während der
in 1 veranschaulichte Behälter Seitenwände 14 zeigt,
die in einem winkligen Verhältnis
mit der unteren Wand 12 angeordnet sind, erwägt die Erfindung
verschiedene Ausführungsbeispiele
von Formbehältern
mit unteren und Seitenwänden,
die in einfachen bogenförmigen
Verhältnissen
sowie in mehrfachen bogenförmigen
Verhältnissen
aufeinander treffen. Ein bogenförmig
aufeinander treffendes Verhältnis zwischen
der unteren und der Seitenwand kann eine von Biegungen sowie mehrere
wirksame Radien umfassen, die die Krümmung des bogenförmig aufeinander
treffenden Verhältnisses
bilden. Während ähnlich dazu die
untere Wand 12 und die Seitenwand 14 des Behälters 10 in 1 so
dargestellt sind, dass sie im Allgemeinen flache Oberflächen haben,
umfassen einige Ausführungsbeispiele
eine untere Wand 12 oder eine Seitenwand 14 oder
beide mit winkligen, gekrümmten
und/oder bogenförmigen
Oberflächen.
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Der
Formbehälter
umfasst eine Länge "L1", eine Breite "W1", eine Tiefe "D5" und eine Dicke.
Die Länge
des Behälters
kann etwa 10 Zoll bis etwa 30 Zoll (25 bis etwa 76 cm) und vorzugsweise
etwa 12 Zoll bis etwa 24 Zoll (30 bis etwa 61 cm) betragen. Die
Länge und
die Breite des Behälters
können
von der Größe der z.
B. absorbierenden Artikel abhängen,
in die jeweilige absorbierende Kerne aufgenommen werden sollen.
Alternativ sind die Länge
und die Breite des Behälters
von dem gewünschten
Absorptionsvermögen
des absorbierenden Kernteils eines solchen entsprechenden absorbierenden
Artikels abhängig.
Einige Ausführungsbeispiele
erwägen
einen Behälter,
bei dem die Länge
oder die Breite oder beides größer oder
kleiner sind als die Abmessungen des gewünschten absorbierenden Kerns,
wie z. B. bei einer kontinuierlichen, ununterbrochenen Herstellung
von absorbierendem Kernmaterial, das später im Segmente geteilt werden
kann.
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In
einigen Ausführungsbeispielen
erstreckt sich der Teilchenaufnahmehohlraum 20 im Wesentlichen über die
Gesamtheit der Länge
oder der Breite oder beides des Formbehälters 10. In weiteren
Ausführungsbeispielen
erstreckt sich der Teilchenaufnahmehohlraum 20 über einen
Teil der Länge
oder der Breite oder beides des Formbehälters 10. Während die
meisten Ausführungsbeispiele
eine Tiefe D5 von wenigstens etwa 0,001 Zoll bis etwa 2,00 Zoll
(0,003 bis etwa 5,08 cm) widerspiegeln, erwägen einige Ausführungsbeispiele zusätzlich eine
untere Wand und Seitenwände,
die zusammen einen Teilchenaufnahmehohlraum mit einer Tiefe D5 bis
zu etwa 0,00 Zoll (0 cm) umfassen. In allen Ausführungsbeispielen ist die Tiefe
des Formbehälters im
Allgemeinen von dem gewünschten
Absorptionsvermögen
des resultierenden absorbierenden Kernteils eines solchen entsprechenden
absorbierenden Artikels abhängig.
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Die
Dicke des gelochten Bahnmaterials des Formbehälters 10 kann etwa
0,003 Zoll bis etwa 0,030 Zoll (0,098 bis etwa 0,983 cm) und vorzugsweise
etwa 0,005 Zoll bis etwa 0,015 Zoll (0,013 bis etwa 0,038 cm) betragen.
Der Formbehälter 20 umfasst
vorzugsweise rostfreien Stahl, kann aber auch eine Vielfalt von
Materialien umfassen, die Metalle wie Nickel, Aluminium, Wolfram,
Titan und Kupfer aufweisen, aber nicht darauf beschränkt sind.
Die aufgelisteten Materialien werden bevorzugt, weil die Materialien
formbar, ökonomisch
und außerdem
nicht giftig sind. Andere Materialien, besonders Metalle, die formbar
sowie ökonomisch
und nicht giftig sind, werden als Formbehälter-Materialien erwogen. Es
werden auch weitere Materialien und Substrate, die geformt werden
können
und sich verjüngende
Löcher
umfassen, wie Keramik und Kunststoffmaterialien erwogen.
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2 zeigt
ein vergrößertes Beispiel
eines Ausführungsbeispiels
eines Lochs 22 des in 1 veranschaulichten
Formbehälters.
Wein 2 veranschaulicht ist, umfassen die Löcher 22 im
Allgemeinen Lochwände 24,
die sich von der ersten Hauptfläche 16 zur
zweiten Hauptfläche 18 erstrecken.
Wie im Ausführungsbeispiel
von 2 veranschaulicht ist, weiten sich die jeweiligen
Lochwände 24 von
einer Mittelachse 26 des jeweiligen Lochs 24 und
im Allgemeinen von der ersten Hauptfläche 16 in Richtung
der zweiten Hauptfläche 18 nach
außen
auf.
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Die
Dicke "T" des Materials stellt
den Abstand zwischen der oberen Fläche 16 und der unteren
Fläche 18 dar.
Die Dicke des Materials kann etwa 0,003 Zoll bis etwa 0,030 Zoll
(0,098 bis etwa 0,983 cm) und vorzugsweise etwa 0,005 Zoll bis etwa
0,015 Zoll (0,013 bis etwa 0,038 cm) betragen.
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Die
Lochwände
bilden Querschnittsflächen
von solchen Löchern
entlang der Dicke des Substrats oder Bahnmaterials und weisen eine
erste Ortskurve 25, die eine kleinste Querschnittsfläche bildet,
und zweite Ortskurven auf, die eine relativ größere Querschnittsfläche bilden,
der von der kleinsten Querschnittsfläche verschoben und von der
ersten Ortskurve in Richtung der zweiten Hauptfläche 18 des Substrats
oder Bahnmaterials angeordnet ist. Der Teil der Lochwand 24,
der zwischen der ersten Ortskurve 25 und der Oberfläche 16 angeordnet
ist, bildet einen oberen Abschnitt 23 der Lochwand 24. Ähnlich dazu
bildet der Teil der Lochwand 24, der zwischen der ersten
Ortskurve 25 und der Oberfläche 18 angeordnet
ist, einen unteren Abschnitt 27 der Lochwand 24.
In dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel
ist die kleinste Querschnittsfläche
sowohl gegenüber
der ersten als auch der zweiten Querschnittsfläche und zwischen ihnen in einem
Verengungsbereich 28 verschoben. In bevorzugten Ausführungsbeispielen
bilden die Löcher
Querschnittsflächen
nahe der ersten und der zweiten Oberfläche, wobei die Querschnittsfläche nahe
der zweiten Oberfläche 18 größer ist als
die Querschnittsfläche
nahe der ersten Oberfläche 16.
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3A, 3B und 3C zeigen
vergrößerte Querschnittsansichten
von drei veranschaulichenden Ausführungsbeispielen des Formbehälters 10.
Wie in 1 und 2 stellt die Dicke "T" des Materials den Abstand zwischen
der oberen Fläche 16 und
der unteren Fläche 18 dar.
Eine mittlere Lochachse führt
im Allgemeinen durch die Mitte von jedem Loch.
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3A veranschaulicht
Löcher 22,
die Lochwände 24 umfassen,
die sich von Ortskurven 25 oder Verengungen des kleinsten
projizierten Querschnitts 20 an der und/oder angrenzend
zur ersten Oberfläche 16 erstrecken
und sich im Allgemeinen von den inneren Ortskurven zur zweiten Hauptfläche 18 nach
außen
aufweiten. Die offenen Bereiche, die durch die jeweiligen Löcher an
der zweiten Hauptfläche 18 gebildet
werden, sind größer als
offene Bereiche, die durch jeweilige solcher Löcher 22 an der ersten
Hauptfläche 16 gebildet
werden.
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3B veranschaulicht
Löcher 22,
die Lochwände 24 umfassen,
die sich im Allgemeinen senkrecht zur ersten Oberfläche 16 von
an die erste Oberfläche 16 angrenzenden
Ortskurven 25 zu inneren Ortskurven zwischen der ersten
Oberfläche 16 und der
zweiten Oberfläche 18 erstrecken
und damit Verengungen der kleinsten projizierten Querschnittsfläche 28 bilden.
Die inneren Ortskurven befinden sich vorzugsweise näher zur
oberen Fläche 16 als
zur unteren Fläche 18.
Die Wände 24 weiten
sich dann im Allgemeinen von den inneren Ortskurven zur zweiten
Hauptfläche 18 nach
außen
auf. Ein oberer Abschnitt 23 der Lochwand 24 wird durch
den Teil der Lochwand 24 zwischen dem Verengungsbereich 28 und
der Fläche 16 gebildet; ähnlich dazu
wird ein unterer Abschnitt 27 der Lochwand 24 durch
den Teil der Lochwand 24 zwischen dem Verengungsbereich 28 und
der Fläche 18 gebildet.
Der Querschnitt der offenen Bereiche, die durch die jeweiligen Löcher 22 an
der zweiten Hauptfläche 18 gebildet
werden, ist größer als
die offenen Bereiche, die durch die jeweiligen der Öffnungen 22 an
der ersten Hauptfläche 16 gebildet
werden.
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3C veranschaulicht
im Querschnitt eine Folge von Löchern 22,
die dem Loch 22 gemäß 2 entsprechen.
Die Löcher
umfassen Lochwände 24,
die sich von der ersten Hauptfläche 16 und
in Richtung der zweiten Hauptfläche 18 zu
einer inneren Ortskurve, die als Verengungszone 28 veranschaulicht
ist, nach innen verjüngen.
Die Wände 24 weiten
sich folglich von der Verengungszone 28 zur zweiten Hauptfläche 18 nach außen auf,
so dass die Verengungszone 28 eine projizierte Öffnung bildet,
deren Querschnittsfläche
im Allgemeinen gleich oder kleiner ist als die entsprechenden Öffnungen,
die durch das jeweilige Loch an entweder der ersten oder der zweiten
Hauptfläche
gebildet werden. Ein oberer Abschnitt 23 der Lochwand 24 wird
durch den Teil der Lochwand 24 zwischen dem Verengungsbereich 28 und
der Fläche 16 gebildet; ähnlich dazu
wird ein unterer Abschnitt 27 der Lochwand 24 durch
den Teil der Lochwand 24 zwischen dem Verengungsbereich 28 und
der Fläche 18 gebildet.
In einigen Ausführungsbeispielen
ist die Querschnittsfläche
einer Projektion der Verengungszone 28 nicht mehr als 25
Prozent kleiner als eine Projektion des jeweiligen Lochs 22 an
der ersten Fläche 16.
In weiteren Ausführungsbeispielen
ist die Querschnittsfläche
einer Projektion der Verengungszone 28 nicht mehr als 15
Prozent kleiner als eine Projektion des jeweiligen Lochs 22 an
der ersten Fläche 16.
Ein Loch, das einen Querschnitt an der Fläche 16 umfasst, dessen
Querschnitt mehr als 25 Prozent größer ist als die Projektion
von Verengungszonen kann die Erzeugung eines oberen Abschnitts der
Lochwand 24 zur Folge haben, der groß genug ist, um Teilchen aus
superabsorbierendem Material in dem Loch zu bergen und einzu schließen. In
dem in 3B veranschaulichten Ausführungsbeispiel
ist die Querschnittsfläche
einer Projektion der Verengungszone 28 im Wesentlichen
gleich groß wie
eine Projektion des jeweiligen Lochs 22 an der ersten Fläche 16.
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Ein
jeweiliges Loch 22 bildet eine Öffnung an der ersten Hauptfläche 16.
Die Öffnung
hat im Allgemeinen einen offenen Bereich, der dem Bereich eines
Kreises mit einem Durchmesser von mindestens etwa 0,009 Zoll (0,02
cm) bis zu etwa 0,040 Zoll (0,10 cm), vorzugsweise wenigstens etwa
0,010 Zoll (0,025 cm) bis zu etwa 0,025 Zoll (0,064 cm) und besser
wenigstens etwa 0,011 Zoll (0,028 cm) bis zu etwa 0,015 Zoll (0,038 cm)
entspricht.
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In
einigen Ausführungsbeispielen
des Formbehälters
ist das Verhältnis,
das zwischen jeweiligen der Lochwände und der Fläche 16 gezeigt
wird, nicht winklig, sondern gekrümmt, wobei die Krümmung einen
oder mehrere wirksame Radien umfassen kann.
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In
den in 3A, 3B und 3C veranschaulichten
Ausführungsbeispielen
hat die Matrix aus dem Bahnmaterial an der ersten Hauptfläche 16 im
Allgemeinen eine minimale projizierte Breite zwischen den jeweiligen
der Löcher "D3" von etwa 0,003 Zoll
bis etwa 0,015 Zoll (0,008 bis etwa 0,038 cm) und vorzugsweise etwa
0,005 Zoll bis etwa 0,009 Zoll (0,013 bis etwa 0,023 cm).
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Um
die volle Dicke "T" auszunutzen, schneiden
Lochwände 24 von
angrenzenden der Öffnungen 22 vorzugsweise
die zweite Hauptfläche 18 in
sehr enger Nähe
zueinander, ohne einander zu schneiden, wobei dadurch nominelle
Abstände "D4" zwischen den jeweiligen
Löchern
an der Fläche 18 gebildet
werden. Vorzugsweise hat die Matrix aus Bahnmaterial an der zweiten
Hauptfläche 18 im
Allgemeinen eine minimale Breite zwischen jeweiligen der Löcher "D4" von etwa 0,0007
Zoll bis zu etwa 0,004 Zoll (0,002 bis etwa 0,010 cm), vorzugsweise
etwa 0,0007 Zoll bis zu etwa 0,003 Zoll (0,002 bis etwa 0,008 cm)
und besser etwa 0,001 Zoll bis zu etwa 0,002 Zoll (0,003 bis etwa
0,005 cm).
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Die
Löcher 24 können in
einem Bahnmaterial-Vorprodukt des Formbehälters 10 durch ein
chemisches Ätzverfahren
gebildet werden, so dass Strukturen der Löcher eine fotochemische Bearbeitung
wie ein Foto-Ätzverfahren
oder Mikro-ÄtzverfahrenTM widerspiegeln. Bei einem fotochemischen
Bearbeitungsverfahren wird die Fotobearbeitung typischerweise so
erzeugt, dass sie der gewünschten
Größe der Öffnungen
eines resultierenden Formbehälter-Vorproduktes
entsprechen. Als Nächstes
wird ein zu bearbeitendes Substrat oder Bahnmaterial mit einer photoempfindlichen
Schutzschicht beschichtet. Es können
eine oder beide Seiten des Substrats oder Bahnmaterials mit der
photoempfindlichen Schutzschicht beschichtet werden. Eine oder beide Seiten
des beschichteten Substrats oder Bahnmaterials werden dann mit einem
negativen Bild eines gewünschten
Formbehälter-Vorproduktes
belichtet und entwickelt. Das Substrat oder Bahnmaterial wird dann chemisch
bearbeitet. Jede Seite oder Fläche
des Substrats oder Bahnmaterials wird mit dem chemischen Verfahren
behandelt. Das chemische Verfahren entfernt ungeschützte Teile
des Substrats oder Bahnmaterials, wobei dadurch Löcher erzeugt
werden, beeinflusst jedoch nicht die Teile, die mit der photoempfindlichen Schutzschicht
beschichtet sind, wobei dadurch eine Anordnung von Löchern gebildet
wird, die zum Beispiel in 1 in einem
Formbehälter-Vorprodukt
veranschaulicht ist. Je länger
jede Seite mit dem chemischen Verfahren behandelt wird, umso mehr
wird von dem Substrat oder Bahnmaterial von der jeweiligen Seite
oder Fläche entfernt.
Eine getrennte Behandlung von jeder Seite des Substrats oder Bahnmaterials
ermöglicht
eine Vielfalt von Lochwinkeln und -Ausrichtungen und Positionierungen
des Verengungsteils 28. Nachdem die Löcher 22 gebildet sind,
wird das Substrat oder Bahnmaterial in einen Formbehälter wie
in 1 ausgebildet, der Ansammlungen von Teilchenmaterial
sammeln kann. Als Folge der Anwendung eines fotochemischen Bearbeitungsverfahrens,
um die Löcher 22 zu
bilden, sind die planaren Hauptflächen 16, 18 des
Formbehälters
frei von Grat, Rissen und rauen Kanten mit einer entsprechenden
Verringerung der Neigung zum Eingefangen von Teilchen oder Bakterien,
wobei damit die Neigung zu mit solchen Einschlüssen verbundener Kontaminierung verringert
wird.
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In
einigen erwogenen Ausführungsbeispielen
müssen
die Löcher
an jeweiligen Formbehältern
nicht die gleiche Größe oder
die gleiche Form wie andere Löcher
des jeweiligen Formbehälters
umfassen. Ähnlich dazu
erwägen
einige Ausführungsbeispiele
Anordnungen von Löchern,
die keine einheitlichen Gestaltungen oder Anordnungen überall in
dem Formbehälter
aufweisen.
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4 zeigt
eine Draufsicht des Substrats an der oberen Fläche 16 eines bevorzugten
Ausführungsbeispiels,
das das räumliche
Verhältnis
zwischen Löchern 22 und
der umgebenden Matrix aus Bahnmaterial demonstriert. Während 4 eine
Veranschaulichung der oberen Fläche 16 der
Ausführungsbeispiele
gemäß 3A und 3B zeigt,
würde eine
Draufsicht der oberen Fläche 16 des
Ausführungsbeispiels
gemäß 3C einen
weiteren konzentrischen Ring veranschaulichen, der den sich verjüngenden
Verengungsbereich der Löcher
innerhalb der kreisförmigen Öffnung darstellt,
die durch Überschneiden
der Lochwände
und der oberen Fläche 16 gebildet
wird.
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Der
Abschnitt des Bahnmaterials gemäß 4 hat
eine beispielhafte Länge "L2" und eine beispielhafte
Breite "W2". Die Länge "L2" und die Breite "W2" werden nur für veranschaulichende
Zwecke gezeigt und sollten nicht als einschränkend aufgefasst werden. Die
Matrix des Substrats oder Bahnmaterials zwischen jeweiligen der
Löcher
bildet äußere Umfänge der
jeweiligen der Löcher.
Ein jeweiliges Loch 22 bildet eine Öffnung an der ersten Hauptfläche 16,
wobei die Öffnung
einen offenen Bereich hat, der dem Bereich eines Kreises mit einem
Durchmesser von mindestens 0,009 Zoll (0,02 cm) bis zu etwa 0,040
Zoll (0,10 cm), vorzugsweise mindestens etwa 0,010 Zoll (0,025 cm)
bis zu etwa 0,025 Zoll (0,064 cm) und besser mindestens etwa 0,011
Zoll (0,028 cm) bis zu etwa 0,015 Zoll (0,038 cm) entspricht. Die
Matrix aus Bahnmaterial an der ersten Hauptfläche 16 hat im Allgemeinen
eine minimale projizierte Breite "D3" zwischen
jeweiligen der Löcher
von etwa 0,003 Zoll bis etwa 0,015 Zoll (0,008 bis etwa 0,038 cm)
und vorzugsweise etwa 0,005 Zoll bis etwa 0,009 Zoll (0,013 bis
etwa 0,023 cm). Es sollte angemerkt werden, dass "D3", gemessen vom projizierten
Bereich, die Messung von Verengung zu Verengung ist.
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Die
in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel
gezeigte Anordnung von Löchern,
die in 4 veranschaulicht ist, ist in einer Folge von
parallelen Reihen von Löchern
angeordnet, wobei der Abstand zwischen den Löchern in einer bestimmten Reihe
von Reihe zu Reihe im Wesentlichen konstant ist. Eine Reihe wird
als eine beliebige Folge von Löchern
gebildet, die durch eine gerade Linie geschnitten wird, wo die gerade
Linie den Mittelpunkt des Ursprungs von beliebigen zwei aneinander
angrenzenden Öffnungen
schneidet. In dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel kann der Abstand "D1" zwischen den Mittelpunkten
von aneinander angrenzenden Löchern
einer bestimmten Reihe etwa 0,010 Zoll bis etwa 0,050 Zoll (0,025
bis etwa 0,127 cm) und vorzugsweise etwa 0,012 Zoll bis etwa 0,020
Zoll (0,030 bis etwa 0,051 cm) betragen. In dem veranschaulichten
Ausführungsbeispiel
kann der Abstand zwischen Mittelpunkten von aneinander angrenzenden
Löchern in
aneinander angrenzenden Reihen "D2" etwa 0,008 Zoll
bis etwa 0,045 Zoll (0,020 bis etwa 0,114 cm) und vorzugsweise 0,010
Zoll bis etwa 0,018 Zoll (0,025 bis etwa 0,046 cm) betragen.
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In
einigen Ausführungsbeispielen
sind die Reihen von Löchern
mit Bezug aufeinander seitlich verschoben, so dass aneinander angrenzende
Löcher
in aneinander angrenzenden Reihen Winkel "α" von etwa 50 Grad
bis etwa 90 Grad mit Bezug auf eine imaginäre Linie bilden, die sich parallel
zu den Reihen erstreckt. In einigen bevorzugten Ausführungsbeispielen
sind die Reihen von Löchern
mit Bezug zueinander seitlich verschoben, so dass aneinander angrenzende
Löcher
in aneinander angrenzenden Reihen Winkel "α" von etwa 80 Grad
bis etwa 90 Grad mit Bezug auf eine imaginäre Linie bilden, die sich parallel
zu den Reihen erstreckt. In noch weiteren bevorzugten Ausführungsbeispielen
sind die Reihen von Löchern
mit Bezug zueinander seitlich verschoben, so dass aneinander angrenzende
Löcher
in aneinander angrenzenden Reihen Winkel "α" von etwa 50 Grad
bis etwa 70 Grad mit Bezug auf eine imaginäre Linie bilden, die sich parallel
zu den Reihen erstreckt. Eine solche Linie kann durch z. B. die
in 4 veranschaulichte Linie "X" dargestellt
werden. Der entsprechende Winkel "α" in 4 wird
bei 60 Grad veranschaulicht.
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Die
imaginäre
Bezugslinie "X" zeigt eine Bezugsreihe 29 an,
die ein Bezugsloch 30 aufweist, wobei die Bezugslinie "X" den radialen Ursprung des Bezugslochs 30 schneidet.
Das Bezugsloch 30 befindet sich neben einem ersten angrenzenden
Loch 32 und einem zweiten angrenzenden Loch 34.
Der Winkel "α" kann durch das Winkelverhältnis zwischen
der Bezugslinie 30 und einer Linie gebildet werden, die
vom radialen Ursprung des Bezugslochs 30 führt, die
den radialen Ursprung von entwe der dem ersten angrenzenden Loch 32 oder
dem zweiten angrenzenden Loch 34 schneidet.
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Die
Löcher
in dem Substrat, gemessen an den kleinsten Querschnitten der Öffnungen,
die durch solche Löcher
gebildet werden, bilden zusammen eine gesamte offene Bereichsfraktion
des gelochten Substrats, die wenigstens etwa 35 Prozent und vorzugsweise
mehr als 40 Prozent des Bereiches des Substrats darstellt und vorzugsweise
dem offenen Bereich der unteren Wand und der Seitenwand entspricht.
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In
einer exemplarischen Berechnung, die aus 3A oder 3B herausgezogen
ist, beträgt
der Lochdurchmesser an der Oberfläche 16 etwa 0,012
Zoll (0,030 cm), wobei "D3" etwa 0,005 Zoll
(0,013 cm), "D2" etwa 0,014 Zoll
(0,036 cm), "D1" etwa 0,016 Zoll
(0,041 cm), die Länge "L2" des Teils des veranschaulichten
Behälters
etwa 0,160 Zoll (0,406 cm) und die Breite "W/2" des
Teils des veranschaulichten Behälters etwa
0,170 Zoll (0,432 cm) beträgt.
Das Teilen der Summe der kreisförmigen
Bereiche und Teilen davon, die durch die Öffnungen gebildet werden, die
in dem rechteckigen Bereich begrenzt sind, der durch das Produkt von "L2" und 'W2" gebildet wird, durch
das Produkt von "L2" und 'W2" ergibt einen Bruch
des offenen Bereiches von 0,0127 Zoll (0,0323 cm)/gesamten Bereich
von 0,0272 Zoll (0,0691 cm) oder einen Quotienten von 0,467 oder
46,7 Prozent offener Bereich für
die beispielhaften Abmessungen. Ähnliche
Berechnungen können
für Ausführungsbeispiele
von 3C durchgeführt
werden, unter der Berücksichtigung,
dass der offene Bereich an der Verengungszone eingeschränkter ist
als an jeder der Flächen 16 oder 18,
wodurch der offene Bereich auf der Basis des offenen Bereiches an
der Verengungszone berechnet wird, die zwischen den Flächen 16 und 18 angeordnet
ist. Ein solcher offener Bereich, was alle Ausführungsbeispiele betrifft, wird
ohne weiteres hinsichtlich des projizierten offenen Bereiches der
jeweiligen Löcher
gebildet.
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5A, 5B und 5C zeigen
Draufsichten der oberen Fläche
von drei bevorzugten Ausführungsbeispielen
der Erfindung. Die Löcher
in dem Substrat, gemessen an den kleinsten Querschnitten der Öffnungen,
die durch solche Löcher
gebildet werden, bilden zusammen eine gesamte offene Bereichsfraktion
des gelochten Substrats, die wenigstens etwa 35 Prozent und vorzugsweise
mehr als 40 Prozent des Bereiches des Substrats veranschaulicht
und vorzugsweise dem offenen Bereich der unteren Wand und der Seitenwand entspricht.
Der gestaltete prozentuale Anteil des offenen Bereiches ist ein
Gleichgewicht zwischen der strukturellen Integrität der Matrix
aus dem Bahnmaterial, die den Behälter umfasst, und der Porosität des Behälters, die
eine größere Luftströmung bereitstellt.
Damit kann durch Verwendung der bevorzugten Gestaltungen der Teile
des Behälters
in 5A, 5B und 5C eine
maximale Luftströmung
erreicht werden, ohne die Festigkeit des Behälters zu opfern, da die Menge
des Bahnmaterials zwischen den Löchern
noch eine strukturelle Integrität überall in
dem Behälter
bereitstellen kann.
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Während Löcher mit
kreisförmigen,
sechseckigen und schlitzförmigen
Querschnitten veranschaulicht werden, erwägt die Erfindung Löcher mit
anderen Querschnittsgestaltungen, die dreieckige, vierseitige, fünfeckige,
siebeneckige, achteckige, neuneckige, zehneckige, eiförmige, elliptische
oder bogenförmige
Formen aufweisen, aber nicht darauf beschränkt sind.
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Mit
Bezug auf 6 und 6A zeigt 6 eine
Seitenansicht einer Anwendung von Behältern 10 an einem
Formzylinder 40, der zum Sammeln und Erzeugen absorbierender
Kerne zum Einsatz in absorbierenden Hygieneartikeln verwendet wird.
Die Formbehälter 10 sind
um oder in der Nähe
des äußeren Umfangs des
Formzylinders 40 in einer Formzylinder-Aufnahme 44 angeordnet.
Der Formzylinder 40 kann so konstruiert und gestaltet sein,
um in einem kontinuierlichen oder einem intermittierenden Verfahren
oder beiden einzelne oder kontinuierliche Teilchenansammlungen 42 für den Einsatz
als absorbierende Kerne in absorbierenden Hygieneartikeln zu bilden.
Der Formzylinder 40 umfasst einen Halterungsrahmen oder
eine andere Anbringungsstruktur (nicht dargestellt) zum Anbringen
des Formzylinders 40 von einer Halterungsfläche und
um eine Drehachse 46. Eine der Formbehälter-Aufnahmen 44 erstreckt
sich um oder in der Nähe
wenigstens eines Teils des Umfangs des Formzylinders 40 und
wird von der Anbringungsstruktur gehalten. Eine der Formbehälter-Aufnahmen 44 weist
jeweils einen Formbehälter
auf, der am oder in der Nähe
eines Teils des Umfangs der Trommel angebracht ist. Die Formbehälter neigen
dazu, so zu wirken, dass sie darauf längliche Fasern oder Teilchen
aus superabsorbierendem Material oder beides aufnehmen und sammeln,
um dadurch Teilchenansammlungen 42 zu bilden.
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Eine
Formkammer 50, eine geschlossene Transportvorrichtung,
transportiert Teilchenmaterial, das superabsorbierendes Material
und längliche
Fasern umfasst, im Einklang mit der Richtung einer starken Luftströmung, die
im Allgemeinen durch Unterdruckkräfte erzeugt wird und nicht
darauf beschränkt
ist, und durch die Pfeile 58 angezeigt wird. Die starke
Luftströmung
zwingt dann direktes Teilchenmaterial in Richtung der Formbehälter 10,
die um oder in der Nähe
des Umfangs des Formzylinders 40 eingeordnet sind, so dass
sie sich an der ersten Hauptfläche 16 (7)
der jeweiligen Formbehälter 10 ansammeln.
Wenn sich ein Formrad 40 mit Bezug auf die Drehrichtung
gemäß Pfeil 52 dreht,
werden Teilchenansammlungen 42 an der ersten Hauptfläche 16 (7)
der jeweiligen Formbehälter 10 über schwache
Luftströmungskräfte gehalten,
die im Allgemeinen durch Unterdruckkräfte erzeugt werden und nicht
darauf beschränkt
sind, und durch die Pfeile 56 gezeigt werden. Die starken
Luftströmungskräfte 58 haben
eine größere Kraftintensität als die
schwachen Luftströmungskräfte 56 und
weisen eine Kraftgröße auf,
die notwendig ist, um das Andrücken
der superabsorbierenden Teilchen und länglichen Fasern in Richtung
der ersten Hauptfläche 16 (7)
der jeweiligen Formbehälter 10 zu
unterstützen.
Umgekehrt haben die schwachen Luftströmungskräfte 56 eine geringere
Kraftintensität
als die starken Luftströmungskräfte 58 und
weisen die Kraftgröße auf,
die notwendig ist, um die Teilchenansammlungen an der ersten Hauptfläche 16 (7)
der jeweiligen Formbehälter 10 zu
haften, wobei dadurch die Kräfte
der Schwerkraft und der Zentrifugalkraft oder beide überwunden
werden. Die Teilchenansammlungen 42 werden von dem Formrad 40 freigegeben,
wenn die Teilchenansammlungen 42 über die Bereiche der schwachen
Luftkräfte 56 an
der Unterseite des Rades 40 angrenzend an die Ortskurve
hinaus geführt
werden, wo die jeweiligen Ansammlungen auf ein Aufnahmeband 54 überführt werden.
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Absorbierende
Kerne von absorbierenden Hygieneartikeln wie die Kerne, die mit
den Behältern 10 hergestellt
werden sollen, umfassen vorzugsweise ein Gemisch 48 aus
superabsorbierendem, Hydrogel bildenden Material und länglichen
Fasern aus Holzzellstoff in der Form von Flocken. Längliche
Fasern können sowohl
Weichholz- als auch Hartholzfasern sowie Gefäßelemente aufweisen, sind aber
nicht darauf beschränkt,
deren Größe von etwa
10 Mikrometer im Durchmesser bis etwa 70 Mikrometer im Durchmesser reicht.
Die länglichen
Fasern können
bis zu etwa 5 Millimeter lang sein, vorzugsweise eine Länge von
1 bis 3 mm haben. An Stelle der Holzzellstoff-Flocken können synthetische,
polymere oder Meltblown-Fasern oder eine Kombination von Meltblown-Fasern
und natürlichen
Fasern verwendet werden.
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Die
Teilchen aus superabsorbierendem Material sind im Allgemeinen kugelförmig oder
länglich
geformt und haben ein Verhältnis
Länge zu
Breite von nicht mehr als etwa 4/1. Das Material mit dem hohen Absorptionsvermögen kann
aus natürlichen,
synthetischen und modifizierten natürlichen Polymeren und Materialien
ausgewählt
werden. Die Materialien mit dem hohen Absorptionsvermögen können anorganische
Materialien wie Kieselgel oder organische Verbindungen wie quer
vernetzte Polymere sein. Die Materialien mit dem hohen Absorptionsvermögen betreffen
eine beliebige Struktur oder Zusammensetzung zusammen mit verbundenen
Prozessen, die normalerweise wasserlösliche Materialien im Wesentlichen
nicht wasserlöslich,
aber anschwellend machen, wodurch absorbierende Eigenschaften erhältlich sind,
wobei aber das angeschwollene Material nach dem Absorbieren von
auf Wasser basierenden Flüssigkeiten
im Wesentlichen unbeweglich wird. Ein solches superabsorbierendes
Material kann hergestellt werden, indem z. B. ein physikalisches
Gespinst, kristalline Bereiche, kovalente Bindungen, ionische Komplexe
und Verbindungen, hydrophile Verbindungen wie Wasserstoffbindungen
und hydrophobe Verbindungen oder van-der-Waalsche Kräfte erzeugt
werden.
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Ein
Formbehälter
kann in einer Vielfalt von Formen gestaltet werden, um zu ermöglichen,
dass der resultierende absorbierende Kern eine beliebige Anzahl
von Formen hat. Zum Beispiel können
Formbehälter
so gestaltet sein, dass sie absorbierende Kerne präsentieren,
die rechteckig, sanduhrförmig,
I-förmig
oder T-förmig
sind. Die meisten absorbierenden Kerne sind in einem Gabelteil vorzugsweise
schmaler als in einem hinteren oder vorderen Teil, besonders wenn
das Gabelteil des absorbierenden Artikels schmaler ist als der hintere
Teil oder der vordere Teil.
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Der
Formbehälter 10 ist
am Formzylinder 40 durch Halterungsstrukturen 66 befestigt.
Die Formbehälter
können
an den Halterungsstrukturen 66 des Formzylinders 40 durch
eine Vielfalt von Mechanismen befestigt sein, die Schweißen, Klemmen,
Schrauben, Bolzen und Klebstoff aufweisen, aber nicht darauf beschränkt sind.
Die Halterungsstrukturen 66 können ein beliebiges Material
umfassen, vorzugsweise rostfreien Stahl, Aluminium oder Stahl, wobei
eine ausreichende Halterung bereitgestellt wird, um die Behälter 10 am
Formzylinder 40 zu sichern und zu positionieren. Einige
Ausführungsbeispiele
umfassen alternative Halterungsstrukturen, die ebenfalls eine Luftströmung zwischen
aneinander angrenzenden Formbehältern
zulassen. In einigen Ausführungsbeispielen
demonstrieren die Halterungsstrukturen 66 eine poröse Brücke 62,
die eine Luftströmung
dort hindurch ermöglicht,
die durch Luftströmungskräfte bewirkt
wird, wobei andere Ausführungsbeispiele
erwogen werden, in denen entsprechende Brückenstrukturen keine Luftströmung zwischen
aneinander angrenzenden Formbehältern
zulassen. Die Brücke 62 kann
eine Vielfalt von nicht porösen
und porösen
Materialien einschließlich
des Formbehälter-Vorproduktmaterials
umfassen.
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In
einigen erwogenen Ausführungsbeispielen
kann die äußere Umfangsfläche 68 (6A)
des Formzylinders 40 eine Länge eines gelochten Formbehälter-Produktmaterials
umfassen, das Formbehälter
umfasst, die in das Vorproduktmaterial konstruiert sind, wobei solches
Vorproduktmaterial um den ganzen oder Teile des Umfangs des Formzylinders 40 gewickelt
wird. 6A veranschaulicht ein zweites
Ausführungsbeispiel
der Erfindung, das einen Formzylinder 40 mit einem Formbehälter 10 mit
einer kontinuierlichen Schicht zeigt, die im Wesentlichen die äußere Umfangsfläche 68 bedeckt.
Während
der Formbehälter 10 im
Allgemeinen einen ähnlichen
Umriss wie die äußere Umfangsfläche 68 beibehält, können die
Teilchenansammlungen durchgehend sein oder in einzelne Einheiten
mittels optionaler Teilungselemente 70 getrennt werden.
Die Teilungselemente 70 können entweder an der durchgehenden
Formbehälter-Schicht
oder direkt auf die äußere Umfangsfläche 68 des
Formzylinders 40 mittels einer Vielfalt von Mechanismen
angeheftet werden, die Schweißen
Klemmen, Schrauben, Bolzen und Klebstoff aufweist, aber nicht darauf
beschränkt
sind.
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7 veranschaulicht
eine vergrößerte Grundrissansicht
eines Ausführungsbeispiels
des Formbehälters 10 und
einer begleitenden Befestigungsvorrichtung 72, die an einem
Formzylinder befestigt werden kann. Wie auch in 1 veranschaulicht
ist, umfasst der Formbehälter 10 eine
untere Wand 12 und Seitenwände 14, die auf die
untere Wand treffen und sich zu deren oberen Rand 15 erstrecken.
Während
die untere Wand 12 und die Seitenwände 14 so veranschaulicht
sind, dass sie im Allgemeinen flache Flächen haben, werden Ausführungsbeispiele
mit bogenförmigen,
winkligen und abgerundeten Wänden
ebenfalls erwogen. Die untere Wand 12 bildet zusammen mit
den Seitenwänden 14 einen
Teilchenaufnahmehohlraum 20 in dem Behälter. Die untere Wand 12 und
die Seitenwände 14 haben
zusammen eine erste Hauptseite oder Fläche 16, die in Richtung
des Hohlraums 20 angeordnet ist, und eine gegenüberliegende
zweite Hauptseite oder Fläche (1),
die vom Hohlraum 20 weg angeordnet ist. Eine Anordnung
von Löchern 22 erstreckt
sich durch den Behälter 10 und
verbindet die erste und die zweite Hauptfläche.
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Der
Formbehälter 10 kann
an einen Formzylinder durch eine Vielfalt von Mechanismen angeheftet werden. 7 veranschaulicht
ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
zur Befestigung an einem Formzylinder. Befestigungsplatten 72 können an
den Formbehälter 10 an
einem Befestigungsteil 19 des Formbehälters 10 angeheftet
werden, der sich zwischen dem oberen Rand 15 und der Befestigungsplatte 72 befindet.
Das Befestigungsteil des Formbehälters
kann durch Mittel wie Schneiden, Biegen, Bohren oder Stanzen geändert werden,
um so einen anpassungsfähigen
Befestigungsbereich mit der (den) Befestigungsplatte(n) bereitzustellen.
Die Befestigungsplatte 72 wird am Befestigungsteil 19 des
Formbehälters 10 durch
eine Vielfalt von Befestigungsmechanismen befestigt, die Schweißungen,
Klemmen, Schrauben, Bolzen und Klebstoffe aufweisen, aber nicht
darauf beschränkt
sind. Der Formbehälter 10 und
die befestigte Befestigungsplatte 72 bilden eine Formplatte 76.
Die Formplatte 76 kann dann an einem Formzylinder wie z.
B. im Ausführungsbeispiel
von
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6 durch
eine Vielfalt von Befestigungsmechanismen befestigt werden, die
Schweißungen,
Klemmen, Schrauben, Bolzen und Klebstoffe aufweisen, aber nicht
darauf beschränkt
sind.
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Während der
Formbehälter 10 von 7 ein
Befestigungsteil 19 veranschaulicht, das Löcher umfasst, werden
andere Ausführungsbeispiele
mit weniger oder im Wesentlichen keinen Löchern mit einem Verhältnis zu
den Seitenwänden 14 und
der unteren Wand 12 im Befestigungsteil 19 des
Formbehälters 10 erwogen.
-
Die
Erfindung wirkt so, dass sie Teilchen aus dem Teilchenmaterial an
der ersten Hauptfläche 16 des Formbehälters 10 aufnimmt
und sammelt und dadurch die Ansammlung bildet, während die Teilchen aus dem superabsorbierenden
Material im Allgemeinen nicht in die Durchlässe transportiert werden, die
Löcher
von jedem jeweiligen Formbehälter
bilden. Untermassige Teilchen aus superabsorbierendem Material,
die in jeweilige dieser Durchlässe
eintreten, neigen dazu, vollständig
durch die Durchlässe
hindurch zu gelangen und nicht in solchen Durchlässen eingeschlossen zu werden,
da sie freigegeben und durch diese Durchlässe hindurch gelassen werden.
Die sich im Allgemeinen zunehmend ausdehnenden Querschnitte der
Durchlässe
entlang der Bewegungsrichtung von solchen Teilchen von der oberen
Fläche 16 zur
unteren Fläche 18 neigen
nämlich dazu,
das Risiko des Verstopfens der Löcher
in einem jeweiligen Formbehälter
zu vermindern. Die Erfindung erwägt
auch die Beschichtung oder Behandlung des Formbehälter-Materials
mit einer oder mehreren "nicht haftenden" Behandlungen wie
Teflon® oder
Elektropolieren, wobei dadurch ein zusätzliches Hindernis beim Einschließen von
Teilchen in den Löchern
bereitgestellt wird.
-
Während gewählt wurde,
nicht durch die Theorie gebunden zu sein, haben die Erfinder hier
in Betracht gezogen, dass die verringerte Neigung zum Einschließen ein
Ergebnis der Kombination aus kleinerem Lochquerschnitt, dem verringerten
Teil der Dicke "T", die zwischen der
Eingangsfläche 16 und
dem Verengungsteil 28 dargestellt wird, und dem sich ausdehnenden
Querschnitt des Lochs zwischen dem Verengungsbereich 29 und
der Austrittsfläche 18 ist.
Zusätzlich
kann in Ausführungsbeispielen
wie 3C der Verengungsbereich 28 als eine
Schneid- oder Schleifkante wirken, um SAM-Teilchen, die geringfügig zu klein
sind, um durch das jeweilige Loch zu gelangen, zu schneiden oder
zu schleifen, wodurch die Verengung 28 eine Verringerung
der Größe bei einigen
SAM-Teilchen, die ansonsten nicht hindurch gelangen würden, bewirkt,
so dass sie hindurch gelangen können.
-
Wie
hier verwendet, betrifft "Eintrittsfläche" die Fläche 16 und
betrifft des Weiteren die Fläche,
von der aus SAM und Faserteilchen in die Löcher 22 eintreten. Ähnlich dazu
betrifft "Austrittsfläche" die Fläche 18 und betrifft
des Weiteren die Fläche,
von der SAM und Faserteilchen aus den Löchern 22 austreten.
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Unten
befindet sich eine Verteilungstabelle (Tabelle 1) von zwei Beispielen
der typischen Verteilung der Größe von superabsorbierenden
Teilchen pro US-Sieb.
-
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In
beiden Beispielen des Teilchen superabsorbierenden Materials neigt
die überwältigende
Mehrheit der Teilchen des superabsorbierenden Materials dazu, sich
auf Sieben mit 30-Maschen, 50-Maschen und 170-Maschen abzusetzen.
Ein übliches
30-Maschensieb umfasst nominelle Öffnungen von annähernd 0,033 Zoll
(0,084 cm), wobei ein übliches
50-Maschensieb nominelle Öffnungen
von annähernd
0,012 Zoll (0,030 cm) und ein übliches
170-Maschensieb nominelle Öffnungen
von annähernd 0,004
Zoll (0,010 cm) umfasst. Daher wird der Abstand zwischen distalen
Wänden
eines jeweiligen Lochs in einem Behälter der Erfindung dazu neigen,
kleiner zu sein als die Größe der Durchschnittsteilchen
des getesteten superabsorbierenden Materials.
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Während die
Erfindung oben mit Bezug auf die bevorzugten Ausführungsbeispiele
beschrieben wurde, wird verständlich
sein, dass die Erfindung auf zahlreiche Umgestaltungen, Modifikationen
und Änderungen übernommen
wird, wobei alle solche Anordnungen, Modifkationen und Änderungen
im Umfang der beigefügten
Ansprüche
enthalten sein sollen.