DE60125415T3

DE60125415T3 - Formeinsatz

Info

Publication number: DE60125415T3
Application number: DE60125415.5T
Authority: DE
Inventors: Michael Venturino; Daniel DUHM; Steven SHIMON
Original assignee: Kimberly Clark Worldwide Inc; Kimberly Clark Corp
Current assignee: Kimberly Clark Worldwide Inc; Kimberly Clark Corp
Priority date: 2000-10-23
Filing date: 2001-10-22
Publication date: 2014-07-03
Anticipated expiration: 2021-10-23
Also published as: WO2002036056A3; EP1357874B2; NO20031757L; DE60125415T2; WO2002036056A2; JP4216069B2; EP1357874A2; JP2004532657A; US6630088B1; DE60125415D1; MXPA03003053A; NO20031757D0; AU2002235248A1; EP1357874B1

Description

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.
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.
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.
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.
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.
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.
Das Problem der vorliegenden Erfindung ist es, Formmittel sowie Verfahren bereitzustellen, um Teilchenmaterial darauf aufzunehmen und dadurch Teilchenansammlungen 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.
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.
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.
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.
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.
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 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.
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).
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.
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.
Die Erfindung stellt ein Verfahren zum Bilden einer Ansammlung aus Teilchenmaterial zum Einsatz als ein absorbierender Kern in einem absorbierenden Artikel nach Anspruch 4 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.
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.
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.
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.
Es zeigen:
1 eine repräsentative bildliche Ansicht eines Behälters der Erfindung;
2 einen vergrößerten, repräsentativen Teil in bildlicher Ansicht eines Lochs, das von einer Matrix umgeben ist, die das Loch bildet;
3A, 3B und 3C repräsentative Querschnitts-Aufrissansichten von bestimmten der Ausführungsbeispiele von Löchern, die in der Erfindung nützlich sind;
4 eine repräsentative Draufsicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des Bahnmaterials, das räumliche Beziehungen zwischen Löchern und der umgebenden Matrix aus Bahnmaterial veranschaulicht;
5A, 5B und 5C repräsentative Draufsichten der oberen Fläche von drei bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung;
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;
7 eine vergrößerte Grundrissansicht eines Formbehälters und einer begleitenden Befestigungsvorrichtung, die an einem Formzylinder befestigt werden kann.
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.
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.
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.
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.
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. Die Ausführungsbeispiele spiegeln eine Tiefe D5 von wenigstens etwa 0,001 Zoll bis etwa 2,00 Zoll (0,003 bis etwa 5,08 cm) wider. In allen Ausführungsbeispielen ist die Tiefe des Formbehälters im Allgemeinen von dem gewünschten Absorptionsvermögen des resultierenden absorbierenden Kernteils eines solchen entsprechenden absorbierenden Artikels abhängig.
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.
2 zeigt ein vergrößertes Beispiel eines Ausführungsbeispiels eines Lochs 22 des in 1 veranschaulichten Formbehälters. Wie in 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.
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.
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.
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.
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.
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.
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 einzuschließen. 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.
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.
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.
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).
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).
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-Ätzverfahren^TM 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.
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.
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.
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.
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.
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.
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 entweder dem ersten angrenzenden Loch 32 oder dem zweiten angrenzenden Loch 34 schneidet.
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.
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 ”W2” 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.
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.
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.
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.
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 angeordnet 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 halten, 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.
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.
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.
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.
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.
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.
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 6 durch eine Vielfalt von Befestigungsmechanismen befestigt werden, die Schweißungen, Klemmen, Schrauben, Bolzen und Klebstoffe aufweisen, aber nicht darauf beschränkt sind.
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.
Unten befindet sich eine Verteilungstabelle (Tabelle 1) von zwei Beispielen der typischen Verteilung der Größe von superabsorbierenden Teilchen pro US-Sieb.

Tabelle 1

Siebgröße Beispiel 1 Beispiel 2

20 0,4% 0,3%

30 20,0% 22,0%

50 53,0% 55,0%

170 25,0% 21,0%

325 0,9% 2,0%

> 325 0,2% 0,1%
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.
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, Modifikationen und Änderungen im Umfang der beigefügten Ansprüche enthalten sein sollen.

Claims

Formbehälter (10), der zum Aufnehmen von Teilchenmaterial, das superabsorbierende Teilchen enthält, darauf eingerichtet und gestaltet ist, um so Teilchenansammlungen (42) zum Einsatz als absorbierende Kerne in absorbierenden Hygieneartikeln herzustellen, wobei der Formbehälter (10) ein Substrat umfasst, das einen Teilchenaufnahmehohlraum (20) in dem Behälter (10) bildet, das Substrat Elemente (12, 14) umfasst, die eine erste Hauptseite (16), die in Richtung des Hohlraums (20) angeordnet ist, eine gegenüberliegende zweite Hauptseite (18), die von dem Hohlraum (20) weg angeordnet ist, und eine Dicke (T) zwischen der ersten (16) und der zweiten Hauptseite (18) bilden, sowie eine Anordnung von Löchern (22), die sich durch wenigstens einen Teil des Substrats hindurch erstrecken und die erste (16) sowie die zweite Hauptseite (18) verbinden, wobei Lochwände (24) Querschnittsflächen dieser Löcher (22) entlang der Dicke (T) des Substrats bilden, und eine Ortskurve (25), die eine kleinste Querschnittsfläche bildet, sowie eine Ortskurve enthalten, die eine relativ größere Querschnittsfläche bildet, gegenüber der kleinsten Querschnittsfläche verschoben und in Richtung der zweiten Hauptseite (18) des Substrats angeordnet ist, wobei das Substrat Bahnmaterial ist und die erste sowie die zweite Hauptseite erste bzw. zweite Hauptoberflächen sind und der Behälter (10) des Weiteren eine Matrix des Bahnmaterials zwischen jeweiligen der Löcher (22) umfasst, und Außenumfänge jeweiliger der Löcher (22) bildet.
Formbehälter nach Anspruch 1, wobei die kleinste Querschnittsfläche gegenüber sowohl der ersten als auch der zweiten Seite und dazwischen verschoben ist.
Formbehälter nach Anspruch 1, wobei die Dicke des Substrats zwischen 0,008 cm und 0,076 cm beträgt, und wobei Strukturen der Löcher fotochemische Bearbeitung widerspiegeln, und wobei die Länge des Behälters 25 bis 76 cm (10 bis 30 Inch) beträgt.
Verfahren zum Formen einer Ansammlung aus Teilchenmaterial (42) zum Einsatz als ein absorbierender Kern in einem absorbierenden Artikel, wobei das Teilchenmaterial (48) Teilchen aus superabsorbierendem Material umfasst und das Verfahren umfasst: (a) Transportieren des Teilchenmaterials (48) in einem gasförmigen Träger in Richtung eines Formbehälters (10); wobei der Formbehälter (10) Bahnmaterial umfasst, das einen Teilchenaufnahme-Hohlraum (20) in dem Behälter (10) bildet, das Bahnmaterial eine erste Hauptoberfläche (16), die in Richtung des Hohlraums (20) angeordnet ist, eine gegenüberliegende zweite Hauptoberfläche (18), die von dem Hohlraum (20) weg angeordnet ist, eine Dicke (T) zwischen der ersten (16) und der zweiten Hauptoberfläche (18) und eine Anordnung von Löchern (22) aufweist, die sich durch wenigstens einen Teil des Bahnmaterials erstrecken und Durchlasse zwischen der ersten (16) und der zweiten (18) Hauptoberfläche bilden, und die Durchlasse durch Lochwände (24) gebildet werden, die sich von Hauptachsen (26) der jeweiligen Durchlasse im Allgemeinen nach außen und von nahe an der ersten Hauptoberfläche (16) in Richtung der zweiten Hauptoberfläche (18) aufweiten, wobei die Durchlasse dazu neigen, sich im Allgemeinen auf dem Weg in Richtung der zweiten Hauptoberfläche (18) hinsichtlich der Querschnittsfläche auszudehnen, und projizierte Flächen der Teilchen aus dem superabsorbierenden Material im Allgemeinen größer sind als projizierte Flächen der Löcher (22); und (b) Aufnehmen und Sammeln von Teilchen des Teilchenmaterials (48) in dem Hohlraum (20) und dadurch Formen der Ansammlung (42), wobei im Allgemeinen keine Teilchen des superabsorbierenden Materials in die Durchlasse hinein transportiert werden, und untermassige Teilchen aus superabsorbierendem Material, die in jeweilige dieser Durchlasse eintreten, dazu neigen, vollständig durch die Durchlasse hindurch zu gelangen und nicht in die Durchlasse eingeschlossen werden, da sie durch die sich im Allgemeinen zunehmend ausdehnenden Querschnitte dieser Durchlasse in der Bewegungsrichtung dieser Teilchen freigegeben und durch diese Durchlasse hindurchgelassen werden.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Verfahren das Aufnehmen und Sammeln der Teilchen auf einem derartigen Formbehälter umfasst und die projizierte Fläche eines jeweiligen Lochs durch eine relativ stärker einschränkende Verengungszone des jeweiligen Durchlasses gebildet wird, wobei die Verengungszone näher an der ersten Hauptoberfläche als an der zweiten Hauptoberfläche angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Verfahren Aufnehmen und Sammeln der Teilchen auf einem derartigen Formbehälter umfasst und die Querschnittsfläche einer Projektion der der Verengungszone nicht mehr als 25% kleiner ist als die einer Projektion des jeweiligen Lochs an der ersten Oberfläche.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Verfahren Aufnehmen und Sammeln der Teilchen auf einem derartigen Formbehälter umfasst, und die Querschnittsfläche einer Projektion der der Verengungszone nicht mehr als 15% kleiner ist als die einer Projektion des jeweiligen Lochs an der ersten Oberfläche.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Verfahren Aufnehmen und Sammeln der Teilchen auf einem derartigen Formbehälter umfasst und die Querschnittsfläche einer Projektion der Verengungszone im Wesentlichen die gleiche Größe hat wie die einer Projektion des jeweiligen Lochs an der ersten Oberfläche.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Verfahren Aufnehmen und Sammeln der Teilchen auf einem derartigen Formbehälter umfasst und ein jeweiliges Loch eine Öffnung an der ersten Hauptoberfläche bildet und die Öffnung eine offene Fläche hat, die der Fläche eines Kreises mit einem Durchmesser zwischen 0,02 cm und 0,10 cm entspricht.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Verfahren Aufnehmen und Sammeln der Teilchen auf einem derartigen Formbehälter umfasst und die Matrix aus Bahnmaterial im Allgemeinen eine minimale projizierte Breite zwischen jeweiligen der Löcher zwischen 0,008 cm und 0,038 cm bildet.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Verfahren Aufnehmen und Sammeln der Teilchen auf einem derartigen Formbehälter umfasst und Lochwände aneinandergrenzender der Löcher die zweite Hauptoberfläche schneiden, ohne einander zu schneiden, und diese Lochwände aneinandergrenzender erster und zweiter der Löcher einen nominellen Abstand dazwischen bilden, ohne einander zu schneiden.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Verfahren Aufnehmen und Sammeln der Teilchen auf einem derartigen Formbehälter umfasst und die Anordnung von Löchern in einer Folge paralleler Reihen von Löchern angeordnet ist, Abstand zwischen Löchern in einer bestimmten Reihe von Reihe zu Reihe im Wesentlichen konstant ist, und die Reihen seitlich in Bezug zueinander so verschoben sind, dass aneinandergrenzende Löcher in aneinandergrenzenden Reihen Winkel zwischen 50 Grad und 90 Grad in Bezug auf eine imaginäre Linie parallel zu den Reihen bilden.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Verfahren Aufnehmen und Sammeln der Teilchen auf einem derartigen Formbehälter umfasst und die Löcher, gemessen an einem kleinsten Öffnungsquerschnitt, der durch jedes derartige Loch gebildet wird, zusammen eine gesamte offene Fläche bilden, die wenigstens 35% der zusammengefassten Flächen der unteren Wand und der Seitenwand darstellt.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Verfahren Aufnehmen und Sammeln der Teilchen auf einem derartigen Formbehälter umfasst und das superabsorbierende Material im Allgemeinen kugelförmig ist.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Verfahren Aufnehmen und Sammeln der Teilchen auf einem derartigen Formbehälter umfasst und die Teilchen aus superabsorbierendem Material im Allgemeinen länglich geformt sind und ein Verhältnis von Länge zu Breite von nicht mehr als 4:1 haben.