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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ausbilden von lokal komprimierten
Bereichen an Absorptionsprodukten.
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Absorptionsprodukte, insbesondere
Damen-Hygieneprodukte, beispielsweise Slipeinlagen, Hygienebinden,
usw., sowie Windeln und Inkontinenzschutzprodukte werden üblicherweise
mit Faltlinien versehen, welche dabei helfen, die Form zu steuern,
die das Produkt während
der Verwendung einnimmt. Diese Faltlinien können dadurch hergestellt werden,
dass selektiv einiges oder das gesamte Material komprimiert wird,
welches das Absorptionsprodukt bildet, um Linien von lokal komprimiertem Material
zu bilden. Diese Linien von komprimiertem Material können beispielsweise
in einer Slipeinlage in der Längsrichtung
angeordnet sein, und sie können mit
einer anatomisch angepassten Form versehen werden. Während der
Verwendung der Slipeinlage wird diese leicht in eine schalenartige
Form verformt, die näher
mit der Anatomie des Benutzers übereinstimmt
und hierdurch komfortabler zu tragen ist und eine bessere Sicherheit
gegen Ausfluss schafft. Lokale Kompressionen können ferner als Rinnen wirken,
welche die Ausbreitung von Flüssigkeit
in seitlicher Richtung verhindern oder verringern, wodurch Ausfließen verringert
wird. In bestimmten Materialien weist das komprimierte Material
in den Kompressionslinien eine vergrößerte Kapillarwirkung auf,
die dabei hilft, die Flüssigkeit
besser in der Längsrichtung
zu verteilen.
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Kompressionslinien können an
dem fertigen Produkt ausgebildet werden, oder sie können nur
an einem das Produkt bildenden Teil, beispielsweise einem Absorptionskörper ausgebildet
werden, bevor er in das Produkt eingearbeitet wird.
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Es ist häufig schwierig, dauerhafte
Kompressionslinien in Absorptionsprodukten zu erzeugen, insbesondere
wenn sie Absorptionskörper
aufweisen, die aus nachgiebigem Material wie z. B. chemitheromechanischer
Pulpe (CTMP), chemischer Pulpe, Polymeren oder ähnlichem bestehen. Diese nachgiebigen
Fasern neigen dazu, zu ihrer unkomprimierten Form zurückzukehren,
nachdem sie komprimiert wurden, und die Kompressionslinien werden nicht
dauerhaft. Eine Möglichkeit,
die Wirkung der Kompression dauerhafter zu machen, ist es, den Feuchtigkeitsanteil
des komprimierten Gegenstands zu erhöhen. Dies kann dadurch erreicht
werden, dass die Umgebungsfeuchtigkeit in der Maschine erhöht wird,
in der die Komprimierung stattfindet, und/oder durch unmittelbare
Feuchtigkeit in der Maschine, in der die Komprimierung stattfindet
und/oder durch direktes Sprühen
von Wasser oder irgendeiner anderen Flüssigkeit auf das Material,
bevor es in die Formmaschine zugeführt wird. Die vergrößerte Feuchtigkeit
kann zu chemischen Verbindungen führen, die sich zwischen Fasern
ausbilden, die in Berührung miteinander
sind.
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Die EP-A 0 678 608 beschreibt ein
Verfahren zur Herstellung einer absorbierenden Faserschicht für die Verwendung
in derartigen Produkten, bei dem eine Oberfläche der Schicht mit einem Muster
von komprimierten Bereichen versehen wird. Die komprimierten Bereiche
werden dadurch ausgebildet, dass die untere Oberfläche der
Faserschicht befeuchtet und durch Heißkalandern komprimiert wird.
Die Befeuchtung wird durch eine Wasserdüse oder eine Dampfbox durchgeführt, die
Feuchtigkeit zu im Wesentlichen der gesamten Bahn zuführt. Die
US 3,721,242 offenbart ebenfalls
ein Verfahren, bei dem eine absorbierende Faserschicht dadurch befeuchtet wird,
dass sie über
ihre gesamte Oberfläche
benässt wird,
bevor die Schicht durch den Spalt zwischen einer gemusterten Walze
und einer Gegendruck-Walze geführt
wird.
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Eine Anhebung des Feuchtigkeitsanteils
des Materials auf diese Weise kann zu nachteiligen Auswirkungen
führen:
das Material kann klebrig werden und in Formen und an Übertragungswalzen
haften, was zu einer erhöhten
Stillstandszeit führt,
während die
Maschinenanlage gesäubert
wird. Diese erhöhte Klebrigkeit
kann dazu führen,
dass sich das Material zusammenklumpt, was bedeutet, dass sich die
Gefahr, dass harte Stellen in dem Produkt auftreten, ebenfalls erhöht. Zusätzlich kann
etwas von der hinzugefügten
Feuchtigkeit durch suberabsorbierende Teilchen oder Flüssigkeiten
absorbiert werden (d. h. Produkte, die in der Lage sind, ein Vielfaches
ihres Eigengewichts an Flüssigkeit
zu absorbieren), die in dem Material vorliegen, was selbstverständlich ihre Fähigkeit
verringert, später
Körperflüssigkeiten
zu absorbieren.
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Die WO-A1-95/11649 offenbart die
Verwendung einer Schlagwalze mit einem Muster von angehobenen Rippen,
auf welche ein Durchdringungsmittel aufgebracht wird, um die Wasserabweiseigenschaft
der Faser in einer Oberlage für
einen Hygieneartikel zu neutralisieren.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist es, ein Verfahren zu schaffen, das dauerhafte Kompressionslinien
in einem Material erzeugen kann, ohne dass die Nachteile bislang
bekannter Verfahren auftreten.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden
Erfindung ist es, Absorptionsprodukte zu schaffen, die dauerhafte
Kompressionslinien aufweisen.
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Die Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden
dadurch erreicht, dass das Material, in dem Kompressionslinien auszubilden
sind, nur in den Bereichen befeuchtet wird, die dafür vorgesehen
sind, Kompressionslinien zu bilden. In einem Verfahren gemäß der Erfindung
wird dies dadurch erreicht, dass die Kompressionseinrichtung, welche
die Kompressionslinien bildet, mit Öffnungen versehen wird, durch
welche Feuchtigkeit nur zu dem Material zugeführt werden kann, das dafür vorgesehen
ist, während
des Kompressionsvorgangs komprimiert zu werden.
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Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand
von Ausführungsformen
unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht einer Slipeinlage mit Faltlinien;
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2 eine
perspektivische Ansicht einer Walze gemäß der Erfindung;
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3 eine
perspektivische Ansicht einer Materialbahn, die mit einer Walze
gemäß der Erfindung
behandelt wird;
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4 schematisch
eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform einer Walzenanordnung zum
Durchführen
des Verfahrens gemäß der Erfindung;
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5 schematisch
eine Seitenansicht einer dritten Ausführungsform einer Walzenanordnung zum
Durchführen
des Verfahrens gemäß der Erfindung.
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1 zeigt
eine Slipeinlage 1, die einen Absorptionskörper 3 aufweist,
der an einer flüssigkeitsundurchlässigen Bodenschicht 5 angebracht
ist. Faltlinien 7', 7'' , die aus lokal komprimiertem
Absorptionskörper-Material 9 ausgebildet
sind, sind in dem Absorptionskörper 3 vorhanden.
Das Absorptionskörper-Material 9 kann
ein beliebiges geeignetes Absorptionsmaterial sein, wie z. B. natürliche oder künstliche
Fasern mit oder ohne Superabsorbenzien. Der Absorptionskörper wird üblicherweise
aus einer Bahn von Absorptionsmaterial geschnitten.
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2 zeigt
schematisch eine Walze 11 zum Ausbilden von lokal komprimierten
Faltlinien 7', 7'' . Die Walze 11 weist
einen im Wesentlichen zylindrischen Körper 13 auf, der sich
während
der Verwendung um seine Längsachse
dreht. Bei dieser Ausführungsform
ist die Walze 11 hohl und ist mit Einrichtungen 15 zum
Versorgen derselben mit einer Feuchtigkeitsflüssigkeit 17 von einem
Flüssigkeitsspeicher 16 versehen.
Die Walze 11 ist mit einer vorstehenden Presseinrichtung 19 ausgerüstet, die
sich nach außen
von der zylindrischen Oberfläche 21 der
Walze 11 erstreckt. Bei dieser Ausführungsform ist die Presseinrichtung 19 als
ein Paar von gekrümmten
vorstehenden Körpern 23', 23'' mit Flächen 25', 25'',
die in einer gekrümmten
Ebene im Wesentlichen parallel mit der Ebene der Oberfläche 21 der
Walze liegen, und gekrümmten
Seiten 27 gezeigt. Die Flächen 25', 25'' sind
mit feuchtigkeitsabgebenden Öffnungen 29 versehen.
Die Öffnungen 29 sind
mit Ventileinrichtungen 30 versehen, welche die Feuchtigkeitsströmung durch
die Öffnungen 29 steuern.
Vorzugsweise wird die Flüssigkeitsmenge,
die zugeführt
wird, reguliert, um zu einem Feuchtigkeitsanteil von zwischen 10% und
30%, am bevorzugtesten zwischen 15% und 20% zu führen.
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3 zeigt
schematisch in einer Perspektive eine erste Ausführungsform einer Anordnung
zum Durchführen
des Verfahrens gemäß der Erfindung. Eine
Bahn 31 aus Absorptionsmaterial wird zwischen einer Walze 11 und
einer Gegenwalze 33 mit einer ebenen Oberfläche gewalzt.
Bei dieser Ausführungsform
ist die Walze 11 mit zwei Linien von vorstehenden Presseinrichtungen 19 versehen,
die von ihrer Oberfläche
nach außen
vorstehen. Die Walze 11 und die Gegenwalze 33 sind
im Wesentlichen parallel zueinander angebracht und um einen Abstand
voneinander getrennt, der geringer oder gleich zu der Dicke der
Bahn 31 ist. Die Bahn 31 tritt zwischen der Walze 11 und
der Gegenwalze 33 hindurch, und die Flächen 25', 25'' der
Presseinrichtung 19 komprimieren das Material der Bahn
zwischen den Flächen
und der Gegenwalze, so dass lokale Kompressionen 7 ausgebildet
werden, die nachfolgend als Faltlinien 7 verwendet werden
können,
wenn Absorptionskörper
aus dem Bahnmaterial geschnitten werden. Gleichzeitig mit dem Komprimieren
des Bahnmaterials wird Flüssigkeit
durch flüssigkeitabgebende Öffnungen 29 in hinreichenden
Mengen abgegeben, um das Bahnmaterial zu befeuchten, das in den
lokalen Kompressionen 7 komprimiert wird. Die Öffnungen 29 können mit
Ventileinrichtungen 30 versehen sein, welche es für Feuchtigkeit
ermöglichen,
dass sie während
des Kompressionsvorgangs abgeben wird, was beispielsweise bei der
in 3 gezeigten Ausführungsform
bedeutet, dass Flüssigkeit
nur zugelassen wird, abgegeben zu werden, wenn die Flächen 25', 25'' vertikal nach unten gerichtet
sind. Dieses Material, das lokal zwischen den Flächen 25', 25'' der
Presseinrichtung 19 und der Gegenwalze 33 komprimiert wird,
bildet dann die Faltlinien. Die Walze 11 dreht sich bevorzugt
mit einer Umfangsgeschwindigkeit, welche die gleiche ist wie die
lineare Geschwindigkeit der Bahn 31, was hierdurch verhindert,
dass die Presseinrichtung 19 die Bahn 31 reißt oder
dehnt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden
die Walze 11 und die Gegenwalze 33 durch eine
geeignete Walzen-Heizeinrichtung 34 erwärmt, wie schematisch als eine
Flamme 34 gezeigt ist, so dass das Material der Bahn 31 leichter
komprimiert wird, und den Walzen 11, 33 können Kühleinrichtungen
folgen, die schematisch als ein Gebläse 35 gezeigt sind,
das das Material der Bahn 31 abkühlt, bevor es zu seiner Ausgangsform
zurückfedern
kann. Es ist ferner denkbar, dass die Flüssigkeit 17 durch eine
beliebige geeignete Heizeinrichtung 37, die schematisch
als eine Flamme 37 gezeigt ist, sowie, oder anstelle dessen,
die Walze und/oder die Gegenwalze erwärmt wird.
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Es ist denkbar, dass die Gegenwalze
durch eine feste Gegenfläche
(die nicht gezeigt ist) ersetzt wird.
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4 zeigt
schematisch eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform
einer Walzenanordnung zur Durchführung
des Verfahrens gemäß der Erfindung.
Bei dieser Ausführungsform
tritt eine Bahn 31 aus Absorptionsmaterial zwischen zwei
Sätzen von
Walzen 11, 11' und
Gegenwalzen 33, 33' hindurch.
Die erste Walze 11 ist mit zwei Linien von vorstehenden
Presseinrichtungen 19 versehnen, die von ihrer Oberfläche um einen
Abstand d nach außen vorstehen,
während
die zweite Walze 11' mit
zwei Linien von vorstehenden Presseinrichtungen 19' versehen ist,
die nach außen
von ihrer Oberfläche
um einen Abstand d' vorstehen,
der größer ist
als der Abstand d. Die zylindrischen Flächen der Walzen 11 und 11' weisen den
gleichen Durchmesser auf, und die Walzen 11 und 11' sind um einen
Abstand voneinander beabstandet, der einem geradzahligen Vielfachen
des Abstandes zwischen den vorstehenden Presseinrichtungen 19, 19' entspricht.
Die Drehung der Walze 11, 11' ist so synchronisiert, dass die
Vertiefungen, die in der Oberfläche
der Bahn durch die vorstehenden Presseinrichtungen 19 der
Walze 11 ausgeführt
werden, durch die vorstehenden Presseinrichtungen 19' an der Walze 11' tiefer gemacht werden.
Mit anderen Worten werden die vorstehenden Presseinrichtungen 19' über die
lokalen Kompressionen gelegt, die durch die vorstehenden Presseinrichtungen 19 erzeugt
werden. Wie bei der vorangehenden Ausführungsform wird mit der Komprimierung
des Bahnmaterials durch die Walze 11 Flüssigkeit durch flüssigkeitabgebende Öffnungen 29 in hinreichenden
Mengen abgegeben, um das Bahnmaterial, das in den lokalen Kompressionen 7 komprimiert
wird, zu befeuchten. Das lokal komprimierte Bahnmaterial ist in
der Lage, die Flüssigkeit
während der
Zeit zu absorbieren, während
der es zwischen den Walzen 11 und 11' transportiert
wird, bevor es weiter durch die vorstehenden Presseinrichtungen 19' an der Walze 11' komprimiert
wird. Dies führt
zu besser definierten lokalen Kompressionen.
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In einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung (die nicht gezeigt ist) ist die Walze 11' ferner mit flüssigkeitabgebenden
Einrichtungen versehen, mittels welchen zusätzliche Flüssigkeit zu den lokalen Kompressionen
zugeführt
werden kann, falls dies erforderlich ist.
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Während
die Walzen derart beschrieben sind, dass sie zylindrische Oberflächen mit
identischen Durchmessern aufweisen, ist es selbstverständlich möglich, unterschiedlich
bemessene Walzen zu haben und die Anzahl und Position ihrer vorstehenden
Einrichtungen so anzupassen, dass die erforderlichen übereinandergelegten
lokalen Kompressionen erreicht werden, die durch die Walze erzeugt
werden, beispielsweise könnte
eine Walze zweimal die Größe der anderen
Walze aufweisen, und mit zweimal so vielen vorstehenden Einrichtungen
versehen sein. Es ist ferner denkbar, mehr als zwei Walzen zu verwenden,
und sie zu verwenden, um eine Vielzahl von unterschiedlichen Fluiden
zu lokalen Kompressionen zuzuführen.
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5 zeigt
schematisch eine Seitenansicht einer dritten Ausführungsform
einer Walzenanordnung zum Durchführen
des Verfahrens gemäß der Erfindung.
Bei dieser Ausführungsform
wird eine Materialbahn über
eine sich drehende Kompressionswalze 11''' geführt, die
von der Ebene des Bahnmaterials nach außen vorsteht. Die Umfangsgeschwindigkeit
der Walze 11''' ist im Wesentlichen die gleiche wie
die Bewegungsrate der Bahnmaterialien, so dass das Bahnmaterial,
das sich in Berührung
mit der Walze 11''' befindet, an der Walze nicht rutscht.
Führungswalzen 31 an
jeder Seite der Walze 11''' führen das Bahnmaterial, so dass
es im Wesentlichen die Hälfte
der zylindrischen Oberfläche
der Walze 11''' abdeckt. Somit befindet sich jeder
Teil des Bahnmaterials 31 in Berührung mit der Walze 11''' für die Zeitdauer,
die es braucht, bis die Walze eine halbe Umdrehung vollendet hat.
Die Walze ist mit vorstehenden Einrichtungen 19''' versehen.
Das Bahnmaterial befindet sich unter Spannung, und die Abschnitte
des Bahnmaterials, die sich in Berührung mit den vorstehenden
Einrichtungen 19''' befinden, werden gegen die vorstehenden
Einrichtungen durch die Spannung in der Bahn komprimiert und bilden
lokale Kompressionen 7. Wie bei der vorangehenden Ausführungsform
wird das Bahnmaterial durch die Walze 11''' komprimiert,
und Flüssigkeit
wird durch flüssigkeitabgebende Öffnungen
in den vorstehenden Einrichtungen 19'' in
hinreichenden Mengen abgegeben, um das Bahnmaterial zu befeuchten,
das in den lokalen Kompressionen 7 komprimiert wird. Das
lokal komprimierte Bahnmaterial ist in der Lage, die Flüssigkeit während der
Zeitdauer zu absorbieren, die es braucht, bis die Walzen 11''' um
eine halbe Umdrehung gedreht sind. Dies führt zu besser definierten lokalen
Kompressionen.
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In einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung ist die Gegenfläche
oder die Gegenwalze mit (nicht gezeigten) Hohlräumen versehen, die den Presseinrichtungen
der Walze entsprechen, um ein Prägen
des Bahnmaterials zu ermöglichen.
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In einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung ist die Gegenfläche
oder die Gegenwalze mit Vorsprüngen
versehen, die den Presseinrichtungen der Walze entsprechen, um eine
doppelseitige Komprimierung des Bahnmaterials zu ermöglichen.
Bei einer bevorzugten Abänderung
dieser Ausführungsform
sind sowohl die Walze als auch die Gegenfläche oder die Gegenwalze mit
feuchtigkeitabgebenden Einrichtungen versehen.
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Obwohl die Presseinrichtungen beispielhaft so
dargestellt wurden, dass sie dafür
vorgesehen sind, lokale Kompressionen/Faltlinien mit gleichförmiger Tiefe
und einer gekrümmten
Form zurückzulassen,
ist es selbstverständlich
möglich,
die Form der Presseinrichtungen derart anzupassen, dass lokale Kompressionen
einer beliebigen Form und/oder eines Tiefenprofils in einem beliebigen
Produkt und komprimierbarem Material erreicht werden können. Beispielsweise
könnten
die Flächen
der Presseinrichtungen in der Höhe
bezüglich
der Oberfläche
der Walze derart variieren, dass die lokalen Kompressionen in Richtung
ihrer Enden flacher werden, oder umgekehrt. Lokale Kompressionen
können
ebenso als gerade Linien ausgebildet werden. Obwohl die in den Figuren
gezeigten Ausführungsformen
die lokalen Kompressionen derart zeigen, dass sie als spiegelbildliche
Paare angeordnet sind, können
sie auf irgendeine beliebige mögliche
Orientierung und Anzahl angeordnet sein. Somit könnte beispielsweise eine Slipeinlage
zwei oder mehr Paare von spiegelbildlichen lokalen Kompressionen
aufweisen, die parallel angeordnet sind. Lokale Kompressionen können symmetrisch
angeordnet sein, asymmetrisch, als spiegelbildliche Paare oder einzeln,
wie erforderlich.
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Die Öffnungen zum Abgeben von Fluid
können
eine beliebige geeignete Form und Anzahl aufweisen, und die Ventileinrichtungen
können
eine beliebige Art von Ventil, beispielsweise Dreh-, Kugel-, Zangenventil
usw. sein, die automatisch oder manuell durch eine beliebige geeignete
Einrichtung, beispielsweise durch die Schwerkraft betätigt, nockenbetätigt, elektrisch
gesteuert, magnetisch gesteuert, betätigt sein. Die Ventileinrichtungen
sind vorzugsweise dosiert, so dass die Menge an Fluid, die abgegeben
wird, nur gerade ausreichend ist, um das Material, das komprimiert
werden soll, zu befeuchten. Die Feuchtigkeit kann als ein Fluid
(beispielsweise gewöhnliches
Wasser oder Wasser mit einem Zusatz wie z. B. Kymene 617 (TM)) oder
gasförmig
(beispielsweise Dampf) zugeführt
werden, und die Ventile können
in einer beliebigen geeigneten Position, beispielsweise benachbart
an die Abgabeöffnungen oder
zwischen Öffnungen
und einem Flüssigkeitsspeicher
angeordnet sein.
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Die Erfindung wurde durch Beispiele
dargestellt, bei denen die feuchtigkeitabgebenden Öffnungen
an der Oberfläche
der Presseinrichtungen vorgesehen sind, es ist jedoch ebenso denkbar,
dass die Presseinrichtungen mit feuchtigkeitabgebenden Öffnungen
an den Seiten der Presseinrichtungen versehen sein könnten. Die
Feuchtigkeit muss nicht durch Öffnungen
in der oder den Walzen abgegeben werden, sondern könnten unter
Verwendung einer beliebigen geeigneten Technik, beispielsweise Techniken, die
aus dem Drucken und/oder der Klebstoffaufbringtechnologie bekannt
sind, vorgesehen werden.
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Obwohl die Erfindung durch Beispiele
gezeigt wurde, wie lokale Kompressionen in Materialbahnen ausgebildet
werden können,
die unter einer Walze hindurchtreten, bevor das Material ausgeschnitten
wurde, ist die Erfindung ebenso auf Herstellungsverfahren anwendbar,
bei denen einzeln ausgeschnittene oder in anderer Weise geformte
Produkte gestanzt, gewalzt oder in anderer Weise lokal komprimiert
werden, mit der lokalen Hinzufügung
von Feuchtigkeit in den Bereichen, die lokal komprimiert werden.