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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer
elastisch dehnbaren Verbundlage, die beispielsweise als obere Lage
eines Hygieneartikels wie z.B. einer Wegwerfwindel, einer Menstruationsauflage
und dergleichen geeignet ist.
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Allgemein
bekannt ist eine elastisch dehnbare Verbundlage für die obere
Lage eines Hygieneartikels, die aus einer elastisch dehnbaren Lage
und einer inelastisch dehnbaren lagenartigen Faseranordnung besteht,
die aneinander gebondet sind. Ein Beispiel für ein Verfahren zum Herstellen
einer solchen allgemein bekannten Verbundlage ist in der WO 94/14607
offenbart. Dieses Verfahren umfasst folgende Schritte: Aneinanderbonden
der elastisch dehnbaren Bahn und der aus einer Faseranordnung bestehenden
inelastisch dehnbaren Bahn intermittierend in einer Richtung; gemeinsames
Dehnen der elastisch dehnbaren Bahn und der inelastisch dehnbaren
Bahn in eine Richtung sowie Entspannen der Verbundlage, so dass
diese sich unter der Kontraktionskraft der elastisch dehnbaren Bahn
im wesentlichen auf ihre ursprüngliche
Länge zusammenziehen kann.
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Bei
der so erhaltenen Verbundlage wird ein gummiartiger Griff dadurch
beseitigt, dass die elastisch dehnbare Lage, die einen solchen unangenehmen
Griff aufweist, mit der inelastisch dehnbaren Faseranordnung, die
diesen nicht aufweist, bedeckt wird. Darüber hinaus zieht sich diese
Verbundlage zusammen, während
die Verbundfasern der Faseranordnung gedehnt bleiben, und dadurch
erhöht
sich beim Zusammenziehen die Dicke. Daher kann die mit der Faseranordnung
bedeckte Verbundlage einen angenehm weichen Griff bieten.
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Das
Verfahren zum Herstellen der Verbundlage ist jedoch mit dem Problem
verbunden, dass sowohl die elastische Bahn als auch die inelastische Bahn
beim Dehnen in die eine Richtung verformt werden. Diese Verformung
verringert die Abmessungen dieser Bahnen orthogonal zur Dehnungsrichtung
gemessen. Während
dieser Verformung erhöht
sich das Dehnungsverhältnis
der Verbundfasern in der Faserbahn entlang deren in Dehnungsrichtung
verlaufenden Seitenkanten erheblich, nicht jedoch in ihrem Zwischenbereich.
Infolgedessen kann bei der durch dieses Verfahren erhaltenen Verbundlage
die Dicke der aus der Faseranordnung bestehenden unelastischen Bahn
in der Querrichtung nicht gleichmäßig sein.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung
einer Verbundlage zu schaffen, bei der die aus einer Faseranordnung bestehende
inelastische Bahn bei der eine solche inelastische Bahn aufweisenden
Verbundlage eine gleichmäßige Dicke
aufweist.
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Erfindungsgemäß ist ein
Verfahren zur Herstellung einer elastisch dehnbaren Verbundlage
vorgesehen, bei dem aus einer kontinuierlich in Maschinenrichtung
vorhandenen elastisch dehnbaren Bahn mit einer oberen und einer
unteren Fläche
und einer kontinuierlich in Maschinenrichtung vorhandenen inelastisch
dehnbaren Bahn aus inelastisch dehnbaren Endlosfasern eine Verbundbahn
gebildet wird, wobei die inelastisch dehnbare Bahn an die obere
und/oder die untere Fläche
der elastisch dehnbaren Bahn gebondet ist, wobei das Verfahren außerdem Schritte zum
Dehnen der Verbundbahn in Maschinenrichtung und zum Kontrahierenlassen
der Verbundbahn unter der Kontraktionskraft der elastisch dehnbaren
Bahn zur Bildung der Verbundlage aufweist, wobei die inelastisch
dehnbare Bahn gedehnt bleibt, dadurch gekennzeichnet, dass bei diesem
Verfahren die Verbundbahn kontinuierlich in Maschinenrichtung zugeführt wird,
während
sie mindestens zwei Paare Klemmwalzen passiert, die eingerichtet
sind, sich mit einer gewissen Umfangsgeschwindigkeit in Maschenrichtung
zu drehen, wobei die Umfangsgeschwindigkeit eines jeweils folgenden
Paars größer als
die des vorhergehenden Paars ist und die Verbundbahn so in Kontakt
mit den Umfangsflächen
jedes Klemmwalzenpaars gebracht wird, dass die Verbundbahn an mindestens
einer Walze des jeweiligen Walzenpaars mit dieser Walze über eine
Fläche
ihrer Umfangsfläche,
die von einem Quadranten ihres Kreisquerschnitts festgelegt ist,
oder über
eine größere Fläche in Kontakt
gebracht wird, bis die Verbundbahn auf ein vorbestimmtes Verhältnis gedehnt ist.
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1 ist
eine fragmentarische Perspektivansicht einer Materiallage, die bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren
verwendet wird;
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2 ist
eine fragmentarische Perspektivansicht einer durch das erfindungsgemäße Verfahren erhaltenen
Verbundlage;
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3 ist
ein Diagramm, das das Verfahren zur Herstellung der Verbundlage
darstellt; und
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4 ist
eine Aufsicht, die teilweise das Verfahren zur Herstellung der Verbundlage
darstellt.
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Ein
Verfahren zum Herstellen einer erfindungsgemäßen elastisch dehnbaren Verbundlage wird
im folgenden mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
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1 ist
eine fragmentarische Perspektivansicht einer Materialbahn 10,
die beim erfindungsgemäßen Verfahren
verwendet wird, und 2 ist eine fragmentarische Perspektivansicht
einer Verbundlage 20. Die Materialbahn 10 umfasst
eine dehnbare Bahn 2 aus inelastisch dehnbaren Endlosfasern 6, die
in Wirrlage ausgerichtet sind, und eine elastische Bahn 3 aus
elastisch dehnbaren und in Wirrlage angeordneten Endlosfasern 40,
wobei die Bahnen 2, 3 übereinandergelegt und an Klebepunkten 4A aneinander
gebondet sind. Die auf diese Weise gebildete Materialbahn 10 ist
in der X-Richtung und in der dazu orthogonalen Y-Richtung elastisch
dehnbar, mindestens aber in Y-Richtung, wie dies durch strichpunktierte
Linien angedeutet ist. Bei der in 2 gezeigten
Verbundlage 20 sind die in 1 dargestellten Endlosfasern 6 zwischen
jedem Paar benachbarter Klebepunkte 4A, 4A in
einem lockeren Zustand. Die Fasern 6 in gedehntem Zustand
sind mit dem Bezugszeichen 26 bezeichnet. Die Verbundlage 20 kann
in der Y-Richtung mit einer Zugkraft gedehnt werden, die geringer
ist als die für
die Materialbahn 10 benötigte
Zugkraft.
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3 ist
ein Diagramm, das ein Verfahren zum Herstellen der Verbundbahn 20 aus
der Materialbahn 10 veranschaulicht, bei dem exakte Relativgrößen der
jeweiligen Einrichtungen jedoch nicht berücksichtigt sind. Bei diesem
Verfahren wird eine elastische Bahn 3 kontinuierlich von
der linken Seite zugeführt,
bei Ansicht wie in 3. Ein Schmelzteller-Extruder 11 weist
mehrere Düsen 12 auf,
die in Querrichtung der elastischen Bahn 3 angeordnet sind
und die mehrere Endlosfasern 6 unter der Einwirkung von
heißer
Luft (nicht gezeigt), die gegen diese Fasern 6 geblasen
wird, auf die obere Fläche der
elastischen Bahn 3 abgeben. Unmittelbar unterhalb der Düsen 12 sind
ein Saugkasten 13 und ein Fließband (nicht gezeigt) vorgesehen,
zwischen denen sich die elastische Bahn 3 befindet. Die
Endlosfasern 6 werden zur Bildung der dehnbaren Bahn 2 auf
der oberen Fläche
der elastischen Bahn 3 direkt unterhalb der Düsen 12 unter
der Saugwirkung des Saugkastens 13 gesammelt. Die dehnbare
Bahn 2 und die elastische Bahn 3 werden gemeinsam
in einen zwischen einem Paar Prägewalzen 14, 14 definierten
Spalt geführt,
woraufhin sie mit den Klebepunkten 4A der 1 versehen
werden, mittels derer die beiden Bahnen 2, 3 verbunden
werden, um so die Materialbahn 10 der 1 zu
bilden.
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Anschließend passiert
die Materialbahn 10 erste, zweite und dritte Klemmwalzenpaare 31, 32, 33,
die in dieser Reihenfolge in Maschinenrichtung angeordnet sind.
Die ersten bis dritten Klemmwalzenpaare 31–33 bestehen
jeweils aus Walzenpaaren 31a, 31b; 32a, 32b; 33a, 33b,
und die Walzen jedes Paares sind so ausgelegt, dass sie sich mit
gleicher Umfangsgeschwindigkeit drehen. Die ersten bis dritten Klemmwalzen 31–33 sind
so ausgelegt, sich so zu drehen, dass sich ihre Umfangsgeschwindigkeiten mit
Bezug auf die Maschinenrichtung schrittweise nach vorne erhöhen. Beim
Passieren der Klemmwalzen 31–33 wird die Materialbahn 10 bis
auf ein gewünschtes
Dehnverhältnis
in Maschinenrichtung gedehnt. Bei der auf diese Weise gedehnten
Materialbahn 10 wird die dehnbare Bahn 2 inelastisch
gedehnt und ihre Faserkomponenten 6 werden zu feineren
und längeren
Fasern 26 (siehe 2). Gleichzeitig
wird die elastische Bahn 3 elastisch gedehnt. Nachdem die
Materialbahn 10 die dritten Klemmwalzen 33 verlassen
hat, passiert sie ein Paar Vorschubwalzen 34, die sich
mit der gleichen Umfangsgeschwindigkeit wie die ersten Klemmwalzen 31 drehen,
und wird auf eine Rolle aufgewickelt. Die einmal gedehnte Materialbahn 10 zieht
sich wieder zusammen, bevor sie das Vorschubwalzenpaar 34 erreicht. Genauer
gesagt zieht sich die elastische Bahn 3 im wesentlichen
wieder auf ihre ursprüngliche
Größe elastisch
zusammen und veranlasst die dehnbare Bahn 2, sich zusammenzuziehen,
wobei zwischen jedem Paar benachbarter Klebepunkte 4A, 4A viele Falten
und Laschen gebildet werden. Auf diese Weise erhält man aus den beiden Bahnen 2, 3 die
Verbundbahn 20 der 2.
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Bei
dem oben beschriebenen Verfahren wird die Materialbahn 10 so
in Kontakt mit den Umfangsflächen
jedes Klemmwalzenpaars gebracht, dass sie an mindestens einer Walze
des jeweiligen Walzenpaars über
einen Bereich ihrer Umfangsfläche,
der von einem Quadranten ihres Kreisquerschnitts festgelegt ist,
oder über
einen größeren Bereich
mit dieser Walze in Kontakt gebracht wird. Mit Bezug auf das eine
besondere Ausführungsform
des Verfahrens darstellende Diagramm sei bemerkt, dass die Materialbahn 10 so
in Kontakt mit den jeweiligen Walzen 31a, 31b des
ersten Klemmwalzenpaars 31 gebracht wird, dass sich ein
eingeschlossener Winkel P von mindestens 90° bilden kann. Mit anderen Worten wird
die Materialbahn 10 nach vorne geführt, während sie mit jeder der Walzen 31a, 31b über einen Bereich,
der von einem Quadranten ihres Kreisquerschnitts festgelegt ist,
in Kontakt ist. Durch diese einzigartige Art und Weise, wie die
Materialbahn 10 mit den ersten bis dritten Klemmwalzen 31–33 in
Kontakt gebracht wird, wird eine Reibung erzeugt, durch die die
Materialbahn 10 in Maschinenrichtung gedehnt werden kann,
ohne sich in ihrer Querrichtung zusammenzuziehen. Auf diese Weise
wird die Materialbahn 10 über ihre gesamte Breite in
einem einheitlichen Verhältnis
gedehnt. Der Winkel P, der das Dehnungsergebnis bestimmt, liegt
vorzugsweise in einem Bereich von 90–270° zu mindestens einer der Walzen 31a, 31b.
Mit Bezug auf die 3 sei bemerkt, dass L einen
Abstand bezeichnet, entlang dem die Materialbahn 10 während des
Dehnvorgangs mit keiner der Klemmwalzen in Kontakt ist. Dieser Abstand
wird zwischen dem ersten Klemmwalzenpaar 31 und dem zweiten
Klemmwalzenpaar 32 mit L1 bezeichnet,
und der Abstand zwischen dem zweiten Klemmwalzenpaar 32 und
dem dritten Klemmwalzenpaar 33 wird mit L2 bezeichnet.
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4 ist
eine Aufsicht der ersten bis dritten Klemmwalzenpaare, die in der
in 3 gezeigten Reihenfolge angeordnet sind. Die Materialbahn 10, die
bei Betrachtung in 3 von der linken Seite nach
vorne zugeführt
wird, wurde bereits von den Prägewalzen 14 mit
den Klebepunkten 4A versehen. Bei diesem Verfahrensschritt
weist die Materialbahn 10 eine Breite W1 auf
und passiert anschließend
das erste Klemmwalzenpaar 31 und das zweite Klemmwalzenpaar 32.
Der Abstand L, entlang dem die Materialbahn 10 mit keiner
der Klemmwalzen in Kontakt steht, ist zwischen dem ersten Klemmwalzenpaar 31 und
dem zweiten Klemmwalzenpaar 32 mit L1 bezeichnet.
Erfindungsgemäß sind jeweils
zwei Klemmwalzenpaare, die so eingerichtet sind, dass sie sich je nach
Paar mit unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten drehen, d.h.
die ersten und zweiten Klemmwalzenpaare 31, 32,
so dicht beieinander angeordnet, dass die Beziehung L1/W1 = 0,01 bis 0,4 gilt. Dabei kann die Gefahr,
dass sich die Breite W der Materialbahn 10 zwischen diesen
beiden Klemmwalzenpaaren, d.h. während
der Zeit, in der die Materialbahn 10 mit keiner der Klemmwalzen 31a–32b in Kontakt
ist, verringern könnte,
auf ein Minimum begrenzt werden. Eine Beziehung L/W < 0,01 würde die Verarbeitbarkeit
beeinträchtigen,
da die ersten und zweiten Klemmwalzenpaare 31, 32 zu
dicht beieinander angeordnet sind, während eine Beziehung L/W > 0,4 die Breite der
Materialbahn 10 in unannehmbarer Weise verringern würde.
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Dasselbe
gilt auch für
einen Abstand des dritten Klemmwalzenpaars 33 zum zweiten
Klemmwalzenpaar 32. Angenommen, die Materialbahn 10 weist
unmittelbar bevor sie in das zweite Klemmwalzenpaar 32 eintritt
eine Breite W2 auf und angenommen, der Abstand
L, entlang dem die Materialbahn 10 mit keiner der Klemmwalzen
in Kontakt ist, wird zwischen dem zweiten Klemmwalzenpaar 32 und dem
dritten Klemmwalzenpaar 33 mit L2 bezeichnet, dann
sind die zweiten und dritten Klemmwalzenpaare 32, 33 so
dicht beieinander angeordnet, dass die Beziehung L2/W2 = 0,01 bis 0,4 gilt.
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Es
ist möglich,
ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen, die
Materialbahn 10 lediglich durch zwei Klemmwalzenpaare 31a – 32b oder
durch vier oder mehr Klemmwalzenpaare zu dehnen. Es ist auch möglich, ohne
vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen, eine Materialbahn 10 zu
verwenden, die aus der elastischen Bahn 3 und zwei dehnbaren
Bahnen 2 besteht, die auf einander gegenüberliegenden
Flächen der
elastischen Bahn 3 gebondet sind.
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Die
elastische Bahn 3 kann aus einer Bahn aus styrolbasierten
Elastomerfäden
oder einer Folie aus einem solchen Elastomer gebildet sein. Die dehnbare
Lage 2 kann aus einer Bahn aus Endlosfasern aus einem Propylen-Homo-
oder Copolymer gebildet sein. Bei Bedarf ist es möglich, die
Umfangsflächen
jeder der Klemmwalzen mit geeigneten Mitteln zu versehen, die verhindern,
dass die Materialbahn 10 in ihrer Querrichtung abrutscht.
Ein solches Mittel besteht beispielsweise im Aufrauen der Umfangsfläche oder
im Beschichten der Umfangsfläche
mit einer Gummilage oder einem anderen rutschfesten Material.
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Durch
das erfindungsgemäße Verfahren zum
Herstellen einer elastisch dehnbaren Verbundlage wird verhindert,
dass die Materiallage während
ihres Dehnvorgangs unter Verwendung mehrerer Klemmwalzenpaare in
ihrer Querrichtung kleiner wird. Der Grund dafür besteht darin, dass die Materiallage über eine
verhältnismäßig große Fläche mit den
Klemmwalzenpaaren in Kontakt gebracht wird. Darüber hinaus sind die Klemmwalzenpaare
so dicht beieinander angeordnet, dass der Abstand, entlang dem die
Materiallage ansonsten gedehnt würde, ohne
mit den Klemmwalzenpaaren in Kontakt zu sein, sehr gering gehalten
werden kann. Dieser zusätzliche
Faktor soll verhindern, dass die Materiallage in ihrer Querrichtung
schrumpft, und dabei helfen, die Materiallage über ihre gesamte Breite gleichmäßig zu dehnen.