DE69524134T2

DE69524134T2 - Vorrichtung und Verfahren zum Auftrag eines aus Partikeln bestehenden Materials in ein Verbundsubstrat

Info

Publication number: DE69524134T2
Application number: DE69524134T
Authority: DE
Inventors: David Jerome Arteman; Lyle Theodore Lamers; Brendon Frank Ribble; David James Van Eperen; Thomas William Van Eperen
Original assignee: Kimberly Clark Worldwide Inc; Kimberly Clark Corp
Current assignee: Kimberly Clark Worldwide Inc; Kimberly Clark Corp
Priority date: 1994-03-28
Filing date: 1995-03-28
Publication date: 2002-07-11
Anticipated expiration: 2015-03-29
Also published as: EP0679446A2; BR9501200A; ZA951879B; GB9506196D0; EP0679446B1; PH30613A; CA2127867C; SV1995000016A; FR2717836B1; UY23941A1; AU680719B2; EP0679446A3; US5429788A; ES2164113T3; FR2717836A1; KR950032792A; KR100353587B1; TW286278B; CA2127867A1; GB2287967A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Bildung einer Schicht aus Partikelmaterial innerhalb einer Faserbahn.
Saugfähige Artikel, wie zum Beispiel Wegwerfwindel für Säuglinge, Produkte für die weibliche Hygiene, Inkontinenzbekleidungsstücke und ähnliches, besitzen hochsaugfähige Partikel in ihrem saugfähigen Kissen, um die Saugfähigkeit des Artikels zu erhöhen und die Bauschdichte des Artikels zu verringern. Partikelförmige saugfähige Artikel besitzen konzentrierte, hochsaugfähige Partikel in ausgewählten Regionen des saugfähigen Kissens. Zum Beispiel beschreibt das US-Patent Nr. 5,030,314 an Lang eine Vorrichtung, die eine Walze mit getrennten Einkerbungen zur Aufnahme von Partikelmaterial und zur selektiven Übertragung des Materials auf eine Bahn umfasst. In manchen herkömmlichen Anordnungen wurden die hochsaugfähigen Partikel, wie zum Beispiel supersaugfähige Polymere, im Wesentlichen gleichförmig mit den saugfähigen Fasern vermischt, die innerhalb ausgewählter Schichten angeordnet wurden. Bei anderen Anordnungen wurden die hochsaugfähigen Partikel im Wesentlichen in Schichten, Zonen oder Taschen innerhalb des saugfähigen Kissens isoliert, wobei die hochsäugfähigen Partikel im Wesentlichen mit den saugfähigen Fasern unvermischt blieben.
Zur Herstellung von saugfähigen Artikeln wurden bislang verschiedene Geräte und Prozesse verwendet. Luftbildende Techniken zur Bildung von Bahnen aus hydrophilen Fasern, wie zum Beispiel Holzzellstofffasern, sind in diesem Bereich der Technik gut bekannt. Darüber hinaus ist auch allgemein bekannt, dass hochsaugfähige Partikel, wie zum Beispiel supersaugfähige Polymere, mit hydrophilen Fasern während eines Luftlegeprozesses vermischt werden können, um eine saugfähige Bahn zu bilden. Es ist auch allgemein bekannt, dass die hochsaugfähigen Partikel auf einen vorherbestimmten Anteil der Dicke der saugfähigen Bahn beschränkt werden können.
Aus US-A-4,927,582 ist eine Vorrichtung zur Bildung einet diskreten Schicht aus Partikelmaterial innerhalb einer Verbundfaserbahn bekannt, umfassend eine erste und eine zweite Bildekammer, wobei die zweite Bildekammer der ersten Bildekammer zugeordnet ist, ein Zufuhrmittel zur Bereitstellung eines Durchflusses aus ausgewähltem Fasermaterial in die erste Bildekammer und ein Fördermittel für den Transport von Partikelmaterial in die zweite Bildekammer, ein Aufbringungsmittel, welches der zweiten Bildekammer zugeordnet ist, um das Partikelmaterial zu verteilen, und eine mit Löchern versehene Bildeschicht, die verschiebbar innerhalb der ersten Bildekammer angeordnet ist und welche so konfiguriert ist, dass sie den Strom an Fasermaterial und dem verteilten Partikelmaterial aufnimmt, wobei die mit Löchern versehene Bildeschicht entsprechend konstruiert ist, um die erste Faserschicht aufzunehmen, um das verteilte Partikelmaterial auf der ersten Faserschicht aufzunehmen und eine zweite Faserschicht aufzunehmen, welche am Partikelmaterial gebildet wird, wobei das Partikelmaterial innerhalb der Verbundfaserbahn enthalten ist. Dieses Dokument beschreibt nicht die Bildung diskreter Schichten aus Partikelmaterial zwischen den Faserschichten.
Die herkömmliche Vorrichtung sowie die herkömmlichen Methoden zur Bildung saugfähiger Bahnen, wie zum Beispiel die oben beschriebene, sind nicht ausreichend zufriedenstellend. So können die Geräte zum Beispiel oft übermäßig komplex und teuer und besitzen nicht die Fähigkeit, gemusterte oder diskontinuierliche, diskrete Schichten aus Partikelmaterial bereitzustellen. Die Rate und Konsistenz der Zufuhr des Partikelmaterials kann oft nicht ausreichend geregelt werden, und die Systeme sind oft übermäßig empfindlich gegen Veränderungen von Prozessvariablen.
Als Reaktion auf die oben beschriebenen Schwierigkeiten und Probleme, die sich im Stand der Technik finden, wurden eine neue Vorrichtung und ein neues Verfahren zur Bildung einet Schicht aus Partikelmaterial innerhalb einer Verbundfaserbahn erfunden.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Bildung einer diskreten Schicht aus hochsaugfähigen Partikeln innerhalb eines saugfähigen Kissens, das aus hydrophilen Fasern zusammengesetzt ist.
Demgemäss wird eine Vorrichtung zur Bildung einer diskreten Schicht nach dem unabhängigen Anspruch 1 bereitgestellt, und es werden Verfahren zur Bildung von gemusterten und diskontinuierlichen beziehungsweise diskreten Schichten nach dem unabhängigen Anspruch 12 bereitgestellt.
Weitere vorteilhafte Merkmale, Aspekte und Einzelheiten der Erfindung sind aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen ersichtlich. Die Ansprüche sollen als ein erster, nicht einschränkender Versuch zur allgemeinen Definition der Erfindung betrachtet werden.
In einem Aspekt kann die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur Bildung einer diskreten Schicht aus Partikelmaterial innerhalb einer Verbundfaserbahn bereitstellen. Die Vorrichtung umfasst eine erste Bildekammer und ein Zufuhrmittel zur Bereitstellung eines Stroms aus ausgewähltem Fasermaterial in die erste Bildekammer. Eine zweite Bildekammer wird selektiv innerhalb der ersten Bildekammer angeordnet, um den Strom des Fasermaterials auf wählbare Weise unterteilen zu können. Ein Beförderungsmittel transportiert ein Partikelmaterial in die zweite Bildekammer.
Ein Ablagerungsmittel befindet sich innerhalb der zweiten Bildekammer und verteilt auf wählbare Weise das Partikelmaterial. Der Ablagerungsmechanismus kann so konfiguriert werden, dass das Partikelmaterial in einem ausgewählten Muster verteilt wird. Der Ablagerungsmechanismus kann auch so konfiguriert werden, dass er das Partikelmaterial die kontinuierlich an voneinander beabstandeten Stellen entlang einer Länge der Verbundfaserbahn verteilt. Eine mit Löchern versehene Bildeschicht ist verschiebbar innerhalb der ersten Bildekammer angeordnet und so konfiguriert, dass sie den Strom des Fasermaterials und das verteilte Partikelmaterial aufnehmen kann. Die mit Löchern versehene Bildeschicht ist entsprechend konstruiert, um eine Bildung einer ersten Faserschicht aufzunehmen, um das verteilte Partikelmaterial auf der ersten Faserschicht aufzunehmen, und um eine zweite Faserschicht aufzunehmen, die am Partikelmaterial gebildet wird, wodurch die diskrete Schicht aus Partikelmaterial innerhalb der Verbundfaserbahn gebildet wird.
In einem anderen Aspekt der Vorrichtung der Erfindung umfasst das Aufbringungsmittel ein Bildegitter, in dem sich mindestens eine Gitteröffnung befindet. Während des Betriebs wird das Partikelmaterial selektiv durch die Gitteröffnung im Bildegitter verteilt und auf der ersten Faserschicht in einem ausgewählten Muster abgelegt.
In einem anderen Aspekt der Vorrichtung der Erfindung umfasst das Aufbringungsmittel eine drehbare Trommel, in der sich eine Innenkammer befindet, wobei die Trommel mindestens eine Trommelöffnung besitzt. Während des Betriebs wird das Partikelmaterial in der Innenkammer der drehbaren Trommel aufgenommen und diskontinuierlich durch die Trommelöffnung hindurch verteilt, während sich die Trommel dreht, so dass das Partikelmaterial diskontinuierlich auf der ersten Faserschicht an voneinander beabstandeten Stellen entlang einer Länge der Verbundfaserbahn abgelegt wird.
In einem anderen Aspekt kann die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Bildung einer gemusterten, diskreten Schicht aus Partikelmaterial innerhalb einer Verbundfaserbahn bereitstellen. Ein Strom aus ausgewähltem Fasermaterial wird in eine erste Bildekammer geleitet. Ein Strom aus einem Partikelmaterial wird in eine zweite Bildekammer geleitet, welche selektiv innerhalb der ersten Bildekammer angeordnet ist. Die zweite Bildekammer teilt den Strom des Fasermaterials selektiv innerhalb der ersten Bildekammer. Das Fasermaterial und das Partikelmaterial werden auf einer beweglichen, mit Löchern versehenen Bildeschicht abgelegt, die sich innerhalb der ersten Bildekammer befindet. Während sich die mit Löchern versehene Bildeschicht bewegt, wird eine erste Faserschicht auf der mit Löchern versehenen Bildeschicht gebildet. Das Partikelmaterial wird auf der ersten Faserschicht in einem ausgewählten Muster abgelegt. Eine zweite Faserschicht wird am Partikelmaterial gebildet, wodurch die gemusterte, diskrete Schicht aus Partikelmaterial innerhalb der Verbundfaserbahn gebildet wird.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung kann ein Verfahren zur Bildung einer diskontinuierlichen, diskreten Schicht aus Partikelmaterial innerhalb einer Verbundfaserbahn bereitstellen. Ein Strom aus ausgewähltem Fasermaterial wird in eine erste Bildekammer geleitet. Ein Strom aus einem Partikelmaterial wird in eine zweite Bildekammer geleitet, welche selektiv innerhalb der ersten Bildekammer angeordnet ist. Die zweite Bildekammer teilt den Strom des Fasermaterials innerhalb der ersten Bildekammer selektiv in einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt. Der erste Abschnitt des Fasermaterials wird auf einer beweglichen, mit Löchern versehenen Bildeschicht abgelegt, die sich innerhalb der ersten Bildekammer befindet, um eine erste Faserschicht bereitzustellen. Das Partikelmäterial wird diskontinuierlich auf der ersten Faserschicht abgelegt. Der zweite Abschnitt des Fasermaterials wird auf dem Partikelmaterial abgelegt, um eine zweite Faserschicht zu schaffen, wodurch die diskontinuierliche, diskrete Schicht aus Partikelmaterial innerhalb der Verbundfaserbahn gebildet wird. In einem bestimmten Aspekt der Erfindung kann das Partikelmaterial durch eine sich drehende Trommel, die eine Innenkammer besitzt und mindestens eine Trommelöffnung aufweist, diskontinuierlich abgelegt werden. Die Trommel nimmt das Partikelmaterial in der Innenkammer auf und verteilt das Partikelmaterial selektiv durch die Trommelöffnung, während sich die Trommel dreht, so dass das Partikelmaterial diskontinuierlich an voneinander beabstandeten Stellen entlang einer Länge der Verbundfaserbahn abgelegt wird.
Die vorliegende Erfindung kann in ihren verschiedenen Aspekten auf vorteilhafte Weise eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitstellen, welche im Vergleich zu herkömmlichen Geräten in der Lage sind, auf effizientere Weise eine diskrete Schicht aus Partikelmaterial innerhalb ausgewählter Regionen einer Verbundfaserbahn bereitzustellen, und das Partikelmaterial auf eine Weise anzuordnen, die im allgemeinen unabhängig vom Strom des Fasermaterials ist, der zur Bildung der Bahn verwendet wird. Daher kann die vorliegende Erfindung auf vorteilhafte Weise eine Verbundfaserbahn bereitstellen, wobei Partikelmaterial an ausgewählten Stellen angeordnet werden kann, ohne dass gleichzeitig größere Abschnitte an Fasermaterial an diesen Stellen angeordnet werden. Die Vorrichtung kann auch eine geringere Komplexität und niedrigere Gerätekosten aufweisen und dabei trotzdem eine ausreichende Kontrollierbarkeit besitzen, um gewünschte Muster oder diskontinuierliche, diskrete Schichten aus Partikelmaterial innerhalb einer Verbundfaserbahn zu erzeugen.
Die vorliegende Erfindung kann durch Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung der Erfindung und der begleitenden Zeichnungen besser verstanden werden, und weitere Merkmale und Vorteile dieser Erfindung werden durch diese Bezugnahme offensichtlich. Die Zeichnungen dienen rein veranschaulichenden Zwecken und sollen in keiner Weise den Umfang der angehängten Ansprüche einschränken.
Fig. 1A und 1B zeigen auf veranschaulichende Weise eine Draufsicht beziehungsweise eine Seitenansicht einer Verbundfaserbahn mit einer gemusterten, diskreten Schicht aus Partikelmaterial, gebildet durch die vorliegende Erfindung;
Fig. 1C und 1D zeigen auf veranschaulichende Weise eine Draufsicht beziehungsweise eine Seitenansicht einer Verbundfaserbahn mit einer diskontinuierlichen, diskreten Schicht aus Partikelmaterial, gebildet durch die vorliegende Erfindung;
Fig. 2 zeigt auf veranschaulichende Weise eine Seitenansicht einer Ausführungsform einer Vorrichtung der vorliegenden Erfindung zur Bildung einer gemusterten, diskreten Schicht aus Partikelmaterial innerhalb einer Verbundfaserbahn;
Fig. 3A und 3B zeigen jeweils eine Draufsicht zweier unterschiedlicher Ausführungsformen des Bildegitters der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4 zeigt auf veranschaulichende Weise eine Seitenansicht einer Ausführungsform einer Vorrichtung der vorliegenden Erfindung zur Bildung einer diskontinuierlichen, diskreten Schicht aus Partikelmaterial innerhalb einer Verbundfaserbahn;
Fig. 4A zeigt auf veranschaulichende Weise eine Draufsicht eines Beispieles der in Fig. 4 dargestellten Vorrichtung;
Fig. 5 zeigt auf veranschaulichende Weise eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform einer Vorrichtung der vorliegenden Erfindung zur Bildung einer diskontinuierlichen, diskreten Schicht aus Partikelmaterial innerhalb einer Verbundfaserbahn;
Fig. 6A und 6B zeigen auf veranschaulichende Weise Perspektivansichten einer drehbaren Trommel der vorliegenden Erfindung mit einer darin ausgebildeten Innenkammer und einer Trommelöffnung, welche in zwei unterschiedlichen. Mustern konfiguriert ist;
Fig. 7A bis 7D zeigen auf veranschaulichende Weise alternative Konfigurationen für die Trommelöffnung in der drehbaren Trommel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 8 zeigt eine schematische Darstellung eines Phasenabgleichsystems, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird; und
Fig. 9 zeigt auf veranschaulichende Weise einen saugfähigen Artikel mit einem saugfähigen Kern, der eine Verbundfaserbahn umfasst, die mit der vorliegenden Erfindung gebildet wurde.
Die folgende detaillierte Beschreibung erfolgt im Kontext der Bildung einer Schicht aus hochsaugfähigen Partikeln innerhalb einer Verbundfaserbahn, die als saugfähiger Kern in einer Wegwerfwindel verwendet werden kann. Es versteht sich jedoch von selbst, dass die vorliegende Erfindung auch zur Bildung einet Schicht aus anderen Arten von Partikelmaterial innerhalb einer Verbundfaserbahn verwendet werden kann. Darüber hinaus sollte auch anerkannt werden, dass die Verbundfaserbahn der vorliegenden Erfindung auch als saugfähiger Kern für andere Arten von saugfähigen Artikeln verwendet werden kann, wie zum Beispiel für Trainingshöschen, Produkte für die weibliche Hygiene, Inkontinenzbekleidungsstücke und ähnliches. Alle derartigen alternativen Konfigurationen werden als im Umfang der vorliegenden Erfindung liegend betrachtet;
Die Erfindung ist besonders nützlich zur Bildung einer Schicht aus Partikeln aus organischem oder anorganischem, hochsaugfähigem (z.B. supersaugfähigem) Material innerhalb einer Verbundfaserbahn. Geeignete anorganische, hochsaugfähige Materialien umfassen zum Beispiel saugfähige Lehmarten und Silicageele.
Hochsaugfähige organische Materialien können natürliche Materialien, wie zum Beispiel Agar, Pektin, Guarkautschuk und Torfmoos, sowie künstliche Materialien, wie zum Beispiel Hydrogelpolymere, umfassen. Derartige Hydrogelpolymere umfassen zum Beispiel Carboxymethylcellulose, Alkalimetallsalze von Polyacrylsäuren, Polyacrylamide, Polyvenylether, Hydroxypropylcellulose, Polyvinylmorpholinon, Polymere und Copolymere von Vinylsulfonsäure, Polyacrylate, Polyacrylamide, Polyvinylpyridin und ähnliches. Andere geeignete Polymere umfassen hydrolisierte acrylnitrilgepfropfte Stärke, acrylsäure-gepfropfte Stärke und Lsobutylen-Malein-Anhydrid-Copolymere sowie Mischurgen davon. Die Hydrogelpolymere sind vorzugsweise leicht vernetzt, um dem Material einen gewünschten Grad an Wasserunlöslichkeit zu verleihen. Die Vernetzung kann zum Beispiel durch Bestrahlung oder durch kovalente, ionische, Van der Waalsche oder Wasserstoffbindung erfolgen. Geeignete Materialien sind von verschiedenen kommerziellen Anbietern erhältlich, wie zum Beispiel der Dow Chemical Company, der Firma Hoechst Celanese, Allied-Colloid und Stockhausen. Typischerweise ist das hochsaugfähige Material in der Lage, mindestens etwa das 15-fache seines Gewichts an Wasser aufzunehmen, und wünschenswerterweise ist es in der Lage, mindestens etwa das 25- bis 50-fache seines Gewichts an Wasser aufzunehmen.
Die Partikel des hochsaugfähigen Materials können regelmäßige oder unregelmäßige Formen, wie zum Beispiel längliche Formen, aufweisen. So können Partikel aus hochsaugfähigem Material zum Beispiel die Form von Körnchen, Flocken, Fasern oder ähnlichem besitzen. Die Partikel weisen typischerweise eine Größe von etwa 50-1.000 Mikrometer und wünschenswerterweise eine Größe von etwa 100-800 Mikrometer auf.
Eine Verbundfaserbahn mit einer Schicht aus Partikelmaterial, hergestellt durch die Vorrichtung und das Verfahren der vorliegenden Erfindung, ist auf repräsentative Weise in Fig. 1A und 1B dargestellt. Eine ähnliche Verbundfaserbahn mit einer diskontinuierlichen, getrennten Schicht aus Partikelmaterial, hergestellt durch die Vorrichtung und das Verfahren der vorliegenden Erfindung, ist auf repräsentative Weise in Fig. 1C und 1D dargestellt. Eine Verbundfaserbahn 12, wie zum Beispiel eine Bahn, die Holzstoffflaumfasern umfasst, umfasst eine Schicht aus Partikelmaterial 14, wie zum Beispiel Partikel aus hochsaugfähigem Material. Wünschenswerterweise wird die Schicht aus Partikelmaterial 14 zwischen einer ersten Faserschicht 16 und einer zweiten Faserschicht 18 gebildet. Die Schicht aus Partikelmaterial 14 kann gemustert sein, wie dies auf repräsentative Weise in Fig. 1A und 1B dargestellt ist, oder sie kann diskontinuierlich oder beabstandet sein, wie dies auf repräsentative Weise in Fig. 1C und 1D dargestellt ist.
Bezugnehmend auf Fig. 2 ist eine repräsentative Vorrichtung und Verfahren der Erfindung so zusammengesetzt, dass dadurch eine Schicht aus Partikelmaterial innerhalb einer Verbundfaserbahn gebildet wird. Die Vorrichtung 20 umfasst eine erste Bildekammer 22 und ein Zuführmittel 30, wie zum Beispiel eine Entstipper-Hammermühle, die einen Strom aus Fasermaterial 32 in die erste Bildekammer 22 bereitstellt. Eine zweite Bildekammer 40 befindet sich innerhalb der ersten Bildekammer 22. Die zweite Bildekammer 40 unterteilt den Strom des Fasermaterials 32 auf selektive Weise innerhalb der ersten Bildekammer 22. Ein Fördermittel 50, wie zum Beispiel ein geeignetes Rohr, transportiert ein Partikelmaterial 52, wie zum Beispiel Partikel aus hochsaugfähigem Material, in die zweite Bildekammer 40. Ein Aufbringungsmittel 60, das sich innerhalb der zweiten Bildekammer 40 befindet, verteilt auf selektive Weise das Partikelmaterial 52. Eine mit Löchern versehene Bildeschicht 90, die verschiebbar innerhalb der ersten Bildekammer 22 angeordnet ist, ist so konfiguriert, dass sie den Strom des Fasermaterials 32 und das darauf verteilte Partikelmaterial 52 aufnehmen kann. Wenn sich die mit Löchern versehene Bildeschicht 90 in einer Maschinenrichtung 150 bewegt, wird der Strom des Fasermaterials 32 auf selektive Weise durch die zweite Bildekammer 40 geteilt, so dass eine erste Faserschicht 16 (Fig. 1A-1D) auf der mit Löchern versehenen Bildeschicht 90 gebildet wird. Alternativ dazu kann eine Gewebeschicht auf der mit Löchern versehenen Bildeschicht 90 bereitgestellt werden, so dass die erste Faserschicht 16 auf der Gewebeschicht gebildet wird. Das Partikelmaterial 52 wird auf der ersten Faserschicht 16 abgelegt, und eine zweite Faserschicht 18 wird auf dem Partikelmaterial 52 gebildet, wodurch eine Schicht aus Partikelmaterial 14 (Fig. 1A-1D) innerhalb einer Verbundfaserbahn 12 gebildet wird.
Wie auf repräsentative Weise in Fig. 2 dargestellt, umfasst die erste Bildekammer 22 die Seitenwände 24 und die Endwände 26 und 28, die so konstruiert und angeordnet sind, dass sie einen im allgemeinen umschlossenen Raum begrenzen. In den Endwänden 26 und 28 sind geeignete Eingangs- und Ausgangsöffnungen ausgebildet, um den Eintritt der mit Löchern versehenen Bildeschicht 90 sowie die Entnahme der Verbundfaserbahn 12 aus der ersten Bildekammer 22 zu ermöglichen. Die Seitenwände 24 und die Endwände 26 und 28 können durch jedes im Fachgebiet bekannte Mittel miteinander verbunden sein. So können die Wände zum Beispiel aneinander angeschweißt, mit Hilfe von Schrauben, Bolzen, Klammern und ähnlichem aneinander mechanisch befestigt oder zusammengeklebt sein. Die Seitenwände 24 und die Endwände 26 und 28 können aus jedem Material hergestellt werden, das einen im allgemeinen abgedichteten, umschlossenen Raum bereitstellen kann. So können die Seitenwände 24 und die Endwände 26 und 28 zum Beispiel aus Stahl, Aluminium oder einem Polycarbonat, wie zum Beispiel Lexan®, hergestellt sein, das von der Firma General Electric erzeugt wird.
Das Zuführmittel 30 kann eine beliebige Anzahl an Arten herkömmlicher Geräte zur Bereitstellung eines Fasermaterialstroms umfassen. Beispiele für detartige Geräte umfassen Fasern bildende Mechanismen. So können zum Beispiel Bögen aus Fasermaterial in einen faserbildenden Mechanismus zugeführt und in Fasermaterial 32 zerkleinert werden. Das Fasermaterial 32, welches eine Vielzahl an einzelnen Fasern umfasst, wird in die erste Bildekammer 22 eingespritzt oder auf andere Art und Weise in diese eingebracht. Typischerweise ist das Fasermaterial 32 aus saugfähigen Holzstofffasern zusammengesetzt, die im allgemeinen als Flaum bezeichnet werden. Das Fasermaterial 32 kann auch aus Stapelfasern, polymeren Fasern, Cellulosefasern und Mischungen davon sowie aus Mischungen von saugfähigen Fasern mit im allgemeinen hydrophoben Fasern zusammengesetzt sein. Das Fasermaterial 32 kann wahlweise behandelt werden, um ihm einen erwünschten Grad an Hydrophilizität zu verleihen, wobei die im Bereich der Technik bekannten Techniken verwendet werden.
Wie auf repräsentative Weise in Fig. 2 dargestellt, ist die zweite Bildekammer 40 selektiv innerhalb der ersten Bildekammer 22 angeordnet, um den Strom an Fasermaterial 32 zu teilen. Die zweite Bildekammer 40 umfasst ein Paar Endwände 42 und 44, die mit den Seitenwänden 24 der ersten Bildekammer 22 und miteinander verbunden sind, um einen im allgemeinen umschlossenen Raum zu definieren. Wünschenswerterweise sind die Endwände 42 und 44 der zweiten Bildekammer 40 so angeordnet, dass sie sich zueinander neigen und einander schneiden, um eine zeltartige Konfiguration zu bilden, wie dies auf repräsentative Weise in Fig. 2 dargestellt ist, um auf wirksame Weise den Strom an Fasermaterial 32 in der ersten Bildekammer 22 in einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt zu teilen. Die zweite Bildekammer 40 trennt auch das Partikelmaterial 52 vom Strom des Fasermaterials 32. Auf diese Weise kann sich das Partikelmaterial 52 nicht mit dem Strom des Fasermatet rials 32 vermischen. Alternativ dazu kann die zweite Bildekammer 40 in jeder beliebigen Form oder Größe angeordnet sein, welche die erwünschte Verbundfaserbahn 12 erzielt. In den Endwänden 42 und 44 der zweiten Bildekammer 40 sind geeignete Eingangs- und Ausgangsöffnungen ausgebildet, welche die Zufuhr und die Entnahme der teilweise gebildeten Verbundfaserbahn 12 ermöglichen. Die Endwände 42 und 44 der zweiten Bildekammer 40 können mit den Seitenwänden 24 der ersten Bildekammer 22 und miteinander durch jedes im Fachbereich bekannte Mittel verbunden sein. So können die Endwände zum Beispiel miteinander verschweißt, mit Schrauben, Bolzen, Klammern und ähnlichem mechanisch befestigt oder mit Klebstoff an den Seitenwänden 24 der ersten Bildekammer 22 angeklebt sein. Die Endwände 42 und 44 der zweiten Bildekammer 40 können aus jedem geeigneten Material, wie zum Beispiel einem Polycarbonat mit der Handelsbezeichnung Lexan®, hergestellt sein.
Alternativ dazu kann die zweite Bildekammer 40, wie sie auf repräsentative Weise in Fig. 4A dargestellt ist, ein Paar Seitenwände umfassen, die mit den Endwänden. 42 und 44 der zweiten Bildekammer 40 verbunden sind, um einen umschlossenen Raum innerhalb der ersten Bildekammer 22 zu bilden. Derartige Seitenwände der zweiten Bildekammer 40 würden sich innerhalb der Seitenwände 24 der ersten Bildekammer 22 und beabstandet von diesen befinden. Somit würde die zweite Bildekammer 40 in dieser alternativen Konfiguration einen im allgemeinen umschlossenen Raum bilden, der von den Seitenwänden 24 und Endwänden 26 und 28 der ersten Bildekammer 22 beabstandet ist. In der Folge würde das Fasermaterial 32 nur entlang eines Abschnitts der Verbundfaserbahn 12 entsprechend der Größe und relativen Position der zweiten Bildekammer 40 innerhalb der ersten Bildekammer 22 selektiv getrennt. So würde zum Beispiel das Fasermaterial 32 von der zweiten Bildekammer 40 im beabstandeten Bereich zwischen den Seitenwänden der zweiten Bildekammer 40 und den Seitenwänden 24 der ersten Bildekammer 22 nicht selektiv getrennt werden.
Wie auf repräsentative Weise in Fig. 2 dargestellt, umfassen die Vorrichtung und das Verfahren der vorliegenden Erfindung des weiteren ein Fördermittel 50 zum Transport des Partikelmaterials 52, wie zum Beispiel hochsaugfähiger Partikel, die aus supersaugfähigen Hydrogelbpolymeren zusammengesetzt sind, in die zweite Bildekammer 40. Das Fördermittel 50 kann einen Transportkanal 54 zum Transport des Partikelmaterials 52 in die zweite Bildekammer 40 umfassen. Das Partikelmaterial 52 kann auf Grund der Schwerkraft durch den Transportkanal 54 fließen. Alternativ dazu kann das Fördermittel einen Fördergasstrom umfassen, der innerhalb des Transportkanals 54 enthalten und von einem Fördergebläse bereitgestellt wird. Das Partikelmaterial 52 kann durch jedes im Stand der Technik bekannte Verfahren in den Transportkanal 54 transportiert werden. So kann die vorliegende Erfindung zum Beispiel ein Partikelregelmittel 56 zur Bereitstellung einer ausgewählten Mengendurchflussrate des Partikelmaterials 52 in den Transportkanal 54 und in die zweite Bildekammer 40 umfassen. Es versteht sich von selbst, dass die Menge des in die zweite Bildekammer 40 zugeführten Partikelmaterials 52 von der gewünschten Bildesgeschwindigkeit der Verbundfaserbahn 12 und dem Gewichtsprozentanteil des Partikelmaterials 52 abhängt, der innerhalb der Verbundfaserbahn 12 erwünscht ist.
In der dargestellten Ausführungsform umfasst das Fördermittel 50 ein Partikelregelmittel 56, welches so konstruiert und konfiguriert ist, dass es eine Partikelmengendurchflussrate bereitstellt, die im Bereich von etwa 20-155 Gm/Sek. liegt. In der vorliegenden Erfindung können verschiedene Arten von Partikelregelmittel verwendet werden. So kann das Partikelregelmittel 56 zum Beispiel auf der Schwerkraft beruhen, um die Mengendurchflussrate des Partikelmaterials 52 in den Transportkanal 54 bereitzustellen. Wünschenswerterweise verwendet die Erfindung ein Partikelregelmittel des "Einwägeverlust"-Typs, so dass die in den Transportkanal 54 zugeführte Menge an Partikelmaterial 52 geregelt werden kann. Dieses Gerät kann somit helfen, die Zufuhr der gewünschten Menge an Partikelmaterial 52 in die zweite Bildekammer 40 und auf die Verbundfaserbahn 12 zu regeln. In der dargestellten Ausführungsform handelt es sich bei dem Partikelregelmittel 56 um ein Förderschneckengerät, welches auf dem Schwerkraftprinzip beruht, um den Strom des Partikelmaterials 52 in den Transportkanal 54 zu regeln. Alternativ dazu kann es sich bei dem Partikelregelmittel 56 um eine LWF3-35 Zufuhrvorrichtung handeln, die von der Firma K-tron mit Sitz in Pitman, New Jersey, hergestellt wird. Andere gleichwertige Geräte können ebenso in der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Wenn ein Fördergasstrom erwünscht ist, können verschiedene Arten von kommerziell erhältlichen Gebläsegeräten in der vorliegenden Erfindung verwendet werden. So kann der Fördergasstrom zum Beispiel von einem VB-019 Gebläse bereitgestellt werden, das von Spencer Turbine, einer Firma mit Sitz in Windsor, Connecticut, produziert wird. Das Gebläse kann eine Fördergasstromgeschwindigkeit von etwa 1.370 m/Sek. (etwa 4.500 Fuß/Sek.) bis etwa 2.135 m/Sek. (etwa 7.000 Fuß/Sek.) bereitstellen. Der Transportkanal 54 kann danach die Partikel-/Gasmischung, welche aus dem Partikelmaterial 52 zusammengesetzt ist, das im Fördergasstrom mitgeführt wird, in die zweite Bildekammer 40 transportieren.
Wie in Fig. 2 auf repräsentative Weise dargestellt, erstreckt sich der Transportkanal 54 in die zweite Bildekammer 40, so dass das Partikelmaterial 52 in die zweite Bildekammer 40 transportiert wird. Zum Beispiel kann sich der Transportkanal 54 durch die Endwand 26 der ersten Bildekammer 22 und durch die Endwand 42 der zweiten Bildekammer 40 erstrecken. Alternativ dazu kann sich der Transportkanal 54, wie auf repräsentative Weise in Fig. 4-5 dargestellt, durch eine Seitenwand 24 der ersten Bildekammer 22 und direkt in die zweite Bildekammer 40 erstrecken.
Wie auf repräsentative Weise in Fig. 2 dargestellt, umfassen die Vorrichtung und das Verfahren der vorliegenden Erfindung des weiteren ein Aufbringungsmittel 60, das sich innerhalb der zweiten Bildekammer 40 befindet. Das Aufbringungsmittel 60 verteilt das Partikelmaterial 52 auf selektive Weise. Das Aufbringungsmittel 60 kann so konfiguriert sein, dass es das Partikelmaterial 52 so verteilt, dass die Menge und Position des Partikelmaterials 52 in der Verbundfaserbahn 12 sowohl in der Maschinenrichtung als auch quer zur Maschinenrichtung und in der Z-Richtung verändert werden kann. An jeder beliebigen Stelle entlang der Vorrichtung oder des Verfahrens handelt es sich bei der Maschinenrichtung um jene Richtung, in welche sich die Faserbahn 12 bewegen soll. Die Richtung quer zur Maschinenrichtung verläuft senkrecht zur Maschinenrichtung und parallel zur Ebene der Faserbahn 12. Die Z-Richtung verläuft senkrecht zur Ebene der Faserbahn 12. In einem Aspekt der Erfindung, die in Fig. 2 repräsentativ dargestellt ist, kann das Aufbringungsmittel 60 ein Bildegitter 62 umfassen. Das Bildegitter 62 erstreckt sich in der Maschinenrichtung 150 zwischen den Endwänden 42 und 44 der zweiten Bildekammer 40. Das Bildegitter 62 kann durch jedes in diesem Fachbereich bekannten Mittel mit den Endwänden 42 und 44 der zweiten Bildekammer 40 verbunden sein. So kann das Bildegitter 62 mit den Endwänden 42 und 44 der zweiten Bildekammer 40 zum Beispiel verschweißt, mit Schrauben, Bolzen, Klammern und ähnlichem mechanisch verbunden oder mit Klebstoff daran befestigt sein. Wünschenswerterweise ist das Bildegitter 62 durch geeignete Mittel auch mit den Seitenwänden 24 der ersten Bildekammer 22 verbunden. Das Bildegitter 62 kann aus jedem geeigneten Material, wie zum Beispiel einem Polycarbonat unter der Handelsbezeichnung Lexan®, hergestellt sein, wie dies zuvor beschrieben wurde.
Wie auf repräsentative Weise in Fig. 3A und 3B dargestellt, ist im Bildegitter 62 mindestens eine Gitteröffnung 64 ausgebildet. Die Gitteröffnung 64 ist so konfiguriert, um auf selektive Weise das Partikelmaterial 52 zu verteilen und in einem wählbaren Muster auf die erste Faserbahn 16 (Fig. 1A und 1B) abzulegen. Die Anzahl und Größe der Gitteröffnungen 64 hängt von der gewünschten Konfiguration des Partikelmaterials 52 innerhalb der Verbundfaserbahn 12 ab. Zum Beispiel kann das Bildegitter 62, wie auf repräsentative Weise in Fig. 3A und 3B dargestellt, zwei oder mehr Gitteröffnungen 64 aufweisen, die als Kanäle 66 konfiguriert sind, so dass das Partikelmaterial 52 während der Verwendung in diskreten Streifen entlang einer Länge der Verbundfaserbahn 12 auf die erste Faserschicht abgelegt wird. Ein Beispiel für eine Verbundfaserbahn 12 mit einer diskreten Schicht aus Partikelmaterial 14, konfiguriert als diskrete Streifen mit Leerräumen dazwischen, ist auf repräsentative Weise in Fig. 1A und 1B dargestellt. Somit verändert sich in dieser Konfiguration die Position des Partikelmaterials 52 in der Querrichtung. Die Größe der Öffnung 64 kann auch die Dicke und Anordnung des Partikelmaterials 52 in der Z-Richtung bestimmen. So kann zum Beispiel eine kleine Öffnung 64 zu einer dickeren Schicht des Partikelmaterials 14 innerhalb der Verbundfaserbahn 12 im Vergleich zu einer großen Öffnung führen, wenn die selbe Menge an Partikelmaterial 52 auf die Verbundfaserbahn 12 abgelegt wird.
In einem alternativen Aspekt der Erfindung, wie dieser auf repräsentative Weise in Fig. 4-5 dargestellt ist, kann das Aufbringungsmittel 60 eine drehbare Trommel 70 umfassen. Die drehbare Trommel 70 befindet sich innerhalb der zweiten Bildekammer 40. Die Fig. 6A und 6B zeigen eine detailliertere Darstellung der repräsentativen Beispiele der drehbaren Trommel 70. Die drehbare Trommel 70 umfasst gegenüberliegende Enden, eine darin befindliche Innenkammer 72 und mindestens eine Trommelöffnung 74. Mindestens eine Welle 80 ist mit einem Ende der drehbaren Trommel 70 verbunden. Die Welle 80 kann mit der drehbaren Trommel 70 über jede im Bereich der Technik bekannte Vorrichtung, wie zum Beispiel durch Schweißen, verbunden sein. Die Welle 80 der drehbaren Trommel 70 kann drehbar mit einer Seitenwand 24 der ersten Bildekammer 22 verbunden sein, wie zum Beispiel durch die Verwendung eines geeigneten Lagers, welches mit der Seitenwand 24 verbunden ist. Alternativ dazu kann die Seitenwand 24 der ersten Bildekammer 22 eine kreisförmige Öffnung umfassen, so dass sich die Welle 80 der drehbaren Trommel 70 durch die kreisförmige Öffnung hindurch erstreckt. Die Welle 80 und die drehbare Trommel 70 können von jedem in diesem Bereich der Technik bekannten Mittel gehalten und angetrieben werden. Zum Beispiel können die Welle 80 und die drehbare Trommel 70 von einer Primärleitungswelle der Vorrichtung 20 oder einem der anderen Elemente der Vorrichtung 20, wie zum Beispiel der mit Löchern versehenen Bildeschicht 90, angetrieben werden. Alternativ dazu kann die Welle 80 direkt von einem Elektromotor angetrieben werden.
Wünschenswerterweise besitzt das Ende der drehbaren Trommel 70, welches dem Ende mit der damit verbundenen Welle 80 gegenüberliegt, eine Partikelöffnung 82, damit sich der Transportkanal 54 des Fördermittels 50 in die Innenkammer 72 der drehbaren Trommel 70 erstrecken kann. So kann sich zum Beispiel, wie auf repräsentative Weise in Fig. 4-5 dargestellt, der Transportkanal 54 des Fördermittels 50 durch eine Seitenwand 24 der ersten Bildekamrner 22 und durch die Partikelöffnung 82 im Ende der drehbaren Trommel 70 erstrecken, so dass das Partikelmaterial 52 in die zweite Bildekammer 40 und in die Innenkammer 72 der drehbaren Trommel 70 transportiert werden kann. Bei einer derartigen Konfiguration wird die drehbare Trommel 70 von einet freitragenden Welle gehalten, wobei ein Ende der Welle von einem geeigneten Lager gestützt wird, das mit der Seitenwand 24 der ersten Bildekammer 22 oder einem geeigneten Befestigungsrahmen verbunden ist.
Daher ist die drehbare Trommel 70 so konfiguriert, dass sie das Partikelmaterial 52 in die Innenkammer 72 aufnimmt, und sie ist so konfiguriert, dass sie das Partikelmaterial 52 diskontinuierlich durch die Trommelöffnung 74 (Fig. 6A und 6B) abgibt, während sich die drehbare Trommel 70 dreht. Somit wird das Partikelmaterial 52 während der Verwendung diskontinuierlich auf die erste Faserschicht 16 an beabstandeten Stellen entlang einer Länge der Verbundfaserbahn 12 abgelegt. Ein Beispiel für eine Verbundfaserbahn 12 mit einer diskontinuierlichen Schicht aus Partikelmaterial 14, die durch die vorliegende Erfindung hergestellt wurde, ist auf repräsentative Weise in Fig. 1C und 1D dargestellt.
In einem Aspekt der Erfindung kann die Trommelöffnung 74 in der drehbaren Trommel 70 so konfiguriert werden, dass das Partikelmaterial 52, welches diskontinuierlich durch die Trommelöffnung 74 verteilt wird, in einem ausgewählten Muster auf der ersten Faserschicht 16 abgelegt wird (Fig. 1C und 1D). Die Verteilung des Partikelmaterials 52 kann sowohl entlang der Maschinenrichtung 150 als auch entlang der Querrichtung der sich ergebenden Verbundfaserbahn 12 sowie entlang der Z-Richtung oder Dicke der Verbundfaserbahn 12 verändert werden. Wie auf repräsentative Weise in den Fig. 6A, 6B und 7A-7D dargestellt, kann die Trommelöffnung 74 abhängig von der gewünschten Konfiguration des Partikelmaterials beim Ablegen auf die erste Faserschicht 16 (Fig. 1C und 1D) in zahlreichen unterschiedlichen Mustern abgelegt werden. Zum Beispiel kann die Trommelöffnung 74 in der drehbaren Trommel 70 in einem elliptischen Muster konfiguriert werden. Wünschenswerterweise besitzt die Trommelöffnung 74 eine Öffnungsbreite 82, wie sie auf repräsentative Weise in Fig. 7C dargestellt ist, welche so geregelt wird, dass das Partikelmaterial 52 innerhalb des Mittelabschnitts der Verbundfaserbahn 12 abgelegt wird. Der Mittelabschnitt der Verbundfaserbahn 12 befindet sich zwischen zwei äußeren Abschnitten, die wünschenswerterweise im Wesentlichen frei von Partikelmaterial 52 sind. Wie auf repräsentative Weise in Fig. 7A dargestellt, kann sich die Konfiguration der Trommelöffnung 74 entlang einer umfänglichen Länge 76 und einer Trommelbreite 78 der drehbaren Trommel 70 ändern. Darüber hinaus kann die drehbare Trommel 70 mehr als eine Trommelöffnung 74 besitzen, wie dies auf repräsentative Weise in den Fig. 6B, 7B und 7D dargestellt ist.
Wie auf repräsentative Weise in den Fig. 2 und 4-5 dargestellt, umfassen die unterschiedlichen Aspekte der vorliegenden Erfindung des weiteren eine mit Löchern versehene Bildeschicht 90. Die mit Löchern versehene Bildeschicht 90 kann ein mit Löchern versehenes Bildesieb umfassen, das als Endlosriemen konfiguriert ist, der sich um ein Paar Tragrollen 92 und 94 bewegt, wie dies auf repräsentative Weise in Fig. 2 und 4 dargestellt ist. Ein geeignetes Antriebsmittel, wie zum Beispiel ein Elektromotor 96, kann auf operable Weise angeschlossen werden, um die mit Löchern versehene Bildeschicht 90 mit einer ausgewählten Geschwindigkeit entlang der Maschinenrichtung 150 durch die erste Bildekammer 22 zu bewegen. Das Fasermaterial 32 und das Partikelmaterial 52 werden auf die mit Löchern versehene Bildeschicht 90 abgelegt, um die Verbundfaserbahn 12 zu bilden, welche schließlich als saugfähiger Kern innerhalb eines saugfähigen Artikels verwendet werden kann. Da sich die mit Löchern versehene Bildeschicht 90 im Allgemeinen von der Endwand 26 der ersten Bildekammer 22 hin zur Austrittsöffnung durch die Endwand 29 der ersten Bildekammer 22 bewegt, nimmt die Tiefe oder Dicke der Verbundfaserbahn 12 an jedem beliebigen Abschnitt der mit Löchern versehenen Bildeschicht 90 allmählich zu, während der Bildeschichtabschnitt durch die erste Bildekammer 22 hindurchtritt. Die Faserablegegeschwindigkeit auf die mit Löchern versehene Bildeschicht 90 und die Bewegungsgeschwindigkeit der mit Löchern versehenen Bildeschicht können auf geeignete Weise eingestellt werden, um die gebildete Enddicke der Verbundfaserbahn 12 zu regeln. Darüber hinaus kann eine Gewebeschicht zwischen die mit Löchern versehene Bildeschicht 90 und die erste Faserschicht 16 gelegt werden, so dass das Fasermaterial und das Partikelmaterial auf der Gewebeschicht abgelegt werden.
Alternativ dazu kann die mit Löchern versehene Bildeschicht 90 ein mit Löchern versehenes Bildesieb umfassen, das an einer äußeren umfänglichen Oberfläche einer Bildetrommel 98 konfiguriert ist, wie dies auf repräsentative Weise in Fig. 5 dargestellt ist. Ein geeignetes Antriebsmittel, wie zum Beispiel ein Elektromotor 96, dreht die Bildetrommel 98, um die mit Löchern versehene Bildeschicht 90 durch die erste Bildekammer 22 zu bewegen.
Die Vorrichtung und das Verfahren der unterschiedlichen Aspekte der vorliegenden Erfindung können des weiteren ein Vakuummittel 100 umfassen, wie dies in Fig. 2 und 4 auf repräsentative Weise dargestellt ist, um das Fasermaterial 32 und das Partikelmaterial 52 auf die mit Löchern versehene Bildeschicht 90 zu ziehen. Das Vakuummittel 100, wie zum Beispiel ein herkömmlicher Gebläsemechanismus, befindet sich typischerweise unterhalb der mit Löchern versehenen Bildeschicht 90, um einen Luftstrom zu erzeugen, der im Allgemeinen vom Zuführmittel 30 durch die erste Bildekammer 22 und hinter die mit Löchern versehene Bildeschicht 90 gerichtet ist. Dieser Luftstrom hilft dabei, die Ablage des Fasermaterials 32 und des Partikelmaterials 52 auf die mit Löchern versehene Bildeschicht 90 zu richten und zu regeln.
In einem anderen Aspekt können die Vorrichtung und das Verfahren der Erfindung ein Phasenabgleichmittel umfassen. So kann zum Beispiel die Erfindung, wie dies in Fig. 4 und 5 auf repräsentative Weise dargestellt ist, des weiteren ein Phasenabgleichmittel umfassen, um auf entsprechende Weise die Drehung der drehbaren Trommel 70 zu regeln und sequentiell zu ordnen, um die gewünschte Anordnung der diskontinuierlichen Schicht aus Partikelmaterial 14 (Fig. 1C und 1D) innerhalb der Verbundfaserbahn 12 zu ermöglichen. Das Phasenabgleichmittel regelt die Drehung der drehbaren Trommel 70, um eine gewünschte Übereinstimmung zwischen der diskontinuierlichen Schicht des Partikelmaterials 14 und einer ausgewählten Ablageregion entlang der Maschinenrichtung 150 oder der Länge der Verbundfaserbahn 12 zu ermöglichen.
Ein bestimmter Aspekt der Erfindung umfasst das in Fig. 8 auf repräsentative Weise dargestellte Phasenabgleichmittel. Ein Phasenabgleichmittel 110 zur Bestimmung der Maschinenposition und Zeitsteuerung kann zum Beispiel einen herkömmlichen Transmissionswellencodierer 112 umfassen, der auf operable Weise mit der Primärleitungswelle 114 der Vorrichtung 20 verbunden ist. Darüber hinaus ist ein Referenzsignalgenerator 116 auf operable Weise mit der Transmissionswelle 114 verbunden, um einen Referenzimpuls pro individuellem Produktabschnitt zu erzeugen, der von der Verbundfaserbahn 12 abgeleitet werden soll. Das Ausgangssignal vom Referenzgenerator 116 und vom Transmissionswellencodierer 112 werden über geeignete Signalleitungen zu einer programmierbaren Steuereinheit 118, wie zum Beispiel zu einem Computer, geführt. Die programmierbare Steuereinheit 118 ermöglicht die manuelle Eingabe variabler Steuerparameter, wie zum Beispiel über eine herkömmliche Tastatur. Die programmierbare Steuereinheit 118 regelt wiederum auf selektive Weise die Drehung der drehbaren Trommel 70, um die erwünschte Übereinstimmung der diskontinuierlichen Schicht des Partikelmaterials 14 (Fig. 1C und 1D) innerhalb der Verbundfaserbahn 12 bereitzustellen. In einem bestimmten Aspekt der Erfindung kann die programmierbare Steuereinheit 118 direkt einen Elektromotor regeln, der die Welle 80 der drehbaren Trommel 70 dreht. Alternativ dazu kann die programmierbare Steuereinheit 118 die Drehung beliebiger anderer Elemente der Vorrichtung 20 regeln, welche wiederum die Drehung der drehbaren Trommel 70 regeln. Zum Beispiel kann die programmierbare Steuereinheit 118 die Drehung der mit Löchern versehenen Bildeschicht 90 regeln, welche wiederum die Drehung der drehbaren Trommel 70 regelt.
In der dargestellten Ausführungsform kann es sich bei dem Transmissionswellencodierer 112 um ein 63-P-MEF-2000-T-0- OOGH Gerät handeln, das von Dynapar Corp. in Gurnee, Illinois, hergestellt wird. Der Codierer kann zum Beispiel so konfiguriert sein, dass er 2000 Impulse pro Umdrehung erzeugt. Der Referenzsignalgenertor 116 kann zum Beispiel einen B15-G18-ANGX-Näherungsgeber umfassen, der von TURCH, einem Unternehmen in Minneapolis, Minnesota, hergestellt wird. Eine geeignete programmierbare Steuereinheit 118 kann zum Beispiel ein Gerät umfassen, das als PME 68-23 CPU von Radstone Technology mit Sitz in Pearl River, New York, hergestellt und konstruiert wird.
Die verschiedenen Aspekte der Vorrichtung und des Verfahrens der Erfindung können auch einen Mechanismus zum Hinzufügen eines Bindemittels zur Verbundfaserbahn 12 umfassen, um die diskrete Schicht des Partikelmaterials 14 weiter zu definieren (Fig. 1A-1D). So kann zum Beispiel ein Bindemittel auf das Partikelmaterial aufgesprüht werden, bevor die zweite Faserschicht 18 auf der Schicht aus dem Partikelmaterial 14 gebildet wird. Jedes Bindemittel, das die erwünschte Definition der diskreten Schicht aus Partikelmaterial 14 bereitstellt, kann in der vorliegenden Erfindung verwendet werden. So kann das Bindemittel zum Beispiel Wasser oder ein Klebemittel, wie zum Beispiel Latex oder ein Heißschmelzklebemittel, umfassen. Die Bindemittelzugaberate kann abhängig von der erwünschten Verbundfaserbahn 12 schwanken. Zum Beispiel kann es sich bei dem Bindemittel um Wasser handeln, welches mit einer Rate von etwa 0 bis etwa 20 Gewichtsprozent basierend auf dem Gesamtgewicht des Partikelmaterials 52 in der Verbundfaserbahn 12 zugegeben wird.
Die Verbundfaserbahn der unterschiedlichen Aspekte der vorliegenden Erfindung besitzt die Strukturkonfiguration eines Verbundstoffs eines luftgelegten Fasermaterials und eines luftgelegten Partikelmaterials. Wie auf repräsentative Weise in Fig. 1A und 1B dargestellt, kann die Verbundfaserbahn 12 eine Schicht aus Partikelmaterial 14 enthalten, die zwischen einer ersten Faserschicht 16 und einer zweiten Faserschicht 18 liegt. Alternativ dazu kann, wie auf repräsentative Weise in Fig. 1C und 1D dargestellt, die Verbundfaserbahn 12 eine diskontinuierliche Schicht aus Partikelmaterial 14 enthalten, die zwischen einer ersten Faserschicht 16 und einer zweiten Faserschicht 18 liegt. Wünschenswerterweise ist die Schicht aus Partikelmaterial 14 im Wesentlichen innerhalb einer diskreten Schicht isoliert und im Wesentlichen frei von Fasermaterial 32. Darüber hinaus können die erste Faserschicht 16 und die zweite Faserschicht 18 im Wesentlichen frei von Partikelmaterial 52 sein.
Die Verbundfaserbahn 12 der unterschiedlichen Aspekte der vorliegenden Erfindung kann veränderliche Gewichtsanteile an Partikelmaterial basierend auf dem Gesamtgewicht der Verbundfaserbahn enthalten. Zum Beispiel kann die Verbundfaserbahn 25-75 Gewichtsprozent des Partikelmaterials enthalten, und vorzugsweise etwa 30-60 Gewichtsprozent des Partikelmaterials basierend auf dem Gesamtgewicht der Verbundfaserbahn.
In den dargestellten Aspekten der Erfindung kann die zweite Bildekammer 40 selektiv konfiguriert und innerhalb der ersten Bildekammer 22 angeordnet werden, wie dies auf repräsentative Weise in Fig. 2 und Fig. 4-5 dargestellt ist, um die Gewichtsprozentanteile des in der ersten und zweiten Faserschicht vorhandenen Fasermaterials basierend auf dem Gesamtgewicht des in der Verbundfaserbahn vorhandenen Fasermaterials zu verändern. Zum Beispiel kann die erste Faserschicht 16 (Fig. 1A-1D) etwa 35 bis etwa 65 Gewichtsprozent des Fasermaterials basierend auf dem Gesamtgewicht des in der Verbundfaserbahn vorhandenen Fasermaterials enthalten, und die zweite Faserschicht 18 (Fig. 1A-1D) kann etwa 35 bis etwa 65 Gewichtsprozent des Fasermaterials basierend auf dem Gesamtgewicht des in der Verbundfaserbahn 12 vorhandenen Fasermaterials enthalten. Wünschenswerterweise enthält die erste Faserschicht 16 etwa 40 bis etwa 60 Gewichtsprozent des Fasermaterials, und die zweite Faserschicht 18 enthält etwa 40 bis etwa 60 Gewichtsprozent des Fasermaterials, jeweils basierend auf dem Gesamtgewicht des in der Verbundfaserbahn 12 vorhandenen Fasermaterials.
Alternativ dazu kann die zweite Bildekammer 40 gegenüber oder in der Nähe der Endwand 26 oder der Endwand 28 der ersten Bildekammer 22 angeordnet sein, so dass das Partikelmaterial 52 direkt auf oder in der Nähe der Oberfläche der mit Löchern versehenen Bildeschicht 90 oder auf oder in der Nähe der Oberfläche des Fasermaterials 32 abgelegt wird, um die Verbundfaserbahn 12 zu bilden. Wenn sich zum Beispiel die zweite Bildekammer in der Nähe der Endwand 26 befindet, kann die erste Faserschicht etwa 0 bis etwa 25 Gewichtsprozent des Fasermaterials basierend auf dem Gesamtgewicht des in der Verbundfaserbahn 12 vorhandenen Fasermaterials enthalten. Wenn sich alternativ dazu zum Beispiel die zweite Bildekammer in der Nähe der Endwand 28 befindet, kann die erste Faserschicht etwa 75 bis etwa 100 Gewichtsprozent des Fasermaterials basierend auf dem Gesamtgewicht des in der Verbundfaserbahn 12 vorhandenen Fasermaterials enthalten. Somit kann die Anordnung der Schicht des Partikelmaterials in der Z-Richtung über die Dicke der Verbundfaserbahn 12 durch Ändern der Position der zweiten Bildekammer 40 innerhalb der ersten Bildekammer 22 verändert werden.
Die sich daraus ergebende Verbundfaserbahn kann eine erkennbare, selektiv veränderliche Verteilung von Partikelmaterial sowohl entlang der Maschinenrichtung als auch entlang der Quermaschinenrichtung der Verbundfaserbahn umfassen. Darüber hinaus kann die Verteilung des Partikelmaterials auch entlang der Z-Richtung oder Dicke der Verbundfaserbahn durch Veränderung der Position der zweiten Bildekammer innerhalb der ersten Bildekammer verändert werden. Zum Beispiel könnte der durchschnittliche Gewichtsanteil des Partikelmaterials auf ungleichförmige Weise entlang der Maschinenrichtung und der Quermaschinenrichtung der Verbundfaserbahn verteilt werden. Fig. 3A und 3B zeigen auf repräsentative Weise unterschiedliche Muster für das Bildegitter der vorliegenden Erfindung, die verwendet werden können, um unterschiedliche Verteilungen des Partikelmaterials innerhalb der Verbundfaserbahn zu bewirken. Fig. 6A, 6B und 7A-7D zeigen auf repräsentative Weise mehrere unterschiedliche Konfigurationen für die Trommelöffnung in der drehbaren Trommel der vorliegenden Erfindung, die auch verwendet werden können, um unterschiedliche Verteilungen des Partikelmaterials innerhalb der Verbundfaserbahn zu ermöglichen.
Somit kann die vorliegende Erfindung auf vorteilhafte Weise eine diskrete Schicht aus Partikelmaterial innerhalb einer Verbundfaserbahn bereitstellen. Die vorliegende Erfindung kann auch eine diskontinuierliche, diskrete Schicht aus Partikelmäterial innerhalb einer Verbundfaserbahn bereitstellen, wobei sich die Schicht aus Partikelmaterial an beabstandeten Stellen entlang der Länge der Verbundfaserbahn befindet. Die Schicht aus Partikelmaterial kann Sich an beabstandeten Stellen entlang der Länge der Verbundfaserbahn befinden, ohne dass sich gleichzeitig ein entsprechend größerer oder kleinerer Abschnitt des Fasermaterials an diesen beabstandeten Stellen befindet. Somit kann die Konzentration des Partikelmaterials an einer bestimmten Stelle so konfiguriert werden, dass sie im Wesentlichen unabhängig von der Menge (z.B. dem Flächengewicht) des Fasermaterials an dieser Stelle ist. Die vorliegende Erfindung kann auch eine Schicht aus Partikelmaterial innerhalb einer Verbundfaserbahn schaffen, wobei die Schicht aus Partikelmaterial in einem ausgewählten Muster konfiguriert wird.
Alternativ dazu können die Vorrichtung und das Verfahren der unterschiedlichen Aspekte der vorliegenden Erfindung zwei oder mehr sekundäre Bildekammern verwenden, die sich innerhalb der ersten Bildekammer befinden, um mehrere Schichten des Partikelmaterials bereitzustellen. Die mehreren Schichten des Partikelmaterials können in verschiedenen Mustern konfiguriert, diskontinuierlich abgelegt oder in jeder beliebigen Kombination davon verwendet werden, um die gewünschte Verbundfaserbahn bereitzustellen.
Ein saugfähiger Artikel, wie zum Beispiel eine Wegwerfwindel, welcher die Verbundfaserbahn der vorliegenden Erfindung als saugfähigen Kern verwendet, ist auf repräsentative Weise in Fig. 9 dargestellt. Der saugfähige Artikel 200 definiert einen vorderen Abschnitt 202, einen hinteren Abschnitt 204 und einen Schrittabschnitt 206, welcher den vorderen Abschnitt 202 und den hinteren Abschnitt 204 verbindet. Der saugfähige Artikel 200 umfasst eine körperseitige Auskleidung 210, eine äußere Abdeckung 212 und einen saugfähigen Kern 214, der sich zwischen der körperseitigen Auskleidung 210 und der äußeren Abdeckung 212 befindet. Der hier verwendete Begriff vorderer Abschnitt bezieht sich auf jenen Teil des saugfähigen Artikels, der sich während der Verwendung im Allgemeinen an der Vorderseite eines Trägers befindet. Der hier verwendete Begriff hinterer Abschnitt bezieht sich auf jenen Abschnitt des Artikels, der sich im Allgemeinen während der Verwendung an der Rückseite des Trägers befindet, und der Begriff Schrittabschnitt bezieht sich auf jenen Teil, der sich während der Verwendung im Allgemeinen zwischen den Beinen des Trägers befindet.
Der Schrittabschnitt 206 besitzt gegenüberliegende längliche Seitenabschnitte 208, welche ein Paar elastischer, sich länglich erstreckender Beinmanschetten 215 umfassen. Die Beinmanschetten 216 sind im Allgemeinen dazu geeignet, sich während der Verwendung den Beinen eines Trägers anzupassen und als mechanische Barriere für den seitlichen Ausfluss von Körperflüssigkeiten zu dienen. Die Beinmanschetten 216 erhalten durch ein Paar elastische Beinelemente 218 ihre Elastizität. Der saugfähige Artikel 200 umfasst des weiteren einen vorderen elastischen Taillenabschnitt 220 und einen hinteren elastischen Taillenabschnitt 222. Der hintere Abschnitt 204 des saugfähigen Artikels 200 umfasst des weiteren ein Befestigungsmittel, wie zum Beispiel ein Paar Befestigungsbänder 224. Die Befestigungsbänder 224 sollen den saugfähigen Artikel 200 während der Verwendung rund um die Taille des Trägers halten.
Die körperseitige Auskleidung 210 des saugfähigen Artikels 200, wie in Fig. 9 auf repräsentative Weise dargestellt, zeigt auf geeignete Weise eine zum Körper gerichtete Oberfläche, die verträglich ist, sich weich anfühlt und die Haut des Trägers nicht reizt. Desweiteren kann die körperseitige Auskleidung 210 weniger hydrophil sein als der saugfähige Kern 214, um dem Träger eine relativ trockene Oberfläche zu bieten, und sie kann ausreichend porös sein, um flüssigkeitsdurchlässig zu sein, damit Flüssigkeit leicht durch ihre Dicke hindurchtreten kann. Eine geeignete körperseitige Auskleidung 210 kann aus einer breiten Auswahl an Bahnmaterialien hergestellt sein, wie zum Beispiel porösen Schäumen, netzförmigen Schäumen, Plastikfilmen mit Öffnungen, natürlichen Fasern (zum Beispiel Holz- oder Baumwollfasern), Chemiefasern (zum Beispiel Polyester- oder Polypropylenfasern), oder einer Kombination aus natürlichen Fasern und Chemiefasern. Die körperseitige Auskleidung 210 kann dazu verwendet werden, die Haut des Trägers von den im saugfähigen Kern 214 gehaltenen Flüssigkeiten getrennt zu halten.
Für die körperseitige Auskleidung 210 können verschiedene Textilgewebe und Vliesstoffe verwendet werden. So kann die körperseitige Auskleidung zum Beispiel aus einer schmelzgeblasenen oder spinngebundenen Bahn aus Polyolefinfasern zusammengesetzt sein. Bei der körperseitigen Auskleidung kann es sich auch um eine gebundene-kardierte Bahn handeln, die aus natürlichen Fasern und/oder Chemiefasern zusammengesetzt ist. Die körperseitige Auskleidung kann aus einem im Wesentlichen hydrophoben Material zusammengesetzt sein, und das hydrophobe Material kann wahlweise mit einem oberflächenaktiven Mittel oder auf andere Art und Weise behandelt werden, um ihm einen gewünschten Grad an Benetzbarkeit und Hydrophilizität zu verleihen. In einer bestimmten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die körperseitige Auskleidung 210 ein spinngebundenes Polypropylen-Vliesgewebe, das aus Fasern mit etwa 0,3111 bis 0,3555 Tex (etwa 2,8-3,2 Denier) zusammengesetzt ist und zu einer Bahn mit einem Flächengewicht von etwa 22 Gramm pro Quadratmeter und einer Dichte von etwa 0,06 Gramm pro. Kubikzentimeter verarbeitet ist. Das Gewebe wurde mit etwa 0,28 Gewichtsprozent eines oberflächenaktiven Stoffs oberflächenbehandelt, der kommerziell unter der Handelsbezeichnung Triton X-102 von der Firma Rohm und Haas erhältlich ist.
Die äußere Abdeckung 212 des saugfähigen Artikels 200 kann, wie in Fig. 9 auf repräsentative Weise dargestellt, aus einem Material zusammengesetzt sein, das entweder flüssigkeitsdurchlässig oder flüssigkeitsundurchlässig ist. Es wird im Allgemeinen bevorzugt, dass die äußere Abdeckung 212 aus einem Material hergestellt ist, das im Wesentlichen undurchlässig für Flüssigkeiten ist. Eine typische äußere Abdeckung kann zum Beispiel aus einem dünnen Plastikfilt oder einem anderen flexiblen, flüssigkeitsundurchlässigen Material hergestellt sein. Die äußere Abdeckung 212 kann zum Beispiel aus einem Polyethylenfilnt mit einer Dicke von etwa 0,012 Millimeter (0,5 Mil) bis etwa 0,051 Millimeter (2,0 Mil) hergestellt sein. Wenn sich die äußere Abdeckung 212 eher tuchähnlich anfühlen soll, kann die äußere Abdeckung 212 einen Polyethylenfilm mit einer Vliesbahn umfassen, die auf dessen Außenfläche laminiert würde, wie zum Beispiel eine spinngebundene Bahn aus Polyolefinfasern. So kann zum Beispiel auf einen Polyethylenfilm mit einer Dicke von etwa 0,015 Millimeter (0,6 Mil) eine spinngebundene Bahn aus Polyolefinfasern thermisch laminiert sein, wobei diese Fasern eine Dicke von etwa 0,166 bis 0,277 Tex (etwa 1,5 bis 2,5 Denier) pro Filament aufweisen, wobei die Vliesbahn ein Flächengewicht von etwa 24 Gramm pro Quadratmeter (0,7 Unzen pro Quadratyard) aufweist. Verfahren zur Herstellung solcher tuchähnlichen äußeren Abdeckungen sind den Fachleuten dieses Bereiches gut bekannt.
Des weiteren kann die äußere Abdeckung 212 aus einer gewebten oder Vlies-Faserbahnschicht gebildet sein, die vollständig oder teilweise konstruiert oder behandelt wurde, um ausgewählten Bereichen, die sich gegenüber oder neben dem saugfähigen Kern 214 befinden, einen gewünschten Grad an Flüssigkeitsundurchlässigkeit zu verleihen. Des weiteren kann die äußere Abdeckung 212 wahlweise aus einem mikroporösen, "atmungsfähigen" Material zusammengesetzt sein, welches Dämpfe aus dem saugfähigen Kern 214 entweichen läßt, während ein Durchtritt der flüssigen Körperausscheidungen durch die äußere Abdeckung 212 weiterhin verhindert wird.
Der saugfähige Kern 214 des saugfähigen Artikels 200, wie er auf repräsentative Weise in Fig. 9 dargestellt ist, kann auf geeignete Weise die Verbundfaserbahn 12 der unterschiedlichen Aspekte der vorliegenden Erfindung umfassen, wie dies auf repräsentative Weise in Fig. 1A-1D dargestellt ist. Die Schicht aus Partikelmaterial 14 der Verbundfaserbahn 12 umfasst wünschenswerterweise ein hochsaugfähiges Material. Als allgemeine Regel gilt, dass das hochsaugfähige Material in einer Menge von etwa 5 bis etwa 100 Gewichtsprozent basierend auf dem Gesamtgewicht des saugfähigen Kerns im saugfähigen Kern 214 vorhanden ist, um eine erhöhte Wirksamkeit zu erzielen. Der saugfähige Kern 214 kann eine beliebige Anzahl unterschiedlicher Formen aufweisen. So kann der saugfähige Kern zum Beispiel rechtwinkelig, I-förmig oder T-förmig sein. Es wird im Allgemeinerv bevorzugt, dass der saugfähige Kern im Schrittabschnitt 206 des saugfähigen Artikels 200 schmäler ist als im vorderen Abschnitt 202 oder im hinteren Abschnitt 204.
In bestimmten Aspekten der Erfindung kann die Schicht aus Partikelmaterial der Verbundfaserbahn der vorliegenden Erfindung in einem Muster konfiguriert oder diskontinuierlich an beabstandeten Stellen abgelegt sein, um die Leistung des saugfähigen Kerns zu verbessern. So kann zum Beispiel die Schicht aus Partikelmaterial in diskreten Streifen abgelegt sein, wie dies auf repräsentative Weise in Fig. 1A und 1B dargestellt ist, um die Dochteigenschaften der Verbundfaserbahn zu verbessern. Ohne sich an eine bestimmte Theorie zu binden, wird davon ausgegangen, dass die verbesserten Dochteigenschaften der Verbundfaserbahn das Ergebnis eines erhöhten Auftretens von "Gelblockierungen" sind, die, die in der Fachwelt gut bekannt ist, bei der Verwendung von hochsaugfähigen oder supersaugfähigen Materialien auftreten.
In bestimmten Aspekten der Erfindung können die Vorrichtung und das Verfahren der vorliegenden Erfindung so konfiguriert werden, dass sich mindestens etwa 50 Gewichtsprozent und nicht mehr als etwa 95 Gewichtsprozent der Gesamtmenge der hochsaugfähigen Partikel in den vorderen 50 Prozent der Gesamtlänge des saugfähigen Kerns 214 befinden. Derartige Gewichtsanteile der hochsaugfähigen Partikel können jedoch nicht in Kombination mit entsprechenden ähnlichen Gewichtsanteilen der Gesamtmenge des Fasermaterials im saugfähigen Kern 214 vorhanden sein. So können zum Beispiel die vorderen 50 Prozent der Länge des saugfähigen Kerns 214 etwa 60 -80 Gewichtsprozent der Gesamtmenge des hochsaugfähigen Materials enthalten, aber nur 55 Gewichtsprozent der Gesamtmenge des Fasermaterials. Als weiteres Beispiel können die vorderen 50 Prozent des saugfähigen Kerns etwa 60-80 Gewichtsprozent der Gesamtmenge des hochsaugfähigen Materials enthalten, aber nur 40-50 Gewichtsprozent der Gesamtmenge des Fasermaterials.
In weiteren Aspekten der Erfindung können relativ höhere Gewichtsanteile des Partikelmaterials selektiv an vorherbestimmten Stellen entlang der Länge des saugfähigen Kerns angeordnet werden. Zum Beispiel können 50-60 Gewichtsprozent der Gesamtmenge des Fasermaterials in den vorderen 45 Prozent des saugfähigen Kerns angeordnet sein, während sich 50-80 Gewichtsprozent der Gesamtmenge des Partikelmaterials in den mittleren 30 Prozent des saugfähigen Kerns befinden. Somit kann der Bereich mit dem größten Gewichtsanteil an Fasermaterial der Länge nach von dem Bereich mit dem größten Gewichtsanteil an Partikelmaterial verschoben werden.
Die äußere Abdeckung 212 und die körperseitige Auskleidung 210 sind im Allgemeinen aneinander angeheftet, um auf diese Weise eine Tasche zu bilden, in der sich der saugfähige Kern 214 befindet. Somit werden die Beinmanschetten 216 durch Abschnitte der äußeren Abdeckung 212 und/oder der körperseitigen Auskleidung 210 auf geeignete Weise geformt, welche sich über die Längsseiten des saugfähigen Kerns 214 hinaus erstrecken. Natürlich können die Beinmanschetten 216 auch aus separaten Materialien gebildet werden, welche an der äußeren Abdeckung 212 und/oder der körperseitigen Auskleidung 210 befestigt sind.
Die Beinmanschetten 216, wie sie auf repräsentative Weise in Fig. 9 dargestellt sind, umfassen elastische Beinelemente 218. Materialien, die für die Bildung von elastischen Beinelementen 218 geeignet sind, sind den Fachleuten dieses Bereiches gut bekannt. Beispielhaft für solche Materialien sind Fäden oder Bänder aus einem elastomeren Polymermaterial, die an den Beinmanschetten 216 an den saugfähigen Artikel 200 angeheftet werden, während sich diese in einer gedehnten Position befinden, oder welche am saugfähigen Artikel befestigt werden, während der Artikel gefältelt wird, um auf diese Weise elastische, verengende Kräfte auf die Beinmanschetten 216 einwirken zu lassen.
Auf ähnliche Weise sind elastische Taillenelemente 220 und 222 und Befestigungsbänder 224, wie sie in Fig. 9 auf repräsentative Weise dargestellt sind, den Fachleuten dieses Bereichs bekannt.
Eine große Vielzahl an unterschiedlichen Windelkonfigurationen sowie Trainingshöschen, Inkontinenzbekleidungsstücken und ähnlichen Konfigurationen eignet sich für die Verwendung der Verbundfaserbahn der vorliegenden Erfindung. Geeignete Windeln werden im Einzelnen in der EP-Anmeldung Nr. 92115530.5 beschrieben.
Wenngleich die Erfindung im Detail unter Bezugnahme auf bestimmte Aspekte der Erfindung beschrieben wurde, ist es für Fachleute dieses Bereiches, welche aus der vorliegenden Beschreibung ein Verständnis der Erfindung erlangen, doch offensichtlich, dass Änderungen, Variationen und Äquivalente dieser Aspekte leicht möglich sind. Demgemäss sollte der Umfang der vorliegenden Erfindung so betrachtet werden, wie er durch die angehängten Ansprüche und allenfalls vorhandene Äquivalente derselben definiert wird.

Claims

1. Vorrichtung (20) zum Bilden einer diskreten Schicht aus Partikelmaterial innerhalb einer Verbundfaserbahn (12), umfassend:

(a) eine erste Bildekammer (22);

(b) ein Zuführmittel (30) zum Bereitstellen eines Stroms eines ausgewählten Fasermaterials (32) in die erste Bildekammer (22);

(c) eine zweite Bildekammer (40);

(d) ein Fördermittel (50) zum Transport eines Partikelmaterials (52) in die zweite Bildekammer (40);

(e) ein Aufbringungsmittel (60) und

(f) eine mit Löchern Versehene Bildeschicht (90) die beweglich innerhalb der erste Bildekammer (22) angeordnet ist und zur Aufnahme des Fasermaterialstroms (32) und des abgegebenen Partikelmaterials (52) ausgebildet ist;

dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Bildekammer selektiv innerhalb der ersten Bildkammer (22) angeordnet ist, um den Fassermaterialstrom (32) selektiv zu teilen, dass das Aufbringungsmittel innerhalb der zweiten Bildekamter (40) angeordnet ist, um das Partikelmaterial (52) selektiv abzugeben und dass die mit Löchern versehene. Bildeschicht (90) zur Aufnahme einer Formation einer ersten Faserschicht (16), des abgegebenen Partikelmaterials (52, 14) auf der ersten Faserschicht und einer zweiten auf dem Partikelmaterial (14, 52) gebildeten Faserschicht (18) ausgebildet ist, wodurch die diskrete Schicht (14) aus Partikelmaterial (52) innerhalb der Verbundfaserbahn (12) gebildet wird.

2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das Aufbringungsmittel ein Bildegitter (62) aufweist, das wenigstens eine sich durch dieses hindurch erstreckende Gitteröffnung (64) aufweist, die zur Abgabe des Partikelmaterials (52) auf die erste Faserschicht (16) in einem ausgewählten Muster ausgebildet ist.

3. Vorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die Gitteröffnung wenigstens zwei Kanäle (66) aufweist, die zur Abgabe des Partikelmaterials (52) auf die erste Faserschicht (16) in diskreten Streifen entlang einer Länge der Verbundfäserbahn (12) ausgebildet ist.

4. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das Aufbringungsmittel (60) eine drehbare Trommel (70) aufweist, in der eine Innenkammer (72) ausgebildet ist, sowie wenigstens eine sich durch diese hindurch erstreckende Trommelöffnung (74).

5. Vorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei die drehbare Trommel (70) zur Aufnahme des Parrikelmaterials (52) in der Innenkammer (72) und zur diskontinuierlichen Abgabe des Partikelmaterials (52) durch die Trommelöffnung (74) während der Drehung der drehbaren Trommel (70) ausgebildet ist, derart, dass das Partikelmaterial (52) diskontinuierlich auf die erste Faserschicht (16) an voneinander beabstandeten Stellen entlang einer Länge der Verbundfaserbahn (12) abgegeben wird.

6. Vorrichtung gemäß Anspruch 4 oder 5, wobei die Trommelöffnung (74) entlang einer Breite (78) und einer Umfangslänge (76) der drehbaren Trommel (70) variiert.

7. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei die Trommelöffnung (74) in einem elliptischen Muster ausgebildet ist.

8. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mit Löchern versehene Bildeschicht (90) eine als ein Endlosgurt ausgebildetes mit Löchern versehenes Bildesieb ist.

9. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mit Löchern versehene Bildeschicht ein mit Löchern versehenes Bildesieb ist, das auf einer äußeren Umfangsfläche einer Bildetrommel ausgebildet ist.

10. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, die des weiteren ein Vakuummittel aufweist, um das Fasermaterial (32) und das Partikelmaterial (52) auf die mit Löchern versehene Bildeschicht zu ziehen.

11. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 4 bis 10, die des weiteren ein Phasenabgleichsmittel (110) aufweist zur Steuerung einer Drehung der drehbaren Trommel (70), um eine gewünschte Deckung zwischen den voneinander beabstandeten Stellen und einem ausgewählten Aufbringungsbereich entlang einer Länge der Verbundfaserbahn (12) bereitzustellen.

12. Verfahren zur Bildung einer gemusterten diskreten Schicht (14) aus Partikelmaterial (52) innerhalb einer Verbundfaserbahn (12), wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:

(a) Bereitstellung eines Stroms eines ausgewählten Fasermaterials (32) in eine erste Bildekammer (22);

(b) Bereitstellung eines Strom eines Partikelmaterials (52) in eine zweite Bildekammer (40), die selektiv innerhalb der ersten Bildekammer (22) angeordnet ist, um den Fasermaterialstrom (32) selektiv zu teilen; und

(c) Aufbringen des Fasermaterials (32) und des Partikelmaterials (52) auf eine sich bewegende, mit Löchern versehene Bildeschicht (90), die innerhalb der ersten Bildekammer (22) angeordnet ist, wobei während der Bewegung der mit Löchern versehenen Bildeschicht (90) eine erste Faserschicht (16) auf der mit Löchern versehenen Bildeschicht (90) gebildet wird, das Partikelmaterial (52) auf die erste Faserschicht (16) in einem ausgewählten Muster aufgebracht wird und eine zweite Faserschicht (18) auf dem Partikelmaterial (52) gebildet wird, wodurch die gemusterte diskrete Schicht (14) aus Partikelmaterial (52) innerhalb der Verbundfaserbahn (12) gebildet wird.

13. Verfahren gemäß Anspruch 12, wobei der Schritt des Aufbringens den Schritt der Bereitstellung eines Bildegitters (60) umfasst, das innerhalb der zweiten Bildekammer (40) angeordnet ist und wenigstens eine sich duch dieses hindurch erstreckende Gitteröffnung (64) aufweist, derart, dass das Partikelmaterial (52) selektiv auf die erste Faserschicht (16) in dem ausgewählten Muster aufgebracht wird.

14. Verfahren gemäß Anspruch 13, wobei der Schritt der Bereitstellung des Bildegitters (60) den Schritt der Bereitstellung von wenigstens zwei Kanälen (66) in dem Gitter (60) umfasst, um die Gitteröffnung (64) derart bereitzustellen, dass das Partikelmaterial (52) auf die erste Faserschicht (16) in diskreten Streifen entlang einer Länge der Verbundfaserbahn (12) aufgebracht wird.

15. Verfahren insbesondere gemäß einem der Ansprüche 12 bis 14 zur Bildung einer diskontinuierlichen diskreten Schicht aus Partikelmaterial (52) innerhalb einer Verbundfaserbahn (12), wobei das Verfahren die Schritte umfasst:

(b) Bereitstellung eines Strom eines Partikelmaterials (52) in eine zweite Bildekammer (40), die selektiv innerhalb der ersten Bildekammer (22) angeordnet ist, um den Fasermaterialstrom (32) in einen ersten Teil und einen zweiten Teil zu teilen;

(c) Aufbringen des ersten Teils des Fasermaterials auf eine sich bewegende, mit Löchern versehene Bildeschicht (90), die innerhalb der ersten Bildekammer (22) angeordnet ist, um eine erste Faserschicht (16) bereitzustellen;

(d) diskontinuierliches Aufbringen des Partikelmaterials (52) auf die erste Faserschicht (16); und

(e) Aufbringen des zweiten Teils des Fasermaterials (32) auf das Partikelmaterial (52) zur Bereitstellung einer zweiten Faserschicht (18), wobei die diskontinuierliche diskrete Schicht (14) aus Partikelmaterial (52) innerhalb der Verbundfaserbahn (12) gebildet wird.

16. Verfahren gemäß Anspruch 15, wobei der Schritt des diskontinuierlichen Aufbringens des Partikelmaterials (52) den Schritt der Bereitstellung einer drehbaren Trommel (70) umfasst, die innerhalb der zweiten Bildekammer (40) angeordnet ist und eine darin ausgebildete Innenkammer (72) aufweist sowie wenigstens eine sich durch diese hindurch erstreckende Trommelöffnung (74), wobei die Trommel (70) das Partikelmaterial (52) in der Innenkammer (72) aufnimmt und selektiv das Partikelmaterial (52) durch die Trommelöffnung (74) während der Drehung der Trommel (70) derart abgibt, dass das Partikelmaterial (52) diskontinuierlich an voneinander beabstandeten Stellen entlang einer Länge der Verbundfaserbahn (12) aufgebracht wird.

17. Verfahren gemäß Anspruch 16, wobei der Schritt der Bereitstellung einer drehbaren Trommel (70) den Schritt der Bereitstellung der Trommelöffnung (72) umfasst, derart, dass das Partikelmaterial (52) diskontinuierlich innerhalb eines zentralen Bereichs der Verbundfaserbahn aufgebracht wird, der zwischen zwei äußeren Bereichen der Verbundfaserbahn (12) angeordnet ist, wobei die äußeren Bereiche der Verbundfaserbahn (12) im wesentlichen frei vcn Partikelmaterial (52) sind.

18. Verfahren gemäß Anspruch 16 oder 17, wobei der Schritt der Bereitstellung der drehbaren Trommel (70) den Schritt der Bereitstellung der Trommelöffnung (74) in einem ausgewählten Muster umfasst, derart, dass das Partikelmaterial diskontinuierlich auf der ersten Faserschicht (16) in einer gemusterten Konfiguration aufgebracht wird.

19. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 bis 18, wobei der Schritt des Aufbringens des Fasermaterials (32) den Schritt der Bildung der ersten Faserschicht (16) umfasst, derart, dass diese etwa 35 bis etwa 65 Gewichtsprozent des Fasermaterials (32) bezogen auf ein Gesamtgewicht von in der Verbundfaserbahn (12) vorhandenem Fasermaterial (32) enthält.

20. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 bis 19, wobei der Schtitt der Bereitstellung des Stroms von Partikelmaterial (52) den Schritt der Bereitstellung des Partikelmaterials (52) in einer Menge von etwa 25 bis etwa 75 Gewichtsprozent bezogen auf ein Gesamtgewicht der Verbundfaserbahn (12) umfasst.

21. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 bis 20, wobei der Schritt der Bereitstellung des Stroms des Partikelmaterials (52) den Schritt der Bereitstellung eines hochsaugfähigen Materials umfasst.

22. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 bis 21, wobei der Schritt des Aufbringens des Fasermaterials (32) den Schritt umfasst, die erste Faserschicht (16) und die zweite. Faserschicht (18) im wesentlichen frei von dem Partikelmaterial (52) zu halten.

23. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 bis 22, wobei der Schritt des Aufbringens des Partikelmaterials (52) den Schritt umfasst, die diskrete Schicht (14) aus Partikelmaterial (52) im wesentlichen frei von dem Fasermaterial (32) zu halten.

24. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 bis 23, das des weiteren den Schritt der Bereitstellung eines Vakuums umfasst, um das Fasermaterial (32) und das Partikelmaterial (52) auf die mit Löchern versehene Bildeschicht (90) zu ziehen.

25. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 bis 24, das des weiteren den Schritt umfasst, ein Bindemittel der Verbundfaserbahn (12) hinzuzufügen, um die gemusterte diskrete Schicht aus Partikelmaterial (52) weiter zu definieren.