SE510621C2 - Förfarande och anordning för att förbinda löpande materialbanor - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 510 621 2 rialbanorna att passera genom nypet hos ett valspar omedel- bart efter att de bestrålats.

Uppfinningen avser även en anordning för att förbinda löpande materialbanor av fibertyg och/eller plastfilm med varandra eller med absorptionskroppar, varvid åtminstone en av till varandra angränsande materialbanor innehåller termoplastiska element, kännetecknad av ett valspar, mellan vilkets valsar materialbanorna passerar, varvid materialbanorna tryckes ihop i nypet mellan dessa valsar, samt en anordning för att bringa laserstrålar att infalla mot nypet mellan valsparets valsar eller mot ett område i omedelbar närhet därtill.

I en föredragen utföringsform av anordningen är en av valspa- rets valsar ihålig och innefattar en axiell inloppsöppning, genom vilken en axiellt riktad laserstråle från en yttre laserkälla infaller, och en rad speglar av en typ, som re- flekterar en del av laserljuset och släpper igenom resten av ljuset, är anordnade utefter den ihåliga valsens rotations- axel, vilka speglar reflekterar infallande laserljus i en riktning vinkelrät mot valsens rotationsaxel så att en rad av laserstrålar infaller mot nypet mellan valsparets valsar eller mot ett område i omedelbar närhet därtill. För varje spegel är en rad av utloppsöppningar anordnade runt omkretsen av den ihåliga valsen, vilka utloppsöppningar ligger i samma plan som den från ifrågavarande spegel reflekterade laser- strålen, och en fokallins är anordnad i strålgången för varje reflekterad laserstråle. Vidare är fokallinserna är så place- rade att de reflekterade laserstrålarnas fokus ligger utanför de materialbanor, som passerar igenom valsnypet, och speglar- na är anordnade att reflektera den infallande laserstrålen så att de reflekterade strålarna träffar de materialbanor, som går igenom valsarnas nyp, strax före passagen av nypet.

I en andra utföringsform är en roterande polygonspegel anord- nad att reflektera en infallande laserstråle så att denna träffar valsparets nyp och den infallande laserstrålen ut- göres av en pulsad stråle. 10 15 20 25 30 35 3 510 621 Uppfinningen skall nu beskrivas med hänvisning till bifogade figurer, av vilka; fig. 1 visar en schematisk, delvis genomskuren, sidovy av en första utföringsform av en anordning enligt uppfinningen, fig. 2 visar ett snitt längs linjen II-II i figur 1, fig. 3 visar schematiskt en perspektivy av ett stycke av två materialbanor, vilka förbundits medelst anordningen i figur 1, fig. 4 visar en schematisk sidovy av en andra utföringsform av en anordning enligt uppfinningen, och fig. 5 visar en frontvy av anordningen i figur 4 med bortta- gen främre vals.

Den i figur 1 och 2 visade anordningen innefattar ett valspar 1 med en mothållsvals 2 och en tryckvals 3, vilka på lämpligt sätt är rotationsdrivna i de med pilar i figur 1 indikerade riktningarna. Valsen 3 är ihålig och har en med sin rota- tionsaxel koaxiell öppning 4 upptagen i sin ena sidoyta, den vänstra sidoytan i figur 1. I valsens 3 inre är ett flertal speglar, av vilka två speglar 5,6 visas i figur 1, fast mon- terade och anordnade i rad efter varandra utmed valsens rotationsaxel. Vidare har rader av periferiella öppningar 7 upptagits i valsens 3 mantelyta, vilka rader i antal och axiell belägenhet motsvarar speglarna utmed rotationsaxeln. Öppningarna 7 är upptagna i periferiytorna av ribbor 8,9,lO utformade i valsens 3 mantelyta.

En icke visad laser är anordnad att sända en axiellt riktad laserstråle L genom valsens 3 axiella öppning 4. Speglarna utmed rotationsaxeln är av en typ, som släpper igenom en viss mängd laserljus och reflekterar återstoden. Ljusgenomsläpp- ligheten hos varje spegel är anpassad så att varje reflekte- rad stråle får samma intensitet. Speglarna är riktade så att den infallande laserstrålen reflekteras vinkelrätt mot rota- 10 15 20 25 30 35 51Û 621 4 tionsaxeln och så att de reflekterade strålarna L1-L3 bildar en vinkel a mot ett plan genom rotationsaxlarna hos valsarna 2,3.

I figur 1 och 2 visas även två materialbanor 11,12, vilka lagda ovanpå varandra går igenom nypet mellan valsarna 2,3.

Banan 11 utgöres exempelvis av ett fibertyg, ett s.k. non- woven, och banan 12 av en plastfilm.

Vid drift av anordningen roterar de två valsarna 2,3, av vilka åtminstone en är driven, synkront och drar den samman- satta materialbanan 11,12 igenom nypet mellan valsarna, i vilket materialbanan 11,12 ihoptryckes åtminstone inom om- rådet för ribborna 8,9,10. Under valsens 3 rotation kommer öppningarna 7 successivt att passera de reflekterade laser- strålarna L1-L3, varvid dessa strålar går igenom öppningarna och infaller mot materialbanan 11,12, såsom schematiskt visas i figurerna 1 och 2. Därigenom kommer materialbanan 11,12 att bestrålas och termoplastiska delar kommer att smälta till följd därav. I strålgången för strålarna L1-L3 är fokallinser 13 anordnade, vilka är placerad så att strålarnas L1-L3 fokus blir beläget strax ovanför materialbanan 11,12. I material- banan absorberas det infallande laserljuset och den därigenom upptagna energin får materialbanan att smälta inom de av laserstrålarna L1-L3 påverkade områdena. Genom lämpligt val av fokusläge, intensitet och varaktighet (beror av öppning- arnas 7 dimensioner och valsens 3 rotationshastighet) kan strålarnas inträngningsdjup i materialen 11,12 ges lämpligt värde, så önskat smältförlopp uppkommer. Det inses att la- serstrålarna L1-L3 avskärmas från omgivningen utanför valsen 3 när de de delar av ribborna 8,9,10, som ligger mellan öppningarna 7 passerar strålarna under valsens 3 rotation.

För att förhindra att bestrålning av valsens 3 mantel värmer upp manteln är en värmesänka 14 i form av en mattsvart eloxe- rad kropp av aluminium anordnad innanför manteln och på lämp- ligt sätt rotationsfast förbunden med denna.

Strax efter att ha utsatts för laserbestrålningen kommer materialbanan 11,12 att passera igenom nypet mellan valsarna 10 15 20 25 30 35 5 510 621 2,3, varvid materialbanan ihoptryckes åtminstone inom om- rådena för ribborna 8,9,10. Således kommer materialbanan att ihoptryckas inom de laserbestrålade områdena och de två materialbanor 11,12, som den sammansatta materialbanan består av, kommer säkert att förbindas med varandra inom dessa områden. Vinkeln a väljes så att lämplig tid förflyter mellan smältfas och ihoptryckningsfas för de bestrålade områdena. I figur 3 visas ett utskuret stycke av en medelst anordningen i figurerna 1 och 2 laminerad materialbana 11,12.

Laserkällan utgöres lämpligen av en C02-laser, vilken har visat sig ge en strålning, som är lämplig för att absorberas i fibermaterial, plastfilm och nonwoven. Exempelvis kan en laser från LASER ECOSE, Skottland med beteckningen LE 3000, vilken har en effekt på upp till 3000 W och en våglängd av 10,6 pm användas för kontinuerlig laserstrålning medan en laser med beteckningen LE 1500 OA kan användas för pulsad laserstrålning med frekvenser upp till 200 kHz. Även andra typer av lasrar är tänkbara att utnyttja.

I den ovan beskrivna utföringsformen åstadkommes ett trera- digt förbindelsemönster. Genom att anordna fler speglar kan naturligtvis förbindningsmönster med fler än tre längsgående rader åstadkommas. Det är även möjligt att utnyttja fler än en laserkälla, exempelvis kan en andra laserkälla vara anord- nad att utsända en stråle, som infaller igenom en axiell öpp- ning i valsens 3 andra sidoyta. Det är även möjligt att ut- forma valsen 3 så att den väsentligen endast består av en mantel, vilket möjliggör att ett i princip obegränsat antal lasrar kan utnyttjas, vilkas strålar med hjälp av speglar på ovan angivet sätt kan anordnas att intermittent bestråla en materialbana på ett sådant sätt att i stort sätt vilket som helst önskat förbindningsmönster kan åstadkommas.

Linserna 13 kan vara förankrade i utrymmet innanför valsens 3 mantelyta förflyttbara i riktningarna för de reflekterade strålarna L1-L3 för att möjliggöra en justering av dessa strålars fokus. Detta möjliggör exempelvis att anordningen kan användas för perforering för alla eller vissa av strå- 10 15 20 25 30 35 510 621 6 larna. Vidare kan vinkeln a vara lika med noll. Det är ej heller alltid önskvärt att alla reflekterade strålar har samma intensitet över valsparets bredd. Om exempelvis ett ytmaterial skall sammanfogas med ett annat ytmaterial i sidopartier av en sammansatt materialbana men med en absorp- tionskropp i den centrala delen av materialbanan kan det vara önskvärt att ha olika intensitet och olika fokus hos de re- flekterade strålarna.

I figurerna 4 och 5 visas en andra utföringsform av en ano- rdning enligt uppfinningen. Denna anordning innefattar ett valspar 15 med valsar 16,17, mellan vilka en av två material- banor 18,19 sammansatt materialbana 20 matas. Materialbanorna 18,19 sammanstrålar i nypet mellan valsarna 16,17 och ut- sättes där för bestrålninq av en laserstråle L4 utsänd från en anordning 21. Anordningen 21 innefattar en roterbar kropp 22, som i tvärsnitt har formen av en oktagon och som är rota- tionsdriven i den riktning som indikeras av pilen i figur 5.

Periferiytan hos denna kropp 22 är försedd med plana speglar 23. En stråle L, som utsänds från en icke visad laserkälla, reflekteras under kroppens 22 rotation via en fokallins 24 och ett prisma 25 successivt av de åtta speglarna 23 och riktas mot nypet mellan valsarna 16,17. Under kroppens 22 rotation kommer vinkeln mot den infallande strålen L hos den plana ytan av varje spegel 23 att variera, vilket medför att den reflekterade strålen L4 kommer att utföra en svepande rörelse i ett plan parallellt med ett radialplan hos kroppen 22, såsom indikeras i figur 5 medelst en dubbelpil. Gränserna för denna svepningsrörelse illustreras med streckade linjer i figur 5. Kroppen 22 är såsom framgår av figurerna anordnad med sin rotationsaxel vinkelrät mot valsarnas 16,17 rota- tionsaxlar så att ovannämnda svepningsplan är parallellt med valsarnas rotationsaxlar.

Laserstrålen L är vidare företrädesvis pulsad för att erhålla ett mönster av diskreta förbindningspunkter. Detta kan åstad- kommas genom att använda en pulsad laser som strålkälla eller genom att anbringa en roterande mask eller liknande i strål- gången. En annan möjlighet att erhålla en pulsad stråle är 10 15 20 25 v 510 621 att utforma speglarna 23 med ett linjemönster av reflekte- rande och icke reflekterande delar. Vid varje svep av strålen L4 åstadkommes således en rad punkter, vilka sträcker sig i en rät linje som lutar något mot en tvärlinje till material- banans 20 eftersom materialbanan förflyttas något mellan varje bestrålningstillfälle. I en variant av den i figurerna 4 och 5 visade utföringsformen kan kroppen 22 anordnas så att svepningsplanet är något lutande mot valsarnas längslinjer om man önskar erhålla exakt tvärgående förbindningslinjer.

Anordningen 21 kan även användas för att åstadkomma ett perforeringsmönster i ett ytmaterial för att göra detta vätskegenomsläppligt. Någon ihoptryckning av ytmaterialet är då inte nödvändig.

Kroppen 22 kan naturligtvis ges en annan polygon form än den visade för att ge ett annat svepningsområde.

Det påpekas att de visade anordningarna även kan användas för att förbinda en absorptionskropp av fibermaterial eller ett i en absorptionskropp ingående distansskikt, t.ex. av vadd- material, med ett ytmaterial. För att erhålla en acceptabel förbindning måste även i detta fall en ihoptryckning av de materialbanor, som skall förbindas, ske medan de bestrâlade områdena fortfarande befinner sig i smältfas.

Claims (9)

10 15 20 25 30 35 510 621 a Patentkrav

1. Förfarande för att förbinda löpande materialbanor (1l,12; 18,19) av fibertyg och/eller plastfilm med varandra eller med absorptionskroppar, varvid åtminstone en av till varandra angränsande materialbanor innehåller termoplastiska element, k ä n n e t e c k n a t a v att materialbanorna (11,12;l8,~ 19) bringas att löpa samman, och att en rad laserstrålar (Ll- L3;L4) bringas att infalla mot de sammanlöpande material- banorna i nypet hos ett valspar (2,3;15), mellan vilkets valsar (2,3;16,17) de sammanlöpande materialbanorna (11,12; 20) bringas att passera.

2. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t a v att de sammanlöpande materialbanorna (ll,12) bringas att passera genom nypet hos valsparet (1) omedelbart efter att de bestrålats.

3. Anordning för att förbinda löpande materialbanor (11,12; 18,19) av fibertyg och/eller plastfilm med varandra eller med absorptionskroppar, varvid åtminstone en av till varandra angränsande materialbanor innehåller termoplastiska element, k ä n n e t e c k n a d a v ett valspar(l;15), mellan vilkets valsar (2,3;16,17) materialbanorna (11,12;18,19) pas- serar, varvid materialbanorna tryckes ihop i nypet mellan dessa valsar, samt en anordning (3-10,13,14; 21,24,25) för att bringa laserstrålar (L1-L3;L4) att infalla mot nypet mellan valsparets valsar eller mot ett område i omedelbar närhet därtill.

4. Anordning enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d a v att en (3) av valsparets (1) valsar (2,3) är ihålig, att åtmin- stone en laserkälla är anordnad att utsända en laserstråle (L), som infaller genom en öppning (4) i en av valsens sidoy- tor i en riktning parallell med valsens rotationsaxel, att för varje utsänd laserstråle (L) är en rad av speglar (5,6) av en typ, som reflekterar en del av laserljuset och släpper igenom resten av ljuset, anordnade på rad efter varandra i en riktning sammanfallande med riktningen av den infallande 10 15 20 25 30 35 9 510 621 laserstrålen i det inre av den ihåliga valsen, vilka speglar reflekterar infallande laserljus i en riktning vinkelrät mot valsens rotationsaxel så att en rad av reflekterade laser- strålar (Ll-L3) infaller mot nypet mellan valsparets valsar eller mot ett område i omedelbar närhet därtill, att för varje spegel är en rad av utloppsöppningar (7) anordnade runt omkretsen av den ihåliga valsen, vilka utloppsöppningar ligger i samma axialplan som den från ifrågavarande spegel reflekterade laserstrålen, och att en fokallins (13) är anordnad i strålgången för varje reflekterad laserstråle.

5. Anordning enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d a v att en (3) av valsparets (1) valsar (2,3) innefattar en axiell inloppsöppning (4), genom vilken en axiellt riktad laser- stråle (L) från en yttre laserkälla infaller.

6. Anordning enligt krav 4 eller 5, k ä n n e t e c k n a d a v att fokallinserna (13) är så placerade att de reflek- terade laserstrålarnas (L1-L3) fokus ligger utanför de mate- rialbanor (11,12), som passerar igenom valsnypet.

7. Anordning enligt något av kraven 4-6, k ä n n e t e c k- n a d a v att speglarna (5,6) är anordnade att reflektera den infallande laserstrålen (L) så att de reflekterade strå- larna (L1-L3) träffar de materialbanor (11,12), som går igenom valsarnas nyp, strax före passagen av nypet.

8. Anordning enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d a v att en roterande polygonspegel (22,23) är anordnad att reflektera en infallande laserstråle (L) så att denna (L4) träffar valsparets nyp.

9. Anordning enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a d a v att den infallande laserstrålen (L) utgöres av en pulsad stråle.