Способ формования волокнистого изделия

Способ формования волокнистого изделия

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение в целом относится к способу и устройству для формования волокнистого изделия и, в частности, к способу и устройству для формования волокнистого изделия, которое может использоваться в качестве слоя впитывающей сердцевины одноразовых гигиенических изделий, таких как гигиенические прокладки, ежедневные прокладки, подгузники и т.п. Настоящее изобретение также относится к одноразовым гигиеническим изделиям, сердцевиной которых является формованное волокнистое изделие в соответствии с принципами настоящего изобретения.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Различные способы получения формованных волокнистых изделий из волокнистых материалов, таких как целлюлоза и т.п., хорошо известны специалистам в данной области. Один из распространенных способов изготовления таких формованных волокнистых изделий заключается в превращении исходного материала в волокнистую массу с последующим созданием потока волокнистой массы с вовлечением воздуха. Волокнистая масса с вовлечением воздуха может быть преобразована в формованное волокнистое изделие с помощью пористой формовочной структуры под воздействием вакуума для перемещения волоконной массы в пресс-форму.

Также известно, что формованные волокнистые изделия указанного типа могут подвергаться каландрованию для изменения механических и гигроскопических свойств изделий. Процесс каландрования, используемый в данной области, принято называть «тиснильным каландрованием». При тиснильном каландровании используется множество тиснильных пуансонов для сжатия и уплотнения изделия.

С процессом тиснильного каландрования указанного типа связана проблема, которая заключается в том, что такой процесс, как правило, требует использования «несущего слоя» на этапе тиснильного каландрования. Используемый в настоящем документе термин «несущий слой» обозначает любой слой материала, используемый для поддержания формованного волокнистого изделия (например, транспортерной ленты) или примыкающего слоя материала (например, нетканого листового слоя и т.п.). Использование такого несущего слоя усложняет производство изделий. Кроме того, если несущий слой должен быть добавлен в конечный продукт, он может вызвать увеличение стоимости конечного продукта и (или) отрицательно повлиять на гигроскопические свойства продукта.

В связи с указанным выше, авторы настоящего изобретения открыли и описали в настоящем документе способ и устройство для изготовления формованного волокнистого изделия без несущего слоя путем тиснильного каландрования. Формованные волокнистые изделия в соответствии с принципами настоящего изобретения могут использоваться в качестве сердцевины одноразовых гигиенических изделий, таких как гигиенические прокладки, ежедневные прокладки, подгузники и т.д.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В связи с указанным выше, в настоящем изобретении описан способ получения формованного волокнистого изделия, содержащий этапы формования волокнистого изделия с объемным контуром, тиснильного каландрования волокнистого изделия в тиснильном каландре между первым валком и вторым валком, при этом волокнистое изделие подается в зазор между первым валком и вторым валком без использования несущего слоя.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ФИГУР

Примеры вариантов осуществления настоящего изобретения описаны ниже со ссылками на чертежи.

На Фиг.1 представлен вид в вертикальном разрезе устройства в соответствии с принципами настоящего изобретения.

На Фиг.2 представлен детальный вид в перспективе формовочного барабана, являющегося частью устройства в соответствии с принципами настоящего изобретения.

На Фиг.3 представлен вид в разрезе по линии 3-3 детали, изображенной на Фиг.2.

На Фиг.4 представлен детальный вид в перспективе части формовочного барабана, изображенного на Фиг.2.

На Фиг.5 представлен вид в вертикальном разрезе формовочного барабана и каландра, являющихся частью устройства в соответствии с принципами настоящего изобретения.

На Фиг.6 представлен детальный вид в перспективе каландра, изображенного на Фиг.5, на котором показаны вакуумный барабан и каландровый вал.

На Фиг.7 представлен вид в вертикальном разрезе части каландрового вала каландра, обведенной на Фиг.6.

На Фиг.8 представлен вид в разрезе по линии 8-8 детали, изображенной на Фиг.6.

На Фиг.9 представлен детальный вид в перспективе части вакуумного барабана каландра, изображенного на Фиг.6.

На Фиг.10 представлен перспективный вид формованного волокнистого изделия, выполненного в соответствии с принципами настоящего изобретения, после прохождения через каландр.

На Фиг.11 представлен вид в вертикальном разрезе тиснильного каландра, являющегося частью устройства в соответствии с принципами настоящего изобретения.

На Фиг.12 представлен детальный вид в перспективе тиснильного каландра, изображенного на Фиг.11, на котором показаны вакуумный барабан и тиснильный каландровый вал.

На Фиг.13 представлен вид в перспективе тиснильного каландрового вала в частично разобранном состоянии.

На Фиг.14 представлен детальный вид сверху части тиснильного каландрового вала, обведенного на Фиг.13.

На Фиг.15 представлен вид в разрезе по линии 15-15 детали, изображенной на Фиг.14.

На Фиг.16 представлен детальный вид части тиснильного каландрового вала, обведенной на Фиг.13.

На Фиг.17 представлен вид в разрезе по линии 17-17 детали, изображенной на Фиг.11.

На Фиг.18 представлен вид в разрезе по линии 18-18 детали, изображенной на Фиг.12.

На Фиг.19 представлен вид в вертикальном разрезе передаточного колеса, являющегося частью устройства в соответствии с принципами настоящего изобретения.

На Фиг.20 представлен вид в перспективе передаточного колеса, изображенного на Фиг.19.

На Фиг.21 представлен вид сверху формованного волокнистого изделия после прохождения через каландр.

На Фиг.22 представлен детальный вид части формованного волокнистого изделия, обведенной на Фиг.21.

На Фиг.23 представлен вид в перспективе впитывающего изделия, выполненного в соответствии с принципами настоящего изобретения, на котором поверхностный слой и транзитный слой частично удалены.

На Фиг.24 представлен вид в разрезе по линии 24-24 детали, изображенной на Фиг.23.

На Фиг.25-26 представлены перспективные виды альтернативных вариантов осуществления впитывающих изделий, выполненных в соответствии с принципами настоящего изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

На Фиг. 1-9 и 11-20 представлен предпочтительный вариант осуществления устройства 10 для изготовления формованного волокнистого изделия 12 в соответствии со способом, составляющим предмет настоящего изобретения.

Как показано на Фиг.1, устройство 10 в соответствии с принципами настоящего изобретения в целом содержит формовочный барабан 14, каландр 16, тиснильный каландр 18 и передаточное колесо 20. Отдельные элементы устройства 10, такие как электрические кабели, на чертежах не показаны для простоты восприятия. Однако специалистам в данной области техники известно о наличии таких деталей и других базовых элементов.

Формованное волокнистое изделие 12, представленное на разных этапах способа, составляющего предмет настоящего изобретения, на Фиг. 3, 5-6, 8, 10, 12 и 18-22, предпочтительно выполнено из целлюлозных волокон и в предпочтительном варианте осуществления изобретения состоит из смеси целлюлозных волокон и суперабсорбирующего полимера. Целлюлозные волокна, которые могут входить в состав формованного впитывающего изделия 12, хорошо известны в данной области техники и содержат древесную целлюлозу, хлопок, лен или торфяной мох. Предпочтительна древесная целлюлоза. Возможно использование древесины как мягких, так и твердых пород. Предпочтительна древесная целлюлоза из мягких сортов древесины.

Волокнистое изделие 12 также может содержать суперабсорбирующий полимер («САП»), хорошо известный в данной области техники. Для целей настоящего изобретения термин «суперабсорбирующий полимер» (или «САП») относится к материалам, которые могут абсорбировать и удерживать количество жидкостей организма, по меньшей мере приблизительно в 10 раз превышающее их вес, под давлением 3,4 кПа (0,5 фунта на кв.дюйм). Частицы суперабсорбирующих полимеров в данном изобретении могут являться неорганическими или органическими сшитыми гидрофильными полимерами, такими как поливиниловые спирты, полиэтиленоксиды, сшитые крахмалы, гуаровая камедь, ксантановая камедь и подобные им. Частицы могут быть в форме порошка, зерен, гранул или волокон. Предпочтительно, чтобы частицы суперабсорбирующего полимера, используемого в настоящем изобретении, являлись сшитыми полиакрилатами, такими как продукция компании Sumitomo Seika Chemicals Co., Ltd. (Осака, Япония) под номером SA70N и продукция компании Stockhausen Inc.

В качестве древесной целлюлозы, используемой для производства волокнистого изделия 12, предпочтительно используется отбеленная целлюлоза из хвойной древесины, полученная в результате сульфатной варки. Как показано на Фиг.1, производитель поставляет целлюлозу в виде картона машинной выработки 22 в рулоне; для обозначения рулона используется номер 24. Картон машинной выработки 22 подается из рулона 24 в устройство 26 для размельчения картона машинной выработки 22 и преобразования его в волокнистую массу 28. Волокнистая масса 28 поступает из размельчающего устройства 26 в камеру 30 для хранения волокнистой массы 28. В альтернативном варианте осуществления устройство 10 может содержать устройство 32 для введения суперабсорбирующего полимера в камеру 30 для получения таким образом смеси волокнистой массы и суперабсорбирующего полимера. Для введения суперабсорбента в камеру 30 может использоваться любое традиционное устройство, подходящее для этой цели и хорошо известное специалистам в данной области техники.

Как показано на Фиг.3, камера 30 включает частично открытое дно 34, сообщающееся с формовочным барабаном 14. Как показано на Фиг.1, формовочный барабан 14 содержит полый цилиндр 15, который выполнен и расположен с возможностью вращения вокруг неподвижной оси 17. Для вращения цилиндра 15 может использоваться любое традиционное приспособление для вращения цилиндра 15, хорошо известное специалистам в данной области техники. Как показано на Фиг.1-4, цилиндр 15 включает множество размещенных на нем пресс-форм 36. Во время вращения цилиндра 15 каждая пресс-форма 36 последовательно совмещается с открытой нижней частью 34 камеры 30, получая таким образом волокнистую массу 28 из камеры 30. Как показано на Фиг.1, цилиндр 15 в процессе работы устройства 10 вращается в направлении против часовой стрелки.

Как показано на Фиг. 1 и 3, формовочный барабан 14 дополнительно содержит вакуумную камеру 38, которая расположена внутри цилиндра 15. Вакуумная камера 38 имеет фиксированное местоположение относительно вращающегося цилиндра 15 и функционально связана с источником вакуума (не показан). Как показано на Фиг.4, пресс-форма 36 включает структуру пористого экрана 40, форма которого соответствует формованному волокнистому изделию 12, изготавливаемому в пресс-форме 36. Когда пресс-форма 36 проходит над вакуумной камерой 38 формовочного барабана 14, под действием вакуума происходит втягивание волокнистой целлюлозной массы 28 из камеры 30 в пресс-форму 36 через пористый экран 40 пресс-формы 36.

Как подробно показано на Фиг.4, пресс-форма 36 содержит часть беспористой монтажной плиты 42, которая окружает часть пористого экрана 40 пресс-формы 36. Часть монтажной плиты 42 пресс-формы 36 установлена по контуру 44 цилиндра 15, тем самым позволяя каждой пресс-форме 36 вращаться вместе с вращающимся цилиндром 15.

После прохождения пресс-формы 36 под частично открытым дном 34 камеры 30 пресс-форма вращается дальше вращающимся цилиндром 15, и, как подробно описано ниже, волокнистое изделие 12 поступает в каландр 16.

После формования в пресс-форме 36 основная плотность формованного волокнистого изделия 12 предпочтительно находится в диапазоне от приблизительно 200 грамм на кв.м (г/м²) до приблизительно 400 грамм на кв.м, его толщина находится в диапазоне от приблизительно 5 до приблизительно 20 мм, а плотность находится в диапазоне от приблизительно 0,01 г/куб.см до приблизительно 0,03 г/куб.см.

Как показано на Фиг.1 и 5-9, каландр 16, как правило, содержит вакуумный барабан 42 и расположенный напротив него каландровый вал 44. Как показано на Фиг.6, вакуумный барабан 42 выполнен в виде вращающегося цилиндра 46, который может вращаться вокруг неподвижной оси 48. Каландровый вал 44 может вращаться вокруг неподвижной оси 49. Для вращения цилиндра 46 и каландрового вала 44 может использоваться любое традиционное приспособление для вращения цилиндра 46 и каландрового вала 44, хорошо известное специалистам в данной области техники. В процессе работы устройства 10 цилиндр 46 вращается в направлении по часовой стрелке, а каландровый вал 44 вращается в направлении против часовой стрелки, как показано на Фиг.1. Как показано на Фиг.6, 8 и 9, цилиндр 46 включает множество отверстий 50, проходящих от внешней поверхности 52 цилиндра 46 к внутренней поверхности 54 цилиндра 46.

Как показано на Фиг.7, поверхность 47 каландрового вала 44 включает выемку 53. Выемка 53 может иметь разные формы, в том числе форму овала, эллипса, круга и т.п. В одном из предпочтительных вариантов осуществления изобретения, как показано на Фиг.7, выемка имеет овальную форму. Предпочтительно выемка 53 занимает площадь поверхности в диапазоне от приблизительно 500 мм² до приблизительно 5000 мм². Глубина выемки 53 предпочтительно находится в диапазоне от приблизительно 2 до приблизительно 25 мм от поверхности 47 вала 44, расположенной снаружи выемки 53. Выемка 53 предпочтительно размещается так, чтобы ее длина совпадала с направлением обработки (НО), а не с поперечным направлением (ПН). Максимальная длина выемки 53, измеренная в направлении обработки, предпочтительно находится в диапазоне от приблизительно 20 до приблизительно 120 мм, а максимальная ширина, измеренная в поперечном направлении, находится в диапазоне от приблизительно 5 до приблизительно 60 мм.

Как показано на Фиг. 5, 6 и 8, вакуумный барабан 42 также содержит вакуумную камеру 56, расположенную внутри цилиндра 46. Вакуумная камера 56 имеет фиксированное местоположение относительно вращающегося цилиндра 46 и функционально связана с источником вакуума 57 (Фиг.1). Вакуумная камера 56 сообщается с множеством отверстий 50, пронизывающих цилиндр 46, что обеспечивает свободное втягивание воздуха через указанные отверстия 50.

Как показано на Фиг.5, вакуумная камера 56 размещена таким образом, что ее передняя кромка 58 находится по существу на одной линии с задней кромкой 60 вакуумной камеры 38, находящейся внутри цилиндра 15 формовочного барабана 14. Такое размещение вакуумной камеры 56 относительно положения вакуумной камеры 38 позволяет передавать формованное волокнистое изделие 12 из пресс-формы 36 на формовочном барабане 14 в вакуумный барабан 42.

После передачи формованного волокнистого изделия 12 в цилиндр 46 вакуумного барабана 42 цилиндр 46 вращает волокнистое изделие 12 до тех пор, пока волокнистое изделие 12 не пройдет через зону прессования или зазор 62 между вакуумным барабаном 42 и каландровым валом 44. Проходя через зазор 62, волокнистое изделие 12 спрессовывается предпочтительно равномерно за пределами области, определяемой выемкой 53. Прессование волокнистого изделия 12 позволяет уменьшить толщину волокнистого изделия 12 и, соответственно, повысить плотность в той части волокнистого изделия 12, которая располагается за пределами области выемки 53. В предпочтительном варианте осуществления изобретения зазор 62 равен расстоянию d (то есть расстоянию между поверхностями противолежащих валов), составляющему приблизительно 0,9 мм. Расстояние d на Фиг.8 обозначено символом «d».

Как показано на Фиг.10, после прохождения через зазор 62 волокнистое изделие 12, как правило, содержит два участка - 59 и 61. Первый участок 59 соответствует части изделия 12, спрессованной при помощи валов 42 и 44 за пределами области выемки 53. Участок 59 предпочтительно занимает площадь поверхности, равную приблизительно от 7000 до 14000 мм², имеет толщину в диапазоне от приблизительно 4 до приблизительно 12 мм и плотность в диапазоне от приблизительно 0,02 приблизительно 0,1 г/см³. Участок 61 изделия 12 определяется частью изделия 12, соответствующей расположению выемки 53. Участок 61 предпочтительно занимает площадь поверхности, равную приблизительно от 1000 до 7000 мм², имеет толщину в диапазоне от приблизительно 10 мм до приблизительно 20 мм и плотность в диапазоне от приблизительно 0,01 до приблизительно 0,04 г/см³.

Необходимо отметить, что после прохождения через зазор 62 волокнистое изделие 12 имеет объемный контур. В частности, участок 59 волокнистого изделия образует по существу плоскую часть волокнистого изделия 12, а участок 61 поднимается вверх относительно по существу плоской части, образуя выпуклую или выступающую часть. В предпочтительном варианте осуществления изобретения, как показано на Фиг.10, участок 61 располагается симметрично относительно продольной центральной оси 13 волокнистого изделия и поперечной центральной оси 19 волокнистого изделия 12.

Необходимо отметить, что волокнистое изделие 12 с объемным контуром имеет постоянную основную массу с равномерным распределением по всей структуре. Более конкретно, как плоская часть 59, так и выступающая часть 61 выполнены из одного и того же материала с постоянной основной массой, их единственное различие заключается в толщине и плотности. Также необходимо отметить, что волокнистое изделие 12, как правило, выполнено из одного слоя материала.

После прохождения изделия 12 через зазор 62 цилиндр 46 вакуумного барабана 43 продолжает вращать изделие 12 в направлении по часовой стрелке, после чего, как будет более подробно описано ниже, изделие поступает в тиснильный каландр 18.

Как показано на Фиг.1 и 11-18, тиснильный каландр 18, как правило, состоит из вакуумного барабана 64 и расположенного напротив него каландрового вала 65. Как показано на Фиг.12, вакуумный барабан 64 выполнен в виде вращающегося цилиндра 66, вращающегося вокруг неподвижной оси 68. Для вращения цилиндра 66 может использоваться любое традиционное приспособление для вращения цилиндра 66, хорошо известное специалистам в данной области техники. В процессе работы устройства 10 цилиндр 66 вращается в направлении против часовой стрелки. Как показано на Фиг.12, цилиндр 66 включает множество отверстий 70, проходящих от внешней поверхности 72 цилиндра 66 к внутренней поверхности 74 цилиндра 66. В предпочтительном варианте осуществления изобретения каждое из множества отверстий 70 имеет диаметр, равный приблизительно 1,5 мм, и находится на одинаковом расстоянии от соседних отверстий, равном приблизительно 4 мм (от центра до центра).

Как показано на Фиг. 12 и 13, тиснильный каландровый вал 65 выполнен и расположен с возможностью вращения вокруг неподвижной оси 67. Для вращения тиснильного каландрового вала 65 может использоваться любое традиционное приспособление для вращения тиснильного каландрового вала, хорошо известное специалистам в данной области техники. Как показано на Фиг.13 и 14, тиснильный каландровый вал 65 включает поверхность катания 80, содержащую первый участок 69 с множеством пуансонов 78, выступающих наружу от поверхности 80 вала 65. Как показано на Фиг.13, первый участок 69 проходит вниз от центральной части поверхности катания 80. В предпочтительном варианте осуществления изобретения первый участок 69 предназначен для тиснения центральной области волокнистого изделия 12. В альтернативном варианте осуществления первый участок 69 может использоваться для тиснения по существу всего волокнистого изделия 12.

Как видно на Фиг.14, поверхность 80 вала 65 дополнительно включает первую выемку 77 и вторую выемку 79. Каждая из первой выемки 77 и второй выемки 79 по своему расположению соответствует участку 61 волокнистого изделия 12 при прохождении изделия 12 через зазор 92 между вакуумным барабаном 64 и тиснильным каландровым валом 65. Каждая выемка 77 и 79 предпочтительно занимает площадь поверхности, равную приблизительно от 260 до 1100 мм², и имеет глубину, равную приблизительно от 2 до 25 мм.

Как показано на Фиг.14, в предпочтительном варианте осуществления изобретения каждая выемка 77 и 79, как правило, имеет дугообразную форму и ориентирована в направлении обработки. Каждая выемка 77 и 79 размещается на валу 65 предпочтительно таким образом, что она расположена симметрично относительно другой выемки и продольной центральной оси 13 волокнистого изделия и поперечной центральной оси 19 волокнистого изделия 12 при прохождении изделия 12 через зазор 92 между вакуумным барабаном 64 и тиснильным каландровым валом 65.

Выемку 77 и выемку 79 разделяет контактный участок 81, содержащий множество пуансонов 78. Контактный участок 81 предпочтительно занимает площадь поверхности, равную приблизительно от 250 до 1000 мм². Контактный участок 81 соединен с первым участком 67 при помощи первого гладкого сегмента поверхности катания 83 и второго гладкого сегмента поверхности катания 85, каждый из сегментов 83 и 85 предпочтительно не содержит пуансонов 78.

В предпочтительных вариантах осуществления изобретения каждый из пуансонов 78 расположен на одинаковом расстоянии от соседних пуансонов, равном приблизительно 4 мм (от центра до центра), имеет высоту, равную приблизительно 1,5 мм, и эффективную площадь контакта в диапазоне от приблизительно 0,8 до приблизительно 1,2 мм².

Как показано на Фиг. 17 и 18, каждый из пуансонов 78 расположен таким образом, что он не перекрывает ни одно отверстие из множества отверстий 70 в цилиндре 66 вакуумного барабана 64. Такое расположение пуансонов 78 относительно отверстий 70 обеспечивает втягивание целлюлозы в любое из множества отверстий 70, благодаря чему повышается эффективность использования целлюлозы и эффективность процесса обработки в целом.

Как показано на Фиг. 11-12 и 17-18, вакуумный барабан 64 дополнительно содержит вакуумную камеру 86, расположенную внутри цилиндра 66. Вакуумная камера 86 имеет фиксированное местоположение относительно вращающегося цилиндра 66 и функционально связана с источником вакуума 57 (Фиг.1). Вакуумная камера 86 сообщается с множеством отверстий 70, пронизывающих цилиндр 66, что обеспечивает свободное втягивание воздуха через указанные отверстия 70.

Как показано на Фиг.11, вакуумная камера 86 размещена таким образом, что ее передняя кромка 88 находится по существу на одной линии с задней кромкой 90 вакуумной камеры 56, расположенной внутри цилиндра 46 вакуумного барабана 42. Такое размещение вакуумной камеры 86 относительно положения вакуумной камеры 56 позволяет передавать формованное волокнистое изделие 12 из вакуумного барабана 42 в вакуумный барабан 64.

После передачи формованного волокнистого изделия 12 в цилиндр 66 вакуумного барабана 64 цилиндр 66 вращает волокнистое изделие 12 до тех пор, пока волокнистое изделие 12 не пройдет зону прессования или зазор 92 между вакуумным барабаном 64 и тиснильным каландровым валом 65.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения зазор 92 равен расстоянию (расстоянию между поверхностями противолежащих валов), равному приблизительно 0,8 мм. Кроме того, в предпочтительном варианте осуществления изобретения тиснильный каландровый вал 65 нагревается до температуры в диапазоне от приблизительно 80°C (176°F) до приблизительно 100°C (212°F) при помощи любого подходящего для этих целей традиционного нагревательного устройства. Было установлено, что нагревание тиснильного каландрового вала 65 таким способом предотвращает прилипание формованного волокнистого изделия 12 к поверхности тиснильного каландрового вала 65.

После прохождения изделия 12 через зазор 92 цилиндр 66 вакуумного барабана 64 продолжает вращать изделие 12 в направлении против часовой стрелки, как показано на рисунке и как более подробно будет описано ниже, после чего изделие поступает на передаточное колесо 20.

Как показано на Фиг.19, передаточное колесо 20 содержит вакуумный барабан 94, выполненный в виде вращающегося цилиндра 96, вращающегося вокруг неподвижной оси 98. Для вращения цилиндра 96 может использоваться любое традиционное приспособление для вращения цилиндра 96, хорошо известное специалистам в данной области техники. В процессе работы устройства 10 цилиндр 96 вращается в направлении против часовой стрелки, как показано на Фиг.1. Как показано на Фиг.20, цилиндр 96 включает множество отверстий 100, проходящих от внешней поверхности 102 цилиндра 96 к внутренней поверхности 104 цилиндра 96.

Как показано на Фиг. 19 и 20, вакуумный барабан 94 дополнительно содержит вакуумную камеру 106, расположенную внутри цилиндра 96. Вакуумная камера 106 имеет фиксированное местоположение относительно вращающегося цилиндра 96 и функционально связана с источником вакуума 57 (Фиг.1). Вакуумная камера 106 сообщается с множеством отверстий 100, пронизывающих цилиндр 96, что обеспечивает свободное втягивание воздуха через указанные отверстия 100.

Передаточное колесо 20 дополнительно содержит пористую транспортерную ленту 97, охватывающую цилиндр 96 и перемещающуюся вместе с цилиндром 96, то есть в направлении по часовой стрелке, как показано на Фиг.20.

Как показано на Фиг.19, вакуумная камера 106 размещена таким образом, что ее передняя кромка 108 находится по существу на одной линии с задней кромкой 110 вакуумной камеры 86, находящейся внутри цилиндра 66 вакуумного барабана 64. Такое размещение вакуумной камеры 106 относительно положения вакуумной камеры 86 позволяет передавать формованное волокнистое изделие 12 из вакуумного барабана 64 в вакуумный барабан 94. В частности, формованное волокнистое изделие 12 поступает на транспортерную ленту 97, где удерживается на месте при помощи вакуумной камеры 106, втягивающей воздух через пористую транспортерную ленту 97 благодаря отверстиям 100 в цилиндре 96.

После того как вакуумная камера 106 поворачивает волокнистое изделие 12, пористая транспортерная лента 97 продвигает формованное волокнистое изделие 12 дальше в направлении обработки. Формованное волокнистое изделие 12 передается в направлении обработки, попадая в структуру конечного продукта, такого как гигиеническая прокладка, ежедневная прокладка, впитывающее изделие, используемое при недержании мочи, подгузник и т.д.

Как показано на Фиг. 21 и 22, готовое волокнистое изделие 12, как правило, содержит участок 101 без тиснения, первый дугообразный выступающий участок 103, второй дугообразный выступающий участок 105, тисненый участок 107, расположенный между выступающим участком 103 и выступающим участком 105, и расположенный по центру тисненый участок 109, проходящий вдоль продольной центральной оси 13 изделия 12. Каждый из тисненых участков 107 и 109 содержит множество углублений 111, расположение которых соответствует расположению пуансонов 78. Участки 101 и 109 вместе образуют по существу плоскую часть волокнистого изделия 12, а выступающие части 103 и 105 выступают вверх относительно плоской части волокнистого изделия 12.

После прохождения через зазор 92 толщина участка 101 предпочтительно составляет от приблизительно 0,8 до приблизительно 3,5 мм, плотность находится в диапазоне от приблизительно 0,06 до приблизительно 0,5 г/куб.см, а сам участок занимает площадь поверхности от приблизительно 6400 до приблизительно 9400 мм².

После прохождения через зазор 92 толщина каждого участка 103 и 105 предпочтительно составляет от приблизительно 2 до приблизительно 10 мм, а плотность находится в диапазоне от приблизительно 0,01 до приблизительно 0,1 г/куб.см. Каждый участок 103 и 105 предпочтительно занимает площадь поверхности в диапазоне приблизительно от 260 до 1100 мм².

После прохождения через зазор 92 толщина участка 107 предпочтительно составляет от приблизительно 0,2 до приблизительно 1 мм, плотность находится в диапазоне от приблизительно 0,1 до приблизительно 0,9 г/куб.см на участках 111, вытисненных при помощи пуансонов 78, а на участках, расположенных за пределами участков 111, толщина составляет в диапазоне от приблизительно 0,8 до приблизительно 3,5 мм, а плотность находится в диапазоне от приблизительно 0,06 до приблизительно 0,5 г/куб.см. Участок 107 предпочтительно занимает площадь поверхности в диапазоне приблизительно от 250 до 1000 мм².

После прохождения через зазор 92 толщина участка 109 предпочтительно составляет от приблизительно 0,2 до приблизительно 1,0 мм, плотность находится в диапазоне от приблизительно 0,1 до приблизительно 0,9 г/куб.см на участках 111, вытисненных при помощи пуансонов 78, а на участках, расположенных за пределами участков 111, толщина находится в диапазоне от приблизительно 0,8 до приблизительно 3,5 мм, а плотность находится в диапазоне от приблизительно 0,06 до приблизительно 0,5 г/куб.см. Участок 109 предпочтительно занимает площадь поверхности в диапазоне приблизительно от 2400 до 7600 мм².

Необходимо отметить, что независимо от того, что разные участки волокнистого изделия 12 отличаются друг от друга по плотности и толщине, волокнистое изделие 12 имеет одинаковую основную массу, однородно распределенную по всей его структуре. Также необходимо отметить, что несмотря на то что волокнистое изделие 12, выполненное в соответствии с принципами настоящего изобретения, включает по меньшей мере один выступающий участок, то есть изделие 12 имеет объемный контур, изделие 12 имеет одинаковую, равномерно распределенную основную массу. Предпочтительные варианты осуществления изобретения обладают указанными характеристиками и при этом имеют однородный состав материалов. Кроме того, в предпочтительных вариантах осуществления изобретения волокнистое изделие 12 выполнено из одного слоя материала.

Необходимо отметить, что формованное волокнистое изделие 12 выполнено способом тиснильного каландрования без использования «несущего слоя». Кроме того, необходимо отметить, что волокнистое изделие передается из формовочного барабана 14 на каландр 16, а затем на тиснильный каландр 18 без использования «несущего слоя». Термин «несущий слой» в рамках настоящего документа обозначает любой материал, используемый для поддержания волокнистого изделия. Термин может включать как транспортерную ленту, так и слой прилегающего материала, такого как рулонный нетканый материал и т.д.

В различных вакуумных камерах, описанных в настоящем документе, может использоваться любой подходящий для этих целей источник вакуума. В предпочтительном варианте осуществления изобретения в качестве источника вакуума используется нагнетательный вентилятор с расходом воздуха приблизительно 2200 кубических метров в час.

На Фиг. 23-24 представлено одноразовое впитывающее изделие 200, выполненное в соответствии с принципами настоящего изобретения. Несмотря на то что одноразовые впитывающие изделия, выполненные в соответствии с принципами настоящего изобретения, описаны в настоящем документе со ссылкой на гигиеническую прокладку 200, другие одноразовые впитывающие изделия, такие как ежедневные прокладки, гигиенические изделия, используемые при недержании мочи у взрослых, а также подгузники также включены в объем настоящего изобретения. Как показано на Фиг.24, гигиеническая прокладка 200 содержит проницаемый для жидкости поверхностный слой 210, необязательный транзитный слой 212, слой впитывающей сердцевины 214 и непроницаемый для жидкости барьерный слой 216. Слой впитывающей сердцевины 214 представлен формованным волокнистым изделием 12 описанного выше типа.

Как показано на Фиг.23, впитывающее изделие 200 включает участок 213, выступающий над остальной поверхностью плоской части 215 прокладки 200, обращенной к телу. В частности, выступающий участок 213 выступает над верхней поверхностью 217 плоской части 215. В предпочтительном варианте осуществления выступающий участок 213 выступает на расстояние, равное от приблизительно 2 до приблизительно 10 мм от верхней поверхности 217 плоской части 215, и занимает площадь поверхности, равную приблизительно от 1000 до 7000 мм². Плоская часть 215 предпочтительно занимает площадь поверхности, равную приблизительно от 7000 до 14000 мм².

Основная часть - поверхностный слой

В качестве поверхностного слоя 210 может использоваться рыхлый высоковпитывающий нетканый рулонный материал с относительно низкой плотностью. Поверхностный слой 210 может состоять только из одного типа волокна, например полиэстера или полипропилена, либо представлять собой смесь, содержащую волокна более одного типа. Поверхностный слой может состоять из двухкомпонентных или конъюгатных волокон, содержащих компонент с низкой температурой плавления и компонент с высокой температурой плавления. Волокна могут быть выбраны из множества натуральных и синтетических материалов, таких как нейлон, полиэстер, вискоза (в комбинации с другими волокнами), хлопок, акриловое волокно и аналогичных, а также из комбинаций этих волокон. Предпочтительно основная масса верхнего слоя 210 находится в диапазоне от приблизительно 10 до приблизительно 75 г/куб. см.

Двухкомпонентные волокна могут состоять из слоя полиэстера и полиэтиленовой оболочки. Использование подходящих двухкомпонентных волокон приводит к получению плавких нетканых материалов. Примеры подобных плавких материалов приведены в патенте США № 4555430, выданном Chicopee 26 ноября 1985 года. Использование плавких материалов упрощает нанесение поверхностного слоя на впитывающий(-ие) слой(-и) изделия и (или) на защитный слой 216.

В предпочтительном варианте осуществления поверхностный слой 210 имеет достаточно высокую степень смачиваемости, хотя отдельные волокна, составляющие поверхностный слой, могут не быть особо гидрофильными. Материал поверхностного слоя также должен содержать множество относительно больших пор. Это необходимо, так как поверхностный слой 210 предназначен для быстрого впитывания текучей среды и удаления ее с тела и места на прокладке, в которое она попадает. Поэтому время прохождения через поверхностный слой занимает малую часть общего времени, за которое прокладка 200 впитывает определенное количество текучей среды (время проникновения).

Преимуществом является вариант, когда волокна, из которых выполнен поверхностный слой 210, не теряют своих физических свойств при намокании. Иными словами, они не должны разрушаться или утрачивать эластичность при попадании воды или текучей среды. Поверхностный слой 210 можно обработать таким образом, чтобы текучая среда легко проходила через него. Поверхностный слой 210 также предназначен для быстрого перевода текучей среды в нижние слои впитывающего изделия. Таким образом, поверхностный слой 210 является преимущественно смачиваемым, гидрофильным и пористым. Если он состоит из синтетических гидрофобных волокон, таких как полиэстер или двухкомпонентные волокна, поверхностный слой 210 можно обработать поверхностно-активным веществом (ПАВ), чтобы придать ему желаемую степень смачиваемости.

В другом предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения поверхностный слой 210 изготовлен из термоскрепленного нетканого материала плотностью 27 г/кв.м, состоящего на 100% из двухкомпонентных волокон (ПЭ/ПЭТ), производства компании Shalag Industries A.C.S. Ltd. (Кибуц Шамир, Верхняя Галилея, Израиль), торговый код продукта STA4ETW27.

В другом варианте осуществления настоящего изобретения поверхностный слой 210 также может быть изготовлен из полимерной пленки с большими порами. Благодаря высокой пористости пленка выполняет функцию быстрой транспортировки текучей среды в нижние слои впитывающего изделия. Подходящий поверхностный материал такого типа представлен в продаже под маркой STAYFREE Dry Max Ultrathin компании McNeil-PPC, Inc.

Поверхностный слой 210 может быть связан тиснением с нижележащими впитывающими слоями для повышения гидрофильности путем сплавления поверхностного слоя с нижележащим слоем. Такое сплавление может быть выполнено локально в нескольких точках или по всей контактной поверхности поверхностного слоя 210. В альтернативном варианте осуществления поверхностный слой 210 может быть прикреплен к другим слоям изделия разными способами, например путем приклеивания.

Основная часть - транзитный слой

Дополнительно используемый транзитный с