Впитывающее изделие, включающее формованное волокнистое изделие

Впитывающее изделие, включающее формованное волокнистое изделие

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ПЕРЕКРЕСТНЫЕ ССЫЛКИ НА СМЕЖНЫЕ ЗАЯВКИ

Настоящая заявка продолжает заявку на патент США с № 12/855,175, поданную 12 августа 2010 года, о приоритете которой настоящим заявляется.

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение в целом относится к способу и устройству для изготовления формованного волокнистого изделия и, в частности, к способу и устройству для изготовления формованного волокнистого изделия, которое может использоваться в качестве 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 волокнистой массы в 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 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 изобретатели 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 впитывающей сердцевины для одноразовых гигиенических изделий, таких как гигиенические прокладки, ежедневные прокладки, подгузники и т.д.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В свете вышеизложенного в настоящем изобретении предлагается абсорбирующее изделие, включающее проницаемый для жидкости поверхностный слой, непроницаемый для жидкости барьерный слой, формованное волокнистое изделие, расположенное между поверхностным слоем и барьерным слоем, причем формованное волокнистое изделие включает плоскую часть, а также первую и вторую выступающие участки, выступающие вверх от плоской части, и участок между первым выступающим участком и вторым выступающим участком, причем плоская часть и первый и второй выступающие участки изготовлены из материала одного состава, имеющего постоянную основную массу, плоская часть имеет толщину и плотность, отличную как от первого, так и от второго выступающих участков, и при этом часть поверхностного слоя, накрывающая участок между первым выступающим участком и вторым выступающим участком, расположена на некотором удалении от формованного волокнистого изделия.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ФИГУР

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

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 показано предпочтительное устройство 10 для изготовления формованного волокнистого изделия 12 в соответствии со способом настоящего изобретения.

Как показано на фиг. 1, устройство 10 в соответствии с принципами настоящего изобретения в целом включает формовочный барабан 14, каландр 16, тиснильный каландр 18 и передаточное колесо 20. Отдельные элементы устройства 10, например, электрические кабели, на фигурах не показаны для облегчения восприятия. Несмотря на это, наличие таких деталей и других основных элементов устройства будет очевидно для специалистов в данной области.

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 использоваться для формованного волокнистого изделия 12, хорошо известны специалистам в данной области: древесная целлюлоза, хлопок, лен и торфяной мох. Предпочтительна древесная целлюлоза. Для использования подходит целлюлоза как из мягких, так и из твердых сортов древесины. Предпочтительна древесная целлюлоза из мягких сортов древесины.

Волокнистое изделие 12 может также содержать любой 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 биологических жидкостей, по меньшей мере приблизительно в 10 раз превышающее их вес, под давлением 3,4 кПа (0,5 фунта на кв. дюйм). Частицы суперабсорбирующего полимера в настоящем изобретении могут являться неорганическими или органическими, сшитыми гидрофильными полимерами, такими как поливиниловые спирты, полиэтиленоксиды, сшитые крахмалы, гуаровая камедь, ксантановая камедь и аналогичные. Частицы могут быть в форме порошка, зерен, гранул или волокон. Предпочтительно частицы суперабсорбирующего полимера, используемого в настоящем изобретении, являются сшитыми полиакрилатами, например, продукция компании Sumitomo Seika Chemicals Co., Ltd. (Осака, Япония) под номером SA70N и продукция компании Stockhausen Inc.

Предпочтительно для получения волокнистого изделия 12 используется беленая целлюлоза из мягких сортов древесины, получаемая в результате сульфатной варки. Как показано на фиг. 1, целлюлоза поставляется производителем в виде картона машинной выработки 22 в рулоне, для обозначения рулона используется позиционный 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 включать приспособление 32 для введения суперабсорбирующего полимера в камеру 30 и получения, таким образом, смеси волокнистой массы и суперабсорбирующего полимера. Для введения суперабсорбента в камеру 30 может использоваться любое стандартное приспособление, подходящее для этой цели и хорошо известное специалистам в данной области техники.

Как показано на фиг. 3, камера 30 имеет частично открытое дно 34, сообщающееся с формовочным барабаном 14. Как показано на фиг. 1, формовочный барабан 14 включает полый цилиндр 15, который выполнен и расположен таким образом, что он может вращаться 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 имеет 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 для получения волокнистой массы 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 включает 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 имеет структуру пористого экрана 40, форма которого соответствует форме волокнистого изделия 12, формуемого в пресс-форме 36. При прохождении пресс-формы 36 над вакуумной камерой 38 формовочного барабана 14 вакуум используется для всасывания волокнистой целлюлозы 28 из камеры 30 в пресс-форму 36 путем всасывания воздуха через пористый экран 40 пресс-формы 36.

Как подробно показано на фиг. 4, пресс-форма 36 включает 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 с помощью вращающегося цилиндра 15, после чего, 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 г/кв. м (г/м²) до приблизительно 400 г/кв. м, толщина находится в диапазоне от приблизительно 5 мм 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, включает вакуумный барабан 42 и противолежащий каландровый вал 44. Как показано на фиг. 6, вакуумный барабан 42 выполнен в виде вращающегося цилиндра 46, вращающегося вокруг неподвижной оси 48. Каландровый вал 44 способен 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 против часовой стрелки, как показано на фиг. 1. Как видно на фиг. 6, 8 и 9, цилиндр 46 имеет множество отверстий 50, проходящих от внешней поверхности 52 цилиндра 46 к внутренней поверхности 54 цилиндра 46.

Как детально показано на фиг. 7, поверхность 47 каландрового вала 44 имеет выемку 53. Выемка 53 может иметь различные формы, включая, в целом, форму овала, эллипса, круга и т.п. В одном предпочтительном варианте осуществления изобретения, как показано на фиг. 7, выемка имеет в основном овальную форму. Выемка 53 предпочтительно занимает площадь поверхности в диапазоне от приблизительно 500 мм² до приблизительно 5000 мм². Выемка 53 предпочтительно имеет глубину в диапазоне от приблизительно 2 мм до приблизительно 25 мм от поверхности 47 вала 44, расположенной за пределами выемки 53. Выемка 53 предпочтительно размещена таким образом, что ее длина совпадает 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 мм до приблизительно 120 мм, а максимальная ширина, измеренная в поперечном направлении, находится в диапазоне от приблизительно 5 мм до приблизительно 60 мм.

Как показано на фиг. 5, 6 и 8, вакуумный барабан 42 дополнительно включает вакуумную камеру 56, размещенную 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, проходящих через 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, расположенной внутри цилиндра 15 формовочного барабана 14. Такое размещение вакуумной камеры 56 относительно положения вакуумной камеры 38 позволяет передать 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 зазор 62 между вакуумным барабаном 42 и каландровым валом 44. При прохождении 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 буквой «d».

Как показано на фиг. 10, после прохождения через зазор 62 волокнистое изделие 12, в общем, состоит из двух участков 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 мм² до 14000 мм², имеет толщину в диапазоне от приблизительно 4 мм до приблизительно 12 мм и плотность в диапазоне от приблизительно 0,02 г/куб. см до приблизительно 0,1 г/куб. см. Участок 61 изделия 12 определяется частью изделия 12, соответствующей расположению выемки 53. Участок 61 предпочтительно занимает площадь поверхности, равную приблизительно от 1000 мм² до 7000 мм², имеет толщину в диапазоне от приблизительно 10 мм до приблизительно 20 мм и плотность в диапазоне от приблизительно 0,01 г/куб. см до приблизительно 0,04 г/куб. см.

Следует 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 от по существу плоской части, тем самым образуя выпуклую или выступающую часть. В одном предпочтительном варианте осуществления изобретения, как показано на фиг. 10, участок 61 располагается симметрично относительно проходящей продольно центральной оси 13 волокнистого изделия и поперечно проходящей центральной оси 19 волокнистого изделия 12.

Следует отметить, что волокнистое изделие 12 с объемным контуром имеет постоянную основную массу с равномерным распределением по всей структуре. Более конкретно, плоская часть 59 и выступающая часть 61 выполнены из одного и того же материала с постоянной основной массой, единственное различие заключается в толщине и плотности. Следует также отметить, что волокнистое изделие 12, в целом, 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 более подробно описано ниже, изделие поступает на тиснильный каландр 18.

Как показано на фиг. 1 и 11-18, тиснильный каландр 18, в общем, состоит из вакуумного барабана 64 и расположенного напротив него тиснильного 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 имеет множество отверстий 70, проходящих от внешней поверхности 72 цилиндра 66 к внутренней поверхности 74 цилиндра 66. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения каждое из множества отверстий 70 имеет диаметр, равный приблизительно 1,5 мм, и равноудалено от соседних отверстий на расстояние, равное 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 имеет поверхность катания 80, включающую первый участок 69 с множеством пуансонов 78, выступающих вверх над поверхностью 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 выполнен и расположен с возможностью тиснения центральной области волокнистого изделия 12. В альтернативном варианте первый участок 69 может быть расположен с возможностью тиснения по существу всего волокнистого изделия 12.

Как показано на фиг. 14, поверхность 80 вала 65 дополнительно имеет 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 мм² до 1100 мм², и имеет глубину, равную приблизительно от 2 мм до 25 мм.

Как показано на фиг. 14, в предпочтительном варианте осуществления изобретения каждая выемка 77 и 79, в общем, имеет дугообразную форму и ориентирована в направлении обработки. Каждая выемка 77 и 79 размещена на валу 65 предпочтительно таким образом, что она расположена симметрично относительно другой выемки и продольно проходящей центральной оси 13 волокнистого изделия и поперечно проходящей центральной оси 19 волокнистого изделия 12 при похождении 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 мм² 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 этих сегментов 83 и 85 предпочтительно не содержит пуансонов 78.

В предпочтительных вариантах осуществления изобретения каждый из пуансонов 78 равноудален от соседних пуансонов на расстояние, равное приблизительно 4 мм (от центра до центра), имеет высоту, равную приблизительно 1,5 мм, и эффективную площадь контакта в диапазоне от приблизительно 0,8 мм² 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 позволяет втягивать целлюлозу 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 включает 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, проходящих через 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, находящейся 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 продолжает вращать 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 настоящего изобретения зазор 92 равен расстоянию (расстоянию между поверхностями противолежащих валов), составляющему приблизительно 0,8 мм. Кроме того, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения тиснильный каландровый вал 65 нагревают до температуры в диапазоне от приблизительно 80°C (176°F) до приблизительно 100°C (212°F) с помощью 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 фигуре и подробно описано ниже, до тех пор, пока изделие не поступает на передаточное колесо 20.

Как показано на фиг. 19, передаточное колесо 20 включает 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 имеет 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 включает 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, проходящих через цилиндр 96, что обеспечивает свободное втягивание воздуха через указанные отверстия 100.

Передаточное колесо 20 дополнительно включает 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 расположение 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 подается на транспортерную ленту 97 и удерживается на месте вакуумной камерой 106, всасывающей воздух через пористую транспортерную ленту 97 через отверстия 100 в цилиндре 96.

После прохождения волокнистым изделием 12 вакуумной камеры 106 пористая транспортная лента 97 подает формованное волокнистое изделие 12 дальше на обработку. 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, в общем, включает 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 включает 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 мм до приблизительно 3,5 мм, плотность находится в диапазоне от приблизительно 0,06 г/куб. см до приблизительно 0,5 г/куб. см, а сам участок занимает площадь поверхности приблизительно от 6400 мм² до 9400 мм².

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

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

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

Следует 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. Следует также отметить, что, несмотря на то, что волокнистое изделие 12, выполненное в соответствии с принципами настоящего изобретения, имеет 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 вышеназванными характеристиками и при этом имеют однородный вещественный состав. 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, также необходимо отметить, что волокнистое изделие передается из формовочного барабана 14 на каландр 16, а затем на тиснильный каландр 18 без использования каких-либо «несущих слоев». Термин «несущий слой» используется в настоящем документе для обозначения любого материала, используемого для поддержки волокнистого изделия, например, транспортерной ленты или слоя прилегающего материала, такого как рулонный нетканый материал и т.п.

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 м³/ч.

На фиг. 23-24 показано одноразовое впитывающее изделие 200, выполненное в соответствии с принципами настоящего изобретения. Хотя 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 у взрослых, а также подгузники также включены в объем настоящего изобретения. Как показано на фиг. 24, гигиеническая прокладка 200 состоит из проницаемого для жидкости поверхностного слоя 210, необязательного транзитного слоя 212, впитывающей сердцевины 214 и непроницаемого для жидкости барьерного слоя 216. Впитывающая сердцевина 214 состоит из формованного волокнистого изделия 12 указанного типа.

Как показано на фиг. 23, впитывающее изделие 200 имеет выступающий участок 213, выступающий над остальной поверхностью плоской части 215 прокладки 200, обращенной к телу. В частности, выступающий участок 213 выступает вверх 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, включающих 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/кв. м.

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 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).

Преимущественным 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 одном предпочтительном варианте осуществления 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 вари