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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen
eines flexiblen Verbundmaterials aufweisend elastifizierte Bereiche
einschließlich
einer Vielzahl von elastischen Streifen. Seine Anwendung ist geeignet
für den
Gebrauch in Kleidungsstücken,
insbesondere in Einweg-Absorptionsartikeln.
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ALLGEMEINER STAND DER
TECHNIK
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Einweg-Absorptionsartikel,
insbesondere Einwegwindeln einschließlich Windelhöschen, schließen häufig elastische
Merkmale ein, die dafür ausgelegt
sind, einem Träger
(einem Baby oder einem Erwachsenen, der unter Inkontinenz leidet) während der
gesamten Tragedauer einen bequemeren und körpernaheren Sitz zu bieten.
Beispiele derartiger Merkmale schließen ein elastische Seitenteile,
elastische Taillenbestandteile, elastische Beinbündchen und dergleichen, die
Ausdehnung und Zusammenziehung in bestimmten Richtungen bereitstellen,
um einen nachhaltigen Sitz sicherzustellen. Häufig müssen derartige Merkmale atmungsaktiv sein,
um dem Träger
die gewünschte
Bequemlichkeit zu bieten.
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U.S.-Patent
5,474,525 offenbart eine röhrenförmige Unterfütterungspolsterung
umfassend ein Vlies, welches mittels einer stützenden Schicht eines elastisch
dehnbaren Materials dehnbar gemacht werden kann. U.S.-Patent 6,152,186
offenbart einen Schlauch, welcher aus einem heißverschweißbaren Material gebildet wird
und ein spiralförmig
gewundenes Verstärkungselement
einschließt.
Die japanische Patentpublikation 2002192641 offenbart die Herstellung
einer Verbundbahn, bei der Gummiverstärkungen auf einen Vliesstoff
gewickelt und mittels einer Heizwalze verbunden werden, so dass
eine Verbundbahn hergestellt wird.
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Die
elastischen Merkmale von Einweg-Absorptionsartikeln bestehen häufig aus
Verbundmaterialien umfassend elastische Folien (einschließlich atmungsaktive
Folien) oder elastische Mulle, laminiert mit Vliesstoffen, welche
die gewünschten
Oberflächeneigenschaften
und die gewünschte Ästhetik des
Verbundmaterials bereitstellen. Die elastischen Eigenschaften derartiger
Verbundmaterialien werden häufig
bereitgestellt, indem die elastischen Eigenschaften, welche vor
der Aktivierung latent vorhanden sein können, aktiviert werden, dass
heißt
das Verbundmaterial, welches vor der Aktivierung von sich aus nicht
elastisch ist, wird nach der Aktivierung elastisch, als ob es selbst
elastisch wäre.
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Eine
der Aktivierungstechniken kann mechanisches Dehnen einschließen, vorzugsweise
schrittweises mechanisches Dehnen des Verbundmaterials zum Bereitstellen
einer dauerhaften Verlängerung des
Vliessubstrats oder der Vliessubstrate einschließlich des Verbundmaterials,
um dem elastischen Element bzw. den elastischen Elementen des Verbundmaterials,
wie der elastischen Folie oder dem elastischen Mull, zu ermöglichen,
sich bei einer an das Verbundmaterial angelegten Zugkraft zu dehnen.
Wenn dem elastischen Element erlaubt wird, sich zusammenzuziehen,
knittert oder kräuselt
sich der dauerhaft verlängerte
Vliesstoff, um sich in der Richtung des elastischen Elements zusammenzuziehen.
Ein derartiges Verbundmaterial wird zu elastischem oder elastifiziertem
Material.
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Die
elastifizierten Materialien sind häufig teuer, weil sie nicht
nur teure elastische Materialien einschließen können, sondern auch schwierige
Arbeitsgänge
bezüglich
der Handhabung von elastischen Folien und Mullen, zum Beispiel hoch
entwickelte Schneid- und Gleitvorgänge, erfordern. Da die elastifizierten
Merkmale relativ teuer sind, tragen sie in der Regel zu einem höheren Preis
der Einweg-Absorptionsartikel bei, die derartige Merkmale einschließen.
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Ferner
müssen
die elastischen Merkmale von Einweg-Absorptionsartikeln häufig unterschiedliche
elastische Eigenschaften in verschiedenen Richtungen aufweisen,
entsprechend den Richtungen der verschiedenen Zugkräfte, denen
ein absor bierender Einwegartikel während des Tragens unterworfen
sein kann. Zum Beispiel können
elastische Seitenteile unterschiedliche Zugkräfte erfordern, die eher auf
den Taillenbereich als auf den Beinbereich des Artikels gerichtet
sind. Diese bereitzustellen kann bei Verwendung von elastischen
Folien oder elastischen Mullen, die sich in der Regel über den
gesamten Bereich der Seitenteile erstrecken, schwierig und daher nicht
ausreichend sein, um die gewünschten
unterschiedlichen gerichteten Dehnungseigenschaften bereitzustellen.
Als Alternative kann die Verwendung mehrerer, einzelner Stücke elastischer
Folie oder Mulle, angeordnet entlang der gewünschten Richtungen der Zugkräfte aufgrund
der Schwierigkeiten bei der Handhabung der einzelnen Stücke elastischer Folie
oder elastischer Mulle teuer sein.
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Daher
wäre es
vorteilhaft, einen verhältnismäßig kostengünstigen
Einweg-Absorptionsartikel, der die gewünschten elastischen Merkmale
aufweist, bereitzustellen. Ferner wäre es vorteilhaft, einen verhältnismäßig kostengünstigen
Einweg-Absorptionsartikel, einschließend die gewünschten
elastischen Merkmale, aufweisend die gewünschten Dehnungseigenschaften
in gewünschten
Richtungen, bereitzustellen. Es wäre ebenfalls vorteilhaft, ein
verhältnismäßig kostengünstiges
elastisches Material bereitzustellen, das für die Verwendung bei der Gestaltung derartiger
elastischer Merkmale geeignet ist. Ferner wäre es vorteilhaft, ein latent
elastisches Material bereitzustellen, das für die Verwendung in Einweg-Absorptionsartikeln
geeignet ist, welches, wenn gewünscht,
zum Beispiel während
der Herstellung des Artikels aktiviert werden kann, um ein gewünschtes elastisches
Merkmal bereitzustellen. Weiterhin wäre es vorteilhaft, ein verhältnismäßig kostengünstiges Verfahren
zum Herstellen derartiger elastischer und latent elastischer Materialien
bereitzustellen.
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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Als
Reaktion auf die vorstehend dargelegten Schwierigkeiten und Probleme
ist ein neues Verfahren zum Herstellen eines kostengünstigeren
Materials, das für die
Verwendung in elastifizierten Merkmalen von Einweg-Absorptionsartikeln
geeignet ist, entdeckt worden.
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In
einem Gesichtspunkt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren
zum Herstellen eines elastifizierten Verbundmaterials einschließend einen oder
mehrere elastische Streifen. Das Verfahren schließt ein die
Schritte des Bereitstellens eines Dorns, Bereitstellens eines ersten
Substrats und Falters des ersten Substrats um den Dorn, um eine
Röhre zu
bilden. Das Verfahren schließt
weiterhin ein die Schritte des Bereitstellens mindestens eines elastischen
Streifens und Bewegens der Röhre
in Längsrichtung
mit einer ersten Geschwindigkeit bei gleichzeitigem Wickeln des
mindestens einen elastischen Streifens um eine äußere Oberfläche der Röhre mit einer zweiten Geschwindigkeit,
um einen spiralförmigen
Pfad zu bilden. Das Verfahren schließt weiterhin ein die Schritte
des Verbinders des mindestens einen elastischen Streifens mit der äußeren Oberfläche der Röhre mindestens
teilweise entlang des spiralförmigen
Pfads, um eine erste Verbundstoffröhre zu bilden, und des Faltens
eines zweiten Substrats um die erste Verbundstoffröhre, um
den mindestens einen elastischen Streifen zu bedecken, um eine zweite Verbundstoffröhre zu bilden.
Das Verfahren schließt weiterhin
ein die Schritte des Schlitzens der zweiten Verbundstoffröhre in Längsrichtung,
um die zweite Verbundstoffröhre
zu öffnen,
und das Auseinanderfalten der geschlitzten zweiten Verbundstoffröhre, um ein
ebenes Verbundmaterial zu bilden. Schließlich schließt das Verfahren
ein den Schritt des Aktivierens des ebenen Verbundmaterials, um
das elastifizierte Verbundmaterial zu bilden.
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Hinsichtlich
eines anderen Aspekts schließt das
Verfahren ein die Schritte des Bereitstellens eines Dorns, bereitstellend
ein erstes Substrat, und Faltens des ersten Substrats um den Dorn,
um eine Röhre
zu bilden. Das Verfahren schließt
weiterhin ein die Schritte des Bereitstellens mindestens eines elastischen
Streifens und Bewegens der Röhre
in Längsrichtung
mit einer ersten Geschwindigkeit und gleichzeitig Wickelns des mindestens
einen elastischen Streifens um eine äußere Oberfläche der Röhre mit einer zweiten Geschwindigkeit,
um einen spiralförmigen
Pfad zu bilden. Das Verfahren schließt weiterhin ein die Schritte
des Verbindens des mindestens einen elastischen Streifens mit der äußeren Oberfläche der
Röhre mindestens
teilweise entlang des spiralförmigen
Pfads, um eine erste Verbundstoffröhre zu bilden und des Schlitzens
der Verbundstoffröhre
in Längsrichtung,
um die Verbundstoffröhre zu öffnen. Das
Verfahren schließt
weiterhin ein die Schritte des Auseinanderfaltens der geschlitzten
Verbundstoffröhre,
um ein erstes ebenes Verbundmaterial zu bilden, und des Falters
des ersten ebenen Verbundmaterials in Längsrichtung bildend ein zweites Verbundmaterial
aufweisend die elastischen Streifen angeordnet entlang des zweiten
ebenen Verbundmaterials bildend ein kreuz und quer verlaufendes
Muster. Schließlich
schließt
das Verfahren ein den Schritt des Aktivierens des zweiten ebenen
Verbundmaterials, um das elastifizierte Verbundmaterial zu bilden.
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Der
Dom kann eine Querschnittsform aufweisen, die ausgewählt ist
aus der Gruppe bestehend aus einem Kreis, einem Oval, einem Dreieck, einem
Quadrat, einem Trapez, einem Parallelogramm, einem Vieleck und jeder
Kombination davon. Das erste Substrat kann ausgewählt sein
aus einer Gruppe bestehend aus einem gewebten Stoff, einer Maschenware,
einem Vliesstoff, einer Polymerfolie, einer elastischen Folie, einer
elastischen atmungsaktiven Folie oder jeder Kombination davon. Die
erste Geschwindigkeit oder die zweite Geschwindigkeit kann variieren.
Der elastische Streifen kann ausgewählt sein aus einer Gruppe bestehend
aus einem Naturkautschuk, einem Synthesekautschuk, Polyurethanelastomeren,
Polyisoprenelastomeren, Styrol-Isopren-Styrol-Elastomeren, Blockcopolymerelastomeren
und jeder Kombination davon. Der elastische Streifen kann eine Querschnittsform
aufweisen, die ausgewählt
ist aus einer Gruppe bestehend aus einem Rechteck, einem Trapez,
einem Kreis, einem Oval und jeder Kombination davon.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Obwohl
die Beschreibung mit Ansprüchen schließt, in denen
der erfindungsgemäße Gegenstand,
der als die vorliegende Erfindung angesehen wird, besonders aufgezeigt
und deutlich beansprucht wird, wird angenommen, dass die Erfindung
durch die folgende Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen
besser verstanden wird, wobei:
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1 eine
vereinfachte isometrische Ansicht ist, die repräsentativ eine exemplarische
Ausführungsform
eines Einweg-Absorptionsartikels der vorliegenden Erfindung zeigt,
aufweisend elastische Seitenteile umfassend eine Ausführungsform
eines Materials hergestellt mittels des Verfahrens der vorliegenden
Erfindung.
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2 eine
vereinfachte isometrische Ansicht ist, die repräsentativ eine weitere exemplarische
Ausführungsform
eines Einweg-Absorptionsartikels zeigt, aufweisend elastische Seitenteile
umfassend eine andere Ausführungsform
eines Materials hergestellt mittels des Verfahrens der vorliegenden Erfindung.
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3 eine
vereinfachte isometrische Ansicht einer Ausführungsform des Verfahrens und
der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ist;
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4 eine
vereinfachte vordere Draufsicht einer Wickelvorrichtung gezeigt
in 3 ist;
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5 eine
vereinfachte Querschnittansicht an einer Spulenseite einer Wickelvorrichtung
gezeigt in 3 entlang Linien 5-5 ist;
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6 eine
vereinfachte Querschnittansicht an einer Antriebsseite einer Wickelvorrichtung
gezeigt in 3 entlang Linien 6-6 ist;
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7 eine
vereinfachte isometrische Ansicht einer weiteren Ausführungsform
des Verfahrens und der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ist; und
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8 eine
vereinfachte isometrische Ansicht einer weiteren Ausführungsform
des Verfahrens und der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ist.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHRIBUNG DER ERFINDUNG
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Das
Verfahren der vorliegenden Erfindung ist geeignet zum Herstellen
eines flexiblen Verbundmaterials aufweisend elastifizierte Bereiche
einschließend
eine Vielzahl von elastischen Streifen. Seine Anwendung ist geeignet
für den
Gebrauch in Kleidungsstücken,
insbesondere in Einweg-Absorptionsartikeln.
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Wie
hier verwendet, bezieht sich der Begriff „Absorptionsartikel" auf eine Anordnung,
welche Körperausscheidungen
absorbiert und einschließt,
genauer auf eine Anordnung, welche an die Haut eines Trägers gelegt
wird, um die verschiedenen Ausscheidungen, die vom Körper abgegeben
werden, zu absorbieren und einzuschließen. Beispiele für Absorptionsartikel
schließen
ein Windeln, Windelhosen, Übungshosen,
Inkontinenzslips, Windelhalter, weibliche Hygieneartikel und dergleichen.
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Wie
hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck „Windelhöschen" und/oder „Übungshose" auf Einweg-Absorptionsartikel, die
typischerweise eine feste, geschlossene Konfiguration um die Taille
der Trägers
herum aufweisen, und welche dazu gedacht sind, dem Träger angezogen
zu werden, indem der Artikel über
die Beine des Trägers
gezogen wird.
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Der
Ausdruck „Einweg" wird hier zur Beschreibung
von Absorptionsartikeln verwendet, welche im Allgemeinen nicht dazu
gedacht sind, gewaschen oder in anderer Weise wiederhergestellt
oder als absorbierende Artikel wiederverwendet zu werden (das heißt, sie
sind dazu gedacht, nach einer einmaligen Benutzung weggeworfen zu
werden und vorzugsweise recycelt, kompostiert oder in anderer Weise
in einer umweltverträglichen
Art entsorgt zu werden).
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Der
Ausdruck „elastisch" bezieht sich hier auf
jedes Material, das sich bei Anlegen einer Kraft an seine entspannte,
ursprüngliche
Länge ohne
Reißen
oder Bre chen bis zu seiner verlängerten
Länge dehnen
oder verlängern
kann, und welches nach dem Entfernen der angelegten Kraft im Wesentlichen zu
seiner ursprünglichen
Länge zurückkehren
kann.
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Der
Ausdruck „elastifiziert" bezieht sich hier auf
jedes elastische Material umfassend ein oder mehrere elastische
Elemente und ein oder mehrere Vliese, welche aktiviert wurden, um
eine dauerhafte Längung
der Vliese bereitzustellen, um den elastischen Elementen zu ermöglichen,
sich beim Anlegen einer Zugkraft zu dehnen.
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Der
Ausdruck „latent
elastisches Material" bezieht
sich hier auf ein Verbundmaterial, welches vor dem Aktivieren seiner
latent vorhandenen elastischen Eigenschaften selbst im Wesentlichen
nicht elastisch oder teilweise elastisch sein kann.
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Der
Ausdruck „Verbundmaterial" bezieht sich hier
auf mindestens zwei, entweder in unterbrochener Weise oder im Wesentlichen
fortlaufend entlang mindestens eines Teils ihrer coextensiven Oberflächen aneinander
befestigte Materialien.
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Der
Ausdruck „atmungsaktiv" bezieht sich hier
auf jedes zum Gebrauch in Kleidungsstücken oder Einweg-Absorptionsartikeln
geeignete Material, welches in der Lage ist, Dampf hindurch zu lassen, um
dem Träger
den gewünschten
Komfort zu bieten.
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Nun
bezugnehmend auf die Zeichnungen, genauer auf 1,
wird eine exemplarische Ausführungsform
eines Einweg-Absorptionsartikels (100) der vorliegenden
Erfindung gezeigt, aufweisend atmungsaktive, elastifizierte Seitenteile
(102) umfassend ein Verbundmaterial (104), welches
mittels des Verfahrens der vorliegenden Erfindung hergestellt werden
kann. Das Verbundmaterial (104) schließt elastische Streifen (106),
laminiert zwischen einem einander gegenüberliegenden äußeren Substrat (108)
und einem inneren Substrat (110), sich erstreckend zwischen
Längsrand
(112) und Längsrand (114)
des Seitenteils (102), ein.
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2 veranschaulicht
eine weitere exemplarische Ausführungsform
eines Einweg-Absorptionsartikels
(100A) der vorliegenden Erfindung aufweisend atmungsaktive, elastifizierte
Seitenteile (102A) umfassend ein Verbundmaterial (104A),
welches mittels des Verfahrens der vorliegenden Erfindung hergestellt
werden kann. Das Verbundmaterial (104A) schließt elastische
Streifen (106), laminiert zwischen einem einander gegenüberliegenden äußeren Substrat
(108) und einem inneren Substrat (110), sich erstreckend
zwischen den Längsrändern (112)
und (114) des Seitenteils (102A), dabei eine kreuz
und quer verlaufende Konfiguration (113) bildend, ein.
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Bezugnehmend
auf 1 und 2 kann die Anzahl der elastischen
Streifen (106) jede geeignete Anzahl sein, die in der Lage
ist, eine gewünschte
Produktleistung bereitzustellen. Die elastischen Streifen (106)
können
jede gewünschte
Querschnittsform aufweisen, wie Rechteck, Trapez, Kreis, Oval sowie
jede Kombination davon. Die größere Abmessung
des Querschnitts der elastischen Streifen (106) kann jede
geeignete Abmessung im Bereich von etwa 1 mm bis 35 mm und größer, vorzugsweise von
etwa 6 mm bis etwa 35 mm sein.
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Die
elastischen Streifen (106) können aus jedem gewünschten
elastischen Material zusammengesetzt sein, wie Naturkautschuk, Synthesekautschuk,
Polyurethanelastomeren, Polyisoprenelastomeren, Styrol-Isopren-Styrol-Elastomeren,
Blockcopolymerelastomeren oder dergleichen, sowie jeder Kombination
davon. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung sind die elastischen Streifen (106) LYCRA-Elastomere,
erhältlich von
E.I. DuPont de Nemours and Company mit Niederlassungen in Wilmington,
Delaware.
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Bezugnehmend
auf 1 und 2 können das äußere Substrat (108)
und das innere Substrat (110), umfassend die Seitenteile
(102) und (120A), jedes zum Gebrauch in Kleidungsstücken und/oder Einweg-Absorptionsartikeln
geeignete Substrat sein, vorzugsweise atmungsaktives und hautfreundliches Material,
zusammengesetzt aus natürlichen
oder synthetischen Bestandteilen. Beispiele derartiger Materialien
können
einschließen
einen gewebten Stoff, eine Maschenware, einen Vliesstoff, eine Polymerfolie,
eine elastische Folie, eine elastische atmungsaktive Folie oder
jede Kombination davon. Außerdem
können
das äußere Substrat
(108) und das innere Substrat (110) ein einlagiges
oder mehrlagiges Material sein, umfassend Vliesmaterialien oder Kombinationen
von Vliesmaterialien und elastischen Folien, wobei die Lagen aneinander
befestigt oder nicht aneinander befestigt sein können.
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Die
elastischen Streifen (106) können durch jedes geeignete
Befestigungsmittel mit dem äußeren Substrat
(108) und/oder inneren Substrat (110) verbunden
sein. Wie hierin verwendet, schließt der Ausdruck „verbunden" Konfigurationen
ein, bei denen ein Element direkt mit einem anderen Element verbunden
wird, indem das Element direkt am anderen Element befestigt wird,
und Konfigurationen, bei denen ein Element indirekt mit einem anderen
Element verbunden wird, indem das Element an einem oder mehreren
Zwischenelementen befestigt wird, die wiederum an dem anderen Element
befestigt werden. Zum Beispiel kann das Befestigungsmittel eine
gleichmäßige fortlaufende
Haftmittelschicht, eine gemusterte Haftmittelschicht oder eine Gruppierung
einzelner Linien, Spiralen oder Punkte von Haftmitteln einschließen. Ein
bevorzugtes Befestigungsmittel umfasst ein offenes Fadenmusternetz
aus Haftmittel, wie in US-Patent
Nr. 4,573,986 mit dem Titel „Disposable Waste-Containment
Garment", erteilt
am 4. März 1986
an Minetola et al., offenbart. Weitere geeignete Befestigungsmittel
schließen
mehrere Linien aus Haftmittelfäden
ein, die in ein Spiralmuster verwirbelt sind, wie dies durch die
Vorrichtungen und Verfahren veranschaulicht ist, die in US-Patent
Nr. 3,911,173, erteilt an Sprague Jr. am 7. Oktober 1975; US-Patentschrift
4,785,996, die am 22. November 1978 an Ziecker, et al. erteilt wurde;
und US-Patentschrift 4,842,666, die am 27. Juni 1989 an Werenicz
erteilt wurde, gezeigt sind. Klebstoffe, die als zufrieden stellend
befunden worden sind, werden von H. B. Fuller Company aus St. Paul,
Minnesota hergestellt und als HL-1620 und HL-1358-XZP vertrieben.
Alternativ können
die Befestigungsmittel Heißverklebungen, Druckbindungen,
Ultraschallbindungen, dynamisch-mechanische Bindungen oder beliebige
andere geeignete Befestigungsmittel oder Kombinationen dieser Befestigungsmittel,
die dem Stand der Technik entsprechen, umfassen.
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Außerdem können die
elastischen Streifen (106) in unterbrochener Weise oder
im Wesentlichen fortlaufend mit dem äußeren Substrat (108)
und/oder dem inneren Substrat (110) verbunden sein. Der
Ausdruck „in
unterbrochener Weise" bezieht
sich hier auf elastische Streifen (106), welche in separaten,
im Abstand voneinander angeordneten Bereichen mit einem Substrat
verbunden sind. Umgekehrt bezieht sich der Ausdruck „im Wesentlichen
fortlaufend" hier auf
elastische Streifen (106), welche im Wesentlichen fortlaufend über den
gesamten Grenzflächenbereich
mit einem Substrat verbunden sind.
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Bezugnehmend
auf 1 und 2 können die Verbundmaterialien
(104 und 104A) der vorliegenden Erfindung, bildend
das Seitenteil (102 bzw. 102A), identische oder
unterschiedliche elastische Streifen (106) umfassen, wobei
unterschiedliche elastische Streifen einander benachbart sein können, bildend
jede geeignete Gruppierung oder Kombinationen von identischen oder
unterschiedlichen Streifen. Außerdem
können
die benachbarten elastischen Streifen (106) im Abstand
voneinander angeordnet sein oder einander berühren. Der Abstand zwischen benachbarten
elastischen Streifen (106) kann von null mm bis etwa 10
mm variieren, vorzugsweise von etwa 3 mm bis etwa 5 mm.
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3–6 veranschaulichen
eine Ausführungsform
des Verfahrens und der Vorrichtung (200) der vorliegenden
Erfindung zum Herstellen eines Materials der vorliegenden Erfindung,
welches einen oder mehrere elastische Streifen einschließt, die
mit einem oder mehreren Substraten verbunden sind. 3 ist
eine vereinfachte isometrische Ansicht der Ausführungsform (200), 4 ist
eine vordere Draufsicht einer in 3 gezeigten
Wickelvorrichtung, 5 ist eine seitliche Querschnittansicht
der Spulenseite der Wickelvorrichtung in 3 entlang
Linien 5-5, und 6 ist eine seitliche Querschnittansicht
der Antriebsseite der Wickelvorrichtung in 3 entlang
Linien 5-5.
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Bezugnehmend
auf 3 kann ein erstes Substrat (202) im Wesentlichen
fortlaufend von jedem geeigneten Zufuhrmittel bereitgestellt werden, wie
einer Zufuhr walze oder einem Zufuhrbehälter aufweisend einen Anfangs-
und einen Endpunkt auf dem Zufuhrmittel. Das erste Substrat (202)
kann durch Bewegen in einer Längsrichtung
(210) mit einer Geschwindigkeit (V) bereitgestellt
werden, welche von etwa 10 Meter pro Minute bis etwa 1000 Meter
pro Minute reichen kann, vorzugsweise von etwa 30 Meter pro Minute
bis etwa 500 Meter pro Minute. (Es sei angemerkt, dass die Längsrichtung
(210) sich in jede Richtung entlang des gewünschten
Pfads der Bewegung des ersten Substrats (202) erstrecken kann.)
Wie vorstehend beschrieben, kann das erste Substrat (202)
jedes Substrat sein, das zum Gebrauch in Kleidungsstücken und/oder
Einweg-Absorptionsartikeln geeignet ist, vorzugsweise atmungsaktives
und hautfreundliches Material, zusammengesetzt aus natürlichen
oder synthetischen Bestandteilen. Beispiele derartiger Materialien
können einschließen einen
gewebten Stoff, eine Maschenware, einen Vliesstoff, eine Polymerfolie,
eine elastische Folie, eine elastische atmungsaktive Folie oder jede
Kombination davon. Außerdem
kann das erste Substrat (202) ein einlagiges oder mehrlagiges
Material sein, umfassend Vliesmaterialien oder Kombinationen von
Vliesmaterialien und elastischen Folien, wobei die Lagen miteinander
verbunden oder nicht miteinander verbunden sein können.
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Das
erste Substrat (202) kann in Form einer fortlaufenden Bahn
(203) bereitgestellt werden, welche dann mit einer Fachleuten
bekannten geeigneten Falteinrichtung (208) um einen Dorn
(206) herum zu einer fortlaufenden Röhre (204) gefaltet
werden kann. Der Dorn (206), der sich innerhalb der Falteinrichtung
(208) in Längsrichtung
erstreckt, kann jede gewünschte
Querschnittform haben, wie einen Kreis, ein Oval, ein Dreieck, ein
Quadrat, ein Trapez, ein Parallelogramm, ein Vieleck, eine unregelmäßige Form
oder dergleichen, sowie jede Kombination davon. Die größere Abmessung
des Querschnitts des Dorns (206) kann jede geeignete Abmessung
im Bereich von etwa 10 mm bis größer als
300 mm aufweisen, vorzugsweise von etwa 20 mm bis etwa 200 mm.
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Als
Alternative kann das erste Substrat (202) in Form einer
fortlaufenden Röhre
(204) bereitgestellt werden, die dem Dorn (206)
zugeführt
wird, der sich in Längsrichtung
innerhalb der Röhre
(204) erstreckt. Eine derartige Option macht die Falteinrichtung
(208) überflüssig. Die
Röhre (204)
kann im Wesentlichen fortlaufend von jedem geeigneten Zufuhrmittel
bereitgestellt werden, wie einer Zufuhrwalze oder einem Zufuhrbehälter, aufweisend
einen Anfangs- und einen Endpunkt auf dem Zufuhrmittel. Die Röhre (204) kann
jede geeignete Breite im Bereich von etwa 10 mm bis größer als
300 mm aufweisen, vorzugsweise von etwa 20 mm bis etwa 200 mm.
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Die
sich in Längsrichtung
in der Richtung (210) bewegende Röhre (204) kann dann
mit mindestens einem fortlaufenden elastischen Streifen (106),
gewunden um eine äußere Oberfläche (222) der
Röhre (204),
kombiniert werden. (Es sei angemerkt, dass während des Wickelns der Streifen
(106) um die äußere Oberfläche (222)
der Röhre
(204) die Röhre
(204) sich vorzugsweise vertikal in der Richtung (212)
bewegen sollte, um die mögliche
negative Auswirkung von Schwerkräften
während
des Streifenwickelvorgangs zu minimieren.) Die Anzahl der elastischen
Streifen (106), von denen jeder einen eigenen spiralförmigen Pfad
(224) bildet, kann jede geeignete Anzahl sein. Bei einer
exemplarischen Ausführungsform
(200) gezeigt in 3–6 bilden vier
elastische Fäden
(106) vier spiralförmige
Pfade (224), sich erstreckend in Längsrichtung auf der äußeren Oberfläche (222)
der Röhre
(204), wie gezeigt in 3.
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Wie
vorstehend beschrieben, können
die elastischen Streifen (106) jede gewünschte Querschnittform aufweisen,
wie Rechteck, Trapez, Kreis, Oval, eine unregelmäßige Form oder dergleichen, sowie
jede Kombination davon. Die größere Abmessung
des Querschnitts des elastischen Streifens (106) kann jede
geeignete Abmessung im Bereich von etwa 1 mm bis 35 mm und größer, vorzugsweise von
etwa 6 mm bis etwa 35 mm sein. Der elastische Streifen (106)
kann aus jedem gewünschten
elastischen Material zusammengesetzt sein, wie Natur kautschuk, Synthesekautschuk,
Polyurethanelastomeren, Polyisoprenelastomeren, Styrol-Isopren-Styrol-Elastomeren,
Blockcopolymerelastomeren oder dergleichen, sowie jeder Kombination
davon. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
ist der elastische Streifen (106) LYCRA-Elastomer, erhältlich von
E.I. DuPont de Nemours and Company mit Niederlassungen in Wilmington,
Delaware.
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Der
elastische Streifen (106) kann mit jedem Mittel, das zum
Wickeln eines oder mehrerer elastischer Fäden (106) um die Röhre (204)
geeignet ist, um die Röhre
(204) gewickelt werden. Ein Beispiel einer Wickelvorrichtung
(226), aufweisend vier Spulen (228) (die Anzahl
der Spulen (228) kann jedoch jede geeignete Anzahl sein)
an einem Spulenhalter (230), der koaxial zum Dom (206)
angeordnet ist, der sich innerhalb des Spulenhalters (230)
in der Richtung (210) erstreckt, welche vorzugsweise vertikal
gerichtet sein kann, um die möglichen
negativen Auswirkungen von Schwerkräften auf den Wickelvorgang
zu minimieren, ist in 3–6 dargestellt.
Der Spulenhalter (230) ist vorzugsweise senkrecht zur Längsrichtung
(210) angeordnet und dreht sich um den Dorn (206)
in einer Richtung (232) mit einer Winkelgeschwindigkeit
(W). Der Spulenhalter (230) kann sich in eine Richtung
entgegen der Richtung (232) drehen, wenn gewünscht. Die
Winkelgeschwindigkeit (W) kann variieren, wenn gewünscht.
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Die
elastischen Fäden
(106) können
durch jedes geeignete Mittel von ihren jeweiligen Spulen (228)
zugeführt
und bemessen werden, zum Beispiel durch einen Abwickelmechanismus
(240), welcher mit einer gewünschten Geschwindigkeit angetrieben werden
kann, um eine gewünschte
Zufuhrgeschwindigkeit (VI) (siehe 3) der elastischen
Streifen (106) bereitzustellen. Die Spulen (228)
können
durch jedes geeignete Mittel gehalten und gegen den Abwickelmechanismus
(240) gedrückt
werden, einschließlich
einer Federkraft, unter der die Spulen (228) sich in Bezug
zum Abwickelmechanismus (240) radial entlang radialer Schlitze
(242) im Spulenhalter (230) bewegen können. (Es
sei angemerkt, dass sich, als Alternative, die Abwickelmechanismen (240)
in Bezug zu den Spulen (228) bewegen können, um den gewünschten
Kontakt zwischen den Spulen (228) und den Abwickelmechanismen
(240) aufrechtzuerhalten.) Die Zufuhrgeschwindigkeit (VI) der
elastischen Streifen (106) kann variieren, um eine gewünschte Spannung
oder Dehnung der elastischen Streifen (106) bereitzustellen,
um die elastischen Streifen (106) mit einer gewünschten
Spannung oder Dehnung um die Röhre
(204) zu wickeln. Die elastischen Streifen (106)
können
mit jeder gewünschten
Dehnung im Bereich von etwa null % bis etwa 500%, vorzugsweise von
null % bis etwa 300%, um die Röhre
(204) gewickelt werden.
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Der
Spulenhalter (230) und der Abwickelmechanismus (240)
können
von jedem, einem Fachmann bekannten, geeigneten Mittel angetrieben
werden. Ein Beispiel einer geeigneten Antriebsanordnung ist in vereinfachter
Form in 5 und 6 dargestellt,
wobei ein Motor (250) den Spulenhalter (230) mittels
eines Riemens (260) antreiben kann. Ein weiterer Motor
(252) kann die Spulenabwicklungen (240) mittels
eines Riemens (262) antreiben, der mit einem Riemen (264)
in Verbindung steht, der die Spulenabwicklungen (240) direkt
antreiben kann. Die Motoren (250) und (252) können alle
geeigneten Motoren sein, die einem Fachmann bekannt sind, einschließlich Gleichstrommotoren,
Wechselstrommotoren, Servomotoren und dergleichen, aufweisend die gewünschten
Geschwindigkeits- oder Drehmomenteigenschaften.
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Die
elastischen Streifen (106) können durch jedes hier vorstehend
beschriebene geeignete Verbindungsmittel an der Röhre (204)
befestigt werden. 3 veranschaulicht ein Beispiel
des Verbindens der elastischen Streifen (106) mit der Röhre (204) durch
eine Haftmittelvorrichtung (266) auftragend ein geeignetes
Haftmittel (268) (hier vorstehend beschrieben) auf die äußere Oberfläche (222)
der Röhre
(204), bevor die elastischen Streifen (106) mit
der Röhre
(204) kombiniert werden. Als Alternative sollte angemerkt
werden, dass das Haftmittel (268) vor und nach dem Kombinieren
der elastischen Streifen (106) mit der äußeren Oberfläche (222)
auf die elastischen Streifen (106) aufgetragen werden kann.
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Bezugnehmend
auf 3, nachdem die elastischen Streifen (106)
um die Röhre
(204) gewickelt wurden, um eine erste Verbundstoffröhre (269) zu
bilden, kann ein zweites Substrat (270) mittels einer beliebigen
geeigneten Falteinrichtung (208) um die erste Verbundstoffröhre (269)
gefaltet werden, um eine zweite Verbundstoffröhre (274) zu bilden. Das
zweite Substrat (270) kann durch jedes geeignete, hier
vorstehend beschriebene Verbindungsmittel mit der ersten Verbundstoffröhre (269)
verbunden werden. 3 veranschaulicht ein Beispiel
des Verbindens des zweiten Substrats (270) mittels einer Haftmittelvorrichtung
(266), auftragend ein geeignetes Haftmittel (268)
(hier vorstehend beschrieben) auf das zweite Substrat (270).
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Nachdem
die zweite Verbundstoffröhre
(274) gebildet ist, kann sie in Längsrichtung durch jede geeignete
Schlitzvorrichtung (280) (zur klareren Darstellung gezeigt
in 3 in einer außerhalb
der Ebene liegenden Position) geschlitzt werden, um dann die geschlitzte
zweite Verbundstoffröhre
(274) mit einer beliebigen geeigneten Auffaltungsvorrichtung (208A)
in Längsrichtung
zu öffnen,
um ein ebenes Verbundmaterial (282) zu bilden. Das ebene
Verbundmaterial (282) kann ein latent elastisches Material
(284) sein, umfassend elastische Streifen (106)
in einem im Wesentlichen entspannten oder gedehnten Zustand, gebunden
zwischen zwei einander gegenüberliegenden
Substraten (202 und 270). Wenn die Substrate (202 und 270)
nicht elastisch sind, dann ist das latent elastische Material (284)
nicht elastisch. Der Ausdruck „latent
elastisches Material" bezieht sich
hier auf ein Verbundmaterial, welches vor dem Elastifizieren seiner
latent vorhandenen elastischen Eigenschaften selbst im Wesentlichen
nicht elastisch oder teilweise elastisch sein kann.
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Das
latent elastische Material (284) kann durch Aktivierung
elastifiziert werden. Der Ausdruck „Elastifizieren" oder „elastifiziert" bezieht sich hier
auf jedes elastische Materialumfassend ein oder mehrere elastische
Elemente und ein oder mehrere Substrate, welche aktiviert werden,
um eine dauerhafte Verlängerung
der Substrate be reitzustellen, um den elastischen Elementen zu ermöglichen,
sich beim Anlegen einer Zugkraft zu dehnen. Der Ausdruck „Aktivierung" bezieht sich hier
auf einen Vorgang, der manchmal als ein „Ringwalzvorgang" mittels geriffelter
ineinander greifender Walzen bezeichnet wird, um das Substrat dauerhaft
zu verlängern,
um seinen Widerstand gegen Dehnen zu verringern. Das resultierende „elastifizierte" Verbundmaterial
weist in den Abschnitten, die dem Ringwalzvorgang unterzogen worden
sind, einen höheren
Grad an Dehnbarkeit auf. Die Verfahren, mit denen einem anderweitig
im Wesentlichen unelastischen Material mittels geriffelter Walzen,
welche das Material in Querrichtung oder Längsrichtung dehnen und dauerhaft
verformen, Dehnbarkeit verliehen wird, sind offenbart im U.S.-Patent
Nr. 4,116,892, erteilt am 26. September 1978 an E. C. A. Schwarz,
U.S: Patent Nr. 4,834,741, erteilt am 30. Mai 1989 an R. N. Sabee,
U.S.-Patent Nr. 5,143,679, erteilt am 1. September 1992 an G. M. Weber
et al., U.S.-Patent 5,156,793, erteilt am 20. Oktober 1992 an K
B. Buell et al., U.S.-Patent Nr. 5,167,897, erteilt am 1. Dezember
1992 an G. M. Weber et al., U.S.-Patent
Nr. 5,422,172, erteilt am 6. Juni 1995 an P.-C. Wu und US-Patent
Nr. 5,518,801, erteilt am 21. Mai 1996 an C. W. Chappell et al.
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Bezugnehmend
auf 3, kann das latent elastische Material (284)
dann durch eine Aktivierungsvorrichtung (286), welche das
latent elastische Material (284) schrittweise dehnt, elastifiziert
oder aktiviert werden, um dauerhafte Verlängerung des ersten bzw. zweiten
Substrats (202 bzw. 270) bereitzustellen. Das
resultierende elastifizierte Verbundmaterial (288) wird
ein elastisches Material, wobei die elastischen Streifen (106)
sich unter einer an das elastifizierte Verbundmaterial (288)
angelegten Zugkraft dehnen können.
Abhängig
von den Dehnungseigenschaften der elastischen Streifen (106)
kann das elastifizierte Verbundmaterial (288) unter einer Zugkraft
innerhalb der bereitgestellten dauerhaften Verlängerung der Substrate (202 und 270)
gedehnt werden.
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7 veranschaulicht
eine vereinfachte isometrische Ansicht einer weiteren Ausführungsform (300)
des Verfahrens und der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung zum
Herstellen eines elastifizierten Verbundmaterials (104A)
(siehe 2) der vorliegenden Erfindung, aufweisend eine
kreuz und quer verlaufende Konfiguration von elastischen Streifen (106).
Bei der Ausführungsform
(300) von 7 kann die erste Verbundstoffröhre (269)
in allen oder jedem Aspekt in ähnlicher
Weise wie die hier vorstehend beschriebene Ausführungsform (200) hergestellt
werden.
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Nachdem
die erste Verbundstoffröhre
(269) hergestellt ist, kann sie dann durch die Schlitzvorrichtung
(280) (hier vorstehend beschrieben) in Längsrichtung
geschlitzt werden, um die geschlitzte erste Verbundstoffröhre (269)
in Längsrichtung
zu öffnen, um
durch eine beliebige geeignete Auseinanderfaltvorrichtung (nicht
dargestellt) ein erstes ebenes Verbundmaterial (302) zu
bilden. Das erste ebene Verbundmaterial (302) kann dann
mithilfe einer einem Fachmann bekannten beliebigen geeigneten Falteinrichtung
(305) in Längsrichtung
in eine beliebige Anzahl von Falten gefaltet werden (zum Beispiel
ist in 7 eine zweifaltige Konfiguration (303)
dargestellt), um ein zweites ebenes Verbundmaterial (304) zu
bilden, aufweisend die elastischen Streifen (106), angeordnet
innerhalb des zweiten ebenen Verbundmaterials (302) und
bildend ein kreuz und quer verlaufendes Muster (306).
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Das
zweite ebene Verbundmaterial (304) kann ein latent elastisches
Material (310) sein, umfassend elastische Streifen (106)
in einem kreuz und quer verlaufenden Muster (306) in einem
im Wesentlichen entspannten oder gedehnten Zustand, gebunden zwischen
zwei gefalteten Teilen des ersten Substrats (202). Wenn
das Substrat (202) nicht elastisch ist, dann ist das latent
elastische Material (310) nicht elastisch. Das latent elastische
Material (310) kann dann durch die vorstehend beschriebene
Aktivierungsvorrichtung (286) elastifiziert werden, um
ein elastifiziertes Verbundmaterial (312) herzustellen, aufweisend
elastische Streifen (106) bildend ein kreuz und quer verlaufendes
Muster (306).
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8 veranschaulicht
eine vereinfachte isometrische Ansicht einer weiteren Ausführungsform (400)
des Verfahrens und der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung zum
Herstellen eines elastifizierten Verbundmaterials (104A)
der vorliegenden Erfindung durch Einsatz einer Wende-chtung (402)
zum Wenden der ersten Verbundstoffröhre (269). Vor der Wende-Falteinrichtung
(402) kann die erste Verbundstoffröhre (269) (aufweisend
auf die äußere Oberfläche (222)
der Röhre
(204) gewickelte elastische Streifen (106), d.
h. zur Außenseite
der Röhre
zeigend) in ähnlicher
Weise wie die hierin vorstehend beschriebenen Ausführungsformen
(200) und/oder (300) hergestellt werden. Die Wende-Falteinrichtung (402)
kann jede beliebige geeignete einem Fachmann bekannte Falteinrichtung
sein, die in der Lage ist, die erste Verbundstoffröhre (269)
zu einer gewendeten Röhre
(404) zu wenden, deren äußere Oberfläche (222)
mit elastischen Streifen (106) zur Innenseite der Wende-Röhre (404)
gewendet ist. Die Wende-Falteinrichtung (402) kann wahlweise
eine beliebige geeignete Hilfsvorrichtung (406) einschließen, angeordnet
innerhalb der gewendeten Röhre
(404), um die Bildung und Bewegung der gewendeten Röhre (404)
entlang einer invertierten Richtung (405), die entgegen
der Richtung (210) verläuft,
zu unterstützen.
Zum Beispiel kann die Hilfsvorrichtung (406) ein Festkörper oder
eine Röhre
sein, kann beheizt oder gekühlt
sein, kann unter Druck stehendes Gas einschließen, kann fest oder beweglich
sein.
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Die
gewendete Röhre
(404) kann dann von einer beliebigen geeigneten Kniffvorrichtung
(285) geglättet
werden, um ein latentes Verbundmaterial (408) herzustellen,
welches dann von der Aktivierungsvorrichtung (286) aktiviert
werden kann, um ein elastifiziertes Verbundmaterial (410)
herzustellen, aufweisend eine kreuz und quer verlaufende Konfiguration
(412) von elastischen Streifen (106).
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Obwohl
bestimmte Ausführungsformen und/oder
einzelne Merkmale der vorliegenden Erfindung dargestellt und beschrieben
wurden, weiß der Fachmann,
dass verschiedene andere Änderungen und
Modifizierungen durchgeführt
werden können, ohne
vom Gedanken und Gebiet der Erfindung abzuweichen. Ferner sollte
es klar sein, dass alle Kombinationen solcher Ausführungsformen
und Merkmale möglich
sind und zu bevorzugten Ausführungen
der Erfindung führen
können.