УСИЛЕННОЕ ПОЛОТНО НЕТКАНОГО МАТЕРИАЛА, КОМПЛЕКС, СОДЕРЖАЩИЙ ТАКОЕ ПОЛОТНО, И СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПОЛОТНА НЕТКАНОГО МАТЕРИАЛА
REINFORCED WEB OF NON-WOVEN MATERIAL, COMPLEX CONTAINING SUCH WEB, AND METHOD OF NON-WOVEN MATERIAL WEB PROCESSING

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к полотнам нетканого материала и к ламинированным комплексам, содержащим такие полотна.
В частности, настоящее изобретение относится к полотнам нетканого материала и к ламинированным комплексам, которые можно использовать в области гигиены, в частности, для изготовления эластичных концов подгузников.
В настоящем описании термин «нетканый материал» охватывает все нетканые материалы, подпадающие под общепринятое в данном области определение, как правило, текстильные материалы, состоящие из волокон и/или нитей, перемешанных и удерживаемых вместе, чтобы образовать полотно.
Уровень техники
На линиях производства ламинированных комплексов, как показано на фиг. 16, полотно нетканого материала подвергают в его продольном направлении (соответствующему направлению машины в линии, то есть направлению движения полотна на линии) натяжению F.
i
i
f
f
f
u
а
u
u
a
Под действием этого натяжения F происходит уменьшение ширины полотна. Это явление, известное под названием “neckdown” или «вытяжка», схематично представлено на фиг. 16. В своем первоначальном состоянии без натяжения полотно (N) имеет ширину l и длину L. После продольного натяжения F длина полотна (N) увеличивается (L), а его ширина уменьшается (l). Его толщина может тоже увеличиваться. Чтобы преодолеть это уменьшение ширины полотен, на производственной линии, требующей полотна нетканого материала полезной ширины l, используют полотно действительной ширины l, превышающей l, при этом разность между полезной шириной l и действительной шириной l соответствует прогнозируемому уменьшению ширины полотна по причине явления neckdown. Однако это решение имеет недостатки: при каждом изменении скорости полотна во время запуска или остановки производственной линии продольное натяжение, прикладываемое к полотну, тоже меняется. Чтобы ширина полотна в конце производственной линии находилась в необходимом диапазоне допуска, иногда необходимо обрезать боковые края полотна. Но, даже если ширину полотна можно подгонять таким образом, ее механические характеристики, в частности, ее способность к удлинению в поперечном направлении, могут меняться локально в зависимости от интенсивности явления neckdown, что приводит также к локальным изменениям характеристик на всем комплексе, включающем в себя такое полотно.
Другое решение состоит в том, чтобы на производственных линиях перемещать полотна нетканого материала без какого-либо натяжения, например, транспортируя их на конвейерной ленте. Для получения ламинированного комплекса эти полотна соединяют без натяжения с эластичной пленкой. Однако когда ламинированный комплекс потом перемещают, образующие его полотна нетканого материала подвергаются действию явления neckdown, что приводит к деформациям ламинированного комплекса, мешающим его нормальному направлению на следующих производственных линиях.
Раскрытие сущности изобретения
Одна из задач настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить способ обработки полотна и обработанное таким образом полотно, которые позволяют преодолеть недостатки вышеупомянутых известных решений.
В частности, изобретение должно обеспечивать контроль ширины полотна нетканого материала, когда такое полотно перемещают с натяжением на производственной линии.
В связи с этим объектом изобретения является полотно нетканого материала, расположенное в продольном направлении и в боковом направлении, ортогональном к продольному направлению, при этом указанное полотно содержит:
- по меньшей мере одну зону усиления, в которой волокна и/или нити, образующие полотно, соединены в соответствии с рисунком усиления, содержащим множество геометрических форм, при этом зона усиления расположена по всей длине полотна, измеренной в продольном направлении, и по ширине, строго меньшей ширины полотна, измеренной в боковом направлении, и
- по меньшей мере одну не усиленную зону,
при этом удлинение усиленной зоны под действием данной силы, действующей в продольном направлении, строго меньше удлинения не усиленной зоны под действием этой же силы.
Под соединением волокон и/или нитей в данном случае следует понимать любое соединение, усиливающее их сцепление. В частности, такое соединение может включать в себя локальное увеличение объемной плотности полотна (в частности, но не исключительно локальное увеличение плотности волокон и/или нитей), получаемое при помощи любого механического (например, сжатия) и/или термического и/или химического соединения волокон и/или нитей или при помощи комбинаций нескольких соединений этого типа. Например, соединение может быть сварным швом.
Следовательно, жесткость полотна является более высокой в зоне или каждой зоне усиления, чем в не усиленной зоне.
Когда полотно подвергается продольному натяжению, его удлинение в продольном направлении ограничено по сравнению с известным полотном, что также ограничивает наведенную деформацию в боковом направлении.
В настоящей заявке удлинение зоны полотна выражается в процентах относительно первоначальной длины.
Например, заявленное полотно выполнено из нетканого материала, полученного при помощи технологии Dry-laid (сухой способ), Wet-laid (влажный способ) или Spun-laid (способ расплавления/экструзии) и упрочненного при помощи механического, термического, химического и/или адгезивного соединения.
Согласно примеру, полотно изготовлено из упрочненного нетканого материала, выполненного из кардной пряжи из нетканого материала, в частности, из нетканого материала типа Spunlace, то есть упрочненного посредством гидроскрепления.
Как правило, рисунок усиления представляет собой повторение элементарного рисунка в продольном направлении полотна.
Согласно примеру, геометрические формы, образующие рисунок усиления, являются дискретными элементами, которыми могут быть, например, кружки, кресты, ромбы, вытянутые формы и т.д.
Под «дискретным» следует понимать элементы, которые являются прерывистыми или которые изолированы, то есть выполнены отдельно друг от друга. Таким образом, эти элементы могут быть ограничены замкнутым контуром.
Под «множеством геометрических форм» следует понимать по меньшей мере два дискретных элемента, при этом контуры каждого из указанных по меньшей мере двух дискретных элементов являются идентичными, подобными или отличными друг от друга.
Некоторые формы могут быть сплошными. Другие могут образовать замкнутую кривую линию и могут иметь на всей своей протяженности внутренний бортик и наружный бортик.
Согласно примеру, геометрические формы рисунка усиления каждой зоны усиления расположены таким образом, что любая прямая, проходящая в боковом направлении полотна, пересекает по меньшей мере одну из указанных форм. Таким образом, усиление полотна является непрерывным по всей его длине. Это позволяет избежать локальных явлений neckdown.
Согласно другому примеру, геометрические формы рисунка усиления каждой зоны усиления расположены таким образом, что любая прямая, наклоненная относительно бокового направления под углом, строго составляющим от 0° до 90°, в частности, строго составляющим от 0° до 45°, и, в частности, наклоненная под углом около 24°, пересекает по меньшей мере одну из указанных форм указанной зоны.
Как правило, зона усиления ограничена ограничительной прямой слева DG и ограничительной прямой справа DD, при этом указанные параллельные ограничительные прямые проходят в продольном направлении полотна. Рисунок сварного шва полностью содержится между двумя прямыми, и каждая прямая является касательной по меньшей мере к одной форме рисунка усиления.
Согласно примеру, процентное содержание соединения в зоне усиления превышает 10% или, в частности, превышает 15% или превышает 25%.
Согласно примеру, процентное содержание соединения в зоне усиления меньше 90% или, в частности, меньше 70%.
В настоящей заявке процентное содержание соединения в зоне усиления выражено в процентах площади указанного отрезка, покрытого геометрическими формами рисунка усиления. Как правило, его измеряют на отрезке зоны усиления шириной, равной ширине указанной зоны, и длиной, равной целому числу элементарных рисунков усиления.
Целое число выбирают, например, таким образом, чтобы длина отрезка превышала ширину зоны усиления.
Как правило, смежные первая и вторая зоны усиления разделены промежуточной полосой без усиления, проходящей в продольном направлении и предпочтительно имеющей ширину, по меньшей мере равную 10% наименьшей ширины среди двух зон усиления.
Согласно примеру, ширина каждой зоны усиления составляет не более 80% ширины полотна, предпочтительно не более 60% ширины полотна.
Для каждой зоны усиления можно определить полезный участок, ограниченный ограничительным бортиком слева BG и ограничительным бортиком справа BD.
Ограничительный бортик стороны полезного участка определяют следующим образом:
Он содержит так называемые крайние точки рисунка усиления, иначе говоря, точки, находящиеся наиболее снаружи от указанной стороны (в боковом направлении), причем для каждой координаты, взятой вдоль оси, проходящей в продольном направлении полотна.
В случае необходимости, он дополнительно содержит прямые сегменты, расположенные в боковом направлении и соединяющие его участки, образованные вышеупомянутыми крайними точками.
Таким образом, каждый ограничительный бортик может быть прямой линией, кривой линией или комбинацией одного или нескольких прямых и/или криволинейных сегментов.
Можно измерить процентное содержание соединения на полезном участке зоны усиления на отрезке указанного полезного участка по длине, равной длине элементарного рисунка. Она выражена в процентах площади указанного отрезка, покрытого геометрическими формами рисунка усиления.
Например, процентное содержание соединения на полезном участке зоны усиления превышает 15% или, в частности, превышает 20% или превышает 35%.
Как правило, процентное содержание соединения на полезном участке зоны усиления меньше 90%, в частности, меньше 70%.
Согласно примеру, удлинение усиленной зоны под действием силы натяжения в 5 Ньютон, приложенной в продольном направлении, меньше удлинения не усиленной зоны под действием этой же силы.
Например, удлинение зоны усиления под действием указанной данной силы, приложенной в продольном направлении, меньше по меньшей мере на 5%, предпочтительно меньше по меньшей мере на 15%, еще предпочтительнее меньше по меньшей мере на 50% удлинения не усиленной зоны под действием этой же силы. Например, если не усиленная зона имеет удлинение 17%, когда на нее действует сила натяжения в 5 Ньютон, то удлинение зоны усиления меньше или равно 12%.
Согласно примеру, полотно дополнительно содержит по меньшей мере одну активированную зону, проходящую по ширине, меньшей ширины полотна, на которой нетканый материал активирован.
Как правило, полотно нетканого материала имеет низкую способность к удлинению по сравнению с эластичной пленкой. Если такое полотно предназначено для ламинирования на эластичной пленке с целью получения ламинированного комплекса, иногда необходимо предварительно его подвергнуть на всей его поверхности или локально обработке, позволяющей уменьшить сцепление структуры, чтобы после соединения с эластичной пленкой ламинированный комплекс можно было легко растягивать (с меньшим усилием, например, 10 Н).
Активация состоит в растягивании нетканого материала. Она увеличивает локально и необратимо способность нетканого материала удлиняться. Как правило, активацию осуществляют в боковом направлении полотна.
Как правило, активированный нетканый материал имеет в поперечном разрезе на своей активированной зоне волнистую форму, когда его не подвергают никакому внешнему натяжению.
Объектом настоящего изобретения является также ламинированный комплекс, содержащий по меньшей мере одно первое описанное выше полотно и по меньшей мере одну эластичную пленку, соединенную с указанным первым полотном.
Согласно примеру, ламинированный комплекс содержит по меньшей мере одно второе полотно нетканого материала, при этом указанная по меньшей мере одна эластичная пленка расположена между первым и вторым полотнами.
Согласно примеру, первое полотно содержит по меньшей мере одну первую зону усиления, и второе полотно является описанным выше полотном, которое содержит по меньшей мере одну вторую зону усиления.
Например, первая и вторая зоны усиления могут перекрывать друг друга по меньшей мере в одной зоне перекрывания заранее определенной ширины.
Согласно примеру, проекции соответствующих рисунков усиления первой и второй зон усиления совпадают по меньшей мере в одной зоне ламинированного комплекса.
В данном случае проекции рисунков усиления рассматривают в плоскости, ортогональной к толщине ламинированного комплекса (иначе говоря, в плоскости, ортогональной к направлению наложения друг на друга слоев ламинированного комплекса).
Согласно другому примеру, рисунок усиления первой зоны усиления и рисунок усиления второй зоны усиления являются разными.
Согласно еще одному примеру, проекции в направлении Z соответствующих рисунков усиления первой и второй зон усиления расположены таким образом, что любая прямая, проходящая в боковом направлении полотна, пересекает проекцию геометрических форм рисунков усиления первой и второй зон усиления. В частности, проекции в направлении Z соответствующих рисунков усиления первой и второй зон усиления расположены таким образом, что любая прямая, имеющая наклон относительно бокового направления под углом, строго составляющим от 0 до 90°, предпочтительно строго составляющим от 0° до 45° и, в частности, имеющая наклон под углом около 24°, пересекает проекцию геометрических форм рисунков усиления первой и второй зон усиления.
Каждая зона усиления каждого полотна может быть смещена в боковом направлении относительно эластичного участка ламинированного комплекса.
Под эластичным участком ламинированного комплекса понимают участок ламинированного комплекса, содержащий эластичную пленку и выполненный с возможностью растягиваться под действием силы растягивания в боковом направлении и с возможностью по существу восстанавливать свою форму и первоначальные размеры после прекращения действия указанной силы растягивания. Например, речь идет об участке, который сохраняет остаточную деформацию после удлинения и прекращения действия силы (остаточную деформацию называют также “permanent set” или “SET”), меньшую 20%, в частности, меньшую 15% и в некоторых случаях меньшую 5% своего первоначального (до удлинения) размера при удлинении в 100% от его первоначального размера при окружающей температуре (23°С).
Согласно другому примеру, по меньшей мере одна первая зона усиления первого полотна и по меньшей мере одна вторая зона усиления второго полотна перекрывают друг друга по меньшей мере в одной зоне перекрывания заранее определенной ширины, и одна среди первой зоны усиления первого полотна и второй зоны усиления второго полотна проходит за пределы указанной зоны перекрывания в направлении эластичного участка ламинированного комплекса в его боковом направлении.
Объектом настоящего изобретения является также способ обработки полотна нетканого материала, при этом указанное полотно расположено в продольном направлении и в боковом направлении, ортогональном к продольному направлению, при этом способ содержит по меньшей мере один этап усиления, в ходе которого по меньшей мере в одной зоне усиления полотна, расположенной по всей длине полотна, измеренной в продольном направлении, и по ширине, строго меньшей ширины полотна, измеренной в его боковом направлении, волокна и/или нити, образующие полотно, соединяют в соответствии с рисунком, содержащим множество геометрических форм, таким образом, что удлинение усиленной зоны под действием данной силы, приложенной в продольном направлении, меньше удлинения не усиленной зоны полотна под действием этой же силы.
Во время этапа усиления увеличивают сцепление волокон и/или нитей полотна. В частности, увеличивают локально объемную плотность полотна (в частности, но не исключительно увеличивают локально плотность волокон и/или нитей) посредством механического соединения (например, сжимая полотно) и/или термического соединения (нагревая полотно) и/или химического соединения волокон и/или нитей, или при помощи комбинации нескольких соединений этого типа. Например, можно локально сваривать волокна и/или нити.
Этап усиления можно, например, осуществлять посредством горячего каландрирования.
Согласно вариантам, его можно также осуществлять при помощи лазера, ультразвуков, посредством тиснения (холодного каландрирования) или при помощи комбинации по меньшей мере двух из этих технологий.
Согласно примеру, способ дополнительно содержит этап активации, на котором по меньшей мере в одной активируемой зоне полотна нетканый материал растягивают для его активации.
Согласно примеру, перед этапом усиления способ дополнительно содержит этап подгонки ширины полотна.
В настоящей заявке описаны несколько примеров осуществления. Однако, если только не указано иное, признаки, описанные в связи с любым примером осуществления, можно применять для другого примера осуществления.
Краткое описание чертежей
Изобретения и его преимущества будут более очевидны из нижеследующего подробного описания нескольких вариантов осуществления, представленных в качестве неограничивающих примеров. Описание представлено со ссылками на прилагаемые чертежи.
На фиг. 1 показано полотно нетканого материала согласно варианту осуществления изобретения, вид сверху;
на фиг. 2 показано поперечное сечение полотна нетканого материала, изображенного на фиг. 1, в разрезе по плоскости II-II фиг. 1;
на фиг. 3 показан полезный участок зоны усиления на отрезке указанной зоны усиления, соответствующем элементарному рисунку;
на фиг. 4А, 4В и 4С представлены три других примера рисунка усиления;
на фиг. 5 показан ламинированный комплекс согласно варианту осуществления изобретения, вид в поперечном сечении;
на фиг. 6 показан ламинированный комплекс согласно другому варианту осуществления изобретения, вид в поперечном сечении;
на фиг. 7 показана часть ламинированного комплекса согласно варианту, изображенному на фиг. 6, вид в поперечном сечении;
на фиг. 8А и 8В представлены соответственно первая зона усиления первого полотна нетканого материала в варианте ламинированного комплекса, показанном на фиг. 5, и вторая зона усиления второго полотна нетканого материала этого же ламинированного комплекса;
на фиг. 8С схематично представлено расположение друг над другом первой и второй зон усиления, показанных на фиг. 8А и 8В, в плоскости, ортогональной к направлению толщины ламинированного комплекса;
на фиг. 9А и 9В представлены соответственно первая зона усиления первого полотна нетканого материала ламинированного комплекса, показанного на фиг. 6, и вторая, идентичная зона усиления второго полотна нетканого материала этого же ламинированного комплекса;
на фиг. 10 схематично показано расположение друг над другом первой и второй зон усиления, изображенных на фиг. 9А и 9В, в плоскости, ортогональной к направлению толщины ламинированного комплекса;
на фиг. 11 схематично показано расположение друг над другом первой и второй зон усиления, изображенных на фиг. 9А и 9В, согласно второму примеру;
на фиг. 12 схематично показано расположение друг над другом первой и второй зон усиления, изображенных на фиг. 9А и 9В, согласно третьему примеру;
на фиг. 13 показано расположение друг над другом первой зоны усиления первого полотна нетканого материала и второй зоны усиления второго полотна нетканого материала ламинированного комплекса согласно другому примеру изобретения;
на фиг. 14 схематично показана установка для обработки полотна нетканого материала, вид сбоку;
на фиг. 15 показано полотно нетканого материала, проходящего в момент t в установке обработки, изображенной на фиг. 14, вид сверху;
на фиг. 16 (уже описана выше) представлена схема принципа явления neckdown.
Осуществление изобретения
На фиг. 1 и 2 показано полотно 10 нетканого материала согласно первому варианту осуществления изобретения.
Для полотна 10 определяют продольное направление X1, в котором измеряют его длину L, и боковое направление Y1, ортогональное к Х1, в котором измеряют его ширину l. Эти два больших размера полотна показаны в верхней проекции на фиг. 1.
Полотно 10 выполнено, например, из нетканого материала типа Spunlace, образованного множеством волокон, упрочненных посредством гидроскрепления, и обычно используемого в области гигиены с учетом его мягкости и его естественной способности к деформации.
С учетом повышенной способности к деформации нетканый материал Spunlace особенно подвержен действию описанного выше явления neckdown. Когда к нему прикладывают натяжение в данном направлении, он претерпевает значительную деформацию в ортогональном направлении. Следовательно, на производственной линии, где полотно из нетканого материала Spunlace подвергается сильному продольному натяжению, оно сужается по существу в направлении ширины.
Согласно изобретению, полотно 10 локально усиливают, чтобы избегать явления neckdown.
Как показано на фиг. 1, оно содержит зоны усиления 20а, 20b, 20c, 20d, в которых волокна, образующие полотно, соединены в соответствии с рисунком 22 усиления, содержащим множество геометрических форм 24, при этом каждая зона усиления 20а, 20b, 20c, 20d расположена по всей длине L полотна 10 и по ширине, строго меньшей ширины l полотна 10.
Усиленные зоны 20а, 20b, 20c, 20d окаймлены не усиленными зонами 40.
Благодаря соединению, локально осуществляемому между волокнами, полотно 10 становится более жестким в зонах усиления 20а, 20b, 20c, 20d. С учетом этого повышения жесткости удлинение усиленной зоны полотна под действием данной силы в продольном направлении Х1 меньше удлинения не усиленной зоны при одинаковой силе.
Следовательно, когда к полотну прикладывают продольное натяжение, его наведенная деформация в боковом направлении ограничена по сравнению с не усиленным полотном.
Для измерения удлинения зоны усиления или не усиленной зоны можно, например, применять следующий метод:
Полотно нетканого материала помещают в нормальную атмосферу, как она определена в норме ASTDM 5170, при температуре 23°С ± 2°С и при относительной влажности 50% ± 5%.
В качестве прибора используют динамометр, соответствующий норме EN 10002, в частности, динамометр Synergie 200H, выпускаемый компанией NTS Systems Corp, США в совокупности с пользовательской программой TESTWORKS 4.04 B.
При помощи резака или ножниц готовят образец шириной 10 мм в направлении CD (поперечное направление) полотна и длиной 150 мм в направлении MD (направление машины) полотна в зоне усиления или в не усиленной зоне.
Образец располагают между губками динамометра.
Параметры выбирают следующим образом:
Расстояние между губками: 100 мм
Скорость машины: 500 мм/мин
Число циклов: 1
Предварительная нагрузка: 0.1 Н.
Образец растягивают в направлении его ширины (соответствующей продольному направлению полотна) до его разрыва путем вертикального перемещения губок.
При этом получают кривую, показывающую силу растягивания в зависимости от процента удлинения. Таким образом, можно определить величину удлинения в процентах при 5 Н, которая соответствует удлинению, которому подвергается продукт во время его перемещения на линии.
Значение 5 Н не является ограничивающим и в других способах измерения может быть другим, например, равным 10 Н.
На фиг. 1 показаны четыре разные зоны усиления полотна 10: две боковые зоны усиления 20а и 20b, расположенные по боковому бортику полотна и имеющие ширину l1, и две центральные зоны усиления 20с, 20d шириной l1, разделенные не усиленной зоной 40.
Таким образом, полотно имеет плоскость симметрии Р, параллельную его продольному направлению Х1.
Однако количество, ширина и место нахождения зон усиления полотен в соответствии с изобретением могут меняться в зависимости от потребностей и от предусмотренного дальнейшего использования полотна. Так, полотно может содержать только одну зону усиления или зоны усиления в количестве, отличном от четырех. Кроме того, хотя эти симметричные конфигурации являются предпочтительными, так как, в частности, позволяют изготавливать одновременно два идентичных эластичных конца подгузника из многослойного материала с использованием такого полотна путем вырезания по плоскости симметрии Р, зона или зоны усиления полотна не обязательно расположены по боковому бортику этого полотна или центрованы на этом полотне. Они не обязательно распределены также симметрично. В зависимости от случая можно подгонять ширину зон усиления на одном и том же полотне.
Вместе с тем, как показано на фиг. 1, две смежные зоны усиления предпочтительно разделены не усиленной зоной 40, проходящей в продольном направлении и имеющей ширину, по меньшей мере равную 10% наименьшей ширины среди двух зон усиления.
В данном примере полотно 10 нетканого материала дополнительно содержит в каждой не усиленной зоне 40, находящейся между двумя смежными зонами усиления 20а, 20b, 20с, активированную зону 30а, 30b в виде сплошной полосы шириной l3, в которой были активированы волокна нетканого материала.
Предпочтительно ширина l3 активированной зоны превышает ширину l1 зоны усиления. В частности, ширина l3 активированной зоны в 1.5 раза шире, чем ширина l1 зоны усиления.
Для упрощения далее будет описана только одна зона 20а усиления полотна 10. Вместе с тем, все элементы, описанные в связи с этой зоной 20а усиления, можно применять к другим зонам усиления 20b, 20с полотна 10.
Как показано на фиг. 1, зона 20а усиления имеет вид полосы, ограниченной ограничительной прямой слева DG, с одной стороны, и ограничительной прямой справа DD, с другой стороны, при этом все параллельные ограничительные прямые расположены в продольном направлении Х1. Рисунок 22 усиления полностью находится между этими двумя прямыми DG, DD, и каждая прямая является касательной по меньшей мере к одной форме 24 рисунка 22 усиления.
Предпочтительно ширина l1 зоны 20а усиления, то есть расстояние, измеренное в боковом направлении Y1, между прямыми DG и DD составляет не более 80% ширины l полотна 10, предпочтительно не более 60% ширины l полотна 10.
В данном примере напротив рисунка 22 усиления волокна полотна 10 сжаты и сварены друг с другом вплоть до полного расплавления образующего их материала, при этом исчезновение волокон как таковых и их замена зоной в виде пленки локально увеличивает объемную плотность полотна. Такое усиление получают, например, посредством горячего каландрирования, что будет более детально описано ниже.
Толщина е1 полотна 10 на уровне зоны 20а усиления меньше толщины е полотна в не усиленных зонах 40, как показано на фиг. 2.
Рисунок 22 усиления, содержащийся в зоне 20а, обычно образован равномерным повторением в продольном направлении Х1 элементарного рисунка 26 длиной lm.
Элементарный рисунок 26 усиления зоны 20а более детально показан на фиг. 3.
В данном примере он представляет собой комбинацию дискретных сплошных геометрических форм, в данном случае крестов и ромбов.
Процентное содержание соединения в зоне 20а усиления, то есть процентное содержание соединения на отрезке зоны усиления, соответствующем элементарному рисунку 26, предпочтительно превышает 10% и меньше 90% или, в частности, составляет от 25% до 70%.
Определяют также полезный участок 28 зоны 20а усиления, ограниченный ограничительным бортиком слева BG и ограничительным бортиком справа BD. В примере, представленном на фиг. 1, ограничительные бортики BG, BD в целом проходят в продольном направлении Х1.
Ограничительные правые и левые бортики BG, BD полезного участка 28 показаны на фиг. 3.
Левый бортик BG содержит крайние точки рисунка 22 усиления, которые находятся наиболее слева (в боковом направлении Y1), причем для каждой координаты, взятой вдоль оси, проходящей в продольном направлении Х1. Эти крайние точки показаны сплошной жирной линией слева на фиг. 3. Кроме того, он содержит прямые сегменты (показанные прерывистой жирной линией слева на фиг. 3), проходящие в боковом направлении Y1 и соединяющие участки бортика, образованные вышеупомянутыми крайними точками слева.
Правый бортик BD содержит крайние точки рисунка 22 усиления, которые находятся наиболее справа (в боковом направлении Y1), причем для каждой координаты, взятой вдоль оси, проходящей в продольном направлении Х1. Эти крайние точки показаны сплошной жирной линией справа на фиг. 3. Кроме того, он содержит прямые сегменты (показанные прерывистой жирной линией справа на фиг. 3), проходящие в боковом направлении Y1 и соединяющие участки бортика, образованные вышеупомянутыми крайними точками справа.
Процентное содержание соединения на полезном участке 28 зоны 20а усиления, измеренная на отрезке длиной Lm (в данном случае на элементарном рисунке), предпочтительно превышает 15%, в частности, превышает 20% и меньше 90%.
Как известно специалисту в данной области, удержание волокон и/или нитей нетканого материала происходит в результате упрочнения, осуществляемого на всей протяженности перемешанных волокон и/или нитей во время изготовления нетканого материала, при этом упрочнение может быть термическим (каландрирование, ультразвук и т.д.), механическим (гидро-скрепление, иглопробивание и т.д.), химическим или адгезивным.
Упрочнение обеспечивает определенное сцепление волокон и/или нитей, что позволяет манипулировать ими и их транспортировать, в частности, наматывать их на катушку и их разматывать. В некоторые случаях его можно осуществлять во множестве точек, распределенных по существу равномерно по всей ширине полотна нетканого материала. Например, выполненные из кардной пряжи и каландрированные нетканые материалы обычно имеют точки термического упрочнения.
Точки упрочнения образуют рисунок, отличный от рисунка усиления. Для упрощения эти точки упрочнения нетканого материала на фигурах не показаны.
Разумеется, точки упрочнения следует четко отличать от описанного выше рисунка усиления. Упрочнение позволяет придать полотну первоначальное сцепление на всей его поверхности, чтобы получить нетканый материал, тогда как усиление, производимое в рамках настоящего изобретения, позволяет усилить локально первоначальное сцепление, полученное в результате этого упрочнения. Следовательно, точки упрочнения нетканого материала не принимаются в расчет при вычислении вышеупомянутых процентных содержаний соединения усиления.
Согласно примеру, геометрические формы 24 рисунка 22 усиления расположены таким образом, чтобы любая прямая, проходящая в боковом направлении Y1 полотна 10, такая как D1 на фиг. 3, пересекала по меньшей мере одну из указанных форм 24. Таким образом, усиление полотна 10 является сплошным по всей его длине. Это позволяет избегать локальных проявлений явления neckdown.
Еще предпочтительнее геометрические формы 24 рисунка 22 усиления расположены таким образом, чтобы любая прямая, наклоненная относительно бокового направления Y1 под углом Ω, строго составляющим от 0 до 90°, такая как D2 на фиг. 3, пересекала по меньшей мере одну из указанных форм 24. В частности, угол Ω строго находится в пределах от 0 до 45°.
Однако описанный выше рисунок 22 усиления не является ограничивающим, и геометрические формы 24, а также их расположение могут меняться.
В частности, геометрические формы 24, образующие рисунок 22 усиления, могут быть не сплошными. Так, согласно варианту, каждая форма 24 может быть образована замкнутой кривой и имеет на всей своей протяженности внутренний бортик и наружный бортик.
Это касается рисунка 22А усиления, показанного на фиг. 4А: каждый крест или ромб 24А в данном случае образован кривой, представляющей собой замкнутый контур.
Выбор этого типа рисунка позволяет ограничить энергию, необходимую для его создания, и одновременно сохранить удовлетворительные характеристики. Кроме того, поверхность остается мягкой на ощупь.
На фиг. 4В и 4С представлены два других примера рисунков 22В, 22С, содержащих соответственно комбинацию кругов и вытянутых форм (фиг. 4В) и последовательность идентичных ромбов (фиг. 4С).
Согласно другому примеру, рисунок 22 усиления может также содержать ограничительные бортики BG, BD, проходящие в направлениях, по существу наклонных относительно продольного направления Х1, например, отклоняющихся от этого направления поочередно влево, затем вправо наподобие зигзага или синусоиды. Такое расположение можно получить при помощи каландровых валков, поворачивающихся слева направо или справа налево во время выполнения элементарного рисунка усиления.
Усиленное полотно 10 описанного выше типа можно использовать для изготовления ламинированных комплексов, в частности, трехслойных ламинированных комплексов, содержащих два полотна нетканого материала и по меньшей мере одну эластичную пленку, расположенную между указанными полотнами.
Первый вариант осуществления такого ламинированного комплекса 100 представлен на фиг. 5. Разумеется, в дальнейшем тексте описания продольное Х и боковое Y направления ламинированного комплекса следует рассматривать как направления, параллельные продольным и боковым направлениям полотен, образующих этот ламинированный комплекс. Направление Z толщины ламинированного комплекса определяют как направление укладки друг на друга различных слоев этого комплекса.
Ламинированный комплекс 100 образован путем наложения друг на друга в направлении Z:
- первого усиленного полотна 110 нетканого материала, имеющего две зоны 120а, 120b усиления, расположенные вдоль боковых бортиков полотна 110, а также две активированные зоны 130а, 130b, расположенные между указанными зонами 120а, 120b усиления,
- двух эластичных пленок 150, 152, расположенных по существу напротив первой и второй активированной зоны 130а, 130b первого полотна 110, и
- второго усиленного полотна 110’ нетканого материала, имеющего единственную зону 120’ усиления, центрованную на указанном полотне 110’.
Полотна 110, 110’ нетканого материала ламинированного комплекса и эластичные пленки 150, 152, вставленные между указанными полотнами, соединяют при помощи клея 160, 160’.
Активированные зоны 130а, 130b первого полотна 110 локально придают ему определенную способность к растяжению.
Второе полотно, выполненное из нетканого материала, более эластичного, чем материал первого полотна 110, не активировано.
Однако в варианте осуществления оба полотна могут быть выполнены из одинакового нетканого материала.
В данном примере клей 160, 160’ наносят сплошными полосами 161, 161’ между эластичными пленками и на их боковых бортиках, что позволяет прочно закрепить эластичные пленки на полотнах 110, 110’, и в виде узких линий или струй 162, 162’ напротив активированных зон 130а, 130b первого полотна 110. В варианте эластичную пленку можно приклеить непрерывно по всей ее ширине, возможно, выбирая меньшую толщину клея в некоторых зонах (в частности, в центре).
В данном примере эластичные пленки 150, 152 можно растянуть между струями клея 162, 162’, обеспечивая эластичность ламинированного комплекса 100.
Таким образом, зоны Е, находящиеся напротив центральных зон эластичных пленок 150, 152, покрытых струями клея 162, 162’, образуют так называемые эластичные участки ламинированного комплекса 100.
В другом варианте осуществления, эластичную пленку можно укладывать напрямую на полотна нетканого материала и получить таким образом слоистый материал, не имеющий клея (скрепляющего вещества), например, укладывая полотна на эластичную пленку на выходе экструдера.
Например, как показано на фиг. 5, каждая зона 120а, 120b, 120’ каждого полотна 110, 110’ смещена в боковом направлении Y относительно этих эластичных участков Е.
Кроме того, можно отметить, что в примере на фиг. 5 зоны усиления 120а, 120b первого полотка 110 смещены относительно зоны усиления 120’ второго полотна 110’ в боковом направлении Y.
Согласно другим примерам осуществления, первая зона усиления первого полотна и вторая зона усиления второго полотна могут перекрывать друг друга, иначе говоря, могут быть расположены друг против друга в направлении Z.
В этом случае рисунки усиления двух наложенных друг на друга зон могут быть идентичными или разными.
Кроме того, обе зоны усиления могут иметь одинаковую или разную ширину, и обе зоны могут перекрывать друг друга по всей своей ширине или только на части своей ширины.
Так, например, на фиг. 8А представлен рисунок 122А усиления первой зоны 120А усиления первого полотна 110, а на фиг. 8В представлен рисунок 122В усиления второй зоны 120’ усиления второго полотна 110’, при этом обе зоны 120а, 120’ усиления имеют разные геометрические рисунки 122А и 122В.
В этом варианте осуществления первая и вторая зоны 120а, 120’ усиления расположены по всей длине полотна, измеренной в продольном направлении, и по ширине, строго меньшей ширины полотна, измеренной в боковом направлении.
На фиг. 8С показаны первая и вторая зоны 120а, 120’ усиления, которые имеют неодинаковую ширину и которые перекрывают друг друга по всей ширине зоны 120’ усиления и только на части ширины зоны 120а усиления. Первая и вторая зоны 120а, 120’ усиления перекрывают друг друга в центральной зоне ZC перекрывания.
Отмечается, что в этом примере проекции в направлении Z соответствующих рисунков 122А, 122В усиления первой и второй зон 120а, 120’ усиления расположены таким образом, что любая прямая, проходящая в боковом направлении Y1 полотна, пересекает проекцию геометрических форм рисунков усиления первой и второй зон усиления. В частности, проекции в направлении Z соответствующих рисунков 122А, 122В усиления в первой и второй зоне 120а, 120’ усиления расположены таким образом, что любая прямая, имеющая наклон относительно бокового направления под углом, строго составляющим от 0 до 90°, в частности, строго составляющим от 0 до 45°, предпочтительно под углом около 24°, пересекает проекцию геометрических форм рисунков усиления первой и второй зоны усиления.
Согласно частному варианту, зоны усиления могут иметь идентичные или частично идентичные рисунки усиления, и проекции в направлении наложения друг на друга соответствующих рисунков усиления первой и второй зон усиления могут совпадать по меньшей мере на заранее определенной ширине ламинированного комплекса.
На фиг. 6 показан ламинированный комплекс 200 согласно другому варианту осуществления изобретения, содержащий:
- первое усиленное полотно 210 нетканого материала, имеющее две зоны 220а, 220b усиления, расположенные вдоль боковых бортиков полотна 210,
- второе усиленное полотно 210’ нетканого материала, имеющее две зоны 220b, 220b’ усиления, расположенные вдоль боковых бортиков полотна 210’,
- две эластичные пленки 250, 252, расположенные между двумя полотнами 210, 210’,
- клей 260, 260’, соединяющий эластичные пленки 250, 252 и полотна 210, 210’ нетканого материала.
Общая структура ламинированного комплекса, в частности, что касается расположения линий и полос клея, по существу идентична структуре, показанной на фиг.5, и поэтому ее описание опускается.
Первая зона 220а усиления, принадлежащая к первому полотну, в данном случае перекрывает вторую зону 220’ усиления, принадлежащую ко второму полотну 210’, в зоне перекрывания, обозначенной ZC на фиг. 6.
Поскольку противоположная сторона ламинированного комплекса расположена симметрично, ее подробное описание опускается.
В представленном частном случае зоны усиления 220а и 220а’ имеют одинаковую ширину и перекрывают друг друга по всей этой ширине, обозначенной lс (ширина зоны перекрывания).
Согласно частному признаку, рисунки усиления первой и второй зон усиления являются идентичными.
Так, например, на фиг. 9А показан рисунок 222А усиления первой зоны 220а усиления первого полотна 210, а на фиг. 9В показан рисунок 222А’ второй зоны 220a’ усиления второго полотна 210’.
Согласно примеру, проекции в плоскости, ортогональной к направлению Z толщины ламинированного комплекса 200, рисунков 222А, 222А’ усиления первой и второй зона 220а, 220а’ усиления совпадают на всей зоне перекрывания ZC, как показано на фиг. 10.
Согласно другому примеру, показанному на фиг. 11, соответствующие рисунки 222А, 222А’ усиления первой и второй зон 220а, 220а’ усиления могут быть также смещены в продольном направлении Х ламинированного комплекса, поэтому их проекции не совпадают.
Согласно еще одному примеру, показанному на фиг. 12. две зоны 220а, 220а’ усиления могут быть смещены в боковом направлении относительно друг друга, при этом проекции их рисунка 222А, 222А’ усиления все же совпадают в зоне перекрывания ZC шириной lс, меньшей ширины их общего рисунка.
На фиг. 13 показаны две зоны усиления, имеющие разные рисунки 222А, 222В, но смещенные относительно друг друга таким образом, что перекрывают друг друга в центральной зоне перекрывания ZC.
На фиг. 7 представлена версия варианта осуществления, показанного на фиг. 6, с особым расположением зон усиления полотен нетканого материала.
Как показано на фиг. 7, вторая зона 220а’ усиления второго полотна 210’ нетканого материала простирается за пределы зоны перекрывания ZC в боковом направлении Y1 в сторону эластичного участка Е ламинированного комплекса.
В данном примере участок второй зоны 220а’ усиления, выступающий за пределы зоны перекрывания ZC, обозначен ZR. Этот участок обращен к не усиленной зоне первого полотна 210. Он расположен в боковом направлении Y1 между зоной перекрывания ZC и эластичной пленкой 250.
Было установлено, что такие расположения позволяют ограничить концентрации напряжений в ламинированном комплексе и увеличить сопротивление разрыву.
Следует отметить, что пример на фиг. 7 не исключает, что зона усиления тоже выступает за пределы зоны перекрывания ZC со стороны указанной зоны, противоположной эластичной пленке 250, в боковом направлении Y1.
Кроме того, зона усиления, простирающаяся за пределы зоны перекрывания ZC в направлении эластичного участка Е ламинированного комплекса, может также быть первой зоной 220а усиления первого полотна 210.
На фиг. 14 показана установка 900 для обработки полотна нетканого материала, которую можно использовать на входе линии производства ламинированного комплекса для изготовления усиленного полотна 10, описанного со ссылками на фиг. 1 и 2.
От входа к выходу в направлении движения предназначенного для обработки полотна (на фигуре слева направо) установка 900 содержит:
- пост 70 разматывания полотна нетканого материала, первоначально намотанного в виде рулона,
- модуль 72 расширения полотна, содержащий
- модуль 74 активации, предназначенный для активации локальных зон полотна, образующих так называемые активированные зоны 30а, 30b полотна 10, и
- модуль 76 вытягивания для растяжения полотна в его боковом направлении,
- модуль 78 контроля ширины полотна, и
- модуль 80 усиления полотна.
Согласно примеру, способ обработки полотна содержит следующие этапы:
После разматывания полотно 10 активируют локально при помощи модуля 74 активации. В данном примере этот модуль 74 содержит два ролика R1, R2 активации, каждый из которых имеет набор параллельных дисков. Диски каждого ролика зацепляются с дисками смежного ролика, и зоны полотна 10, проходящие между дисками роликов R1, R2, вытягиваются в боковом направлении Y1, образуя активированные зоны 30а, 30b. В этих местах волокна полотна 10 разрываются.
Затем полотно 10 деформируют в целом при помощи модуля 76 вытягивания, который обычно содержит несколько роликов (не показаны), которые должны растягивать полотно в боковом направлении. Оно в них растягивается до ширины lmax, превышающей полезную ширину l, требуемую для изготавливаемого ламинированного комплекса на выходе производственной линии 82.
В модуле 78 контроля ширины, который содержит средства измерения ширины полотна и средства регулирования, например, путем вытягивания, этой ширины в требуемом значении, ширину полотна 10 подгоняют по полезной ширине l, которую оно должно сохранять на всей производственной линии 82.
Затем его усиливают сразу на выходе из модуля 78 контроля ширины, чтобы избегать любого изменения его ширины.
Усиление осуществляют, например, посредством горячего каландрирования.
В этом случае модуль 80 усиления содержит два нагреваемых ролика R3, R4 каландрирования, образующих ролики усиления, по меньшей мере один из которых содержит на своей наружной поверхности кольца (в данном случае четыре) с нервюрами, воспроизводящими элементарный рисунок усиления. Во время прохождения полотна 10 через ролики усиления в продольном направлении нервюры давят на волокна, которые под действием тепла деформируются и свариваются между собой, образуя зоны усиления 20а, 20b, 20c, 20d.
Согласно вариантам осуществления, усиление можно, например, производить при помощи лазера, ультразвуков, посредством тиснения или при помощи комбинации по меньшей мере двух из этих технологий.