СИСТЕМА ДЛЯ ПОДАЧИ ЗЕРНИСТОГО МАТЕРИАЛА С ПНЕВМАТИЧЕСКИМ ПРИВОДОМ
SYSTEM FOR FEEDING GRANULAR MATERIAL WITH PNEUMATIC DRIVE

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к системам для подачи зернистого материала, и, в частности, к системам для подачи зернистого материала с подачей самотеком.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Впитывающие изделия, такие как одноразовые детские подгузники, средства женской гигиены, предметы одежды для людей, страдающих недержанием и т.п., содержат сверхвпитывающие зернистые материалы (SAM), например сверхвпитывающие полимеры, которые обеспечивают увеличение впитывающей способности изделия и уменьшение громоздкости изделия по сравнению с традиционным впитывающим материалом, таким как древесный ворс. Различные устройства и способы были использованы для изготовления конструкций впитывающих изделий, в том числе SAM. В некоторых примерах устройство всасывающего барабана используется для создания впитывающей сердцевины или прокладки, где впитывающий материал, такой как ворс из пульпы и SAM, смешивается в формующей камере и оседает на всасывающем барабане благодаря гравитации и/или всасыванию воздуха через всасывающий барабан.
В некоторых примерах SAM подается в формующую камеру для смешивания с ворсом из пульпы посредством средств пневматической подачи. Например, SAM подается через трубку благодаря перемещению воздуха с высокой скоростью и проталкивается в формующую камеру благодаря перемещению воздуха. В других примерах SAM может подаваться в формующую камеру благодаря подаче самотеком. В таких примерах загрузочная воронка SAM может быть расположена над формующей камерой, чтобы обеспечить подачу SAM вдоль одной или более SAM наклонных желобов, ведущих в формующую камеру. Оба способа подачи SAM, пневматическая подача и подача самотеком, могут привести к неравномерному смешиванию SAM с ворсом из пульпы в формующей камере и/или неравномерному осаждению SAM на всасывающем барабане. Такой результат может осложнить контроль за конечным распределением SAM в образуемых впитывающих сердцевинах. Соответственно, требуются способы и устройства, которые могут помочь увеличить контроль за распределением SAM в образуемых впитывающих сердцевинах.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к нескольким альтернативным конструкциям, материалам и способам изготовления конструкций и узлов медицинского устройства, и их применениям.
В первом примере устройство для подачи зернистого материала может содержать наклонный канал, проходящий между ближним концом и дальним концом и имеющий ось наклонного канала, проходящую в вертикальном направлении и горизонтальном направлении. Наклонный канал дополнительно может содержать внутреннюю область, окруженную по меньшей мере частично стенкой наклонного канала, при этом внутренняя область имеет верхнюю треть внутренней области, проходящую вдоль оси наклонного канала, среднюю треть внутренней области, проходящую вдоль оси наклонного канала, и нижнюю треть внутренней области, проходящую вдоль оси наклонного канала, при этом каждая внутренняя область проходит между ближним концом и дальним концом наклонного канала, при этом верхняя треть внутренней области расположена над средней третью внутренней области в вертикальном направлении, и при этом средняя треть внутренней области расположена над нижней третью внутренней области в вертикальном направлении, и отверстие, образованное стенкой наклонного канала. Устройство дополнительно может содержать механизм перемещения воздуха, выполненный с возможностью перемещения воздуха через отверстие и во внутреннюю область наклонного канала по направлению оси наклонного канала, так что большее количество воздуха, покидающего дальний конец наклонного канала, выходит через нижнюю треть внутренней области, а не через верхнюю треть внутренней области или среднюю треть внутренней области.
Во втором примере устройство для подачи зернистого материала по п. 1 может иметь большую часть воздуха, покидающего дальний конец наклонного канала, и который может выходить через нижнюю треть внутренней области.
В третьем примере ближний конец наклонного канала любого из первого или второго примеров может образовывать отверстие.
В четвертом примере отверстие любого из первого и второго примеров может иметь вырез в стенке наклонного канала.
В пятом примере механизм перемещения воздуха по любому из примеров с первого по четвертый может содержать воздушный нож.
В шестом примере устройство для подачи зернистого материала по любому из примеров с первого по пятый может дополнительно содержать выпускное отверстие для зернистого материала, через которое зернистый материал поступает во внутреннюю область наклонного канала, и выпускное отверстие для зернистого материала может располагаться ближе к дальнему концу наклонного канала, чем отверстие.
В седьмом примере механизм перемещения воздуха по любому из примеров с первого по шестой может быть выполнен с возможностью подачи воздуха в отверстие при давлении от приблизительно 1 фунта на квадратный дюйм (psi) до приблизительно 25 psi.
В восьмом примере механизм перемещения воздуха по любому из примеров с первого по седьмой может быть выполнен с возможностью подачи воздуха в отверстие при давлении от приблизительно 1 фунта на квадратный дюйм (psi) до приблизительно 15 psi.
В девятом примере механизм перемещения воздуха по любому из примеров с первого по восьмой может быть выполнен с возможностью подачи воздуха в отверстие при давлении от приблизительно 1 фунта на квадратный дюйм (psi) до приблизительно 5 psi.
В десятом примере устройство для подачи зернистого материала может содержать наклонный канал проходящий между ближним концом и дальним концом и иметь ось наклонного канала, проходящую в вертикальном направлении и горизонтальном направлении, при этом наклонный канал содержит внутреннюю область, окруженную по меньшей мере частично стенкой наклонного канала, при этом стенка наклонного канала образует отверстие, и механизм перемещения воздуха выполнен с возможностью перемещения воздуха через отверстие и во внутреннюю область наклонного канала, при этом воздух поступает во внутреннюю область наклонного канала под углом от приблизительно 0 градусов до приблизительно 30 градусов относительно оси наклонного канала. В некоторых вариантах осуществления механизм перемещения воздуха может быть выполнен с возможностью подачи воздуха в отверстие при давлении от приблизительно 1 фунта на квадратный дюйм (psi) до приблизительно 20 psi.
В одиннадцатом примере механизм перемещения воздуха по десятому примеру может содержать форсунку, и форсунка может быть расположена вблизи от отверстия и направлена под углом от приблизительно 0 градусов до приблизительно 10 градусов относительно оси наклонного канала.
В двенадцатом примере механизм перемещения воздуха по любому из десятого или одиннадцатого примеров может содержать воздушный нож.
В тринадцатом примере механизм перемещения воздуха по любому из десятого или одиннадцатого примеров может содержать воздуходувку.
В четырнадцатом примере по меньшей мере часть внутренней области наклонного канала по любому из примеров с десятого по тринадцатый может находиться под отрицательным давлением.
В пятнадцатом примере устройство для подачи материала по любому из примеров с десятого по четырнадцатый может дополнительно содержать выпускное отверстие для материала, через которое материал поступает во внутреннюю область наклонного канала, и выпускное отверстие для материала может быть расположено ближе к дальнему концу наклонного канала, чем отверстие.
В шестнадцатом примере механизм перемещения воздуха по любому из примеров с десятого по пятнадцатый может быть выполнено с возможностью подачи воздуха в отверстие при давлении от приблизительно 1 psi до приблизительно 25 psi.
В семнадцатом примере механизм перемещения воздуха по любому из примеров с десятого по шестнадцатый может быть выполнен с возможностью подачи воздуха в отверстие при давлении от приблизительно 1 psi до приблизительно 15 psi.
В восемнадцатом примере система для подачи зернистого материала может содержать загрузочную воронку, соединенную с трубопроводом, при этом трубопровод проходит между ближним концом, соединенным с загрузочной воронкой, и дальним концом, при этом наклонный канал проходит между ближним концом и дальним концом и имеет ось наклонного канала, при этом наклонный канал содержит внутреннюю область, окруженную по меньшей мере частично стенкой наклонного канала, при этом стенка наклонного канала образует отверстие, механизм перемещения воздуха выполнен с возможностью перемещения воздуха через отверстие и во внутреннюю область наклонного канала, и источник вакуума соединен с дальним концом наклонного канала. Кроме того, механизм перемещения воздуха может быть выполнен с возможностью перемещения воздуха во внутреннюю область наклонного канала под углом от приблизительно 0 градусов до приблизительно 30 градусов относительно оси наклонного канала и выполнен с возможностью подачи воздуха в отверстие при давлении от приблизительно 1 фунта на квадратный дюйм (psi) до приблизительно 25 psi. Дальний конец трубопровода расположен между ближним концом наклонного канала и дальним концом наклонного канала.
В девятнадцатом примере дальний конец трубопровода по восемнадцатому примеру может быть расположен ближе к дальнему концу наклонного канала, чем отверстие.
В двадцатом примере механизм перемещения воздуха по любому из примеров с восемнадцатого по девятнадцатый может содержать воздушный нож.
Приведенное выше краткое описание некоторых примерных вариантов осуществления не предназначено для описания каждого раскрытого варианта осуществления или каждого исполнения аспектов настоящего изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
Аспекты настоящего изобретения могут стать более понятными с учетом следующего подробного описания различных вариантов осуществления в связи с прилагаемыми графическими материалами, на которых:
на фиг. 1 представлена схема примерной системы для подачи зернистого материала согласно настоящему изобретению;
на фиг. 2 представлен вид в перспективе наклонного канала системы для подачи зернистого материала по фиг. 1;
на фиг. 3 представлена схема другой примерной системы для подачи зернистого материала согласно настоящему изобретению;
на фиг. 4 представлен вид в перспективе наклонного канала системы для подачи зернистого материала по фиг. 3;
на фиг. 5 представлен вид сбоку части системы для подачи зернистого материала по фиг. 1;
на фиг. 6 представлен другой вид сбоку части системы для подачи зернистого материала по фиг. 1;
на фиг. 7 представлен другой вид сбоку наклонного канала системы для подачи зернистого материала, изображающий относительные объемы потока воздуха на различных участках наклонного канала; и
на фиг. 8 представлен вид напрямую через внутреннюю часть наклонного канала по фиг. 1, обращенной в направлении ближнего конца наклонного канала.
Хотя аспекты настоящего изобретение допускают различные модификации и альтернативные формы, его характерные признаки были показаны в качестве примера на графических материалах и будут описаны подробно. Следует понимать, однако, об отсутствии намерения ограничить аспекты настоящего изобретения конкретными описанными вариантами осуществления. Наоборот, настоящее изобретение охватывает все модификации, эквиваленты и альтернативы в рамках сути и объема настоящего изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к способам и устройствам для подачи зернистого материала, такого как частички SAM, в формующую камеру для образования впитывающей сердцевины впитывающего изделия. Способ может включать подачу зернистого материала в формующую камеру по наклонному каналу, при этом частички SAM спускаются по наклонному каналу по меньшей мере частично под силой тяжести. Наклонный канал может, как правило, содержать внутреннюю область, окруженную стенками наклонного канала и может иметь ближний конец, где канал может принимать зернистый материал и дальний конец, где зернистый материал выходит из канала. Внутренняя область канала может быть разделена на верхнюю треть внутренней области, среднюю треть внутренней области и нижнюю треть внутренней области. Способ может дополнительно включать подачу воздуха через наклонный канал в направлении перемещения частиц, при этом большая часть подаваемого воздуха выходит из дальнего конца наклонного канала через нижнюю треть внутренней области. В некоторых вариантах осуществления подаваемый воздух может подаваться при давлении, находящемся в диапазоне от приблизительно 1 фунта на квадратный дюйм (psi) до приблизительно 20 psi. Такой способ подачи воздуха в устройство для подачи зернистого материала может помочь увеличить однородность распределения частичек SAM, когда они покидают наклонный канал, и, следовательно обеспечивает более стабильный контроль за распределением частичек SAM в формующей камере и в конечном итоге в формируемых впитывающих сердцевинах.
Представленное далее подробное описание необходимо читать со ссылкой на графические материалы, на которых подобные элементы на разных графических материалах пронумерованы одинаково. Подробное описание и графические материалы, которые не обязательно выполнены в масштабе, изображают иллюстративные варианты осуществления и не предназначены для ограничения объема настоящего изобретения. Изображенные иллюстративные варианты осуществления задуманы только в качестве примера. Выбранные признаки любого иллюстративного варианта осуществления могут быть включены в дополнительный вариант осуществления, если явно не указано иное.
Несмотря на то что указаны некоторые подходящие размеры, диапазоны и/или значения, касающиеся различных компонентов, элементов и/или деталей, специалисту в данной области техники, ознакомившемуся с настоящим изобретением, будет понятно, что требуемые размеры, диапазоны и/или значения могут отклоняться от непосредственно указанных в этом документе. Кроме того, предполагается, что все цифровые значения в данном документе следует изменить термином «приблизительно», независимо от того, указано это явно или нет. Термин «приблизительно», как правило, относится к диапазону цифр, который специалист в данной области сочтет эквивалентным указанному значению (т. е. имеет ту же функцию или результат). Во многих случаях термин «приблизительно» может указывать на то, что включены цифры, которые округлены до ближайшей значащей цифры. Кроме того, перечисление цифровых диапазонов посредством предельных значений включает все цифры в этом диапазоне (например, 1-5 включает 1, 1,5, 2, 2,75, 3, 3,80, 4, и 5).
Используемые в данном описании и прилагаемой формуле изобретения формы единственного числа включают соответствующие формы множественного числа, если контекст явно не указывает иное. Используемый в данном описании и прилагаемой формуле описания термин «или», как правило, используется для включения «и/или», если контекст явно не указывает иное.
Определения:
Как используется в данном документе, термин «впитывающее изделие» в данном документе относится к изделию, которое может быть помещено на теле или в непосредственной близости к нему (т.е., прилегая к телу) носителя для впитывания и удерживания различных жидких, твердых и полутвердых выделений, выходящих из тела. Такие впитывающие изделия, как описываемые в настоящем документе, спустя ограниченный период применения необходимо выбрасывать вместо стирки или другого способа восстановления для повторного применения. Необходимо понимать, что настоящее изобретение применимо к различным одноразовым впитывающим изделиям, в том числе, но не ограничиваясь, к подгузникам, трусам для приучения к горшку, трусам для подростков, плавкам и продуктам для страдающих недержанием, и т.п., без отступления от объема настоящего изобретения.
Термин «поглощающий слой» в настоящем документе относится к слою, способному принимать и временно удерживать жидкие выделения организма для замедления и рассеивания струи или потока жидких выделений организма и последующего высвобождения жидких выделений организма из него в другой слой или слои впитывающего изделия.
В контексте настоящего документа, термин «уложенное воздухом полотно» относится в данном документе к полотну, изготовленному в процессе суховоздушной укладки, при этом в процессе суховоздушной укладки пучки малых волокон, имеющих типичные значения длины в диапазоне от приблизительно 3 до приблизительно 52 мм, разделяются и захватываются в подаваемый воздух, а затем укладываются на формовочную решетку, обычно с помощью подачи вакуума. Осажденные случайным образом волокна затем связывают друг с другом с использованием, например, горячего воздуха для активации связующего компонента или латексного клея. Суховоздушная укладка описана, например, в патенте США № 4 640 810, за авторством Laursen и соавт., включенном во всей полноте в данный документ посредством ссылки для всех целей.
Как используется в данном документе, термин «связанный» относится к сочленению, слипанию, соединению, скреплению или т.п. двух элементов. Два элемента будут считаться связанными, если они сочленены, склеены, соединены, скреплены или т.п. непосредственно друг с другом или опосредованно друг с другом, например, при связывании с промежуточным элементом. Связывание может происходить, например, посредством адгезива, связывания под действием давления, термической сварки, ультразвуковой сварки, прострачивания, сшивания, и/или сварки.
В контексте данного документа термин «связанное кардочесанное полотно» в данном документе относится к полотнам, изготовленным из штапельных волокон, которые пропускают через блок гребнечесания или кардного прочеса, который разъединяет или разделяет и выравнивает штапельные волокна в машинном направлении с образованием ориентированного в целом в машинном направлении волокнистого нетканого полотна. Этот материал может связываться вместе способами, которые могут включать точечную сварку, связывание воздушной набивкой, ультразвуковую сварку, клеевое связывание и т. д.
Используемый в данном документе термин «коформ» в данном документе относится к композитным материалам, содержащим смесь или стабилизированную матрицу из термопластичных волокон и второй материал, не являющийся термопластичным. Например, коформные материалы могут быть изготовлены с помощью процесса, при котором по меньшей мере одна экструзионная головка для процесса мелтблаун расположена около желоба, через который в полотно в процессе его формирования добавляют другие материалы. Такие другие материалы могут включать, но без ограничения, волокнистые органические материалы, такие как древесная или недревесная пульпа, как например, хлопок, целлюлозные химические волокна, бумагу вторичной переработки, распушенную целлюлозу, а также частицы сверхвпитывающего материала; неорганические и/или органические впитывающие материалы, обработанные полимерные штапельные волокна и им подобные. Некоторые примеры таких материалов коформ раскрыты в патентах США № 4100324 за авторством Anderson и соавт., № 4818464 за авторством Lau, № 5284703 за авторством Everhart и соавт., и № 5350624 за авторством Georger и соавт., причем каждый из них включен в данный документ во всей своей полноте с помощью ссылки для всех целей.
Используемый в данном документе термин «сопряженные волокна» относится к волокнам, образованным из по меньшей мере двух источников полимера, экструдированных из отдельных экструдеров и скрученных вместе с образованием одного волокна. Сопряженные волокна иногда также называют бикомпонентными волокнами или многокомпонентными волокнами. Полимеры расположены в по существу неизменно расположенных различных зонах в поперечных сечениях сопряженных волокон и непрерывно проходят вдоль длины сопряженных волокон. Конфигурация такого сопряженного волокна может включать, например, расположение оболочка/сердцевина, при этом один полимер окружен другим, или расположение бок о бок, секторное расположение, или расположение «острова в море». Сопряженные волокна описаны в патентах США №№ 5108820, за авторством Kaneko и соавт., 4795668, за авторством Krueger и соавт., 5540992, за авторством Marche и соавт., 5336552, за авторством Strack и соавт., 5425987, за авторством Shawver, и 5382400, за авторством Pike и соавт., каждый из которых включен в данный документ во всей своей полноте ссылкой для всех целей. Для двухкомпонентных волокон полимеры могут присутствовать в соотношениях 75/25, 50/50, 25/75 или в любом другом желаемом соотношении. Дополнительно в каждую зону могут быть включены полимерные добавки, такие как технологические добавки.
Термин «пленка» в настоящем документе относится к термопластичной пленке, полученной с применением процесса экструзии и/или формования, такого как процесс изготовления пленки поливом или изготовления пленки экструзией с раздувом. Этот термин охватывает перфорированные пленки, пленки со щелями и другие пленки с отверстиями, которые относятся к пленкам, пропускающим жидкости, и пленки, которые не пропускают жидкости, такие как, но без ограничения, барьерные пленки, наполненные пленки, воздухопроницаемые пленки и ориентированные пленки.
2
Единица измерения «г/м» в этом документе относится к граммам на квадратный метр.
Определение «гидрофильный» в этом документе относится к волокнам или к поверхностям волокон, которые смачиваются водосодержащими жидкостями в контакте с волокнами. Степень смачивания материалов, в свою очередь, может быть описана в отношении краевых углов смачивания и поверхностного натяжения применяемых жидкостей и материалов. Оборудование и технологии, подходящие для измерения смачиваемости конкретных волокнистых материалов или смесей волокнистых материалов, могут быть обеспечены системой для анализа сил поверхностного натяжения Cahn SFA-222 или по существу эквивалентной системой. При измерении с помощью данной системы волокна с краевыми углами менее 90 градусов обозначают как «смачиваемые» или гидрофильные, а волокна с краевыми углами, превышающими 90 градусов, обозначают как «несмачиваемые» или гидрофобные.
Термин «непроницаемый для жидкости» в настоящем документе относится к слою или многослойному слоистому материалу, в котором жидкие выделения организма, такие как моча, не будут проходить через слой или слоистый материал при обычных условиях применения в направлении, в целом перпендикулярном плоскости слоя или слоистого материала в точке контакта с жидкостью.
Термин «проницаемый для жидкости» в настоящем документе относится к любому материалу, который не является непроницаемым для жидкости.
Термин «машинное направление» (MD) относится к длине ткани в направлении, в котором она производится, в отличие от «направления, перпендикулярного к машинному направлению» (CD), которое относится к ширине ткани в направлении, обычно перпендикулярном направлению обработки.
Как используется в данном документе, термин «полотно мелтблаун» в данном документе относится к нетканому полотну, образуемому с помощью процесса, в котором расплавленный термопластичный материал экструдируют через множество мелких, обычно круглых, капилляров формирующей головки в виде расплавленных волокон в сходящихся высокоскоростных потоках газа (например, воздуха), которые способствуют уменьшению диаметра волокон расплавленного термопластичного материала, которое может достигать диаметра микроволокон. После этого волокна мелтблаун переносятся высокоскоростным потоком газа и откладываются на принимающую поверхность с образованием полотна распределенных случайным образом волокон мелтблаун. Такой процесс раскрыт, например, в патенте США № 3849241 за авторством Buten и соавт., который включен в данный документ во всей своей полноте ссылкой для всех целей. В общем, волокна мелтблаун могут представлять собой микроволокна, которые являются в значительной мере непрерывными или прерывистыми, диаметром обычно менее 10 микрон и обычно клейкие при наложении на принимающую поверхность.
2
2
Используемый в данном документе термин «нетканая ткань» или «нетканое полотно» относится в данном документе к полотну, имеющему структуру из отдельных волокон или нитей, которые переслаиваются, но не поддающимися опознаванию таким способом, как в случае вязаной ткани. Нетканые ткани или полотна формируют в результате множества процессов, таких как, например, процессы получения аэродинамическим способом из расплава, процессы получения фильерным способом из расплава, процессы получения кардочесанного полотна (также известные как BCW и TABCW) и т.д. Базовый вес нетканых полотен обычно может варьироваться, например, от приблизительно 5, 10 или 20 г/м до приблизительно 120, 125 или 150 г/м.
Как используется в данном документе, термин «полотно спанбонд» в данном документе относится к полотну, содержащему в основном непрерывные волокна небольшого диаметра. Волокна формируют путем экструдирования расплавленного термопластичного материала из множества мелких, обычно круглых, капилляров фильерного устройства, при этом диаметр экструдированных волокон затем быстро уменьшают, например, выводящим вытягиванием и/или другими хорошо известными способами формирования из расплава полимера фильерным способом. Производство полотен спанбонд описано и представлено, например, в патентах США № 4 340 563 на им Appel и др., № 3 692 618 на имя Dorschner и др., № 3 802 817 на имя Matsuki и др., № 3 338 992 на имя Kinney, № 3 341 394 на имя Kinney, № 3 502 763 на имя Hartman, № 3 502 538 на имя Levy, № 3 542 615 на имя Dobo и др., и № 5 382 400 на имя Pike и др., каждый из которых включен в данный документ во всей своей полноте ссылкой для всех целей. Волокна спанбонд обычно не являются клейкими при их укладывании на принимающую поверхность. Волокна спанбонд иногда могут иметь диаметры менее приблизительно 40 микрон, а зачастую от приблизительно 5 до приблизительно 20 микрон.
Термин «растягивающийся пленочный слоистый материал» в этом документе относится к слоистому материалу из эластичной пленки, наслоенному на по меньшей мере один внешний слой из волокнистого нетканого тонколистового материала. Предпочтительно эластичная пленка является проницаемой для воздуха и пара и непроницаемой для жидкости, а также тянущейся в по меньшей мере одном, а предпочтительно в двух направлениях, в целом перпендикулярных друг другу. Более предпочтительно эластичная пленка является тянущейся во всех направлениях в плоскости X-Y материала. В других вариантах осуществления эластичная пленка может содержать покровные слои, такие как волокнистые нетканые тонколистовые материалы, наслоенные на обеих сторонах эластичной пленки для получения слоистого материала с противоположными наружными слоями из нетканого материала, при этом промежуточный слой эластичной пленки связан с обоими наружными слоями из нетканого материала. Дополнительную информацию можно найти в патенте США № 7803244, выданном Siqueira и соавт., и в патенте США № 8361913, выданном Siqueira и соавт., каждый из которых включен в этот документ во всей своей полноте посредством ссылки.
Используемые в данном документе термины «сверхвпитывающий полимер», «сверхвпитывающий материал» или «SAM» или будут использоваться взаимозаменяемо и будут относиться к полимерам, которые могут впитывать и удерживать чрезвычайно большие количества жидкости относительно собственной массы. Влагопоглощающие полимеры, которые классифицируют как гидрогели,которые могут быть сшитыми, впитывают водные растворы благодаря водородным связям и силам других полярных взаимодействий с молекулами воды. Способность SAM впитывать воду отчасти основывается на степени ионности (показатель концентрации ионов в водном растворе) и полярных функциональных группах SAM, которые обладают сродством к воде. SAM обычно получают в результате полимеризации акриловой кислоты, перемешанной с гидроксидом натрия, в присутствии инициатора с образованием натриевой соли полиакриловой кислоты (иногда называемой полиакрилатом натрия). Для получения сверхвпитывающего полимера также применяют другие материалы, такие как полиакриламидный сополимер, сополимер этилена и малеинового ангидрида, сшитая карбоксиметилцеллюлоза, сополимеры поливинилового спирта, сшитый полиэтиленоксид и привитый крахмалом сополимер полиакрилонитрила. SAM могут присутствовать во впитывающих изделиях в виде частиц, или волокон, или в виде покрытия, или другого материала или волокна. Такие частички SAM способны впитывать по меньшей мере приблизительно в 15 раз больше своего веса и в некоторых вариантах осуществления по меньшей мере приблизительно в 30 раз больше своего веса, в водном растворе, содержащем 0,9 весового процента хлорида натрия.
Определение «сделанный эластичным», используемое в этом документе для описания материала или части изделия, означает, что материал или изделие выполнены из неэластичного листового материала, с которым связан эластичный материал, например одна или более эластичных лент или нитей, так что материал или изделие обладают упругими свойствами.
Термин «термопластичный» в настоящем документе относится к материалу, который размягчается, и которому можно придать форму под воздействием тепла, и который практически возвращается в неразмягченное состояние при охлаждении.
Термин «пользователь» или «лицо, осуществляющее уход» в этом документе относится к тому, кто надевает впитывающее изделие, такое как, но без ограничения, подгузник, трусы-подгузники, трусы для приучения к горшку, впитывающие трусы для подростков, изделие для страдающих недержанием или другое впитывающее изделие, носящему одно из этих впитывающих изделий. Пользователь и носящий могут быть одним и тем же лицом.
На фиг. 1 и 3 изображены примерные устройства 10a и 10b, соответственно, для подачи зернистого материала. Каждое из устройств 10a и 10b для подачи зернистого материала содержит наклонный канал 11a, 11b и механизм 23 перемещения воздуха. Как можно увидеть, наклонный канал 11a, 11b проходит между ближним концом 24 и дальним концом 26 в горизонтальном направлении 52 и вертикальном направлении 50 с целью подачи зернистого материала по меньшей мере благодаря силе тяжести через устройства 10a, 10b для подачи зернистого материала. В некоторых вариантах осуществления устройства 10a, 10b для подачи зернистого материала могут дополнительно содержать систему загрузочной воронки для зернистого материала и могут оканчиваться в каком-то месте назначения с целью обеспечения перемещения зернистого материала в это место назначения. Например, устройства 10a, 10b для подачи зернистого материала могут дополнительно содержать загрузочную воронку 15, которая является источником зернистого материала, оканчивается в формующей камере 13, в которой зернистый материал используется в качестве части процесса для формирования впитывающей сердцевины или продукта-предшественника впитывающей сердцевины.
Загрузочная воронка 15 на фиг. 1 и 3, как правило, может подходить для вмещения зернистого материала, такого как частички SAM или другой зернистый материал. Загрузочная воронка 15 может соединяться с трубопроводом 19 для подачи зернистого материала. Трубопровод 19 для подачи зернистого материала может перемещать зернистый материал из загрузочной воронки 15 в наклонный канал 11a, 11b устройств 10a, 10b для подачи зернистого материала. По меньшей мере в некоторых вариантах осуществления трубопровод 19 может проходить под углом так, что зернистый материал перемещается через трубопровод 19 под силой тяжести и выходит из дальнего конца 20 трубопровода, также называемого в настоящем документе выпускным отверстием, в наклонный канал 11a, 11b. По меньшей мере в некоторых из этих вариантов осуществления дальний конец 20 трубопровода может располагаться вертикально над нижней стенкой 12 наклонного канала так, что зернистый материал, выходящий из дальнего конца 20 трубопровода, представленный стрелками 33, падает на нижнюю стенку 12 наклонного канала.
Дозирующее устройство 17 для частиц может быть расположено между загрузочной воронкой 15 и трубопроводом 19 в некоторых вариантах осуществления. В случае наличия дозирующее устройство 17 может обеспечить, что лишь определенное количество (например, по объему или по весу) зернистого материала протекает через трубопровод 19 в единицу времени для обеспечения того, что необходимое количество зернистого материала достигает формующей камеры 13 за каждую данную единицу времени. Некоторые подходящие примерные диапазоны для объема зернистого материала, протекающего через дозирующее устройство 17, составляют от приблизительно 5000 грамм в минуту (г/мин) и приблизительно 25000 г/мин.
Формующая камера 13 находится там, где впитывающие сердцевины или компоненты исходного вещества впитывающей сердцевины могут быть выполнены с использованием зернистого материала, перемещаемого из загрузочной воронки 15 посредством устройств 10a или 10b для подачи зернистого материала. Такие формующие камеры, как правило, известны в области формирования впитывающих сердцевин и могут быть сконфигурированы множеством различных способов. В некоторых таких вариантах осуществления формующая камера 13 может содержать оборудование, такое как вакуум-формующий стол или вакуум-формующий барабан. Соответственно, в некоторых вариантах осуществления формующая камера 13 может соединяться с источником вакуума, например источник 21 вакуума, для обеспечения вакуума в формующей камере (т. е. создания отрицательного давления – относительно атмосферного давления – в формующей камере), и конкретнее к формующему столу/барабану. Отрицательное давление внутри стола/барабана обеспечивает всасывание для втягивания и/или направления зернистого материала, поступающего в формующую камеру 13 из устройств 10a или 10b для подачи зернистых материалов в определенные места на формующем столе/барабане. Таким образом, зернистый материал может притягиваться к столу/барабану для формования впитывающих сердцевин или компонентов исходного вещества впитывающей сердцевины. Кроме того, благодаря типу взаимного соединения по текучей среде формующей камеры 13 и наклонного канала 11a, 11b, внутренняя область наклонного канала 11a, 11b также может иметь негативное отрицательное давление. В таких вариантах осуществления очевидно, что, когда зернистый материал поступает в устройства 10a, 10b для подачи зернистого материала из трубопровода 19, зернистый материал затем попадает в наклонный канал 11a, 11b, при этом внутренняя область наклонного канала 11a, 11b находится под отрицательным давлением.
На фиг. 2 и 4 представлены виды в перспективе альтернативных вариантов осуществления наклонного канала согласно настоящему изобретению, наклонные каналы 11a и 11b, соответственно. В общем, наклонные каналы 11a, 11b могут содержать нижнюю стенку 12 наклонного канала, верхнюю стенку 14 наклонного канала, первую боковую стенку 16 наклонного канала и вторую боковую стенку 18 наклонного канала. Тем не менее в других вариантах осуществления наклонные каналы 11a, 11b могут быть закрыты не полностью. Например, наклонные каналы 11a, 11b могут содержать только нижнюю стенку 12 наклонного канала, а также первую и вторую стенки 16, 18 наклонного канала. Стенки 12, 16, 18 (и 14 в некоторых вариантах осуществления) могут окружать внутреннюю область 22 наклонного канала 11.
В вариантах осуществления, показанных на фиг. 2 и 4, наклонные каналы 11a, 11b показаны, как правило, с прямоугольной формой. Тем не менее следует понимать, что описанная форма не подразумевается в качестве ограничивающей. В общем, наклонные каналы 11a, 11b могут иметь любую подходящую форму, например, круглую, треугольную, трапециевидную или т.п. Тем не менее из настоящего изобретения станет очевидно, что варианты осуществления, в которых нижняя стенка 12 наклонного канала, как правило, является плоской, могут быть предпочтительными вариантами осуществления.
Наклонные каналы 11a, 11b могут состоять из любого подходящего материала, такого как металл или пластик. Например, когда наклонные каналы 11a, 11b состоят из металла, наклонные каналы 11a, 11b могут быть алюминиевыми или стальными, или т.п. Когда наклонные каналы 11a, 11b являются пластмассовыми, наклонные каналы 11a, 11b могут представлять собой полиэтилен высокой плотности (HDPE) или поливинилхлорид (PVC) или т.п. В общем, наклонные каналы 11a, 11b могут состоять из любого подходящего материала с пониженным трением, позволяющего зернистому материалу соскальзывать вниз по наклонным каналам 11a, 11b, когда наклонные каналы направлены под любыми углами, описанными в данном документе в отношении горизонтального направления 52.
Наклонные каналы 11a, 11b могут дополнительно иметь отверстие 35. Отверстие 35 может быть отверстием, через которое воздух поступает в наклонные каналы 11a, 11b за счет механизма 23 перемещения воздуха. В варианте осуществления по фиг. 2 отверстие 35 находится на ближнем конце 24 наклонного канала 11a. Как видно на фиг. 1, механизм 23 перемещения воздуха устройства 10a для подачи зернистого материала находится вблизи от ближнего конца 24 наклонного канала 11a и выполнен с возможностью нагнетания воздуха во внутреннюю область 22 через ближний конец 24 (например, отверстие 35). В варианте осуществления по фиг. 4, отверстие 35 имеет вырез 36 в нижней стенке 12 наклонного канала 11b. Как видно на фиг. 3, механизм 23 перемещения воздуха устройства 10b для подачи зернистого материала расположен вблизи от отверстия 35 и выполнен с возможностью нагнетания воздуха во внутреннюю область 22 через отверстие 35.
В общем, механизм 23 перемещения воздуха может быть выполнен с возможностью нагнетания воздуха во внутреннюю область 22 наклонных каналов 11a, 11b. В некоторых вариантах осуществления механизм 23 перемещения воздуха может иметь воздушный нож, выполненный с возможностью направления воздуха во внутреннюю область 22 наклонного канала 11a, 11b. В других вариантах осуществления механизм 23 перемещения воздуха может содержать воздуходувку, такую как вентилятор или другой источник перемещения воздуха, и может содержать одну или более форсунок, которые расположены вблизи от отверстия 35 для направления воздуха во внутреннюю область 22 наклонного канала 11a, 11b.
Как видно подробнее на фиг. 5, каждый из наклонного канала 11a, 11b и трубопровода 19 могут иметь ось: ось 51 наклонного канала и ось 53 трубопровода, соответственно. На фиг. 5 дополнительно показан механизм 23 перемещения воздуха и направление воздуха, представленное стрелками 31, нагнетаемого во внутреннюю область 22 наклонного канала 11a, 11b. Как можно увидеть, механизм 23 перемещения воздуха выполнен с возможностью нагнетания воздуха во внутреннюю область 22 наклонного канала 11a, 11b в общем направлении оси 51 наклонного канала, и механизм 23 перемещения воздуха расположен ближе к ближнему концу 24 наклонного канала 11a, 11b, чем дальний конец 20 трубопровода. В таких вариантах осуществления, когда зернистый материал покидает дальний конец 20 трубопровода, зернистый материал падает на движущийся поток воздуха во внутренней области 22, образованный механизмом 23 перемещения воздуха. В этой конфигурации, когда зернистый материал падает на движущийся поток воздуха, зернистый материал сметается в общем направлении перемещения воздуха. Путем конфигурирования устройств 10a, 10b для подачи зернистого материала, так чтобы зернистый материал падал на движущийся поток воздуха, зернистый материал испытывает меньший эффект отскакивания от удара об нижнюю стенку 12 наклонного канала и от своего выпадения из трубопровода 19. Такое уменьшение отскакивания зернистого материала обеспечивает более точное управление зернистым материалом, когда он перемещается по наклонному каналу 11 и внутрь формующей камеры 13, и наконец в его размещении внутри впитывающей сердцевины или продукта-предшественника впитывающей сердцевины.
На фиг. 6 дополнительно детализированы возможные местоположения механизма 23 перемещения воздуха относительно трубопровода 19. Конкретнее, отверстие, через которое механизм 23 перемещения воздуха нагнетает воздух во внутреннюю область 22 наклонного канала 11a, 11b, может быть расположен на расстоянии 37 по горизонтали от дальнего конца 20 трубопровода. В некоторых вариантах осуществления расстояние 37 по горизонтали может составлять от приблизительно 15 мм до приблизительно 3 метров, или от приблизительно 15 мм до приблизительно 2 метров, или от приблизительно 15 мм до приблизительно 1 метра, или от приблизительно 20 мм до приблизительно 500 мм. В общем, расстояние 37 по горизонтали может быть любым подходящим расстоянием, так чтобы зернистый материал, покидающий дальний конец 20 трубопровода, падал на поток воздуха, нагнетаемого во внутреннюю область 22 наклонного канала 11a, 11b с помощью механизма 23 перемещения воздуха.
Обращаясь к фиг. 5, можно увидеть, что ось 51 наклонного канала может быть направлена под углом 54 относительно горизонтального направления 52. Угол 54 может составлять от приблизительно 100 градусов до приблизительно 175 градусов, или от приблизительно 110 градусов до приблизительно 170 градусов, или от приблизительно 120 градусов до приблизительно 165 градусов, или от приблизительно 125 градусов до приблизительно 160 градусов. Кроме того, в различных вариантах осуществления ось 53 трубопровода может образовывать угол 56 относительно горизонтального направления 52, который может быть любым из углов, описанных в отношении угла 54. Угол 56 может быть таким же, как и угол 54 в некоторых вариантах осуществления, а в других вариантах осуществления угол 56 может отличаться от угла 54.
На фиг. 5 дополнительно показано направление воздуха, нагнетаемого во внутреннюю область 22 наклонного канала 11 с помощью механизма 23 перемещения воздуха, как представлено стрелками 31. Направление нагнетаемого воздуха может формировать угол 58 относительно горизонтального направления 52. Угол 58 также может быть любым из углов, описанных в отношении угла 54. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления угол 58 может быть таким же, как и угол 54, а в других вариантах осуществления угол 58 может отличаться от угла 54. В тех вариантах осуществления, где угол 58 отличается от угла 54, угол 58 может отличаться на величину от приблизительно плюс или минус одного (1) градуса до приблизительно плюс или минус (30) градусов от угла 54, или от приблизительно плюс или минус одного (1) градуса до приблизительно плюс или минус десяти (10) градусов от угла 54.
Другое преимущество настоящих устройств для подачи зернистого материала 10a и 10b заключается в том, что для работы механизма 23 перемещения воздуха может понадобиться лишь относительно низкое энергопотребление для достижения необходимых результатов. Например, механизм 23 перемещения воздуха может быть выполнен с возможностью подачи воздуха во внутреннюю область 22 наклонного канала 11a, 11b при давлении в диапазоне от приблизительно 0,5 фунта на квадратный дюйм (psi) (3,45 кПа) до приблизительно 25 psi (172 кПа), или от приблизительно 1 psi (6,89 кПа) до приблизительно 25 psi (172 кПа), или от приблизительно 1 psi (6,89 кПа) до приблизительно 20 psi (138 кПа), или от приблизительно 1 psi (6,89 кПа) до приблизительно 15 psi (103 кПа), или от приблизительно 1 psi (6,89 кПа) до приблизительно 10 psi (68,9 кПа).
На фиг. 7 представлена схема относительных потоков воздуха внутри наклонного канала 11a за счет механизма 23 перемещения воздуха. Следует понимать, что хотя пример по фиг. 7 относится к наклонному каналу 11a, описание в равной степени относится и к наклонному каналу 11b. Наклонный канал 11a может быть разбит на три отдельные области, расположенные друг над другом. Например, наклонный канал 11a может иметь нижнюю область 71 наклонного канала, среднюю область 72 наклонного канала и верхнюю область 73 наклонного канала. Каждая из областей 71, 72 и 73 проходит от ближнего конца канала 24 до дальнего конца канала 26 и проходит параллельно оси 51 наклонного канала. Каждая из областей 71, 72 и 73 имеет соответствующую высоту 81, 82 и 83, которая измеряется перпендикулярно к оси 51 наклонного канала. В примере по фиг. 7 каждая из областей 71, 72 и 73 имеет высоту 81, 82 и 83, которая составляет треть от общей высоты наклонного канала 11a.
Стрелки 61, 62 и 63 показывают относительные количества воздушного потока внутри наклонного канала 11a во время работы, например, когда механизм 23 перемещения воздуха нагнетает воздух во внутреннюю область 22 наклонного канала 11a. Как можно увидеть, относительно больше воздуха протекает через и выходит из нижней области наклонного канала, по сравнению с другой областью 82 или 83. Это связано с тем, что, как описано выше, воздух нагнетаемый во внутреннюю область 22 наклонного канала 11a, как правило, направляется в направлении оси 51 наклонного канала. Кроме того, как можно увидеть из фигур, механизм 23 перемещения воздуха расположен так, чтобы воздух, нагнетаемый во внутреннюю область 22, по большей части нагнетался в нижнюю область наклонного канала 71. В таких вариантах осуществления нагнетаемый воздух имеет склонность оставаться в нижней области наклонного канала 71. В дополнительных вариантах осуществления не только относительно больше воздуха протекает через и выходит из нижней области наклонного канала, по сравнению с другой областью 82 или 83, но и большая часть воздуха, протекающего через наклонный канал 11a может протекать через и выходить из нижней области 71 наклонного канала, то есть больше воздуха протекает через и выходит из нижней области 71 наклонного канала, при этом воздух протекает через и выходит из средней и верхней областей 82 и 83 наклонного канала в сочетании.
Один способ измерения количества воздуха, протекающего через и выходящего из каждой из областей 71, 72 и 73, заключается в размещении трубок Пито на дальнем конце 26 наклонного канала 11a. Например, трубка Пито может располагаться на дальнем конце 26 наклонного канала 11a в центре каждой из областей 71, 72, 73. Измерения с трубки Пито может использоваться для вычисления расхода потока, что хорошо известно из уровня техники. Значения расхода потока через различные области 71, 72 и 73 могут затем использоваться для определения количества воздуха, протекающего через и выходящего из каждой из областей 71, 72 и 73 (например, в единицу времени), которые могут быть сравнены для определения того, что количество воздуха, протекающего через область 71 больше, чем количество воздуха, протекающего через любую другую из областей 82, 83 и/или обе области 82, 83 в сочетании.
На фиг. 8 представлен вид напрямую через внутреннюю часть наклонного канала 11a, обращенного в направлении ближнего конца наклонного канала 26, с изображением части механизма 23 перемещения воздуха. Как видно на фиг. 8, механизм 23 перемещения воздуха может иметь ширину 91 механизма, тогда как наклонный канал 11a может иметь ширину 93 наклонного канала. Часть наклонного канала 11a, которую перекрывает механизм 23 перемещения воздуха, называется центральной областью 97 наклонного канала, тогда как части наклонного канала 11a, которые не перекрываются механизмом 23 перемещения воздуха, называются боковыми областями 95.
В некоторых вариантах осуществления ширина 91 механизма может быть такой же, как и ширина 93 наклонного канала, так что воздух, нагнетаемый в наклонный канал 11a, распространяется по всей ширине 93 наклонного канала. Тем не менее, в других вариантах осуществления ширина 91 механизма может быть меньше, чем ширина 93 наклонного канала, как показано на фиг. 8. Например, ширина 91 механизма может составлять от приблизительно 50% до приблизительно 90% ширины 93 наклонного канала, или от приблизительно 50% до приблизительно 80% ширины 93 наклонного канала, или от приблизительно 50% до приблизительно 75% ширины 93 наклонного канала. В тех вариантах осуществления, где ширина 91 механизма меньше, чем ширина 93 наклонного канала, воздух, нагнетаемый во внутреннюю область 22 наклонного канала 11a, не будет распространяться по всей ширине 93 наклонного канала. Например, большая часть нагнетаемого воздуха будет распространяться только через центральную область 97. Тем не менее, следует понимать, что боковые области 95, где нагнетаемый воздух отсутствует, будут иметь некоторый поток воздуха благодаря засасыванию воздуха в эти боковые области 95 за счет нагнетаемого воздуха, распространению нагнетаемого воздуха по ширине наклонного канала 11a и благодаря отрицательному давлению во внутренней области 22 (если имеется). Однако поток воздуха через боковые области 95 будет меньше, чем поток воздуха через центральную область 97. Соответственно, это может обеспечить дополнительный контроль за зернистым материалом, например, большее количество зернистого материала может размещаться в более центральной области впитывающей сердцевины или продукта-предшественника впитывающей сердцевины, поскольку относительно больше зернистого материала может перемещаться через центральную область 97, по сравнению с боковыми областями 95, из-за большего потока воздуха в центральной области 97.
Все документы, упомянутые в подробном описании, в соответствующей части включены в данный документ при помощи ссылки; при этом упоминание какого-либо документа не следует рассматривать как признание того, что он является прототипом по отношению к настоящему изобретению. Если любое значение или определение термина в этом письменном документе противоречит какому-либо значению или определению термина в документе, включенном в него при помощи ссылок, то значение или определение, в котором термин употребляется в этом письменном документе, должно превалировать.
Специалистам в данной области техники будет понятно, что настоящее изобретение может быть представлено в разнообразных формах, отличающихся от конкретных вариантов осуществления, описанных и предусмотренных в этом документе. В частности, не следует полагать, что различные признаки, описанные относительно различных вариантов осуществления и фигур, должны применяться только к таким вариантам осуществления и/или фигурам. Наоборот, каждый описанный признак можно комбинировать с любым другим признаком в различных возможных вариантах осуществления, либо с любым из других признаков, описанных в совокупности с такими признаками, либо без него. Следовательно, без отклонения от объема настоящего изобретения, определенного в прилагаемой формуле изобретения, возможно отклонение в форме и деталях.