СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ АБСОРБИРУЮЩЕЙ СЕРДЦЕВИНЫ, УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ АБСОРБИРУЮЩЕЙ СЕРДЦЕВИНЫ И АБСОРБИРУЮЩАЯ СЕРДЦЕВИНА ДЛЯ ГИГИЕНИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ
METHOD OF FORMING ABSORBING CORE, DEVICE TO THIS END, AND ABSORBING CORE FOR SANITARY ARTICLES

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к способу формирования абсорбирующей сердцевины. Изобретение также относится к устройству для формирования абсорбирующих сердцевин, а также к абсорбирующей сердцевине, изготовленной с использованием данного способа.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Абсорбирующие сердцевины используют в абсорбирующих изделиях, например подгузниках, изделиях при недержании и гигиенических полотенцах. Обычно такие абсорбирующие сердцевины содержат целлюлозные волокна и/или суперабсорбенты. Абсорбирующие сердцевины могут быть сформированы отдельно или они могут быть сформированы как полотно, которое затем делят на отдельные абсорбирующие сердцевины.
Типичная производственная линия содержит одну или более формирующих машин, которые формируют абсорбирующий материал в виде отдельных изделий или полотна посредством аэродинамического формирования. В европейской заявке ЕР 1253231 А2 раскрыт способ формирования волокнистого полотна посредством аэродинамического формирования волокон с использованием ряда формирующих машин, но производственная линия может также работать при наличии только одной формирующей машины.
Существует постоянная потребность в том, чтобы производственные линии для абсорбирующих сердцевин работали быстрее для повышения производительности. Однако при быстрой работе материал, получаемый на этапе формирования, обладает тенденцией к возникновению большой неровноты, т.е. отклонение по массе на единицу площади (усиливается).
Существует также тенденция к изготовлению тонких изделий, так как они занимают меньше места и, следовательно, на их упаковку, транспортировку и хранение затрачивается меньше средств, а также они более удобны для потребителя. По этой причине абсорбирующий материал обычно подвергают сжатию между сжимающими валами для уменьшения его толщины.
Однако было установлено, что при сжатии до некоторой степени неровного материала с относительно высоким уменьшением толщины могут появляться так называемые участки повышенной твердости. Участки повышенной твердости могут быть описаны как локальные области в сердцевине, являющиеся более уплотненными и жесткими, чем вся сердцевина. Предполагается, что участки повышенной твердости появляются в результате сжатия областей, обладающих большей основной массой, чем окружающие области после этапа формирования. Следовательно, участки повышенной твердости могут появляться, в частности, при использовании относительно высоких скоростей изготовления и при изготовлении относительно тонких абсорбирующих сердцевин.
Участки повышенной твердости могут быть обнаружены потребителем абсорбирующего изделия как до использования (например, посредством прощупывания изделий руками), так и во время использования. Участки повышенной твердости, являясь относительно жесткими, могут восприниматься потребителем как причина меньшего удобства и меньшей эффективности изделия. Это особенно касается бóльших участков повышенной твердости. Следовательно, желательно избегать участков повышенной твердости по мере возможности.
Таким образом, существует потребность в усовершенствованном способе формирования абсорбирующей сердцевины.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Одной задачей первого аспекта настоящего изобретения является создание усовершенствованного способа формирования абсорбирующей сердцевины.
Это достигается посредством предоставления способа согласно изобретению.
Способ содержит этапы формирования абсорбирующей сердцевины и сжатия ее в сжимающей зоне контакта прессовых валов. Кроме того, способ содержит последующий этап прохождения сжатой абсорбирующей сердцевины через последующую зону контакта прессовых валов между двумя валами, в которой, по меньшей мере, один из валов имеет поверхность, содержащую эластичный материал, так что количество участков повышенной твердости уменьшено в абсорбирующей сердцевине.
Неожиданно было установлено, что количество участков повышенной твердости абсорбирующей сердцевины уменьшается при сравнении количества участков повышенной твердости до и после последующей зоны контакта прессовых валов. Может быть, даже возможно избавиться по существу от всех участков повышенной твердости. Не будучи связанным с какими-либо теориями, мы полагаем, что эффект уменьшения количества участков повышенной твердости, достигаемый при прохождении абсорбирующей сердцевины через последующую зону контакта прессовых валов возникает благодаря разрушению сетчатых структур, сформированных в участках повышенной твердости. Участки повышенной твердости, как таковые, появляющиеся после этапа сжатия, могут быть описаны как полужесткие сетчатые структуры компонентов материала, например, целлюлозных волокон и суперабсорбентов. Сетчатые структуры формируются во время сжатия и являются достаточно жесткими, противостоящими обычному обращению с материалом, но при прохождении абсорбирующей сердцевины через последующую зону контакта прессовых валов прикладываемая сила частично разрушает эти жесткие сетчатые структуры. После разрушения большой сетчатой структуры, воспринимаемой как участок повышенной твердости, на ряд сетчатых структур меньшего размера, достаточно маленьких, чтобы потребитель не замечал их, участок повышенной твердости считается исчезнувшим.
Было установлено, что предложенный способ обладает преимуществом, заключающимся в обеспечении возможности работы производства на высоких скоростях и с сжатием абсорбирующей сердцевины до желаемой толщины, с уменьшением, в то же время, количества участков повышенной твердости.
Прохождение абсорбирующей сердцевины через последующую зону контакта прессовых валов предпочтительно является отдельным этапом технологического процесса. Этапы технологического процесса согласно способу наиболее предпочтительно следуют непосредственно друг за другом. Однако и другие этапы технологического процесса могут быть введены между этапами согласно способу, если они не повлияют на предполагаемое действие уменьшения количества участков повышенной твердости.
После последующей зоны контакта прессовых валов количество участков повышенной твердости абсорбирующей сердцевины может быть менее 50% от количества участков повышенной твердости до последующей зоны контакта прессовых валов, предпочтительно, менее 30%, и наиболее предпочтительно - менее 10%. В действительности, во многих случаях и наиболее предпочтительно, по существу нет никаких участков повышенной твердости, вообще после последующей зоны контакта прессовых валов. Как пояснено выше, малое количество участков повышенной твердости предпочтительно, так как участки повышенной твердости могут восприниматься потребителем как раздражающие.
В сжимающей зоне контакта прессовых валов толщина абсорбирующей сердцевины может быть уменьшена более чем на 40%, предпочтительно, более чем на 50%, а наиболее предпочтительно - более чем на 60%. Тонкая абсорбирующая сердцевина позволяет изготавливать тонкое абсорбирующее изделие, которое часто является предпочтительным по ряду причин, например: экономится пространство и обеспечивается больший комфорт потребителю.
После последующей зоны контакта прессовых валов плотность абсорбирующей сердцевины может составлять 70-120% от плотности до последующей зоны контакта прессовых валов, предпочтительно, 80-115%, и наиболее предпочтительно - 90-110%. Следовательно, последующая зона контакта прессовых валов не должна оказывать большого влияния на общую плотность сердцевины; вместо этого основной задачей является уменьшение количества участков повышенной твердости.
Количество участков повышенной твердости после этапа сжатия обычно больше для работы производственной линии с высокими скоростями. Способ, таким образом, особенно пригоден при скорости перемещения абсорбирующей сердцевины через зоны контакта прессовых валов, более 200 м/мин. При таких высоких скоростях на обычных линиях могут возникать проблемы, связанные с образованием в изделиях участков повышенной твердости. В противоположность обычным способам, способ согласно настоящему изобретению приводит к тому, что сердцевины содержат относительно малое количество участков повышенной твердости также и при тех высоких скоростях.
Абсорбирующая сердцевина, о которой идет речь в настоящем изобретении, преимущественно содержит целлюлозную волокнистую массу и/или суперабсорбенты. Количество суперабсорбентов может составлять до 80% от общей массы абсорбирующей сердцевины, предпочтительно до 60%, и наиболее предпочтительно - до 50%. Предпочтительно количество суперабсорбентов может составлять 50-70% или 30-50%. Иногда большое количество суперабсорбентов желательно для обеспечения достаточного поглощения при определенной массе изделия. При использовании способа согласно первому аспекту изобретения можно также изготавливать сердцевины с большим содержанием суперабсорбента без возникновения проблем, связанных с появлением участков повышенной твердости. В одном варианте осуществления абсорбирующая сердцевина может состоять из целлюлозной волокнистой массы и суперабсорбентов.
На первой и/или второй наружную поверхности абсорбирующей сердцевины может быть размещен материал подложки. Таким образом, риск приклеивания абсорбирующего материала к поверхностям валов в зонах контакта прессовых валов уменьшается, так как материал подложки располагают между поверхностью вала и абсорбирующей сердцевиной.
Только один или оба вала последующей зоны контакта прессовых валов имеют поверхности, содержащие эластичный материал. Эластичный материал может обладать твердостью по Шору, по шкале A, составляющей 40-90 единиц, предпочтительно 50-85 единиц, и наиболее предпочтительно - 60-80 единиц. На обоих валах последующей зоны контакта прессовых валов материал может быть одинаковым или различным. Пригодным эластичным материалом может быть резина. Посредством изменения материала можно приспособить последующую зону контакта прессовых валов так, чтобы могли быть достигнуты желаемые характеристики изделия.
В варианте осуществления валы последующей зоны контакта прессовых валов имеют плоские поверхности. Благодаря этому давление в зоне контакта прессовых валов может быть равномерно распределено, и эффект уменьшения количества участков повышенной твердости имеет место по всей поверхности зоны контакта прессовых валов.
Сжимающие валы могут иметь неэластичные поверхности. Например, сжимающие валы могут иметь металлические поверхности, при которых обеспечивается долговечность материала поверхности.
Согласно второму аспекту настоящего изобретения предусмотрено устройство для формирования абсорбирующих сердцевин. Устройство содержит:
- формирующую машину для формирования абсорбирующих сердцевин;
- сжимающую зону контакта прессовых валов между двумя сжимающими валами;
- последующую зону контакта прессовых валов между двумя валами, где последующая зона контакта прессовых валов будет расположена за сжимающей зоной контакта прессовых валов, в котором, по меньшей мере, один из валов последующей зоны контакта прессовых валов имеет поверхность, содержащую эластичный материал. Такое устройство приспособлено для изготовления абсорбирующих сердцевин согласно вышеупомянутому способу.
3
3
3
Согласно третьему аспекту настоящего изобретения создана абсорбирующая сердцевина, изготовленная по способу, описанному выше. В варианте осуществления абсорбирующая сердцевина имеет удельный объем волокнистой массы, менее чем 10 см/г, предпочтительно - менее чем 8 см/г, и наиболее предпочтительно - менее чем 6 см/г и по существу не содержит участков повышенной твердости.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Настоящее изобретение ниже будет пояснено более подробно посредством неограничивающих примеров и со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено:
на фиг.1 - схематический вид сбоку участка производственной линии;
на фиг.2 - схематический вид абсорбирующей сердцевины согласно известному уровню техники.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Ниже изобретение будет проиллюстрировано посредством вариантов осуществления. Следует понимать, однако, что варианты осуществления включены для пояснения сущности изобретения, а не ограничения объема изобретения, определенного в прилагаемой формуле изобретения.
На фиг.1 изображен схематический чертеж участка 2 примера производственной линии, представляющий вариант осуществления способа, предложенного здесь. В этом варианте осуществления абсорбирующие сердцевины формируют на транспортерной ленте 3 из волокна посредством формирующей машины 4, используя средства для аэродинамического формирования. Абсорбирующие сердцевины можно формировать в виде отдельных изделий одно за другим или в виде непрерывного полотна, который делят на отдельные изделия в последующем этапе. Абсорбирующий материал 6, выпускаемый из формирующей машины, имеет определенную толщину t1. После формирующей машины абсорбирующий материал 6 перемещается в сжимающую зону контакта прессовых валов 8 между двумя сжимающими валами 10, 12. Абсорбирующий материал сжимается в зоне контакта прессовых валов 8 для уменьшения его толщины. Толщина t1 после формирующей машины может быть, таким образом, уменьшена на 40%, предпочтительно, на 50%, и наиболее предпочтительно, на 60%, в отношении t2, т.е. толщины следующей за сжимающей зоной контакта прессовых валов 8. Если в абсорбирующем материале 6, сформированном посредством формирующей машины, содержатся какие-либо локальные области, имеющие большую основную массу, чем окружающие области, то эти локальные области могут появляться как участки повышенной твердости в сжатом материале 14 после сжимающей зоны контакта прессовых валов 8.
Абсорбирующий материал затем перемещается на последующей транспортерной ленте 15 к последующей зоне контакта прессовых валов 16 между двумя валами 18, 20. По меньшей мере, один из валов 18, 20 содержит поверхность из эластичного материала. Последующая зона контакта прессовых валов 16 может быть использована для дополнительного сжатия, делая материал немного тоньше, придавая ему толщину t3 после последующей зоны контакта прессовых валов 16. Согласно настоящему изобретению основной целью последующей зоны контакта прессовых валов 16 является, однако, изготовление более мягкого материала путем избавления от участков повышенной твердости. После последующей зоны контакта прессовых валов 16 абсорбирующий материал в дальнейшем перемещается посредством транспортерной ленты 23.
Сжимающая зона контакта прессовых валов может содержать одну, две, три или большее число сжимающих зон контакта прессовых валов, посредством которых постепенно уменьшают толщину абсорбирующей сердцевины. Последующая зона контакта прессовых валов может также содержать одно, два, три или большее число зон контакта прессовых валов. Однако обычно предпочтительно использовать как можно меньшее число зон контактов прессовых валов, а наиболее предпочтительно использовать одну зону контакта прессовых валов для сжатия и одну зону контакта прессовых валов для последующего сжатия.
На фиг.1 сжимающая зона контакта прессовых валов 8 и последующая зона контакта прессовых валов 12 показаны как отдельные узлы. Возможно также объединение их в один узел, где центральный вал используют как контрвал как для сжимающей зоны контакта прессовых валов, так и для последующей зоны контакта прессовых валов. В этом случае центральный вал предпочтительно имеет металлическую поверхность. Использование отдельной сжимающей зоны контакта прессовых валов, за которой следует отдельная последующая зона контакта прессовых валов, является, однако, предпочтительным, так как при этом материалы валов в двух зонах контакта прессовых валов могут быть оптимизированы для их различных целей. В качестве примера, металлические поверхности, подобные стали, пригодны для сжимающей зоны контакта прессовых валов, так как эти валы долговечны, тогда как, по меньшей мере, один из валов в последующей зоне контакта прессовых валов имеет эластичную поверхность.
Обычно проблемы с участками повышенной твердости усиливаются с увеличением скорости производственной линии, так как абсорбирующий материал, сформированный на формирующей машине, может затем стать менее равномерным. Однородность материала может быть определена по коэффициенту вариации (CV) для массы на единицу площади, также называемый основная масса.
CV - коэффициент вариации по массе на единицу площади.
Ниже описан подходящий способ для определения коэффициента вариации (CV) по массе на единицу площади абсорбирующего материала.
2
1. Пробы площадью 1365 мм выштамповывают из волокнистого полотна или абсорбирующего вещества, подлежащего исследованию. Пробы берут из различных частей абсорбирующей сердцевины, например спереди, сзади, справа, слева и из центра в областях с одинаковой массой на единицу площади.
2. Измерения выполняют на случайно выбранных изделиях, насчитывающих, по меньшей мере, 15, лучше - 50 шт.
3. Пробы взвешивают и вычисляют среднеквадратичное отклонение S и среднеарифметическую величину . Коэффициент вариации (CV) получают в процентах из
4. Если требуется узнать вариацию сбоку или спереди/сзади, то пробы должны сохраняться по порядку. Это удобно, так как при необходимости можно определить есть ли вариация правого/левого типа.
Удельный объем волокнистой массы
pulp
3
3
Удельный объем волокнистой массы B (см/г) определяется как объем, занимаемый волокнистой массой, (см), исключая объем, занимаемый суперабсорбентами, деленный на массу волокнистой массы (г).
где
t - толщина пробы, см;
2
bw - основная масса, г/см;
sap
3
ρ - объемная плотность суперабсорбента по Edana WSP 260.2 (05), г/см.
Индексами pulp и SAP обозначены соответствующие материалы: волокнистая масса и суперабсорбенты.
Удельный объем - обратная величина объемной плотности: В=1/ρ.
Если присутствуют другие компоненты материала в абсорбирующем материале, то их следует также вычесть.
Толщину измеряли, используя круглую прижимную головку диаметром 80 мм.
Давление составляло 0,5 кПа. Значения были записаны через 5 с после контакта.
Удельный объем волокнистой массы является теоретической величиной, используемой для сравнения различных абсорбирующих сердцевин, содержащих СУПЕРАБСОРБЕНТЫ различной концентрации. Для этого было бы неправильным использование общей плотности или общего объема, и удельный объем волокнистой массы - один из путей компенсации этого.
3
3
Эмпирически установлено, что обычно возникают проблемы, связанные с появлением участков повышенной твердости при изготовлении сильно сжатого материала на обычных производственных линиях, когда CV больше приблизительно 8-10%. Уровень удельного объема волокнистой массы, при котором участки повышенной твердости начинают становиться видимыми, зависит от многих факторов, например от сырьевых материалов, используемых в абсорбирующей сердцевине, и от концентрации СУПЕРАБСОРБЕНТА. Обычно участки повышенной твердости начинают появляться при удельном объеме волокнистой массы, составляющем где-то около 8-10 см/г, но могут не начинать появляться до тех пор, пока удельный объем волокнистой массы не составит 5 см/г.
Как упомянуто выше, проблема, связанная с появлением участков повышенной твердости, может, в общем, усугубляться при увеличении скорости изготовления, так как материал, получаемый на формирующей машине, может затем стать более неровным. С другой стороны, высокая скорость является желательной для увеличения производительности. Проблема, связанная с появлением участков повышенной твердости, может также усугубляться с увеличением сжатия абсорбирующего материала. Однако для получения тонких материалов требуется большое сжатие. Мы также надеемся, что высокая влажность является другим фактором, который вносит свой вклад в проблему образования участков повышенной твердости, но, с другой стороны, определенная влажность является желательной, например, для исключения проблем, связанных с появлением статического электричества. Проблема, связанная с появлением участков повышенной твердости, может также усугубляться при большом количестве суперабсорбентов, особенно если суперабсорбенты неровно распределены в абсорбирующей сердцевине.
Учитывая сказанное выше, следует понимать, что использование способа, предложенного в настоящем документе, обеспечивает возможность ослабления проблемы, связанной с появлением участков повышенной твердости (т.е. уменьшения количества участков повышенной твердости), без компромисса с другими факторами, являющимися потенциально существенными для образования участков повышенной твердости. Действительно, в предложенном способе предлагается скорее удаление участков повышенной твердости после их формирования, чем предотвращение формирования участков повышенной твердости.
На фиг.2 показана схематически абсорбирующая сердцевина, изготовленная обычными способами. Обычный способ (см. фиг.1) был бы подобен перемещению абсорбирующей сердцевины непосредственно после сжимающей зоны контакта прессовых валов 8 (и до последующей зоны контакта прессовых валов 16). В такой абсорбирующей сердцевине, которая показана на фиг.2, может присутствовать ряд участков повышенной твердости 26, 28, 30.
Как упомянуто выше, участок повышенной твердости может быть определен как область абсорбирующей сердцевины, обладающая большей локальной плотностью, чем средняя плотность абсорбирующей сердцевины. Участок повышенной твердости проходит насквозь через всю абсорбирующую сердцевину, и его можно ощутить с обеих наружных сторон абсорбирующей сердцевины, как область уплотнения. Можно также отметить, что прочность на изгиб участка повышенной твердости больше, чем у окружающего материала.
Участки повышенной твердости могут быть выявлены потребителем абсорбирующего изделия до использования и, возможно, во время использования. Наличие даже одного участка повышенной твердости в сердцевине может заставить потребителя предположить, что изделие является изделием более низкого качества, если участок повышенной твердости, к несчастью, неудачно расположен и/или он имеет большие размеры.
Участки повышенной твердости могут иметь любые размеры, где максимальный диаметр может составлять от нескольких миллиметров до пары сантиметров. Они часто имеют нерегулярную форму. Однако действительно небольшие участки повышенной твердости сложно обнаружить, и диаметр в 4 мм представляется практически нижним пределом, при котором они становятся раздражающими местами для потребителя. Соответственно, при таком применении, любыми участками повышенной твердости, имеющими максимальный диаметр, менее 4 мм, можно пренебречь (т.е. вообще не считать их участками повышенной твердости).
Количество участков повышенной твердости
2
В порядке определения величины участков повышенной твердости введено понятие "количество участков повышенной твердости". Для определения количества участков повышенной твердости человек ощупывает всю абсорбирующую сердцевину своими руками, например, прикладывая большой палец к одной поверхности, а другие пальцы - к другой поверхности. Участки повышенной твердости могут быть легко ощутимы как относительно уплотненные области, т.е. более уплотненные, чем окружающие области, и проходящие сквозь всю сердцевину. При обнаружении участка повышенной твердости, его помечают, проводя линию вокруг его контура на одной из наружных поверхностей абсорбирующей сердцевины. После выявления всех возможных участков повышенной твердости в определенной абсорбирующей сердцевине, определяют максимальный диаметр d каждого отмеченного участка повышенной твердости. Максимальным диаметром d считают самый длинный отрезок прямой, который можно провести из одной точки контура до другой точки контура определенного участка повышенной твердости (см. примеры на фиг.2.). Количество участков повышенной твердости равно количеству участков повышенной твердости, имеющих максимальный диаметр, более 4 мм в расчете на единицу площади. Если определено, что конкретный участок повышенной твердости имеет максимальный диаметр d, менее 4 мм, то его не принимают во внимание при вычислении количества участков повышенной твердости. Количество участков повышенной твердости может быть выражено как количество участков повышенной твердости, приходящихся на 1 м. Для подгузников количество участков повышенной твердости часто задают как количество участков повышенной твердости на 40 изделий, так как нормальная упаковка содержит 40 изделий.
При обычных способах изготовления отдельные абсорбирующие сердцевины могут быть без участков повышенной твердости, но время от времени могут появляться абсорбирующие сердцевины с участками повышенной твердости. При поиске способов уменьшения количества участков повышенной твердости согласно настоящему изобретению обследовали ряд сердцевин, а не только отдельные абсорбирующие сердцевины, которые случайно могли не содержать никаких участков повышенной твердости, даже при использовании обычных способов изготовления.
Волокна, используемые в абсорбирующих сердцевинах согласно настоящему изобретению, могут быть волокнами различных типов или их смесями, например, таких как механические, термомеханические, химико-термомеханические или химические волокна из волокнистой массы. Возможно также использование смесей, содержащих синтетические волокна и волокна, обладающие высокой абсорбирующей способностью.
Пригодные суперабсорбенты включают как традиционные суперабсорбенты, так и биосуперабсорбенты, основанные частично или полностью на восстанавливаемых или устойчиво (с экологической точки зрения) используемых сырьевых материалах. Органические материалы, пригодные для использования в качестве суперабсорбирующих материалов, включают: натуральные материалы, например полисахариды, полипептиды и т.п., а также синтетические материалы, например синтетические гидрогелевые полимеры. Такие гидрогелевые полимеры включают, например, соли щелочных металлов полиакриловых кислот, полиакриламиды, поливиниловый спирт, полиакрилаты, полиакриламиды, поливинилпиридины и т.п. Другие пригодные полимеры включают: гидролизированный привитой сополимер крахмала и акрилонитрила, привитой сополимер крахмала и акриловой кислоты, и сополимеры изобутилена и малеинового ангидрида, и их смеси. Гидрогелевые полимеры предпочтительно незначительно сшиты для придания материалу свойства по существу нерастворимости в воде. Предпочтительные суперабсорбенты дополнительно поверхностно сшиты таким образом, чтобы наружная поверхность, или оболочка, частиц, волокон, хлопьев, сфер и т.д. суперабсорбента обладали большей плотностью поперечных связей, чем внутренняя часть суперабсорбента. Суперабсорбенты могут иметь любую форму, пригодную для использования в абсорбирующих композитах, включая форму частиц, волокон, хлопьев, сфер и т.п.
В варианте осуществления, представленном на фиг.1, абсорбирующий материал 6 формируют на транспортерной ленте 3 без использования материалов подложки. В альтернативном варианте осуществления абсорбирующий материал можно формировать сверху на материале подложки. Можно также поместить на материале подложки на первую и/или вторую наружную сторону абсорбирующего материала после формообразования. Посредством перемещения материалов подложки через сжимающую и последующую зоны контакта прессовых валов вместе с абсорбирующим материалом уменьшают риск прилипания абсорбирующего материала к валам. Пригодными материалами подложки являются, например, тонкая бумага или нетканые материалы. Если используют материал подложки, то может быть исключено одно или большее число транспортерных лент 3, 15, 23.
Валы 10, 12, используемые в сжимающей зоне контакта прессовых валов, могут быть валами обычного типа, используемыми для сжатия абсорбирующих материалов. Пригодными материалами для поверхности вала являются сталь или отпущенная сталь. По меньшей мере, один из валов 18, 20 последующей зоны контакта прессовых валов 16 должен иметь эластичную поверхность. Пригодными материалами являются, например, резина, нитрильная резина и полиуретан. Поверхности валов 18, 20 последующей зоны контакта прессовых валов 16 являются предпочтительно по существу плоскими. Поверхность, таким образом, не содержит какого-либо рисунка, который бы мог придавать эффект тиснения; вместо этого желательным является эффект разрушения выше упомянутой сетчатой структуры.
При изготовлении абсорбирующей сердцевины по способу согласно настоящему изобретению должны быть установлены зоны контакта прессовых валов. Давления в зоне контакта прессовых валов обычно измеряют как линейную нагрузку или ширину зазора. Сжимающую зону контакта прессовых валов регулируют для достижения сжимаемого уровня сжатия. Эта регулировка подобна регулировке, которую выполняют на обычной производственной линии; операции регулирования хорошо известны специалисту в данной области техники.
При регулировании последующей зоны контакта прессовых валов следует обращать внимание на то, чтобы плотность абсорбирующей сердцевины была практически такой же или только незначительно увеличенной, например, на 0-10%. Подходящая процедура регулирования может начинаться с разведения зоны контакта прессовых валов и постепенного уменьшения зазора между ними до достижения желаемого эффекта уменьшения количества участков повышенной твердости. Сначала уменьшение зазора можно производить большими шагами, при пристальном наблюдении за t3, толщиной после последующей зоны контакта прессовых валов относительно t2, толщиной после сжимающей зоны контакта прессовых валов. Как только t3 становится меньше, чем t2, уменьшение ширины зазора следует производить небольшими шагами. Принимая меры предосторожности, целесообразно выполнить несколько небольших шагов назад, снова немного увеличивая зазор, а затем продолжать уменьшение ширины зазора такими же небольшими шагами. Так как, по меньшей мере, один из валов имеет эластичную поверхность, ширина зазора в последующей зоне контакта прессовых валов будет меньше, чем в сжимающей зоне контакта прессовых валов, где используют валы с металлическими поверхностями. Иногда ширина зазора может быть даже отрицательной, так как эластичная поверхность локально деформируется.
Регулировки предпочтительно выполняют для каждого типа абсорбирующей сердцевины. Например, при увеличении основной массы или относительного количества суперабсорбента новые регулировки могут быть выполнены. Другими параметрами, оказывающими влияние на регулирование последующей зоны контакта прессовых валов, являются, например: тип волокна; тип суперабсорбента; присутствие других компонентов материала; присутствие материалов подложки; относительная влажность вводимых материалов и воздуха; величина сжатия, производимая на этапе сжатия; тип формирующей машины и возможная степень равномерности распределения компонентов материала; диаметры валов; материал валов; компенсация износа валов; скорость производственной линии и желаемые свойства изделий.
Пример 1
На производственной линии, содержащей одноступенчатую формирующую машину, с одной сжимающей зоной контакта прессовых валов и с одной последующей зоной контакта прессовых валов ряд сжатых абсорбирующих изделий был изготовлен. После последующей зоны контакта прессовых валов не было участков повышенной твердости, имеющих толщину больше 4 мм.
Толщина всего изделия: 5,2 мм.
Толщина абсорбирующей сердцевины t3: 4,2 мм (толщина изделия, уменьшенная за счет наружных материалов, т.е. толщина после последующей зоны контакта прессовых валов);
Толщина после этапа сжатия t2: 5 мм;
Толщина после формирующей машины t1: 12 мм;
Производительность линии: 600 изделий/мин;
2
Основная масса волокнистой массы: 400 г/м (Weyerhouser CF 416, влажность - 9%);
2
Основная масса суперабсорбента: 320 г/м (B-7160 BASF);
Зазор в сжимающей зоне контакта прессовых валов: 1,55 мм;
Зазор в последующей зоне контакта прессовых валов: 0,2 мм;
Диаметр валов последующей зоны контакта прессовых валов: 200 мм;
Материал вала 1: полиуретан на стальной сердцевине; толщина: 10 мм, твердость по Шору, по шкале A: 70 ед.;
Материал вала 2 - сталь.
Сравнительные испытания при использовании той же формирующей машины и узла сжатия, но при исключенной последующей зоне контакта прессовых валов, показали, что при одинаковой толщине, t2=5 мм, участки повышенной твердости присутствовали (так как не использовали последующую зону контакта прессовых валов, t3=t2). Следовательно, стало ясно, что эффект от последующего этапа заключался в удалении участков повышенной твердости из сжатой абсорбирующей сердцевины.
Пример 2
Оба вала последующей зоны контакта прессовых валов имели силиконовую поверхность с твердостью по Шору, по шкале A - 70 ед.; с 20 мм силиконом на стальной сердцевине; диаметром валов - 200 мм. Ширина зазора - (-2 мм) (отрицательная ширина зазоров возможна благодаря использованию материалов с эластичной поверхностью). Все другие параметры были такими же, как в Примере 1. Изделия были такими же, как в Примере 1, включая отсутствие участков повышенной твердости, но валы последующих зон контакта прессовых валов изнашивались быстрее, чем валы в Примере 1.
Изобретение описано выше только как пример, и специалисту в данной области техники должно быть понятно, что множество модификаций описанных выше вариантов осуществления возможны в пределах объема, определенного прилагаемой формулой изобретения.
Примерами таких модификаций могут служить различные давления, создаваемые в зоне контакта прессовых валов; различное количество зон контакта прессовых валов; различные диаметры валов; их расположение в производственной линии; материал валов; компенсация износа валов; скорость производственной линии; наличие или отсутствие материалов подложки; величина сжатия, выполняемая на этапе сжатия; тип формирующей машины и несколько равномерно компоненты материала могут быть распределены.