Forbidden

You don't have permission to access /zzz_siteguard.php on this server.

УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫЙ СПОСОБ РАСТЯЖЕНИЯ РАСТЯГИВАЮЩЕГОСЯ СЛОИСТОГО С НУЛЕВОЙ ДЕФОРМАЦИЕЙ ПОЛОТНА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ - Патент РФ 2098277
Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫЙ СПОСОБ РАСТЯЖЕНИЯ РАСТЯГИВАЮЩЕГОСЯ СЛОИСТОГО С НУЛЕВОЙ ДЕФОРМАЦИЕЙ ПОЛОТНА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫЙ СПОСОБ РАСТЯЖЕНИЯ РАСТЯГИВАЮЩЕГОСЯ СЛОИСТОГО С НУЛЕВОЙ ДЕФОРМАЦИЕЙ ПОЛОТНА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫЙ СПОСОБ РАСТЯЖЕНИЯ РАСТЯГИВАЮЩЕГОСЯ СЛОИСТОГО С НУЛЕВОЙ ДЕФОРМАЦИЕЙ ПОЛОТНА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: изобретение относится к способу и устройству для растяжения слоистого с нулевой деформацией полотна, которое собирают в существенно ненатянутом состоянии и которое становится эластичным в результате механического растяжения. Сущность изобретения: в усовершенствованном способе растяжения растягивающегося слоистого с нулевой деформацией полотна после начального шагового растяжения части растягивающегося слоистого с нулевой деформацией полотна подвергают дальнейшему шаговому растяжению. Это растяжение осуществляют путем контактирования обрабатываемой поверхности начально растянутого полотна со второй парой противоположных устройств приложения давления. Указанные устройства имеют трехмерные поверхности, которые полностью или частично дополняют одна другую и находятся в зацеплении в большей степени, чем первая пара противоположных устройств приложения давления. Благодаря этому второй способный удлиняться слой постоянно еще более растягивается с минимальным повреждением этими операциями последовательного растяжения. При этом слоистому полотну придают способность эластично растягиваться в направлении шагового растяжения, по меньшей мере, до точки растяжения второй парой противоположных устройств приложения давления после прекращения действия сил шагового растяжения на слоистое полотно. Кроме того, подачу растягивающего слоистого с нулевой деформацией полотна между первой и второй парами противоположных устройств приложения давления осуществляют непрерывно. При этом используют противоположные устройства приложения давления в виде рифленых валков с осями вращения, перпендикулярными к направлению движения полотна, и с трехмерными поверхностями, имеющими выступы, которые полностью или частично дополняют друг друга. При этом выступы рифленых валков второй пары противоположных устройств приложения давления зацепляются один с другим в большей степени, чем выступы рифленых валков первой пары. В усовершенствованном устройстве для растяжения растягивающего слоистого с нулевой деформацией полотна средства для шагового растяжения частей растягивающегося слоистого с нулевой деформацией полотна снабжены второй парой противоположных устройств приложения давления. Эта пара устройств имеет трехмерные поверхности, дополняющие одна другую и находящиеся в зацеплении в большей степени, чем первая пара противоположных устройств приложения давления, для дальнейшего шагового растяжения начально растянутых частей слоистого полотна. 2 с. и 8 з. п. ф-лы, 10 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2098277
Класс(ы) патента: B29C55/06, B29C55/08, B29C55/10
Номер заявки: 93053491/25
Дата подачи заявки: 27.08.1993
Дата публикации: 10.12.1997
Заявитель(и): Дзе Проктер энд Гэмбл Компани (US)
Автор(ы): Джеральд Мартин Вебер[US]; Джеймс Вилльям Ричардсон[US]
Патентообладатель(и): Дзе Проктер энд Гэмбл Компани (US)
Описание изобретения: Изобретение относится к способу и устройству для рассмотрения слоистого с нулевой деформацией полотна, которое собирают в существенно ненатянутом состоянии и которое становится эластичным в результате механического растяжения.
В особо предпочтительном варианте воплощения изобретение относится к способу и устройству для придания заранее заданным частям такого растягивающегося слоистого с нулевой деформацией полотна эластичности в одном или нескольких направлениях во время непрерывного движения полотна с высокой скоростью в направлении машины.
Настоящее изобретение далее относится к растягивающемуся слоистому с нулевой деформацией полотну, содержащему множество поглощающих изделий, таких как одноразовые пеленки, соединенных одно с другим вдоль их поясных участков. Каждая пеленка в указанном полотне включает в себя, по меньшей мере, один эластомерный элемент, прикрепленный либо к верхнему слою, либо к подстилающему слою, либо к обоим, когда указанный эластомерный элемент находится в существенно ненапряженном состоянии. По меньшей мере, часть полотна, содержащая указанный ненапряженный эластомерный элемент, подвергается механическому растяжению, достаточному, чтобы удлинить полотно, к которому прикреплен указанный эластомерный элемент. В местах, которых оно не прикреплено к эластомерному элементу, указанное непрерывно удлиняемое полотно подвергается объемному увеличению в направлении Z между двумя соседними точками прикрепления к эластомерному элементу в направлении, перпендикулярном к плоскости эластомерного элемента, когда прекращается действие растягивающих сил и эластомерный элемент возвращается к своей в основном ненапряженной конфигурации. Независимо от степени объемного расширения в направлении Z растягивающийся слоистый участок полотна, имеющий нулевую деформацию, после этого способен эластично растягиваться в направлении начального растяжения, по меньшей мере, до точки начального растяжения.
Настоящее изобретение в особо предпочтительном варианте относится далее к такому способу и устройству, в которых механическое растяжение указанного слоистого полотна осуществляется путем пропускания слоистого полотна между кратными парами зацепляющихся друг с другом рифленых валков для последовательного растяжения указанного полотна без причинения ему существенного повреждения.
Настоящее изобретение далее относится в особо предпочтительном варианте к одноразовой впитывающей перевязочной структуре, такой как пеленка, имеющей дискретные эластичные участки, образованные в соответствии со способом и устройством согласно настоящему изобретению.
Растягивающееся слоистое с нулевой деформацией полотно относится к слоистому полотну, составленному, по меньшей мере, из двух слоев материала, прикрепленный один к другому, либо прерывисто, либо по существу непрерывно вдоль, по меньшей мере, участка их сопряженных поверхностей, находящихся в существенно ненатянутом (с нулевой деформацией) состоянии. По меньшей мере, один из указанных слоев материала находится предпочтительно в форме сплошного полотна для облегчения непрерывной высокоскоростной обработки. Другой из указанных слоев материала может содержать сплошное полотно или дискретные элементы или заплаты, прикрепленные к сплошному полотну в заранее заданных местах.
Прерывисто соединенное слоистое полотно означает слоистое полотно, в котором перед приложением натяжения слои материала сцепляют один с другим в дискретных разнесенных точках, или слоистое полотно, в котором слои материала существенно не сцеплены один с другим в дискретных разнесенных участках. Прерывисто соединенные слоистые полотна первого типа могут быть образованы пропусканием двух термосклеиваемых слоев материала через нагретую контактную зону узорчатых тиснильных валков или нанесением дискретных разнесенных клеевых зон на один из слоев материала перед приведением его в контакт с другим слоем материала, в то время как прерывисто соединенное полотно второго типа может быть образовано подачей проклеенного снабженного отверстиями слоя или холста между парой существенно сплошных слоев материала. И наоборот, по существу непрерывно соединенное многослойное полотно означает многослойное полотно, в котором перед приложением натяжения слои материала вначале соединяют один с другим непрерывно по всей площади их поверхностей соприкосновения. По существу непрерывно соединенные слоистые полотна могут быть образованы экструдированием первого существенно сплошного слоя термопластичного геля непосредственно на второй слой, в то время как первый слой находится в нагретом состоянии, пропусканием двух термосклеиваемых слоев через контактную зону нагретых валков гладкой поверхностью или путем нанесения существенно сплошного клеевого покрытия, аэрозоля или плотным узором расплава, выдуваемого на один из слоев перед приведением его в контакт с другим слоем.
Один из слоев, используемых в растягивающемся слоистом полотне с нулевой деформацией, согласно настоящему изобретению состоит из материала растяжимого и эластомерного, т.е. такого, который будет после прекращения приложения растягивающей силы в основном возвращаться к своим размерам, существовавшим в ненатянутом состоянии. Второй слой, прикрепленный к эластомерному слою материала, является удлиняемым, предпочтительно вытягиваемым, но обязательно эластомерным. Каков бы ни был его состав, второй слой при растяжении будет, по меньшей мере, до некоторой степени находиться в постоянно удлиненном состоянии, так что после прекращения действия растягивающих сил, он не будет полностью возвращаться к его первоначальной неискаженной конфигурации. В той же мере, в какой постоянно удлиненный второй слой не прикрепляется к эластомерному полотну после операции растяжения, постоянно удлиненный второй слой расширяется в направлении Z между его точками прикрепления к эластомерному полотну, когда эластомерное полотно, к которому он прикреплен, возвращается к его существенно неискаженной конфигурации в плоскости x-y. Чем больше расстояние между соседними точками прикрепления в плоскости x-y после растяжения, тем больше будет степень расширения в направлении Z в получающемся многослоистом полотне. Независимо от степени расширения в направлении Z получающееся слоистое полотно с нулевой деформацией после этого способно эластично растягиваться в направлении начального растяжения, по меньшей мере, до точки начального растяжения.
Известен способ изготовления прерывисто соединенного растягивающегося слоистого полотна с нулевой деформацией [1]
В известном способе два наложенных один на другой сплошных резиновых полотна, одно из которых находится под напряжением продольного растяжения, пропускают между парой прижимающих валков, вращающихся с одной и той же окружной скоростью. Один из валков снабжен относительно небольшими узкими выступами, расположенными с определенным рисунком, которые взаимодействуют с другим валком, обеспечивая прижатие друг к другу в адгезионном контакте небольших участков двух резиновых полотен так, что расположенные с близкими интервалами небольшие площади наложенных одно на другое полотен соединяются в рисунке, аналогичном рисунку расположения выступов на прижимном валке.
Валок, взаимодействующий с валком, имеющим выступы, может быть гладким или может быть снабжен сопряженными выступами, подобными выступам на другом валке. Валки установлены с зазором в зависимости от общей толщины резиновых полотен такой величины, которая достаточна для обеспечения нужного соединяющего давления, без нежелательного утоньшения резины в местах соединения.
По выходе соединенных полотен из валков, напряжение на растянутом полотне снимается, в результате чего полотно уменьшается в длине и несколько увеличивается в ширину. Так как нерастянутое полотно, прерывисто присоединенное к нему, не может сжиматься таким образом, оно выгибается вверх от продольного направления, образуя гофры или изгибы.
В следующей стадии процесса прерывисто соединенный композит, содержащий двухслойный гофрированный материал, подвергается очень сильному растяжению в боковом направлении, при этом напряжение достаточно, чтобы растянуть верхний изогнутый слой за предел упругости. Однако приложенное напряжение не превышает предела упругости нижнего или подстилающего слоя. Если нужно, боковое растяжение может составлять величину, в восемь раз превышающую начальную ширину недеформированного композита.
Так как верхний слой растянут в боковом направлении за его предел упругости, его гофры по необходимости постоянно утоньшены в боковом направлении, так что, когда боковое напряжение на слоистый лист снимается, поверхностный участок материала в любом гофре, когда он примет плоскую форму, будет гораздо больше, чем поверхностный участок соответствующего подстилающего слоя. В результате, когда подстилающий слой сожмется в боковом направлении, гофры на верхнем слое вытянутся вверх от бокового направления и, так как площадь их поверхности гораздо больше, чем до этого, сжимающий эффект подстилающего слоя заставит гофры принять крайне нерегулярную и искаженную форму между линиями стыка, т.е. происходит объемное увеличение в направлении Z композита.
Получающееся растягивающееся слоистое с нулевой деформацией полотно пригодно, в частности, для использования в изготовлении купальных костюмов, купальных шапочек, обуви, фартуков и других предметов.
Известен способ изготовления прерывисто соединенного растягивающегося слоистого с нулевой деформацией полотна, в частности, для изготовления, например, полотенцевого, обтирочного материала или растягивающегося одежного материала [2]
Известный способ раскрывает образование холста, состоящего из пересекающихся рядов нитей или волокон, соединенных одна с другой в точках их пересечения с образованием сетчатой усиливающей структуры. К противоположным сторонам усиливающей сетчатой структуры, образованной пересекающимися нитями, предпочтительно прикрепляется пара нетканых слоев волокон.
Слоистая полотняная структура затем подвергается растягивающей операции в одном или нескольких направлениях, для того чтобы постоянно растянуть нетканые полотна, прикрепленные к противоположным поверхностям усиливающей сетки. Это можно выполнить, растягивая слоистое полотно крестообразно, с помощью валков или соответствующим образом направляемых конвейерных цепей, оборудованных средствами захвата и приложения противоположных растягивающих сил к боковым кромкам полотна. Растяжение в продольном направлении может быть осуществлено взаимодействием медленных и быстрых пар валков.
Поскольку нити, применяемые для образования сетчатой усиливающей структуры, в особо предпочтительном варианте упруги, то сетка стремится восстановиться до ее заданной существенно ненарушенной конфигурации, как только прекратится действие растягивающих сил, приложенных к слоистому полотну. В результате постоянно растянутые верхние слои, показанные в поперечном разрезе, демонстрируют объемное увеличение в направлении Z в не соединенных местах, совпадающих с отверстиями упругой сетки.
Известен способ изготовления прерывисто или непрерывно соединенных растягивающихся слоистых полотен с нулевой деформацией, состоящих из синтетических полимерных слоев и предназначенных для изготовления одноразовой одежды [3]
В предпочтительном варианте растягивающийся ламинат с нулевой деформацией содержит, по меньшей мере, один слой, состоящий в основном из синтетических полимерных волокон, являющихся относительно эластомерными, и, по меньшей мере, один слой, состоящий в основном из синтетических полимерных волокон, являющихся относительно удлиняемыми, но относительно неэластичными. В особо предпочтительном варианте слои соединены один с другим, образуя слоистое полотно.
В известном способе раскрыты два типа конфигураций соединения полотна: по существу сплошное соединение, реализуемое через контактную зону нагретых гладких валков, и прерывистое соединение во множестве отстоящих друг от друга точек, осуществляемое через контактную зону узорчатого тисненого валка.
Слоистые полотна, использующие любую конфигурацию соединения, затем подвергаются механической обработке, например растяжению, предпочтительно равномерному в, по меньшей мере, одном направлении с последующей в основном полной релаксацией для получения низкого модуля упругости в направлении растяжения. В случае прерывисто соединенных слоистых полотен способный удлиняться, но относительно неэластичный слой постоянно удлиняется при операциях растяжения. В соответствии с этим, когда приложенное натяжение снимается, он объемно увеличивается и вспучивается между прерывистыми соединениями, которыми он крепится к относительно эластомерному слою, т.е. он объемно увеличивается до значительной степени в направлении Z, давая в результате растягивающееся слоистое, с нулевой деформацией полотно, способное эластично расширяться в направлении начального растяжения, по меньшей мере, до точки начального растяжения. В случае в основном непрерывно соединенных слоистых полотен постоянно удлиненные полимерные волокна, относительно неэластичные, не убираются, когда прекращается действие напряжения на слоистое полотно. Следовательно, они вынуждено образуют петли, пучности и объемно увеличиваются в гораздо меньшем масштабе, т.е. между точками их прикрепления к относительно эластомерным полимерным волокнам, когда напряжение на слоистом полотне снимается. Хотя объемное увеличение в направлении Z менее выражено в таких непрерывно соединенных слоистых полотнах, растягивающиеся слоистые с нулевой деформацией полотна последнего типа также способны удлиняться эластично в направлении растяжения, по меньшей мере, до точки начального растяжения.
Наиболее близким по технической сущности к описываемому способу является усовершенствованный способ растяжения растягивающегося слоистого с нулевой деформацией полотна для придания ему эластичности в направлении растяжения, по меньшей мере, до точки начального растяжения без разрывания полотна, при котором осуществляют подачу растягивающегося слоистого с нулевой деформацией полотна, содержащего по существу ненатянутый первый эластомерный слой, прерывисто или по существу непрерывно скрепленный с по существу ненатянутым вторым слоем в виде сплошного полотна, способного удлиняться, но проявляющего меньшее упругое восстановление, чем первый слой, между первой парой противоположных устройств приложения давления, имеющих трехмерные поверхности, которые частично или полностью дополняют одна другую, начальное шаговое растяжение частей растягивающегося слоистого с нулевой деформацией полотна, находящегося между первой парой противоположных устройств приложения давления, путем приведения их трехмерных поверхностей в частичное или полное зацепление одна с другой, благодаря чему второй способный удлиняться слой постоянно удлиняется, по меньшей мере, частично, удаление, по меньшей мере, одного из устройств приложения давления первой пары от контакта с поверхностью начально растянутой части полотна, освобождая его от растягивающего напряжения [4]
Для осуществления указанного способа служит усовершенствованное устройство для растяжения растягивающегося слоистого с нулевой деформацией полотна для придания ему эластичности в направлении растяжения, по меньшей мере, до точки начального растяжения без разрывания полотна, содержащее средства подачи растягивающегося слоистого с нулевой деформацией полотна, включающего по существу ненатянутый первый эластомерный слой, прерывисто или по существу непрерывно соединенный с по существу ненатянутым вторым слоем в виде сплошного полотна, способного удлиняться, но проявляющего меньшее упругое восстановление, чем первый слой, средства для шагового растяжения частей растягивающего слоистого с нулевой деформацией полотна, включающие первую пару противоположных устройств приложения давления с трехмерными поверхностями, дополняющими полностью или частично друг друга, для начального шагового растяжения слоистого полотна путем приведения трехмерных поверхностей первой пары противоположных устройств приложения давления в полное или частичное зацепление одна с другой и средства для удаления, по меньшей мере, одного из устройств приложения давления первой пары от поверхности начально растянутой части слоистого полотна и освобождения его от растягивающего напряжения [4]
Известный способ и устройство описывает одежду одноразового использования, в частности пеленку, используя растягивающийся слоистый с нулевой деформацией материал, содержащий ненатянутый эластомерный элемент, прикрепленный между парой способных вытягиваться элементов в его противоположных поясном и ножном участках. Эластичные элементы прикреплены в поясных участках пеленочного полотна, находясь в существенно расслабленном состоянии, к способному вытягиваться верхнему полотну, к способному вытягиваться подстилающему полотну или к обоим. Соединяющая конфигурация может быть прерывистой в случае пропускания слоистого материала через контактную зону давления, образованную между двумя валками, один из которых нагревается и содержит множество выпуклых точек на его поверхности, или сплошной в случае нанесения тонкой полоски вязкоупругого клея на одно из полотен и прижатия указанного клея к другому полону путем пропускания слоистого материала через контактную зону давления, образованную между парой валков с гладкой поверхностью.
Независимо от того, какая конфигурация соединения используется, участки пеленочного полотна, содержащие эластичные элементы полотна, затем растягиваются в поперечном направлении взаимодействующими рифлениями в парах рифленых валков. Одновременно совпадающие участки растяжимых верхнего и подстилающего полотен в области крепления эластичного элемента шагово растягиваются для сообщения им постоянного удлинения и молекулярной ориентации в направлении устройства. Так как в рифленых валках взаимодействующие рифления расположены в основном параллельно направлению обработки, шаговое растяжение полотна происходит в направлении обработки. В соответствии с этим полностью обработанные поясные участки пеленочного полотна затем способны эластично растягиваться в поперечном направлении, по меньшей мере, до точки начального растяжения.
Подобная операция растяжения в направлении обработки предпочтительно выполняется в отношении противоположных ножных поясков, включающих ненапряженные эластичные элементы, путем пропускания пеленочного полотна между другой парой взаимодействующих рифленых валков. Так как в рифленых валках зацепляющиеся рифления расположены в основном параллельно поперечному обработке направлению, шаговое растяжение происходит в направлении обработки. В соответствии с этим участки ножных поясков пеленочного полотна затем способны эластично растягиваться в направлении обработки, по меньшей мере, до точки начального растяжения.
Указанные рифленые валки для шагового растяжения растягивающегося слоистого полотна с нулевой деформацией используются для достижения относительно малой степени растяжения. В случае более высоких степеней шагового растяжения рифленые валки проявляют тенденцию повреждать полотно. В крайних ситуациях это повреждение может даже принять форму разрыва одного или более полотен, составляющих растягивающийся слоистый материал с нулевой деформацией, в соответствии с рисунком рифлений. В зависимости от желаемой характеристики готового продукта, т.е. непроницаемости для жидкости, такое повреждение делает полученное растягивающее слоистое с нулевой деформацией полотно непригодным для выполнения его функции.
Вышеупомянутые проблемы становятся все более и более серьезными с ростом скорости обработки полотна и желаемой степени шагового растяжения, а также снижением показателей удлинения до разрыва слоистого полотна.
Техническим результатом изобретения является обеспечение повышенной степени шагового растяжения полотна с минимальным повреждением полотна.
Для достижения технического результата в усовершенствованном способе растяжения растягивающегося слоистого с нулевой деформацией полотна для придания ему эластичности в направлении растяжения, по меньшей мере, до точки начального растяжения без разрывания полотна, при котором осуществляют подачу растягивающегося слоистого с нулевой деформацией полотна, содержащего по существу ненатянутый первый эластомерный слой, прерывисто или по существу непрерывно скрепленный с по существу ненатянутым вторым слоем в виде сплошного полотна, способного удлиняться, но проявляющего меньшее упругое восстановление, чем первый слой, между первой парой противоположных устройств приложения давления, имеющих трехмерные поверхности, которые частично или полностью дополняют одна другую, начальное шаговое растяжение частей растягивающегося слоистого с нулевой деформацией полотна, находящегося между первой парой противоположных устройств приложения давления, путем приведения их трехмерных поверхностей в частичное или полное зацепление одна с другой, благодаря чему второй способный удлиняться слой постоянно удлиняется, по меньшей мере, частично, удаление, по меньшей мере, одного из устройств приложения давления первой пары от контакта с поверхностью начально растянутой части полотна, освобождая его от растягивающего напряжения, согласно изобретению после начального шагового растяжения части растягивающегося слоистого с нулевой деформацией полотна подвергают дальнейшему растяжению путем контактирования обрабатываемой поверхности начально растянутого полотна со второй парой противоположных устройств приложения давления, имеющих трехмерные поверхности, которые полностью или частично дополняют одна другую и находятся в зацеплении в большей степени, чем первая пара противоположных устройств приложения давления, благодаря чему второй способный удлиняться слой постоянно еще более растягивается с минимальным повреждением этими операциями последовательного растяжения, при этом слоистому полотну придают способность эластично растягиваться в направлении шагового растяжения, по меньшей мере, до точки растяжения второй парой противоположных устройств приложения давления после прекращения действия сил шагового растяжения на слоистое полотно.
Кроме того, подачу растягивающегося слоистого с нулевой деформацией полотна между первой и второй парами противоположных устройств приложения давления осуществляют непрерывно, используя противоположные устройства приложения давления в виде рифленых валков с осями вращения, перпендикулярными к направлению движения полотна, и с трехмерными поверхностями, имеющими выступы, которые полностью или частично дополняют друг друга, при этом выступы рифленых валков второй пары противоположных устройств приложения давления зацепляются один с другим в большей степени, чем выступы рифленых валков первой пары.
Для шагового растяжения слоистого полотна используют первую и вторую пары противоположных устройств приложения давления, одно из которых является общим для обеих пар.
Для шагового растяжения используют противоположные устройства приложения давления, каждая пара которых содержит рифленые валки с осью вращения, перпендикулярной к направлению движения полотна, в которых трехмерные поверхности имеют выступы, находящиеся полностью или частично в зацеплении один с другим при прохождении слоистого полотна между ними, причем выступы на каждой последующей паре рифленых валков зацепляются в большей степени, чем выступы предшествующей пары рифленых валков.
Последовательное шаговое растяжение растягивающегося слоистого с нулевой деформацией полотна осуществляют в направлении в основном параллельном направлению движения полотна.
Последовательное шаговое растяжение растягивающегося слоистого с нулевой деформацией полотна осуществляют в направлении в основном перпендикулярном направлению движения полотна.
Последовательное шаговое растяжение растягивающегося слоистого с нулевой деформацией полотна осуществляют по нелинейной конфигурации.
Последовательное шаговое растяжение растягивающегося слоистого с нулевой деформацией полотна осуществляют во множестве направлений.
Шаговому растяжению подвергают растягивающееся слоистое с нулевой деформацией полотно, содержащее третий существенно ненатянутый способный удлиняться слой, проявляющий меньшее упругое восстановление, чем первый эластомерный слой, причем третий слой прикреплен к поверхности первого существенно ненатянутого эластомерного слоя на противоположной стороне от второго существенно ненатянутого слоя.
В усовершенствованном устройстве для растяжения растягивающегося слоистого с нулевой деформацией полотна для придания ему эластичности в направлении растяжения, по меньшей мере, до точки начального растяжения без разрывания полотна, содержащем средства подачи растягивающегося слоистого с нулевой деформацией полотна, включающего по существу ненатянутый первый эластомерный слой, прерывисто или по существу непрерывно соединенный с по существу ненатянутым вторым слоем в виде сплошного полотна, способного удлиняться, но проявляющего меньшее упругое восстановление, чем первый слой, средства для шагового растяжения частей растягивающегося слоистого с нулевой деформацией полотна, включающие первую пару противоположных устройств приложения давления с трехмерными поверхностями, дополняющими полностью или частично друг друга, для начального шагового растяжения слоистого полотна путем приведения трехмерных поверхностей первой пары противоположных устройств приложения давления в полное или частичное зацепление одна с другой и средства для удаления, по меньшей мере, одного из устройств приложения давления первой пары от поверхности начально растянутой части слоистого полотна и освобождения его от растягивающего напряжения, согласно изобретению средства для шагового растяжения частей растягивающегося слоистого с нулевой деформацией полотна снабжены второй парой противоположных устройств приложения давления, имеющих трехмерные поверхности, дополняющие одна другую и находящиеся в зацеплении в большей степени, чем первая пара противоположных устройств приложения давления, для дальнейшего шагового растяжения начально растянутых частей слоистого полотна путем контактирования его обрабатываемой поверхности со второй парой противоположных устройств приложения давления, благодаря чему второй способный удлиняться слой постоянно еще более удлиняется с минимальным повреждением операциями последовательного растяжения, а слоистое полотно приобретает способность эластично растягиваться в направлении шагового растяжения, по меньшей мере, до точки растяжения второй парой противоположных устройств приложения давления после прекращения действия сил шагового растяжения на слоистое полотно.
В описываемом способе и устройстве осуществляется последовательное растяжение растягивающихся слоистых участков полотна во время процесса шагового растяжения. При этом операция механического растяжения осуществляется стадийно путем пропускания указанного слоистого полотна между кратными парами зацепляющихся рифленых валков, при этом каждая пара валков имеет большую степень зацепления, чем предыдущая пара, для последовательного растяжения полотна при минимизации повреждения его. Использование кратных пар валков с прогрессивно большими степенями зацепления приводит к меньшей скорости деформации полотна, чем это было бы в случае одной пары зацепляющихся валков с амплитудой и степенью зацепления, сравнимыми с таковыми последней пары кратных валков. В дополнение к этому временное снятие натяжения с полотна, когда оно проходит между последовательными парами валков, приводит к некоторой степени перераспределения напряжения в полотне, перед тем как полотно подвергается шаговому растяжению до более высокой степени каждой последующей парой валков. Минимизация скорости деформации и допущение некоторой степени перераспределения напряжения вышеуказанным образом сводят к минимуму тенденцию повреждения полотна.
На фиг. 1 изображена упрощенная схема предлагаемого устройства, показывающая сборку материала пеленки разового использования; на фиг. 2 - упрощенный вид узла последовательного растяжения полотна, состоящего из двух последовательно размещенных комплектов зацепляющихся рифленых валков; на фиг. 3 упрощенный вид по линии 2А-2А на фиг. 2, показывающий использование натяжных роликов для обеспечения наматывания пеленочного полотна на самые нижние рифленые валки; на фиг. 4 увеличенный вид вставки 26, показанной на фиг. 2, раскрывающий степень взаимного зацепления первого комплекта рифленых валков во время прохождения растягивающегося слоистого с нулевой деформацией полотна между ними; на фиг. 5 увеличенный вид на вставку 2C, показанную на фиг. 2, раскрывающий степень взаимного зацепления второго комплекта рифленых валков во время прохождения частично растянутого растягивающегося слоистого с нулевой деформацией полотна между ними; на фиг. 6 увеличенный упрощенный вид в поперечном разрезе на прерывисто соединенное растягивающееся слоистое с нулевой деформацией полотно; на фиг. 7 увеличенный упрощенный вид в поперечном разрезе на в основном непрерывно соединенное растягивающееся слоистое с нулевой деформацией полотно, после того как полотно прошло через контактную зону рифленых валков типа, показанного на фиг. 4 и 5; на фиг. 8 упрощенная схематическая иллюстрация альтернативной системы последовательного растягивания полотна; на фиг. 9 упрощенный вид в поперечном разрезе по линии 4А-4А на фиг. 8; на фиг. 10 упрощенный вид в поперечном разрезе по линии 4В-4В на фиг. 8.
На фиг. 1 показано сплошное полотно 1, составленное из множества взаимосвязанных одноразовых пеленок 2. Каждая пеленка составлена из поглощающего прокладочного элемента 3, пары эластомерных элементов или накладок 4а, которые могут состоять из синтетической или природной резины, синтетической или природной пенорезины, эластомерной пленки, эластомерного нетканого слоистого материала, эластомерного холста и т.п. прикрепленных к полотнам в заранее определенных местах. Указанная поглощающая подкладка и указанные эластомерные накладки расположены между влагонепроницаемым подстилающим слоем 5, обычно состоящим из растяжимого полимерного материала, такого как полиэтиленовая пленка толщиной 1 мил, влагонепроницаемым верхним слоем 6, обычно состоящим либо из растяжимого нетканого волокнистого материала, либо из растяжимой полимерной пленки, имеющей отверстия.
Особо предпочтительные материалы, которые могут быть использованы в качестве эластомерных элементов или накладок 4а, включают пенопласты, имеющие относительное удлинение до разрушения, по меньшей мере, около 400 и усилие растяжения около 200 г на дюйм ширины образца при 50%-ном увеличении его длины в недеформированном состоянии. Примеры пенопластов, которые оказались пригодными, включают: пенополиуретан Дженерал Фоам N 40310, имеющий калибр в ненагруженном состоянии или толщину приблизительно 80 мил и плотность приблизительно 2,06 фунта на кубический фут (приблизительно 0,033 г/см3), пенополиуретан Бриджстоун SG®, имеющий калибр в ненагруженном состоянии или толщину приблизительно 80 мил и плотность около 2,06 фунтов на кубический фут (0,033 г/см3), структурированная пенорезина, имеющая калибр в ненагруженном состоянии или толщину приблизительно 50 мил и плотность около 13,3 фунта на кубический фут (0,214 г/см3), и структурированная природная пенорезина, имеющая калибр в ненагруженном состоянии или толщину приблизительно 50 мил и плотность около 13,3 фунта на кубический фут (0,214 г/см3).
Особенно предпочтительные материалы для подстилающего слоя 5 включают смеси, состоящие из 45-90% линейного полиэтилена низкой плотности и 10-55% полипропилена. Если он используется в нетисненой форме, подстилающий слой 5 обычно имеет калибр в ненагруженном состоянии или толщину приблизительно 1 мил. Если нужно, подстилающий слой может иметь калибр приблизительно 5,5 мил для улучшения показателей обрабатываемости и внешнего вида полотна. Примеры материалов для подстилающего слоя, которые оказались работоспособными, включают: RR 8220 blend REDEM® и RR 5475 bland ULAB®.
Один особо предпочтительный материал для влагонепроницаемого верхнего слоя 6 содержит гидрофобное нетканое прочесанное полотно, имеющее базовый вес в пределах 18-20 г на квадратный ярд и состоящее приблизительно из полипропиленовых волокон 2,2 денье.
Особенно эстетически желательный внешний вид приобретают растягивающиеся слоистые с нулевой деформацией части пеленочного полотна, когда подстилающий слой 5, верхний слой 6 или оба состоят из упругих трехмерных полимерных полотен.
Сплошные полотна из материала подстилающего слоя 5 и материала верхнего слоя 6 предпочтительно поддерживается под очень небольшим (существенно нулевая деформация) натяжением в направлении обработки для предотвращения сморщивания и облегчения совмещения, пока готовое пеленочное полотно не будет разрезано на отдельные пеленки 2 ножом 22.
Операция формирования пеленочного полотна схематически иллюстрируется на фиг. 1. Отрезки 3 впитывающей прокладки подаются в контактную зону пары объединяющих или ламинирующих валков 15 через заранее определенные регулярные интервалы. В особо предпочтительном варианте отрезки 3 впитывающей прокладки предпочтительно состоят из воздушного фетра, заключенного в оболочку из целлюлозной ткани, чтобы обеспечить целостность прокладки при использовании.
Как было указано выше, растягивающиеся слоистые с нулевой деформацией полотна согласно настоящему изобретению могут быть получены с использованием либо прерывистой конфигурации соединения, либо по существу непрерывной конфигурации соединения. Конфигурация прерывистого соединения обычно желательна в тех случаях, когда существенно неэластичные полотна в слоистом материале обладают относительной удлиняемостью или растяжимостью без разрыва и когда требуются высокие степени объемного увеличения в направлении Z в готовом слоистом изделии.
Напротив, конфигурация непрерывного соединения применяется в общем там, где степень объемного увеличения в направлении Z не имеет первостепенного значения и когда одно или более относительно неэластичных полотен в слоистом материале трудно поддаются удлинению или растяжению без разрыва. В последнем случае конфигурация существенно сплошного соединения удерживает все слои слоистого изделия в относительно близком сцеплении одного с другим после операции шагового растяжения. В соответствии с этим даже если одно или несколько относительно неэластичных полотен будет повреждено до точки разрыва во время операции шагового растяжения, то благодаря тому, что поврежденные участки относительно неэластичного полотна или полотен относительно плотно сцеплены с эластомерным слоем, конечному пользователю будет трудно заметить, что имеет место какое-либо повреждение. При условии, что разрыв относительно неэластичного полотна или полотен не нарушает функциональности полотна, т.е. влагонепроницаемости, повреждение относительно неэластичного полотна или полотен не будет восприниматься как недостаток в конечном продукте.
Как можно видеть из варианта на фиг. 1, сплошное полотно из влагонепроницаемого способного удлиняться материала подстилающего слоя 5 направляется в непосредственной близости к клеенаносящему устройству 10. Если требуется прерывистое соединенное слоистое полотно для максимизации степени объемного увеличения в направлении Z в готовом продукте, клеенаносящее устройство 10 может быть использовано для нанесения отдельных точек клея, расположенных на некотором расстоянии друг от друга в заданных областях подстилающего слоя 5, где будут размещены существенно ненатянутые эластомерные накладки 4а.
Альтернативно, если требуется непрерывно соединенное слоистое полотно, можно использовать клеенаносящее устройство 10 для нанесения существенно равномерного и сплошного покрытия клея 10а на подстилающий слой 5 в тех заданных точках, где будут размещены существенно ненатянутые эластомерные накладки 4а. В особо предпочтительном варианте последнего типа выбранный клей растяжим и клеенаносящее устройство 10 включает в себя систему нанесения расплава продуванием.
Одну такую систему нанесения клея продуванием расплава, которую заявитель нашел особенно хорошо подходящей для растягивающихся слоистых с нулевой деформацией полотен, согласно настоящему изобретению представляет аэрозольный аппликатор с выдуванием расплава N GM50-2-1-GH. Последняя система использует сопло, имеющее 20 отверстий на линейный дюйм, равный 2,54 см, в поперечном направлении, каждое отверстие приблизительно 0,5 мм (0,020 дюйма) в диаметре. Термоплавкий безрастворный клей Финдли H-2176, предпочтительно нагревается до температуры приблизительно 340oC и наносится на подстилающий слой 5 в количестве приблизительно 0,11-0,16 мг/мм2 (7,5-10 мг на квадратный дюйм). Нагретый сжатый воздух при температуре приблизительно 425oF и давлении приблизительно 50 фунтов на квадратный дюйм выходит из вторичных отверстий в клеевом сопле для обеспечения равномерности распределения фибрил клея во время операции укладки.
Тесный контакт горячего клея, показанный на фиг. 1 как 10а, с подстилающим слоем 5 в течение времени, которое проходит до шагового растяжения слоистой с нулевой деформацией части пеленочного полотна, обеспечивает размягчение подстилающего слоя. Для некоторых полотен, таких как обычный полиэтиленовый материал подстилающего слоя, это размягчение было найдено выгодным, так как оно сводит к минимуму повреждение подстилающего слоя во время процесса шагового растяжения полотна. Это может быть особенно важно в ситуациях, когда рассматриваемое полотно сообщает некоторую функцию, например влагонепроницаемость, производимым готовым изделиям.
Альтернативно, компоненты, содержащие части с нулевой деформацией пеленочного полотна, могут соединяться один с другим прерывисто или непрерывно с помощью ненагретого клея, горячим склеиванием, склеиванием под давлением, ультразвуковым склеиванием и т.д. В таких случаях тепловая энергия может наноситься на подстилающий слой 5 другими средствами, например радиационными нагревателями (не показаны), струями горячего воздуха (не показаны) и т.д. для достижения подобного результата.
Для рулона эластомерного материала 4 подаются под очень небольшим с нулевой деформацией натяжением со скоростью, которая обеспечивает заданную длину эластомерной накладки 4а на пеленке, на опорный валок 11, оборудованный вакуумными прижимными отверстиями (не показаны) по его периферии. Нож 12 делает один разрез на пеленке и существенно ненатянутые эластомерные накладки 4а перемещаются вместе с опорным валком 11, прикрепленные к его периферии вакуумом, пока не достигнут точки передачи 13. В точке 13 эластомерные накладки 4а передаются заранее определенным участкам полотна подстилающего слоя 5, совпадающим с клеем 10а, предпочтительно с помощью струй высокого давления. Передача происходит в порядке очередности, и поверхностная скорость опорного валка 11, оснащенного вакуумными средствами, и полотна подстилающего слоя 5 в основном равны.
Полотно подстилающего слоя 5 с эластомерными накладками 4а, прикрепленными к нему в заранее заданных точках вдоль его длины, затем направляется к паре ламинирующих или комбинирующих валков 15.
Сплошное полотно влагонепроницаемого материала для верхнего слоя 6, такое как способное удлиняться волокнистое нетканое полотно, направляется в непосредственной близости ко второму клеенаносящему устройству 14, где предпочтительно наносится клеевой рисунок 14а с размерами, соответствующими размерам и местоположению эластомерных накладок 4а на полотне подстилающего слоя 5. Как и в случае с материалом подстилающего слоя 5, рисунок клея, наносимый на материал верхнего слоя 6, может быть либо прерывистым, либо по существу непрерывным, в зависимости от свойств материала верхнего слоя 6 и характеристик, которые хотят получить в изготовляемом растягивающемся слоистом с нулевой деформацией полотне. Если нужно, клеенаносящее устройство 14 может быть идентично клеенаносящему устройству 10.
Полотно подстилающего слоя 5, полотно верхнего слоя 6 и поглощающие прокладки 3 приводятся в контакт друг с другом на объединяющих валках 15. Как раз перед тем, как полотна и прокладки придут в контакт друг с другом, предпочтительно наносится дополнительный клей на одно или оба полотна с помощью средств, которые для ясности не показаны на фиг. 1. Этот последний клей скрепляет заданные участки подстилающего слоя, верхнего слоя и поглощающих прокладок друг с другом для образования пеленочного полотна 1.
Полностью собранное пеленочное полотно 1 после этого предпочтительно проходит через пару клееотверждающих валков 16, которые могут требовать охлаждения, чтобы свести к минимуму растекание клея.
Полностью собранное пеленочное полотно 1 затем направляется через систему шагового растяжения полотна в соответствии с настоящим изобретением, которая показана схематически под номером 20 на фиг. 1. Детали особенно предпочтительного варианта системы шагового растяжения полотна в соответствии с настоящим изобретением показаны на фиг. 2.
Синхронизация процесса такова (см. фиг. 2), что положение существенно ненатянутых эластомерных накладок 4а, содержащихся в пеленочном полотне, в основном совпадает с положением рифленых или желобчатых сегментов 24 на верхних рифленых валках 25, когда пеленочное полотно 1 проходит между сегментами 24 верхних рифленых валков 25 и сплошь рифленых или желобчатых нижних валков 21. Если требуется, желобчатые сегменты 24 могут быть большей общей длины, чем эластомерные накладки 4а, в направлении обработки, с тем чтобы сообщить некоторую степень растяжимости тем участкам верхнего и подстилающего слоев, которые находятся рядом с эластомерными накладками 4а в готовой пеленке.
Хотя точная конфигурация, шаг и глубина взаимно дополняющих желобков на верхнем и нижнем рифленых валках может меняться, в зависимости от таких факторов, как величина эластичности растягивающейся слоистой с нулевой деформацией части полностью обработанного полотна, в особо предпочтительном варианте настоящего изобретения применяются две пары последовательно установленных рифленых валков, в каждом из которых расстояние между вершинами соседних выступов приблизительно равно 3-8 мм (0,150 дюйма), заключенный между выступами угол составляет приблизительно 12o, измерен у вершины выступа, а глубина желоба от вершины до впадины приблизительно 0,300 дюйма. Внешний пик каждого выступа вышеупомянутой пары рифленых валков имеет радиус приблизительно 2,5 мм (0,010 дюйма), в то время как внутренний желоб, образованный между соседними выступами, обычно имеет радиус приблизительно 10,2 мм (0,40 дюйма). Установленные последовательно пары рифленых валков обычно настроены так, что противоположные пики каждой последующей пары зацепляющихся рифленых валков увеличивают их степень перекрытия один с другим приблизительно на 0,9-1,3 мм (0,035-0,050 дюйма) от первой пары зацепляющихся рифленых валков ко второй паре, во втором комплекте зацепляющиеся рифленые валки обычно перекрывают один другой на полную глубину между около 3,8 мм (0,150 дюйма) и около 4,15 мм (0,175 дюйма). Две пары зацепляющихся рифленых валков вышеупомянутого типа, смонтированные последовательно одна за другой, позволили получить хорошие показатели по эластичности в слоистом полотне, согласно настоящему изобретению состоящем из эластомерных пенополиуретановых накладок 4а, толщиной 80 мил, соединенных существенно сплошь их противоположными поверхностями с влагонепроницаемым полимерным подстилающим слоем 5, имеющим толщину 1 мил, и гидрофобным нетканым верхним слоем 6, имеющим базовый вес в пределах от 18 до 20 г на квадратный ярд и состоящим из пропиленовых волокон приблизительно толщиной 2,2 денье.
Степень перекрывания противоположных выступов (пиков) на последовательно установленных зацепляющихся рифленых валках может быть, по желанию, отрегулирована так, чтобы получать большую или меньшую растяжимость в растягивающейся слоистой с нулевой деформацией части полотна. Для вышеупомянутой геометрии валков и конструкции слоистого полотна глубины перекрывания от пика в пределах от около 0,050 дюйма осуществимы. В общем с ростом числа последовательно установленных пар зацепляющихся валков для любой данной величины шагового растяжения вероятность повреждения полотна уменьшается. Полагают, что причиной этого является тот факт, что операция шагового растяжения выполняется более постепенно в серии относительно небольших шагов, когда используются последовательно установленные пары зацепляющихся рифленых валков. Полагают, что большая постепенность растягивания полотна сведет повреждения полотна к минимуму.
Как видно из фиг. 3, пеленочное полотно 1 посредством натяжных валков 72, 74 наматывается на нижние рифленые валки 21 в достаточной мере, чтобы покрывать активные вакуумные отверстия 226 расположенные непосредственно рядом с каждой сплошной серией желобков 23 на нижних валках 21. Вакуумные отверстия 22, размещенные так, чтобы совпадать с желобчатыми сегментами 24 верхних валков 25, внутренне соединены через валки 21 с парой вакуум-линий 26, которые создают разрежение против пеленочного полотна 1, когда на пеленочное полотно действуют желобчатые сегменты 24 верхних рифленых валков 25.
Чтобы свести к минимуму наращивания клея, который либо используется для склеивания натянутых эластомерных накладок 4а к влагонепроницаемому полотну верхнего слоя 6 и влагонепроницаемому полотну подстилающего слоя 5, либо используется для склеивания совпадающих частей верхнего полотна и подстилающего полотна друг к другу, предпочтительно, чтобы желобчатые сегменты 24 на верхних валках 25 и сплошные желоба 23 на нижних валках 21 состояли либо из антифрикционного материала, такого как тефлон®, либо были покрыты самосмазывающимся антифрикционным материалом, таким как аэрозольное покрытие пермалоном N 503®.
Вакуумные отверстия 22 на нижних валках 21 предпочтительно покрыты пористым материалом, таким как сотопласт 44 с размером сот 2-3 мм (0,090"), для создания опоры для участков пеленочного полотна 1, на которое действует вакуум, и создания хорошей поверхности захвата для полотна, чтобы существенно предотвращать боковое скольжение или движение полотна поперек поверхности сотопласта, когда на полотно действует вакуум.
При оптимальных обстоятельствах максимальная степень шагового растяжения, которая может быть сообщена участкам с нулевой деформацией пеленочного полотна 1, содержащего эластомерные накладки 4а, определяется глубиной зацепления между желобками на сегментах 24 верхних рифленых валков 25 и сплошными желобками 23 на нижних рифленых валках 21. Однако было обнаружено, что оптимальная степень шагового растяжения не реализуется, если не предотвратить скольжение или стягивание растягивающего слоистого полотна в направлении, существенно параллельном направлению растяжения полотна, когда оно проходит между зацепляющимися рифлеными валками. Поэтому в наиболее предпочтительном варианте изобретения операция шагового растяжения полотна согласно настоящему изобретению выполняется тогда, когда верхние части всех трех слоев, составляющих растягивающееся слоистое полотно с нулевой деформацией, подвергаются удержанию, как это показано в общем на поперечном разрезе фиг. 4, чтобы существенно предотвратить скольжение или стягивание растягивающихся слоистых с нулевой деформацией частей пеленочного полотна в направлении, параллельном желаемому направлению растяжения, когда полотно проходит между комплектами последовательно установленных зацепляющихся рифленых валков.
Однако настоящее изобретение может быть осуществлено удержанием удлиняемого или способного к вытягиванию слоя или слоев композита, т.е. нет абсолютного требования, чтобы крайние части эластомерных элементов 4а также удерживались во время операции шагового растяжения. В этом последнем случае удлиняемый или способный к вытягиванию слой еще постоянно удлиняется во время процесса шагового растяжения, однако объемное увеличение в направлении Z в получающемся растягивающемся слоистом с нулевой деформацией полотне будет несколько меньше выражено, когда будет снято растягивающее напряжение. Это происходит из-за того факта, что эластомерный слой подвергается меньшей степени начального растяжения во время такого процесса. В соответствии с этим он и стягивается на ту же величину, когда он возвращается к своей неискаженной конфигурации.
Растягивающийся слоистый с нулевой деформацией материал вышеупомянутого типа может также проявлять некоторую непропорциональность деформации в растягивающемся полотне или полотнах в тех частях, которые находятся непосредственно рядом с противоположными краями эластомерных элементов 4а. В случае непрозрачного полимерного полотна подстилающего слоя, которое обычно используется в качестве влагонепроницаемого барьера в пеленке, эти непропорционально деформированные части могут достаточно уменьшиться так, что будут даже казаться прозрачными, несмотря на то, что разрыва не происходит. В таких случаях функциональность, т.е. влагонепроницаемость, растягивающихся слоистых с нулевой деформацией частей пеленочного полотна не нарушается.
Варианты этого последнего типа обычно используются в ситуациях, когда эстетика внешнего вида растягивающихся слоистых с нулевой деформацией частей готового изделия либо скрыта от взора пользователя конструкцией или конфигурацией изделия, либо если и видна, то не имеет значения для него.
В еще одном варианте настоящего изобретения даже разрыв одного или нескольких растягивающихся неэластичных полотен не делает готовое растягивающееся слоистое с нулевой деформацией полотно неприемлемым для использования по его прямому назначению, т.е. разрыв полотна подстилающего слоя 5 не обязательно нарушает функциональность слоистого полотна для использования его по его прямому назначению, пока один из других слоев в слоистом материале выполняет нужную функцию в готовом изделии. Например, некоторая степень разрыва полотна подстилающего слоя 5 не приводит к нарушению влагонепроницаемости готового полотна для одноразовой пеленки, если эластомерные накладки 4а состоят из влагонепроницаемого материала. Это особенно верно по отношению к тем конструкциям растягивающегося слоистого с нулевой деформацией полотна, в которых использовано сплошное соединение рассматриваемых слоев, так как относительно тесное сцепление слоев одного с другим после шагового растяжения затрудняет обнаружение такого дефекта слоя конечным пользователем изделия.
Из-за того что пеленочное полотно 1, показанное на фиг. 1-4, существенно непроницаемо для прохода воздуха благодаря наличию верхнего влагонепроницаемого полотна подстилающего слоя 5, могут быть применены, если желательно, вакуумные отверстия 22, покрытые пористые ячеистым материалом 44 непосредственно рядом с каждым комплектом желобков 23, ориентированных в направлении машины, в нижних рифленых валках 21. Если эластомерные накладки 4а достаточно проницаемы для прохода воздуха, силы всасывания, создаваемые вакуумом, будут проходить через проницаемый для жидкости верхний слой 6 и эластомерные накладки, плотно прижимая вышележащие участки подстилающего слоя 5. В этом случае все три слоя, составляющие растягивающиеся с нулевой деформацией слоистые части пеленочного полотна, будут удержаны во время операции шагового растяжения.
Если эластомерные накладки 4а не являются существенно проницаемыми для прохода воздуха, то необходимо либо (а) разместить вакуумные отверстия 22 и вышележащий ячеистый материал 44 как раз вне противоположных краев эластомерных накладок 4а, так что силы всасывания могли бы быть направлены на влагонепроницаемое способное растягиваться полотно верхнего слоя 6, или (б) удержать все три слоя, составляющие растягивающиеся слоистые с нулевой деформацией части пеленочного полотна, посредством подходящего зажимного приспособления, способного воздействовать на противоположные поверхности пеленочного полотна 1.
Силы всасывания, приложенные к пеленочному полотну 1, показанному на фиг. 1-5, посредством вакуумных отверстий 22 действующие через пористый ячеистый материал 44 существенно предотвращают соскальзывание или стягивание тех частей пеленочного полотна, которые содержат существенно ненатянутые эластомерные накладки 4а, в боковом направлении внутрь, когда они проходят между зацепляющимися участками сплошных желобков 23 на нижних рифленых валках 21 и желобчатых сегментах 24а и 24б первого и второго комплектов верхних рифленых валков 25 и 27, соответственно.
Это не только максимизирует эффективность операции шагового растяжения полотна, вынуждая растяжимые полотна верхнего и подстилающего слоев, прикрепленные к эластомерным накладкам 4а, испытывать удлинение наиболее возможной степени во время операции растяжения, но также и существенно предотвращает непропорционально высокое деформирование полотна верхнего и/или подстилающего слоя, к которой они прикреплены в областях, непосредственно прилегающих к противоположным периферийным краевым участкам эластомерных накладок.
Последовательное растяжение растягивающихся слоистых с нулевой деформацией частей пеленочного полотна 1 в соответствии с настоящим изобретением с использованием кратных пар зацепляющихся рифленых валков, при котором в каждой следующей паре рифленых валков степень зацепления валков больше, чем в предыдущей, снижает скорость, с которой происходит процесс удлинения, и, следовательно, скорость, с которой слоистое полотно испытывает деформацию, когда оно проходит между валками. Кроме того, временное ослабление натяжения полотна, когда оно проходит между двумя последовательными парами валков, способствует некоторому перераспределению напряжения в полотне, перед тем как оно будет подвергнуто шаговому растяжению на большую величину следующей парой валков.
Поэтому чем больше пар зацепляющихся валков используется для достижения желаемой степени шагового растяжения, тем более постепенным будет растяжение полотна при его прохождении между каждой данной парой валков и тем больше возможностей создается для перераспределения напряжения внутри полотна. Это не только минимизирует скорость деформации, испытываемой слоистым полотном, но и создает максимум возможностей для перераспределения напряжения между каждой операцией шагового растяжения. Следовательно, система последовательно установленных валков в соответствии с настоящим изобретением менее склонна причинить повреждение обрабатываемым полотнам, чем если бы вся операция растяжения осуществлялась на одной паре валков, имеющих эквивалентную степень зацепления.
Поперечный разрез на фиг. 6 показывает состояние ненатянутого прерывисто соединенного растягивающегося слоистого с нулевой деформацией полотна, согласно настоящему изобретению соответствующее наибольшей степени его шагового растяжения, а поперечный разрез на фиг. 7 показывает состояние другого идентичного ненатянутого существенно сплошь соединенного растягивающегося слоистого с нулевой деформацией полотна, согласно настоящему изобретению соответствующее наибольшей степени его шагового растяжения. Хотя оба полотна способны эластично растягиваться в направлении начального растяжения, по меньшей мере, до точки начального растяжения, прерывисто соединенное растягивающееся слоистое с нулевой деформацией полотно, показанное на фиг. 6, проявляет большую степень объемного увеличения в направлении Z.
Проходя операцию последовательного шагового растяжения, показанную схематически на фиг. 1 под номером 20, полностью собранное пеленочное полотно 1 предпочтительно пропускается через устройство боковых вырезов, схематически обозначенное номером 60, в котором от полностью собранного пеленочного полотна отрезаются от его боковых краев куски, соответствующие положению ног младенца.
Наконец, пеленочное полотно 1 разрезается в заданных местах вдоль его длины с помощью ножа 22 с получением одноразовых пеленок в форме песочных часов, имеющих, по меньшей мере, одну пару существенно не поврежденных боковых продольных деталей, способных эластично растягиваться в направлении, параллельном поясу пеленки, по меньшей мере, до точки начального растяжения.
Настоящее изобретение может быть осуществлено также с использованием последовательно установленных пар рифленых валков, у которых выступы не все ориентированы параллельно друг другу. Далее, выступы у таких последовательно установленных пар рифленых валков не обязательно должны быть расположены параллельно направлению обработки или поперек направления обработки. Например, если требуется криволинейная поясная или ножная поясковая часть в одноразовой пеленке, сконструированной с использованием раскрытой здесь технологии получения растягивающегося слоистого с нулевой деформацией полотна, то зацепляющиеся выступы на последовательно расположенных парах рифленых роликов могут быть расположены по криволинейной конфигурации для получения эластичности вдоль криволинейного контура, а не по прямой линии.
Операция последовательного растяжения полотна может быть выполнена с использованием операции штамповки с применением нескольких групп штамповочных зацепляющихся плит, причем каждая последующая группа плит имеет большую степень зацепления, чем предыдущая, для последовательного растяжения частей слоистого полотна или изделия между плитами.
Такая последовательная штамповочная операция показана на фиг. 8. Пеленочное полотно 101 включает верхний слой 6, подстилающий слой 5, поглощающие прокладочные элементы 3 и эластомерные накладки 110 и 120, которые формируют растягивающиеся слоистые с нулевой деформацией части 210 и 220 пеленочного полотна.
Пеленочное полотно 101 последовательно пропускается через, по меньшей мере, две пары зацепляющихся плит. Нижняя плита 440, включающая в себя криволинейные зубья 520 для шагового растяжения ножных поясковых частей пеленочного полотна и прямые зубья 510 для шагового растяжения поясных частей пеленочного полотна, вместе с пеленочным полотном 101, опирающимся на нее, вступает первая в зацепление с верхней зацепляющейся плитой 300, имеющей зубчатые секции, комплементарные таковым на нижней плите 440. Типичный поперечный разрез зубьев, применяемых на верхней плите 300, показан на фиг. 9. Натяжение на частично растянутом пеленочном полотне 101 временно снимается и пеленочное полотно остается на нижней плите 440, пока вторая верхняя плита 400, имеющая зубья с большей амплитудой, чем зубья на плите 300, как показано в общем на поперечном разрезе на фиг. 10, не повторит операцию штамповки над частично растянутыми растягивающимися слоистыми с нулевой деформацией частями пеленочного полотна. Как результат, растягивающиеся слоистые с нулевой деформацией части 210, 220 пеленочного полотна 101 последовательно растягиваются без повреждения.
Чтобы достичь максимальной степени шагового растяжения полотна, зубчатые сегменты 510, 520 на нижней плите 440 предпочтительно окружены упруго деформируемыми окнами 610, 620, которые контактируют с растягивающимися слоистыми с нулевой деформацией частями 210, 220 пеленочного полотна 101 и прижимают их по их периферии к соответствующим группам недеформируемых окон 710, 720 и 810, 820, окружающих комплементарные зубья на верхних плитах 300 и 400 соответственно. Это сжимающее действие предупреждает соскальзывание или стягивание растягивающихся слоистых с нулевой деформацией частей полотна в направлении, существенно параллельном к направлению растяжения во время операций шагового растяжения, осуществляемых на серии комплектов зацепляющихся плит. Упруго деформируемые окна 610, 620 должны деформироваться достаточно, чтобы обеспечить желательную степень зацепления между зубьями на верхних плитах 300 и 400 и противоположными им зубьями 510, 520 на нижней плите 400 во время операции последовательного растяжения.
Альтернативно те растягивающиеся слоистые с нулевой деформацией части 210, 220 пеленочного полотна 101, которые подлежат последовательному растяжению, могут быть удержаны с помощью подходящих вакуумных средств (не показаны), окружающих зубчатые сегменты 510, 520 на нижней плите 440, прежде чем какая-либо из верхних зацепляющихся плит 300 или 400 будет способна оказать достаточное усилие на растягивающиеся слоистые с нулевой деформацией части пеленочного полотна для того, чтобы вынудить их соскальзывать или стягиваться в направлении, параллельном направлению растяжения.
Хотя настоящее изобретение описано главным образом в контексте создания эластифицированных язычков или эластифицированных поясных и/или ножных поясковых участков одноразовой пеленки, понятно, что настоящее изобретение может быть также использоваться успешно во многих применениях и средах. Для специалиста в данной области очевидно, что возможны многочисленные изменения и модификации, не выходящие за пределы настоящего изобретения и не отклоняющиеся от его сущности.
Формула изобретения: 1. Усовершенствованный способ растяжения растягивающегося слоистого с нулевой деформацией полотна для придания ему эластичности в направлении растяжения по меньшей мере до точки начального растяжения без разрывания полотна, при котором осуществляют подачу растягивающегося слоистого с нулевой деформацией полотна, содержащего по существу ненатянутый первый эластомерный слой, прерывисто или по существу непрерывно скрепленный с по существу ненатянутым вторым слоем в виде сплошного полотна, способного удлиняться, но проявляющего меньшее упругое восстановление, чем первый слой, между первой парой противоположных устройств приложения давления, имеющих трехмерные поверхности, которые частично или полностью дополняют одна другую, начальное шаговое растяжение частей растягивающегося слоистого с нулевой деформацией полотна, находящегося между первой парой противоположных устройств приложения давления, путем приведения их трехмерных поверхностей в частичное или полное зацепление одна с другой, благодаря чему второй способный удлиняться слой постоянно удлиняется, по меньшей мере частично, удаление по меньшей мере одного из устройств приложения давления первой пары от контакта с поверхностью начально растянутой части полотна, освобождая его от растягивающего напряжения, отличающийся тем, что после начального шагового растяжения части растягивающегося слоистого с нулевой деформацией полотна подвергают дальнейшему шаговому растяжению путем контактирования обрабатываемой поверхности начально растянутого полотна с второй парой противоположных устройств приложения давления, имеющих трехмерные поверхности, которые полностью или частично дополняют одна другую и находятся в зацеплении в большей степени, чем первая пара противоположных устройств приложения давления, благодаря чему второй способный удлиняться слой постоянно еще более растягивается с минимальным повреждением этими операциями последовательного растяжения, при этом слоистому полотну придают способность эластично растягиваться в направлении шагового растяжения по меньшей мере до точки растяжения второй парой противоположных устройств приложения давления после прекращения действия сил шагового растяжения на слоистое полотно.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что подачу растягивающегося слоистого с нулевой деформацией полотна между первой и второй парами противоположных устройств приложения давления осуществляют непрерывно, используя противоположные устройства приложения давления в виде рифленых валков с осями вращения, перпендикулярными к направлению движения полотна, и с трехмерными поверхностями, имеющими выступы, которые полностью или частично дополняют друг друга, при этом выступы рифленых валков второй пары противоположных устройств приложения давления зацепляются один с другим в большей степени, чем выступы рифленых валков первой пары.
3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что для шагового растяжения слоистого полотна используют первую и вторую пары противоположных устройств приложения давления, одно из которых является общим для обеих пар.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для шагового растяжения используют противоположные устройства приложения давления, каждая пара которых содержит рифленые валки с осью вращения, перпендикулярной к направлению движения полотна, в которых трехмерные поверхности имеют выступы, находящиеся полностью или частично в зацеплении один с другим при прохождении слоистого полотна между ними, причем выступы на каждой последующей паре рифленых валков зацепляются в большей степени, чем выступы предшествующей пары рифленых валков.
5. Способ по пп. 1 4, отличающийся тем, что последовательное шаговое растяжение растягивающегося слоистого с нулевой деформацией полотна осуществляют в направлении, в основном параллельном направлению движения полотна.
6. Способ по пп.1 3 или 4, отличающийся тем, что последовательное шаговое растяжение растягивающегося слоистого с нулевой деформацией полотна осуществляют в направлении, в основном перпендикулярном направлению движения полотна.
7. Способ по пп.1 3 или 4, отличающийся тем, что последовательное шаговое растяжение растягивающегося слоистого с нулевой деформацией полотна осуществляют по нелинейной конфигурации.
8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что последовательное шаговое растяжение растягивающегося слоистого с нулевой деформацией полотна осуществляют во множестве направлений.
9. Способ по пп. 1 3 или 4, отличающийся тем, что шаговому растяжению подвергают растягивающееся слоистое с нулевой деформацией полотно, содержащее третий существенно ненатянутый способный удлиняться слой, проявляющий меньшее упругое восстановление, чем первый эластомерный слой, причем третий слой прикреплен к поверхности первого существенно ненатянутого эластомерного слоя на противоположной стороне от второго существенно ненатянутого слоя.
10. Усовершенствованное устройство для растяжения растягивающегося слоистого с нулевой деформацией полотна для придания ему эластичности в направлении растяжения по меньшей мере до точки начального растяжения без разрывания полотна, содержащее средства подачи растягивающегося слоистого с нулевой деформацией полотна, включающего по существу ненатянутый первый эластомерный слой, прерывисто или по существу непрерывно соединенных с по существу ненатянутым вторым слоем в виде сплошного полотна, способного удлиняться, но проявляющего меньшее упругое восстановление, чем первый слой, средства для шагового растяжения частей растягивающегося слоистого с нулевой деформацией полотна, включающие первую пару противоположных устройств приложения давления с трехмерными поверхностями, дополняющими полностью или частично друг друга, для начального шагового растяжения слоистого полотна путем приведения трехмерных поверхностей первой пары противоположных устройств приложения давления в полное или частичное зацепление одна с другой и средства для удаления по меньшей мере одного из устройств приложения давления первой пары от поверхности начально растянутой части слоистого полотна и освобождения его от растягивающего напряжения, отличающееся тем, что средства для шагового растяжения частей растягивающегося слоистого с нулевой деформацией полотна снабжены второй парой противоположных устройств приложения давления, имеющих трехмерные поверхности, дополняющие одна другую и находящиеся в зацеплении в большей степени, чем первая пара противоположных устройств приложения давления, для дальнейшего шагового растяжения начально растянутых частей слоистого полотна путем контактирования его обрабатываемой поверхности с второй парой противоположных устройств приложения давления, благодаря чему второй способный удлиняться слой постоянно еще более удлиняется с минимальным повреждением операциями последовательного растяжения, а слоистое полотно приобретает способность эластично растягиваться в направлении шагового растяжения по меньшей мере до точки растяжения второй парой противоположных устройств приложения давления после прекращения действия сил шагового растяжения на слоистое полотно.