專利名稱：用于生產(chǎn)纖維和粉末的網(wǎng)狀產(chǎn)品的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在一個運行的無端成型絲網(wǎng)上形成氣流鋪設(shè)的纖維和例如高吸水性粉末的網(wǎng)料的設(shè)備，所述成型絲網(wǎng)可穿透空氣、并且主要沿水平方向運行。本發(fā)明還包括，一個抽吸裝置，其位于成型絲網(wǎng)的下方；一個成型頭，其位于成型絲網(wǎng)的上方，并具有穿孔的底板；至少一條纖維供給管線，其通過空氣流從纖維供應(yīng)源向成型頭供給纖維；至少一條粉末供給管線，其通過空氣流從粉末供應(yīng)源向成型頭供給粉末，高吸水性粉末，即，SAP，非常廣泛地用于吸收液體的產(chǎn)品。這種產(chǎn)品包括例如衛(wèi)生紙巾、尿布、用于大小便失禁者的產(chǎn)品，上述這些產(chǎn)品最好采用氣流鋪網(wǎng)法制成。在過去的幾年中，在氣流鋪網(wǎng)工藝中，通常直接在產(chǎn)品中加入SAP。因為這種成型加工僅僅由空氣來完成，因此是特別適用的加工方法，即不采用液體，因為液體不利地作用于SAP。
SAP具有比纖維高的密度(通常為0.9～1.3)，并且與顆粒尺寸為100～800微米的糖具有相似性。這可以解釋，為什么在成型頭中分配纖維時，SAP在成型頭中保持的時間比纖維短得多。
此外，由于SAP通常通過空氣流被吸入成型頭，在成型頭中粉末的分布不均勻，而且隨機分布。
這些影響因素的積累導(dǎo)致SAP在成品中分布不均勻一致。
在本申請人的歐洲專利申請No.94103336.7-2314中，描述了一種成型頭，其中具有成排設(shè)置的翼片，在設(shè)備運行的過程，以便推動纖維通過成型頭的穿孔底板。成排設(shè)置的翼片相對于機器方向稍微傾斜一定角度，保證纖維特別均勻一致的分布在成型絲網(wǎng)上鋪設(shè)的材料中。
即使這種經(jīng)過改進的成型頭也不可能獲得滿意的、在成品中分布均勻一致的SAP。在纖維和SAP的橫斷面中的分布通常是纖維+/-3％；SAP +/-7％。
但是，如果要求SAP具有最佳效果，其必須精確均勻一致地分布在產(chǎn)品中。
如果不是這樣，在產(chǎn)品中不能以最佳狀態(tài)容納SAP，這就意味著產(chǎn)品吸收液體的能力下降。
本發(fā)明的目的是提供一種上述類型的設(shè)備，其能夠獲得比先前對粉末的更加均勻一致的分配。
本發(fā)明的第二個目的是提供一種上述類型的設(shè)備，與先前的技術(shù)相比，其能夠很方便地在成品中加入更高集中程度/濃度的類似SAP的粉末。
本發(fā)明的第三個目的是提供一種上述類型的設(shè)備，其能夠在成型頭中非常方便地在指定的位置放置類似SAP的粉末。
本發(fā)明新穎的特征在于通過使連接粉末供給管線的分開的粉末分配器，將粉末加入殼體中。這能夠保證在成型頭或其預(yù)定的區(qū)域內(nèi)均勻一致的分布粉末。
在一個簡單和有效的實施例中，粉末分配器構(gòu)造成一個管件形狀的殼體，所述殼體具有一個基部和一個粉末入口導(dǎo)管，所述粉末入口導(dǎo)管連接于粉末供給管線，還具有多個連接于成型頭的粉末輸出管線。
具有粉末的空氣流從纖維供給管線進入管件形狀的殼體。當(dāng)空氣流到達所述基部時，空氣流被分為多股細小的空氣流，各細小的空氣流流過分開的粉末出口導(dǎo)管。
如果基部的內(nèi)側(cè)具有漏斗形狀，空氣流的分布更均勻一致。同時，在管件形狀的殼體和粉末出口之間的過渡位置的流動阻力減小。
如果在粉末出口內(nèi)側(cè)安裝或粉末出口連接可以調(diào)節(jié)的節(jié)氣閥，則可以將粉末引入成型頭的指定區(qū)域。
在一個可能的實施例中，粉末分配器被設(shè)置在成型頭的外側(cè)，并且，粉末輸出管道通過分開的空氣入口連接粉末分配器。其優(yōu)點是在成型頭中，空氣入口端位于纖維輸入?yún)^(qū)域的下方，由于空氣流吹送纖維進入成型頭，在此處，粉末流紊亂的程度盡可能小。
在這種情況下，粉末分配器中主要定位在豎直方向，其基部位于最上方，以便空氣流向上驅(qū)動粉末，即，作用力的方向與重力的方向相反。
在第二個可能的實施例中，粉末分配器被設(shè)置在成型頭中，使其基部在下方，以便空氣流的作用與重力的方向相同。在這種結(jié)構(gòu)中，粉末供給管線的設(shè)置結(jié)構(gòu)特別簡單，粉末出口可以直接吹送粉末，或者通過短空氣入口送入成型頭。
還可以借助粉末定量供給裝置呈線性地直接將粉末分配入成型頭中，所述定量供給裝置具有供給輥，其逐漸將定量的粉末供給到穿孔底板的指定區(qū)域。
當(dāng)成型頭屬于借助成排設(shè)置的轉(zhuǎn)動翼片進行工作這種類型的結(jié)構(gòu)時，使粉末定量供給的位置直接位于翼片上方非常有利。
當(dāng)成型頭屬于采用轉(zhuǎn)動滾筒的穿孔壁分配纖維這種類型的結(jié)構(gòu)時，粉末定量供給的位置靠近或位于滾筒中非常有利，這樣粉末能夠有效地與添加到滾筒中的纖維混合。
下面描述本發(fā)明，通過參照附圖詳細描述可能的實施例。


圖1是具有成型頭的常規(guī)設(shè)備的示意圖，其中成型頭用于將纖維和粉末氣流鋪設(shè)成網(wǎng)；圖2是具有成型頭的根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的第一實施例的示意圖，其中成型頭用于將纖維和粉末氣流鋪設(shè)成網(wǎng)；圖3是圖2所示成型頭的俯視圖；圖4a、b、c、d是分別表示圖2中所示設(shè)備的四種不同的入口導(dǎo)管結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖；圖5是表示圖2所示設(shè)備中的粉末分配器的側(cè)剖視圖；圖6是具有成型頭的根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的第二實施例的示意圖，其中成型頭用于將纖維和粉末氣流鋪設(shè)成網(wǎng)；圖7是具有成型頭的根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的第三實施例的示意圖，其中成型頭用于將纖維和粉末氣流鋪設(shè)成網(wǎng)。
下面我們假定，該設(shè)備用于形成纖維和SAP的網(wǎng)狀物，而且成型頭具有這種結(jié)構(gòu)，即，當(dāng)設(shè)備運行時，借助旋轉(zhuǎn)翼片，沿著成型頭的具有穿孔的底板分配纖維和SAP。
圖1表示常規(guī)的設(shè)備，由標(biāo)號1表示。這個設(shè)備1的基本元件包括，無端的空氣可穿透的成型絲網(wǎng)2，后者在操作過程中在絲網(wǎng)2上運行；還包括抽吸箱5，所述抽吸箱5安裝在成型絲網(wǎng)2的上部分4的下方；還包括相鄰的真空泵6，所述真空泵6通過抽吸管7在抽吸箱5中產(chǎn)生負壓；一個安裝在成型絲網(wǎng)上方的成型頭8，其具有穿孔的底板9；一個纖維供應(yīng)源10，其通過纖維供給管線11連接于成型頭；一個SAP供應(yīng)源12，其通過粉末供給管線13連接于成型頭。
在這種情況下，纖維供應(yīng)源10包括一個常規(guī)的纖維分離機14，所述纖維分離機14接收來自一個纖維儲料15的原料。送風(fēng)機16在噴射的空氣流中輸送脫纖維的纖維，通過纖維供給管線11向成型頭8供給纖維。在此生產(chǎn)過程中，空氣被吸出纖維分離機并通過空氣供給管線17補充空氣。
SAP供應(yīng)源12包括裝有SAP的筒倉18，當(dāng)設(shè)備運行時，由輸送裝置19輸送SAP，通過稱重器20連續(xù)稱量需要量的SAP。通過轉(zhuǎn)動閥門21輸送SAP進入供給管線13，并通過送風(fēng)機22被吹送通過粉末供給管線進入成型頭8。
當(dāng)設(shè)備運行時被同時吸入成型頭的纖維和SAP、在自身重力和抽吸箱5的抽吸作用下，朝著成型頭的底板9下落，并且在如圖所示這種情況下，通過共七排轉(zhuǎn)動翼片23，后者輸送下落的材料流穿過成型頭的穿孔底板9。所述材料均勻地分布在具有穿孔的底板9上，并且在成型頭8和抽吸箱5的壓力差的作用下，同時逐漸地穿過底板中的開口被吸下，同時通過纖維供給管線11和粉末供給管線13以相同的速率將新材料供給入成型頭。
大部分材料在成型絲網(wǎng)2的上側(cè)形成一個網(wǎng)料24，所述網(wǎng)料通常為一個網(wǎng)狀物的形式，這種網(wǎng)狀物比纖維或SAP分開形成的網(wǎng)狀物要細密。成型絲網(wǎng)4的上部沿著箭頭指示的方向運行，從而將如此形成的網(wǎng)料24輸送到生產(chǎn)的后續(xù)工位(未圖示)。
SAP以近似流的形式被吸入成型頭，這會形成非常不均勻的分布。此外，由于SAP的密度遠遠大于纖維的密度，因此與纖維相比，其以更快的速度下落在底板上。而且，由于密度差別意味著轉(zhuǎn)動翼片不能使纖維和SAP同等地分布在底板上，以致迫使SAP比纖維更容易穿過穿孔底板上的開口。在這種條件下，在一個網(wǎng)料24中的SAP不均勻，因此不能獲得質(zhì)量最佳的成品。
在生產(chǎn)過程，由于在纖維分離機14有缺陷的纖維分離，在向成型頭8輸送的過程中或者在其生產(chǎn)加工過程中，在脫纖維的材料中會形成結(jié)頭。
這些結(jié)頭降低了成品的質(zhì)量，因此需要通過送風(fēng)機25從成型頭中排出，送風(fēng)機25被設(shè)置在結(jié)頭返回管線26上，該結(jié)頭返回管線26連接成型頭8的返回端(相對于機器方向)和纖維分離機14。
應(yīng)當(dāng)注意到，在根據(jù)本發(fā)明提供的設(shè)備中，纖維能夠如同在沒有排出結(jié)頭的設(shè)備一樣非常有效的分布。
圖2表示了根據(jù)本發(fā)明提供的一種設(shè)備27的第一個實施例。本發(fā)明提供的設(shè)備與圖1中所示的常規(guī)設(shè)備基本相同，其中相同的零部件采用相同的標(biāo)號予以表示。
在這種情況下，在粉末供給管線13中設(shè)置的粉末分配器28僅簡略地表示。在粉末分配器中，帶有粉末的主空氣流被分為多個更細小的空氣流，并且通過分開設(shè)置的粉末入口導(dǎo)管29在氣力作用下被吸入成型頭。
附圖2中僅表示了一條粉末入口導(dǎo)管。但是，通常設(shè)有多條入口導(dǎo)管，每條導(dǎo)管指向各自在成型頭中的預(yù)定區(qū)域。
為此，在附圖2和3中所示的成型頭設(shè)有多個套管30，粉末入口導(dǎo)管分別插入每個套管30中。在附圖3中，入口導(dǎo)管29向下插入，穿過套管30(在附圖中由雙圓環(huán)表示)。剩余的套管采用蓋子封閉(未圖示)。
在圖2中，粉末入口導(dǎo)管29進入紊流區(qū)域排空，在此區(qū)域來自纖維供給管線11的空氣被吹送進入成型頭。包含著SAP的細小空氣流從導(dǎo)管29中噴出，進入相對穩(wěn)定的空氣中。這種結(jié)構(gòu)能夠保證細小的空氣流直接準(zhǔn)確地到達成型頭中的預(yù)定正確的位置。
圖4a、b、c、d分別表示了幾種入口導(dǎo)管管口的可能形式的實例。
在圖4a中，粉末入口導(dǎo)管29具有下部彎管31，所述下部彎管31沿著水平或者對角方向?qū)鳶AP的細小空氣流吹送入成型頭。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是，入口導(dǎo)管可以被設(shè)置在靠近成型頭內(nèi)壁的位置，因為空氣流將從該成型頭的內(nèi)壁延伸出去，所以避免了在成型頭中出現(xiàn)不均衡分布的SAP。同時，在操作過程，可以調(diào)整空氣流進入的方向。
在圖4b中，通過帶有角度的調(diào)節(jié)板32將空氣流分為兩股。如果入口導(dǎo)管被直接設(shè)置在成排的轉(zhuǎn)動翼片23的上方，在成排設(shè)置的轉(zhuǎn)動翼片的兩側(cè)，SAP被直接吹送進入在穿孔底板9上方流動的材料中。
圖4c所示的管口適合于直接將SAP向下吸入到兩排翼片之間。
在圖4d所示的管口中，這種特殊的管口裝有對角方向的調(diào)節(jié)板33，后者設(shè)計成用于直接將細小的空氣流吹向穿孔底板的一個區(qū)域，在此區(qū)域，在底板上流動的材料流中增加特定量的SAP。同時，在設(shè)備運行的過程，可以調(diào)整空氣流的方向，即空氣流可以朝著其它區(qū)域。
在某些或所有的入口導(dǎo)管中設(shè)有一個閥門，以便調(diào)整通過各入口導(dǎo)管的空氣流的體積。通?？梢圆捎玫拈y門是節(jié)氣閥，所述節(jié)氣閥能夠由電磁驅(qū)動，或者由液壓或氣壓缸驅(qū)動。在操作過程中，這些閥門可以保證在成型頭中的裝載粉末的空氣的圖案得到精確地調(diào)整和經(jīng)常地調(diào)整。
如上面所述，常規(guī)的由氣力吸入的SAP不受控制、而且不均勻地進入成型頭中，這意味著產(chǎn)品中SAP的分布或多或少是隨機的，而且不均勻，這樣產(chǎn)品質(zhì)量下降。采用本發(fā)明提供的上述粉末分配設(shè)備能夠精確地控制進入的空氣流和SAP的位置，使其精確地進入產(chǎn)品中所需要的位置，因此能夠獲得優(yōu)化產(chǎn)品的特性和原材料的構(gòu)成。獲得優(yōu)選的高質(zhì)量的產(chǎn)品，所述產(chǎn)品具有精確和均勻分布的SAP，這種產(chǎn)品的性能非常均勻，而且，具有最佳的SAP消耗量。
任何合適的技術(shù)都可以用于將纖維供給管線11中的主空氣流分為更細的空氣流，后者在受控制的情況下通過空氣入口導(dǎo)管29被吸入成型頭(如上所述)。
圖5是一種合適的粉末分配器34的實施例的側(cè)剖視圖。這種粉末分配器34為一個具有端蓋36的管件35的形式，其包括，裙部37，其緊固地圍繞著管件35安裝；一個封閉管件端部的基部38。管件的內(nèi)側(cè)作為一個漏斗39。多個粉末出口40從粉末分配器的周邊向外延伸。各粉末出口40包括一個噴嘴41和一個孔42，其對角地傾斜延伸，穿過端蓋殼體，靠近基部處的通風(fēng)漏斗39。
管件35的開口端43連接纖維供給管線11(未圖示)，通過各自的入口導(dǎo)管29，各出口噴嘴40連接于成型頭(未圖示)。
在操作過程中，來自纖維供給管線11的主空氣流流動進入粉末分配器的管件35。當(dāng)遇到基部處的漏斗39時，主空氣流被分為多個等同的細小空氣流，各細小空氣流流出分開設(shè)置的粉末出口40，由此通過各自的入口導(dǎo)管進入成型頭中指定的區(qū)域。
管件35的內(nèi)表面是非平坦表面44。這種非平坦表面44導(dǎo)致主空氣流在管件內(nèi)形成紊流，從而保證SAP均勻地懸浮在空氣流中，以便粉末出口中形成的細小空氣流包含相等的特定量的SAP。
粉末分配器管件的軸線基本上沿著垂直方向設(shè)置，在各粉末出口之間，重力平衡地相對于粉末的分布產(chǎn)生作用。此外，粉末分配器的基部可以設(shè)置在成型頭的外側(cè)或內(nèi)側(cè)，并且可以位于成型頭的頂部或底部。
對于絕大部分情況，附圖6中表示的設(shè)備對應(yīng)于圖2所示設(shè)備，其中相同的零部件采用相同的標(biāo)號表示。圖6中表示了兩個在圖5中所示類型的粉末分配器34，所述的分配器34被設(shè)置在成型頭8的內(nèi)側(cè)，分配器34的基部位于下部。容納在成型頭中的粉末分配器代表了其在成型頭中的最佳空間利用，并且，以簡單有效的方式連接纖維供給管線11。另一個優(yōu)點是，通過安裝較短的入口導(dǎo)管，使粉末通過粉末出口直接進入成型頭。
圖7中所示的設(shè)備大部分對應(yīng)于圖2所示設(shè)備，其中相同的零部件采用相同的標(biāo)號表示。圖7中所示的粉末分配器由SAP的定量供給裝置45構(gòu)成，其安裝在成型頭46的敞開部分上方，靠近兩排轉(zhuǎn)動翼片23之間的空間。在這種情況下，定量供給裝置45相對于機器方向位于返回端。一個轉(zhuǎn)動的供給輥，其工作類似于一個播種機，用來沿著機器方向的垂直方向分配SAP。
這種結(jié)構(gòu)能夠保證SAP以相當(dāng)高的精確程度分布。此外，被轉(zhuǎn)送到纖維分離機中導(dǎo)致磨損和擦傷的SAP量能夠減少。
SAP定量供給裝置45可以沿著豎直方向或傾斜方向安裝，并且安裝在成型頭的密封部分中，而不是安裝在敞開部分中。
本發(fā)明保證SAP定量供給裝置45能夠安裝在成型頭的任何位置。在圖7中，SAP定量供給裝置45安裝在成型頭中，這種成型頭通過轉(zhuǎn)動的翼片在穿孔底板上方分配纖維和SAP，并且可以有利地將SAP定量供給裝置安裝在靠近分配纖維的區(qū)域。
在圖7所示的設(shè)備中，一個第二SAP定量供給裝置被安裝在成型頭的后方，以便在成型頭46的下方區(qū)域，在成型絲網(wǎng)上已經(jīng)成型的一個網(wǎng)料的頂部上定量供給一層SAP。當(dāng)安裝一個第二成型頭、以便在SAP層上方生產(chǎn)另一個網(wǎng)料時，獲得的產(chǎn)品的中間層具有額外集中的SAP，這種結(jié)構(gòu)的材料能夠達到多種目的。
在某些氣流鋪網(wǎng)成型頭中(未圖示)，通過轉(zhuǎn)動滾筒的穿孔壁分配纖維。在這種情況下，在非?？拷鰸L筒或者在滾筒內(nèi)設(shè)置SAP定量供給裝置是非常有益的，由此可以保證SAP在滾筒中與纖維混合。
如上所述，在本發(fā)明的描述中假定在產(chǎn)品中被分配的物質(zhì)是SAP。但是，不言而喻，本發(fā)明提供的設(shè)備能夠用于均勻地在一個形成網(wǎng)狀的產(chǎn)品中分配其他類型的粉末或顆粒材料。
此外，應(yīng)當(dāng)注意到除上述之外的其他類型的成型頭也可以采用，這也屬于本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于在運行時、在一個無端成型絲網(wǎng)上形成氣流鋪設(shè)的纖維和例如高吸水性粉末的網(wǎng)料(24)的設(shè)備(1)，所述設(shè)備在形成上述網(wǎng)料時不采用液體，所述成型絲網(wǎng)可穿透空氣、并且主要沿水平方向運行，所述設(shè)備包括，一個抽吸裝置(5)，其位于成型絲網(wǎng)(2)的下方；一個位于成型絲網(wǎng)(2)上方的成型頭(8)，其具有穿孔的底板(9)；至少一條纖維供給管線(11)，其通過空氣流從纖維供應(yīng)源(10)向成型頭中供給纖維；至少一條粉末供給管線(13)，其通過空氣流從粉末供應(yīng)源(12)向成型頭中供給粉末，其特征是通過分開的粉末分配器(28)向成型頭中添加粉末，所述分配器(28)連接于粉末供給管線(13)。
2.按照權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征是粉末分配器(34)構(gòu)造成一個端蓋狀的殼體，其粉末入口導(dǎo)管(43)與粉末供給管線(13)相連，并且設(shè)有多個連接成型頭的粉末出口(41，42)。
3.按照權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征是所述殼體由管件(35)構(gòu)成，所述管件(35)的端部靠近基部(38)上的粉末出口(41，42)，粉末出口(41，42)從管件(35)的周邊向外延伸，而且基部(38)的內(nèi)側(cè)形成一個漏斗(39)，后者引導(dǎo)著空氣流通過管件(35)、并且向外進入粉末出口(41，42)。
4.按照權(quán)利要求2或3所述的設(shè)備，其特征是在至少一個粉末出口(41，42)中設(shè)有一個可調(diào)節(jié)的閥門。
5.按照權(quán)利要求2、3或4所述的設(shè)備，其特征是粉末分配器(28，34)安裝在成型頭(8)的外側(cè)，并通過分開的入口導(dǎo)管(29)分別連接各粉末出口(41，42)。
6.按照權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其特征是在成型頭(8)中，至少有部分分開的入口導(dǎo)管(29)的端部位于纖維入口區(qū)域的下方。
7.按照權(quán)利要求2～6之一所述的設(shè)備，其特征是至少粉末分配器(34)的出口位于成型頭(8)中。
8.按照權(quán)利要求2～7之一所述的設(shè)備，其特征是粉末分配器(34)基本上沿豎直方向設(shè)置，其基部(38)位于底部，并且至少粉末出口(41，42)之一安裝在成型頭(8)的內(nèi)側(cè)。
9.按照權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征是粉末分配器是一個粉末定量供給裝置(45)。
10.按照權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其中，在成型頭中，通過在轉(zhuǎn)動滾筒的穿孔壁分配纖維，其特征是，粉末定量供給裝置的位置靠近所述滾筒，或者位于所述滾筒內(nèi)側(cè)。
全文摘要
一種設(shè)備(1)在運行時,不采用液體,在運行的、空氣可穿透的、并且主要沿水平方向運行的無端成型絲網(wǎng)上形成氣流鋪設(shè)的纖維和粉末的網(wǎng)料(24)。本發(fā)明包括,一個抽吸裝置(5),其位于成型絲網(wǎng)(2)的下方;一個位于成型絲網(wǎng)(2)上方的成型頭(8),其底部具有穿孔的底板(9);一條纖維供給管線(11),其通過空氣流從纖維供應(yīng)源(10)向成型頭中供給纖維;一條粉末供給管線(13),其通過空氣流從粉末供應(yīng)源(12)向成型頭中供給粉末。通過分開的粉末分配器(28)向成型頭中添加粉末,所述分配器(28)連接于粉末供給管線(13)。
文檔編號D04H1/407GK1322263SQ99811874
公開日2001年11月14日 申請日期1999年10月6日 優(yōu)先權(quán)日1998年10月6日
發(fā)明者埃爾姆加德·B·瑟倫森 申請人:M&J纖維技術(shù)有限公司