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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft
allgemein laminierte fasrige Strukturen und Verfahren zur Herstellung
derselben. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine
laminierte Struktur, die zwei oder mehr Lagen umfasst, die relativ
zueinander beweglich sind, ohne eine Trennung oder ein Reißen einer
der beiden Lagen zu verursachen.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Laminierte Faserstrukturen und Verfahren für ihre Herstellung
sind in der Papierherstellungstechnik wohl bekannt. Laminierte Faserstrukturen werden
durch eine Vielzahl von Arten, die das Prägen zweier oder mehrerer einzelner
faseriger Lagen (die auch Schichten oder dünne Schichten genannt werden)
und das haftende Verbinden dieser miteinander einschließen, geschaffen.
Die sich ergebende Laminate wurden für eine Vielzahl von Produkten,
die von Verpackungs- und Konstruktionsmaterialien zur Haushaltspapierprodukten,
wie Papiertüchern,
Servietten, Platzdecken, Papierhandtüchern und dergleichen reichen,
verwendet.
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Um ihre vorgesehenen Aufgaben zu
erfüllen und
eine breite Akzeptanz zu finden, müssen die laminierte Haushaltspapierprodukte
gewisse physikalische Eigenschaften zeigen. Ein typischer Konsument wünscht, dass
das Haushaltspapierprodukt ein kleiderartiges Aussehen hoher Qualität, eine
relativ dicke Stärke
und ein ästhetisch
angenehmes Muster aufweist. Alle diese physikalischen Eigenschaften müssen geliefert
werden, ohne die anderen gewünschten
Qualitäten
der Festigkeit, der Weichheit und der Absorptionsfähigkeit
des Papierprodukts zu verletzen.
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Die Festigkeit ist die Fähigkeit
einer Papierbahn, ihre physikalische Integrität während des Gebrauchs zu halten.
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Die Weichheit ist der angenehme taktile
Eindruck, den Kunden wahrnehmen, wenn sie das Papier in ihrer Hand
knüllen
und während
sie das Papier für
die vorgesehenen Zwecke verwenden.
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Die Absorptionsfähigkeit ist die Eigenschaft des
Papiers, das es ihm ermöglicht
Fluide, insbesondere Wasser und wässrige Lösungen und Suspensionen, aufzunehmen
und zu halten. Bei der Auswertung der Absorptionsfähigkeit
des Papiers ist nicht nur die absolute Menge eines Fluids, die eine
gegebene Menge von Papier halten wird, signifikant, sondern es ist
auch die Rate, mit der das Papier das Fluid absorbiert, wichtig.
Zusätzlich
ist auch, wenn das Papier in ein Produkt geformt wurde, wie ein
Handtuch oder ein Wischtuch, die Fähigkeit des Papiers, zu bewirken,
dass ein Fluid in das Papier aufgenommen wird und somit eine trockene
gewischte Oberfläche
zu hinterlassen, wichtig.
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Es ist in der Papierherstellungstechnik
wohl bekannt, dass ein Prägen
im allgemeinen die Absorptionsfähigkeit,
die Weichheit und die Fülligkeit
von Haushaltspapierprodukten, wie Toilettenpapieren, Papierhandtüchern, Windeln
und dergleichen erhöht. Es
gibt mehrere gebräuchliche
Muster geprägter
laminierter Papierstrukturen, die für Haushaltsprodukte vorgesehen
sind: ineinan dergreifende Muster (auch als "passend" oder "männlich-weiblich" bekannt), Noppen-zu-Noppen-Muster,
kontinuierliche Muster und eine zweilagige Laminierung. Alle diese
Muster sind mit der Verwendung eines Paars strukturierter und axial
paralleler Prägewalzen
verbunden. Während
des Verfahrens werden die geprägten
Lagen des Papiers durch einen Spalt, der zwischen zwei nebeneinander
liegenden Prägewalzen
ausgebildet wird, geführt.
Diskrete Vorsprünge
oder erhabene kontinuierliche Oberflächen der Prägewalzen komprimieren Regionen
jeder Lage in einer eingreifenden und berührenden Beziehung mit der entgegengesetzten
Lage gemäß einem
vorgewählten
Muster. Die komprimierten Regionen der Lagen liefern eine Verbindung
und halten die Lagen in einer sich berührenden gegenüber liegenden
Relation.
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Insbesondere sind bei einem Noppen-zu-Noppen-Muster
die diskreten Vorsprünge (oder
Noppen) einer Prägewalze
mit den Vorsprüngen
der entgegengesetzten Prägewalze
ausgerichtet. In einem ineinander greifenden Muster greifen die Vorsprünge eines
Prägewalze
zwischen die Vorsprünge
der anderen Prägewalze.
Bei einem kontinuierlichen Muster sind die erhabenen kontinuierlichen Oberflächen (im
Gegensatz zu den diskreten Vorsprüngen beim Noppen-zu-Noppen-Muster)
einer Prägewalze
mit den erhabenen kontinuierlichen Oberflächen der anderen Walze ausgerichtet.
Das Noppen-zu-Noppen-Muster ist im US-Patent 3,414,459 des Anmelders
der vorliegenden Anmeldung, das an E. R. Wells am 3. Dezember 1968
erteilt wurde, beschrieben, wobei dieses Patent die komprimierbaren
Papierstrukturen beschreibt, die durch das Prägen identischer erhabener Muster
diskreter Vorsprünge
auf zwei dehnbaren Papierlagen ausgebildet werden. Die passenden
entfernten Oberflächen der
geprägten
Vorsprünge
werden haftend verbunden und die sich ergebende laminierte Papierstruktur wird
kalandert. Der zweilagige Laminationstyp ist im US- Patent 5,294,475
des Anmelders der vorliegenden Anmeldung, das am 15. März 1994
an McNeil erteilt wurde, und im US-Patent 5,468,323, des Anmelders
der vorliegenden Anmeldung, das am 21. November 1995 an McNeil erteilt
wurde, beschrieben. Die Patente von McNeil beschreiben ein zweilagiges Laminat,
das zwei dünne
Lagen aufweist, die so geprägt
sind, dass jeder geprägte
Ort einer dünnen Schicht
haftend mit der nicht geprägten
Region der anderen dünnen
Schichten verbunden ist.
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Die Beispiele verschiedener Muster
sind im Stand der Technik durch das US-Patent 3,547,723, das am 15. Dezember
1970 an Gresham erteilt wurde, im US-Patent 3,556,907, das am 19. Januar
1971 an Nystrand erteilt wurde, im US-Patent 3,708,366, das am 2. Januar 1973
an Donnelly erteilt wurde, im US-Patent 3,738,905, das am 12. Januar
1973 an Thomas erteilt wurde, im US-Patent 3,867,255, das am 18.
Februar 1975 an Nystrand erteilt wurde, im US-Patent 4,483,728,
das am 20. November 1984 an Bauernfeind erteilt wurde, im US-Patent 4,921,034, das
am 1. Mai 1990 an Burgess erteilt wurde, im US-Patent 5,269,983,
das am 14. Dezember 1993 an Schulz erteilt wurde, im US-Patent 5,356,364,
das am 18. Oktober 1995 an Veith et al. erteilt wurde, im US-Patent
5,503,896, das am 2. April 1996 an Veith et al erteilt wurde, und
im US-Patent 5,529,563, das am 25. Juni 1996 an Veith et al. erteilt
wurde, beschrieben. Das US-Patent Des. Nr. 239,137 des Anmelders
der vorliegenden Anmeldung, das am 9. März 1976 an Applemann erteilt
wurde, zeigt ein Prägemuster,
das bei Papierhandtüchern
kommerziellen Erfolg erzielt hat.
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Es wurden im Stand der Technik verschiedene
Versuche unternommen, die Prägungen,
die durch das Prägeverfahren
verursacht werden, zu verbessern. Beispielsweise wurden Versuche
unternommen, geprägte
Muster, die verschie dene Tiefen und asymmetrische Prägungen aufweisen,
zu liefern. Andere Versuche wurden im Stand der Technik unternommen,
um Prägungen
zu liefern, die eine gewisse Größe aufweisen
und eine spezielles Oberflächengebiet
der geprägten
Lage darstellen. Es wurden im Stand der Technik nochmals andere
Versuche unternommen, um Prägungen
zu liefern, die eine spezielle Konfiguration aufweisen. Andere Versuche
geben spezielle Größen der
Vorsprünge
und der entsprechenden Vertiefungen nebeneinander liegender Prägewalzen
an. Beispiele von Versuchen, die Prägungen zu verbessern, sind
im US-Patent 4,320,162, das am 16. März 1982 an Schulz et al. erteilt
wurde, im US-Patent 4,659,608, das am 21. April 1988 an Schulz erteilt
wurde, im US-Patent 4,921,034, das am 1. Mai 1990 an Burges et al.
erteilt wurde, im US-Patent 3,940,529, das am 24. Februar 1976 an Hepford
et al. erteilt wurde, im US-Patent 4,325,773, das am 20. April 1982
an Schulz erteilt wurde, im US-Patent 4,487,796, das am 11. Dezember
1984 an Lloyd et al. erteilt wurde, und im US-Patent 3,961,119, das am 1. Juni 1976
an Thomas erteilt wurde, beschrieben.
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Unabhängig vom speziellen Typ der
Prägung und
dem Muster der Laminierung werden Papierlaminate des Stands der
Technik durch das starre Verbinden von zwei oder mehr Lagen Papier,
um eine laminierte Struktur zu bilden, geformt. Die einzelnen Lagen
einer laminierten Struktur des Stands der Technik werden in einer
Anzahl von Wegen, wobei diese sowohl eine haftende Verbindung als
auch eine mechanische Verbindung einschließen, verbunden. Die Laminierung/das
Prägen
ist zur Erhöhung
der Stärke der
laminierten Struktur und der Komprimierbarkeit rechtwinklig zur
Ebene der laminierten Struktur bekannt, um somit die Weichheit,
die mit der erhöhten Komprimierbarkeit
der Struktur verbunden ist, zu erhöhen. Eine Erhöhung der
Stärke
verbessert im allgemeinen auch die Absorptionsfähigkeit des laminierten Produkts.
Zur selben Zeit neigt die Laminierung/das Prägen des Stands der Technik
dazu, die Flexibilität
der sich ergebenden laminierten Struktur zu reduzieren, da die haftende
oder mechanische Verbindung, die im Stand der Technik verwendet wird,
um zwei oder mehr dünne
Schichten miteinander zu verbinden, eine starre Verbindung zwischen den
zwei oder mehr dünnen
Schichten liefert. Die Erhöhung
in der Stärke
erniedrigt, während
sie eine höhere
Komprimierbarkeit und eine zugehörige
Weichheit liefert, die Flexibilität der laminierten Struktur
des Stands der Technik. Mit anderen Worten, es existiert ein Kompromiss
zwischen der Stärke
und der Komprimierbarkeit/Weichheit einer laminierten Struktur, die
durch die Laminierung und die Flexibilität der laminierten Struktur
erzielt wird.
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Somit besteht eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung dann, die Stärke
und die Weichheit einer laminierten Struktur von der Flexibilität der laminierten
Struktur zu entkoppeln.
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Eine andere Aufgabe der vorliegenden
Erfindung besteht dann, eine feste, weiche und flexible laminierten
Struktur, die zwei oder mehr Lagen umfasst, die relativ zueinander
ohne eine Trennung oder ein Reißen
einer dieser Lagen bewegbar sind, zu liefern.
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Eine nochmals andere Aufgabe der
vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren für das Produzieren
einer solchen laminierten Struktur zu liefern.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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In seinem Produktaspekt umfasst eine
laminierte fasrige Struktur der vorliegenden Erfindung mindestens
eine erste fasrige Lage und eine zweite fasrige Lage. Mindestens
eine der ersten Lagen und der zweiten Lagen kann geprägt sein.
Die erste und die zweite Lage werden in einer gegenüber liegenden Relation
miteinander verbunden, um eine laminierte Struktur zu bilden, so
dass die erste Lage und die zweite Lage sich relativ zueinander
während
des Gebrauchs der laminierten Struktur durch einen Konsumenten (vorzugsweise
seitlich) bewegen können, ohne
ein Reißen
oder eine Trennung der ersten Lage und/oder der zweiten Lage, die
die laminierte Struktur bilden. Die erste Lage und die zweite Lage
sind beweglich miteinander verbunden, indem Gebiete hoch stehender
Fasern auf der ersten Lage und der zweiten Lage geschaffen werden,
und indem dann die hoch stehenden Fasern der ersten Lage mit den
entsprechenden hoch stehenden Fasern der zweiten Lage mechanisch
in Eingriff gebracht werden. Die erste Lage und die zweite Lage
können
beweglich miteinander verbunden werden, indem ein Bindungsmaterial
und die hochstehenden Fasern auf der ersten Lage und/oder der zweiten
Lage kombiniert werden.
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In seinem Verfahrensaspekt umfasst
die vorliegende Erfindung die Schritte der Bereitstellung von mindestens
zwei fasrigen Lagen und das bewegliche Verbinden der Lagen, so dass
die Lagen der sich ergebende laminierten Struktur relativ zueinander
beweglich sind, ohne das ein Reißen oder eine Trennung einer
der Lagen auftritt. Mindestens eine der Lagen kann geprägt sein.
Wenn die Lagen beweglich miteinander verbunden werden, indem nur
ihre jeweiligen hoch stehenden Fasern mechanisch in Eingriff gebracht
werden, müssen
die Schritte der Schaffung von Teilen der hoch stehenden Fasern
auf den Lagen und das In-Eingriff-Bringen der hoch stehenden Fasern
einer Lage mit den hoch stehenden Fasern der anderen Lage durchgeführt werden.
Wenn die La gen durch eine Kombination des Bindungsmaterials und der
hoch stehenden Fasern beweglich miteinander verbunden werden sollen,
müssen
auch die Schritte der Bereitstellung und der Ablagerung des Bindungsmaterials
auf mindestens eine der Lagen und der Schritt der Schaffung von
Gebieten hoch stehender Fasern auf mindestens eine der Lagen ebenfalls durchgeführt werden.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die 1A und 1B sind schematische Seitenansichten der
Ausrüstung
für das
Ausführen
des Verfahrens der vorliegenden Erfindung. 1A zeigt schematisch
das Verfahren der vorliegenden Erfindung für das Erzeugen einer laminierten
Struktur, die zwei Lagen umfasst (eine zweilagige Struktur), und 1B zeigt schematisch das Verfahren der
vorliegenden Erfindung für
das Erzeugen einer laminierten Struktur, die drei Lagen umfasst
(dreilagige Struktur).
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2A ist
eine schematische Zeichnung, die einen vergrößerten Querschnitt eines Laminats
des Stands der Technik zeigt, wobei das Laminat gebogen ist.
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2B ist
eine schematische Zeichnung, die einen vergrößerten Querschnitt einer laminierten Struktur
der vorliegenden Erfindung zeigt, wobei die Struktur gebogen ist.
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3A, 3B, 3C, 3D, 3E, 3F, 3G und 3H sind schematische Zeichnungen, die vergrößerte Querschnitte
der verschiedenen Ausführungsformen
der laminierten Struktur der vorliegenden Erfindung, die zwei Lagen
umfasst, zeigen.
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3A zeigt
eine zweilagige Struktur, die zwei Lagen, die in einem ausgerichteten
Noppen-zu-Noppen-Muster verbunden sind, umfasst.
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3B zeigt
eine zweilagige Struktur, die zwei Lagen, die in einem versetzten
Noppen-zu-Noppen-Muster verbunden sind, umfasst.
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3C zeigt
ein zweilagige Struktur, die ein zweilagiges Laminiermuster aufweist.
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3D zeigt
eine zweilagige Struktur, die zwei Lagen umfasst, die in einem ineinander
greifenden Muster angeordnet sind.
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3E und 3F zeigen eine zweilagige Struktur, die
zwei geprägte
Lagen, die in einem ineinander greifenden Muster angeordnet sind,
umfasst, wobei jede Lage ihren eigenen eingeschlossenen Winkel der
Prägung
aufweist. In 3E ist der eingeschlossene
Winkel des männlichen
Elements der Prägung
einer Lage größer als
der eingeschlossene Winkel des weiblichen Elements der Prägung der
anderen Lage. In 3F ist der eingeschlossene
Winkel des männlichen
Elements der Prägung
einer Lage kleiner als der eingeschlossene Winkel des weiblichen
Elements der Prägung
der anderen Lage.
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3G zeigt
eine zweilagige Struktur, die eine geprägte Lage und eine nicht geprägte Lage umfasst.
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3H zeigt
eine zweilagie Struktur, die zwei nicht geprägte Lagen umfasst.
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4A, 4B und 4C sind
schematische Zeichnungen, die vergrößerte Querschnitte der verschiedenen
Ausführungsformen
der dreilagigen laminierten Struktur der vorliegenden Erfindung
zeigen.
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4A und 4B zeigen eine dreilagige Struktur, die
zwei geprägte
Lagen und eine nicht geprägte
Lage zwischen den zwei geprägten
Lagen umfasst.
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4C zeigt
eine dreilagige Struktur, die zwei geprägte Lagen, die in einem Noppen-zu-Noppen-Muster
angeordnet sind, und eine nicht geprägte Lage, die äußerlich
mit einer der geprägten
Lagen verbunden ist, umfasst.
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5 ist
eine schematische Aufsicht auf die Struktur der vorliegenden Erfindung,
die im wesentlichen nicht geprägte,
kontinuierliche Regionen der Lagen zeigt.
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6 ist
eine schematische vergrößerte Querschnittsansicht
einer zweilagigen Struktur der vorliegenden Erfindung, die die hoch
stehenden Fasern einer Lage, die mechanisch in die hoch stehenden
Fasern der anderen Lage eingreifen zeigt.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Laminierte Faserstruktur
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Betrachten man die 3A bis 4C, so umfasst die vorliegende Erfindung
eine laminierte fasrige Struktur 10, die hier auch als "laminierte Struktur 10" oder einfach
als "Struktur 10" bezeichnet
wird. Die Fasern, die die Struktur 10 der vorliegenden
Erfindung bilden, können
synthetisch sein, wie beispielsweise aus Polyolefin oder Polyester
bestehen. Vorzugsweise sind die Fasern jedoch Zellulosefasern, wie
Baumwolllinters, Reyon, Zuckenohr und noch besser Holzzellstoff,
wie von Weichhölzern (Gymnospermae
undloder Koniferen) und/oder Harthölzern (Angiospermae und/oder
Laubbäume).
Die Faserstruktur 10 wird hier als "zellulosisch" betrachtet, wenn die Faserstruktur 10 mindestens
ungefähr 50
Gewichtsprozent oder mindestens ungefähr 50 Volumenprozent Zellulosefasern
umfasst, wobei diese in nicht einschränkender Weise die oben aufgeführten Fasern
einschließen.
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Wenn Holzzellstoffasern für die Struktur 10 der
vorliegenden Erfindung ausgewählt
werden, so können
die Fasern durch jedes Aufschlussverfahren, das chemische Verfahren,
wie Sulfat-, Sulfat- und Sodaverfahren, und mechanische Verfahren,
wie Zerkleinern von Holz, umfasst, hergestellt werden. Alternativ
können
die Fasern durch Kombinationen von mechanischen und chemischen Verfahren
produziert werden oder sie können
recycelt werden. Der Typ, die Kombination und die Verarbeitung der
verwendeten Fasern sind für
die vorliegende Erfindung nicht kritisch.
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Die Struktur 10 der vorliegenden
Erfindung ist makroskopisch zweidimensional und eben, obwohl nicht
notwendigerweise flach. Die Struktur 10 weist eine gewisse
Dicke in der dritte Dimension auf. Die dritte Dimension ist jedoch
relativ klein im Vergleich mit den tatsächlichen ersten zwei Dimensionen
oder der Fähigkeit,
eine Zellulosestruktur 10 herzustellen, die relativ große Abmessungen
in den ersten zwei Dimensionen aufweist.
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Die Struktur 10 der vorliegenden
Erfindung umfasst zwei oder mehrere einzelne fasrige dünne Schichten
oder Lagen. Die Struktur 10, die zwei Lagen umfasst, kann
hier auch als eine "zweilagige" Struktur bezeichnet
werden, die Struktur 10, die drei Lagen umfasst, kann hier
auch als "dreilagige
Struktur" bezeichnet
werden, und so weiter. Die 3A bis 3G zeigen die Struktur 10, die
eine erste fasrige Lage 11 und eine zweite fasrige Lage 21 umfasst. Mindestens
eine der ersten Lagen 11 und der zweiten Lagen 21 kann
geprägt
sein. 3H zeigt, dass weder die erste
Lage 11 noch die zweite Lage 21 geprägt sein
kann. Vorzugsweise sind jedoch sowohl die erste Lage 11 als
auch die zweite Lage 21 geprägt. Die 3A bis 3F zeigen die verschiedenen Ausführungsformen
der Struktur 10, die die erste Lage 11 und die
zweite Lage 21 umfasst, wobei sowohl die erste Lage 11 als
auch die zweite Lage 21 geprägt ist. 3G zeigt
die Ausführungsform
der Struktur 10, die die erste Lage 11 und die
zweite Lage 21 umfasst, wobei nur die erste Lage 11 geprägt ist. Der
Ausdruck "geprägt", wie er hier verwendet
wird, bezieht sich auf die Lage 11 oder die Lage 21,
die speziell behandelt wurde, so dass sie erhabene Teile (oder "Prägungen") 12, 23 aufweist,
die im allgemeinen von einer der Oberflächen der Lage 11, 21 nach außen vorstehen
und gewöhnlicherweise
durch das lokale Ablenken (oder "Prägen") von Teilen der
ansonsten ebenen Lage 11, 221 aus der Ebene der Lage 11, 21,
produziert werden.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
werden die Lagen 11 und 21 miteinander verbunden,
wobei hoch stehende Fasern 41 auf der ersten Lage 11 und hoch
stehende Fasern 42 auf der zweiten Lage 21 gebildet
werden, und indem die Fasern 41 mechanisch in die Fasern 42 eingreifen,
um so eine Verbindung der Lagen 11 und 21 miteinander
zu bewirken, wobei diese zur selben Zeit relativ zueinander beweglich
bleiben, nachdem die laminierte Struktur 10 geschaffen wurde;
oder (2) indem die Teile der hoch stehenden Fasern 41 und/oder 42 auf
einer oder beiden der Lagen 11 und 21 geschaffen
werden, und dann die Lagen 11 und 21 unter Verwendung
des Bindungsmaterials 51 und/oder 52 und der hoch
stehenden Fasern 41 und/oder 42 verbunden werden. Es
wird angenommen, dass das Bindungsmaterial 51, das in die
hoch stehenden Fasern 41 der ersten Lage 11 eingreift,
und die Oberflächenfasern
der zweiten Lage 21 die bewegliche Verbindung der ersten
Lage 11 und der zweiten Lage 21 erleichtern.
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Wie oben definiert wurde, so stehen
die Prägungen 12, 23 im
allgemeinen von einer der Oberflächen
der Lage 11, 21 nach außen ab. In derselben Weise
weist die entgegengesetzte Oberfläche der Papierlage 11, 21 Vertiefungen
(oder "negative
Prägungen
(debossments"),
die den Prägungen 13, 23 entsprechen,
auf. Jede "Prägung" hat hier eine entsprechende "negative Prägung", wobei beide Ausdrücke dasselbe
Element 13, 23 bezeichnen, das von entgegengesetzten
Seiten derselben Lage 11, 21 betrachtet wird,
und aus diesem Grund durch dieselbe Bezugszahl 13 für die erste
Lage 11 und 23 für die zweite Lage 21 bezeichnet
wird.
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Die Prägungen negativen Prägungen 13, 23 der
Lagen 11 beziehungsweise 21 sind vorzugsweise in
einem nicht zufälligen,
sich wiederholenden Muster, das den Prägeelementen 63, 64 der
Prägewalzen 61 beziehungsweise 62 entspricht
(1A und 1B), die
im Prägeverfahren
der vorliegenden Erfindung verwendet und hier nachfolgend diskutiert
werden, angeordnet. Mit dem Ausdruck "nicht zufällig" ist gemeint, dass die Prägungen 12, 23 in
einem vorhersagbaren Muster angeordnet sind, und dass sie als ein
Ergebnis vorbestimmter Merkmale des Herstellungsverfahrens auftauchen.
Der Ausdruck "sich
wiederholend", wie
er hier verwendet wird, bezieht sich auf ein Muster, das mehr als
einmal in der Struktur 10 ausgebildet ist. Durch "diskret" ist gemeint, dass
benachbarte Prägungen 13, 23 nicht
kontinuierlich sind. Gemäß der vorliegenden
Erfindung können
die Prägungen
negativen Prägungen 13, 23 kontinuierliche Oberflächen, die
ein kontinuierliches Muster einer geprägten, laminierten Struktur 10 bilden,
umfassen.
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Der Rest der Lagen 11, 21 umfasst
im wesentlichen kontinuierliche, nicht geprägte Regionen 15 beziehungsweise 25,
wie das in den 3A bis 4C und 5 gezeigt ist. Hier erstrecken
sich die "im wesentlichen
kontinuierlichen" nicht
geprägten
Regionen 15, 25 im wesentlichen durch die Struktur 10 in beiden
ihren Hauptebenenrichtungen. Normalerweise ist die Dichte der im
wesentlichen kontinuierlichen, nicht geprägten Regionen 15, 25 kleiner
als die Dichte der Prägungen 13, 23,
da die nicht geprägten
Regionen 15, 25 normalerweise im Prägeverfahren nicht
verdichtet werden. Fachleute werden erkennen, dass es kleine Übergangsregionen
gibt, die die Prägungen 13, 23 begrenzen
und die eine Dichte zwischen der Dichte der Prägungen 13, 23 und
der Dichte der nicht geprägten
Regionen 15, 25 aufweisen. Solche Übergangsregionen
sind ein normales und zu erwartendes Artefakt des Herstellungsverfahren
und sollten nicht mit den Prägungen 13, 23 noch
den nicht geprägten
Regionen 15, 25 durcheinander gebracht werden.
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Wenn die Struktur 10 als
ein Konsumentenprodukt, wie ein Papierhandtuch, ein Gesichtstuch, ein
Toilettenpapier und dergleichen, verwendet werden soll, so sind
die nicht geprägten
Regionen 15, 25 vorzugsweise im wesentlichen in
zwei rechtwinkligen Richtungen innerhalb der Ebene der Struktur 10 kontinuierlich.
Es ist nicht notwendig, dass solche rechtwinkligen Richtungen parallel und
rechtwinklig zu den Rändern
des fertigen Produkts oder der Richtung der Herstellung des Produkts
(Maschinenrichtung oder "MD") sind. Es wird jedoch
bevorzugt, dass die Zugfestigkeit auf die Zellulosestruktur 10 in
zwei rechtwinkligen Richtungen aufgebracht wird, so dass jede Zugbelastung
leichter aufgenommen werden kann, ohne dass es zu einem vorzeitigen
Ausfall des Produkts durch eine solche Zugbelastung kommt. Vorzugsweise
ist mindestens eine kontinuierliche Richtung parallel zur Richtung
der erwarteten Zugbelastung des fertigen Produkts gemäß der vorliegenden
Erfindung ausgebildet. Ein Beispiel der im wesentlichen kontinuierlichen
nicht geprägten
Regionen 15 (die mit der ersten Lage 11 verbunden
sind) und 25 (die mit der zweiten Lage 21 verbunden sind)
ist in 5 gezeigt. Unterbrechungen
in den Regionen 15, 25 sind tolerierbar, wenn
sie auch nicht bevorzugt werden, so lange solche Unterbrechungen
im wesentlichen die Materialeigenschaften der Regionen 15, 25 der
Struktur 10 nicht negativ beeinflussen.
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Wie die 3A bis 3G zeigen, so werden die erste Lage 11 und
die zweite Lage 21 in gegenüberliegender Relation miteinander
verbunden. Wenn sowohl die erste Lage 11 als auch die zweite
Lage 21 geprägt
sind, so können
die Lage 11 und 21 gemäß irgend einem der vier allgemeinen
Laminiermuster, die oben im Abschnitt "Hintergrund der Erfindung" diskutiert wurden,
verbunden werden. Verschiedene Typen und Konfigurationen der Prägungen,
die auf die Prägungen 13, 23 angewandt
werden könnten, könnten auch
in mehreren Patenten, die im Abschnitt "Hintergrund der Erfindung" angegeben wurden,
gefunden werden. Wie aus der folgenden Beschreibung der vorliegenden
Erfindung deutlich wird, so sind die speziellen Typen und Konfigurationen
der Prägungen 13, 23 für die vorliegende
Erfindung nicht kritisch.
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Der Ausdruck "Noppen-zu-Noppen-Laminierung", wie er hier verwendet
wird, bezieht sich auf den Typ der Muster, die in den 3A, 3B, 4A und 4C gezeigt
sind. Im Noppen-zu-Noppen-Muster werden die erste Lage 11,
die die Prägungen 13 aufweist,
und die zweite Lage 21, die die Prägungen 23 aufweist,
an ihren jeweiligen entfernten Oberflächen der Prägungen entweder direkt ( 3A, 3B) oder durch
eine dritte Lage 31 (4A)
verbunden. Die 3A zeigt die erste
Lage 11 und die zweite Lage 21, die an den entfernten
Oberflächen
ihrer jeweiligen Prägungen 13 und 23,
die zueinander ausgerichtet sind, verbunden sind. Es sollte angegeben
werden, dass die Prägungen
der ersten Lage 11 nicht identisch mit den Prägungen 23 der
zweiten Lage 21 sein müssen,
noch dass die Prägungen 13 perfekt mit
den Prägungen 23 ausgerichtet
sein müssen. 3B zeigt die erste Lage 11 und
die zweite Lage 21, die an den entfernten Oberflächen ihrer
jeweiligen Prägungen 13 und 23 verbunden
sind, wobei diese relativ zueinander versetzt sind. Auch müssen die erste
Lage 11 und die zweite Lage 21 nicht dieselben Eigenschaften,
wie beispielsweise die Stärke
und das Basisgewicht, aufweisen. Die erste Lage 11 und die
zweite Lage 21 können
aus verschiedenen Materialien hergestellt werden. Darüber hinaus
kann die Struktur 10 der vorliegenden Erfindung sogar eine heterogen
laminierte Struktur umfassen. Mit dem Ausdruck "heterogen laminierte Struktur" ist gemeint, dass
mindestens eine der einzelnen Lagen (beispielsweise die erste Lage 11)
der laminierten Struktur 10 von mindestens eine der anderen
einzelnen Lagen (beispielsweise der zweiten Lage 21) in
Bezug auf mindestens eine der Eigenschaften wie der Stärke, der
Makrodichte, dem Basisgewicht, der Textur, der Faseroberfläche etc.
unterschieden werden kann. Im Gegensatz dazu ist eine "homogen laminierte
Struktur" die Struktur 10,
die die einzelnen Lage 11, 21 aufweist, die im
wesentlichen aus derselben Materialzusammensetzung (Faserrohstoff
und Zusatzstoffe) hergestellt sind und im wesentlichen in Bezug
auf alle obigen Eigenschaften identisch zueinander sind (das heißt für alle obigen
Eigenschaften beträgt
die Differenz der speziellen Eigenschaft von Lage zu Lage weniger
als ungefähr
10% des unteren Werts dieser Eigenschaft).
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4A und 4C zeigen die anderen Ausführungsformen
der Struktur 10, die das Noppen-zu-Noppen-Muster aufweisen
und drei Lagen 11, 21 und 31 in verschiedenen
Kombinationen umfassen. Ein Fachmann wird leicht verstehen, dass
andere Permutationen der Ausführungsformen,
die die Noppen-zu-Noppen-Muster aufweisen, möglich sind und in der vorliegenden
Erfindung verwendet werden können.
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Der Ausdruck "eine ineinandergreifende Laminierung", wie er hier verwendet
wird, bezieht sich auf Muster, die in den 3D, 3E und 3F gezeigt sind.
Wie diese Figuren zeigen und der Ausdruck "ineinandergreifend (nested)" vorschlägt, so ist
die erste Lage 11 mit der zweiten Lage 21 so verbunden,
dass die Prägungen 13 ("männliche" Elemente) der erste Lage 11 in
entsprechenden negativen Prägungen 23 ("weibliche Elemente)
der zweiten Lage 21 angeordnet oder eingreifend angeordnet
sind. Analog zum oben diskutierten Noppen-zu-Noppen-Muster müssen im ineinander greifenden
Muster die Prägungen 13 der
ersten Lage 11 nicht identisch zu den negativen Prägungen 23 der
zweiten Lagen 21 sein, noch müssen die Prägungen 13 perfekt
mit den negativen Prägungen 23 ausgerichtet
sein. In den Ausführungsformen
der laminierten Struktur 10, die das ineinandergreifende
Muster aufweist, und die in den 3E und 3F gezeigt ist, weist die erste Lage 11 ihren
ersten eingeschlossenen Winkel der Prägung R1 auf, und die zweite
Lage 21 weist ihren eigenen eingeschlossenen Winkel der
Prägung
R2, der sich vom Winkel R1 unterscheidet, auf. In 3E ist
der eingeschlossene Winkel R1 der Prägung 13 der ersten Lage 11 größer als
der eingeschlossene Winkel R2 der Prägung 23 der zweiten
Lage 21. In 3F ist der eingeschlossene
Winkel R1 der Prägung 13 der ersten
Lage 11 kleiner als der eingeschlossene Winkel R2 der Prägung 23 der
zweiten Lage 21. Der Ausdruck "eingeschlossener Winkel der Prägung" bezieht sich auf
den Winkel, der durch die Seitenwände 14, 24 der
Prägung 13, 23 gebildet
wird und rechtwinklig zur Ebene der Papierlage 11, 21,
die in einem Querschnitt betrachtet wird, verläuft, wie das in den 3E und 3F gezeigt
ist. Wie beim Fall des obern beschriebenen Noppen-zu-Noppen-Musters
kann eine dritte Papierlage mit einer der ersten Lagen 11 und
der zweiten Lage 21, die in einem ineinandergreifenden
Muster verbunden sind, verbunden werden.
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3C zeigt
eine andere Ausführungsform der
Papierstruktur der vorliegenden Erfindung, die ein zweilagiges Laminermuster
aufweist. Wie oben angegeben wurde, so ist die zweilagige Laminierung im
US-Patent 5,468,323 des Anmelders der vorliegenden Anmeldung, das
am 21. November 1995 an McNeil erteilt wurde, beschrieben. Wie 3C zeigt, so werden die Prägungen 13 der
ersten Lage 11 mit den nicht geprägten Regionen 25 der
zweiten Lage 21 verbunden, und die Prägungen 23 der zweiten Lage 21 werden
mit den nicht geprägten
Regionen 15 der ersten Lage 11 verbunden.
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In den laminierten Papierstrukturen
des Stands der Technik sind die dünnen Schichten steif miteinander
verbunden (gewöhnlicherweise
durch ein Haftmittel oder mechanisch oder durch eine Kombination
dieser beiden Arten), so dass während
des Gebrauchs der laminierten Struktur die relative Bewegung der
einzelnen Lagen, die die laminierte Struktur bilden, nicht möglich ist,
ohne ein Reißen oder
ein Trennen der einzelnen Lage. Somit beeinträchtigt während des Gebrauchs, wenn die
laminierte Struktur natürlicherweise
einem Biegen, Zerknittern, Falten und dergleichen ausgesetzt ist,
die starre Verbindung der einzelnen Lagen, die die Laminate des
Stands der Technik bilden, die Flexibilität dieser Laminate. 2A zeigt schematisch ein Fragment einer
zweilagigen laminierten Struktur 100 des Stands der Technik.
Die Struktur 100 umfasst eine Lage 111 und eine
Lage 121, wobei die Lagen 111 und 121 starr
miteinander verbunden sind. Die Struktur 100 wird gebogen,
so dass die Lage 111 nach außen gekrümmt ist, und so dass die Lage 121 nach
innen gekrümmt
ist. Die Lage 111 befindet sich in Spannung und die Lage 121 in
Komprimierung. In 2A stellt die gestrichelte
Linie a-b eine mittlere Länge
einer Krümmung
der Lage 111, die durch das Biegen des Laminats 100 des
Stands der Technik ausgebildet wurde, zwischen zwei Paaren entsprechender
Prägungen 113 und 123 dar.
Analog stellt eine gestrichelte Linie c-d eine mittlere Länge einer Krümmung der
Lage 121, die durch das Biegen des Laminats 100 zwischen
demselben Paar der entsprechenden Prägungen 113 und 123 ausgebildet
wurde, dar. Der Punkt "a" muss radial dem
Punkt "c" entsprechen, und
der Punkt "b" muss radial dem
Punkt "d" entsprechen, durch
die starre Verbindung zwischen den Lagen 111 und 121 an
den Punkten a-c und b-d. Ein Fachmann wird leicht verstehen, dass
die Länge der
Krümmung
c-d, die mit der Lage 121 verbunden ist, kleiner als die
Länge der
Krümmung
a-b, die mit der Lage 111 verbunden ist, ist. Somit muss,
wenn das Laminat 100 gebogen wird, wie das in 2A gezeigt ist, eine Lage 121 stärker als
die Lage 111 verkürzt
werden, um die kleiner Länge
der Krümmung
c-d, die mit der Lage 1231 verbunden ist, aufzunehmen.
Ansonsten kann die Integrität
einer der Lagen 111 und 121 oder ihre Verbindung
verletzt werden (nicht gezeigt). Ohne an eine Theorie gebunden zu
sein, glaubt der Anmelder, dass der Widerstand gegenüber reinem
Zerknüllen (das
sowohl ein Biegen als auch ein Aufwölben umfassen kann) der Lage 121 die
Flexibilität
des Laminats 100 des Stands der Technik beeinträchtigt.
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In scharfem Kontrast mit dem Stand
der Technik können
sich die einzelnen Lagen 11, 21 der laminierten
Struktur 10 der vorliegenden Erfindung relativ zueinander
während
des Gebrauchs der Struktur 10 durch einen Konsumenten bewegen, ohne
dass die erste Lage 11 oder die zweite Lage 21 reißt und ohne
dass sich die erste Lage 11 von der zweiten Lage 21 trennt.
Die Fähigkeit
der einzelnen Lagen 11, 21, die die laminierte
Struktur 10 bilden, sich relativ zueinander zu bewegen,
wird durch das Bereistellen einer nicht starren, flexiblen Verbindung zwischen
den Lagen 11, 21 erreicht. Vorzugsweise sind die
Lagen 11, 21 seitlich relativ zueinander bewegbar,
wie das die 2B zeigt. Die laminierte Struktur 10 wird
gebogen, so dass die Lage 11 nach außen und die Lage 21 nach
innen gekrümmt
ist. In 2B stellt eine gestrichelte
Linie a1-b1 eine
mittlere Länge
einer Krümmung
der Lage 11, die durch das Biegen der Struktur 10 der
vorliegenden Erfindung zwischen zwei Paaren entsprechender Prägungen 13 und 23 ausgebildet
wurde, dar. Eine gestrichelte Linie c1-d1 stellt eine mittlere Länge einer
Krümmung der
Lage 21, die durch das Biegen des Laminats 10 zwischen
demselben Paar der entsprechenden Prägungen 13 und 23 ausgebildet
wurde, dar. Durch die bewegliche Verbindung (die beispielsweise
durch die Verwendung eines Bindungsmaterials 51 geschaffen wurde)
zwischen den Lagen 11 und 21, können sich die
Prägungen 23 der
Lage 21 seitlich relativ zu den entsprechenden Prägungen 13 der
Lage 11 bewegen. Wie man in 2B sieht,
so muss durch die bewegliche Verbindung zwischen den Lagen 11 und 21 die
Lage 21 nicht verkürzt
werden, um das Biegen der Struktur 10 aufzunehmen, da die
Krümmung a1-b1,
die mit der Lage 11 verbunden ist, im wesentlichen dieselbe
Länge wie
die Länge
der Krümmung c1-d1,
die mit der Lage 21 verbunden ist, halten kann. Somit minimiert
die bewegliche Verbindung zwischen den Lagen 11 und 12 eine übermäßige Spannung
und/oder Komprimierung der Lagen 11 und 12.
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In 3A werden
die erste Lage 11 und die zweite Lage 21 der laminierten
Struktur 10 durch ein erstes Bindungsmaterial 51,
das eine relative Bewegung der Lagen 11 und 21 ermöglicht,
verbunden. Ein zweites Bindungsmaterial 52, das sich vom
ersten Bindungsmaterial 51 unterscheidet, kann in der laminierten
Struktur 10 verwendet werden. Beispielsweise wird, wie
das in 4C gezeigt ist, in der laminierten
Struktur 10, die drei (oder mehr) Lagen 11, 21, 31 umfasst,
ein zweites Bindungsmaterial 52 verwendet, um die dritte
Lage 31 mit einer der ersten Lagen 11 oder der
zweiten Lagen 21 zu verbinden. Natürlich kann dasselbe Bindungsmaterial
(entweder das erste Bindungsmaterial 51 oder das zweite
Bindungsmaterial 52) verwendet werden, um die Lagen 11, 21, 31 miteinander
zu verbinden. Es können
auch zwei oder mehr unterschiedliche Bindungsmaterialien 51, 52,
sofern gewünscht,
verwendet werden, um die erste Lage 11 und die zweite Lage 21 miteinander zu
verbinden.
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In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
die in 3B gezeigt ist, weist mindestens
eine der ersten Lagen 11 und der zweiten Lagen 21,
beispielsweise die erste Lage 11, hoch stehende Fasern 41 auf
einer ihrer Oberflächen
auf. Diese hoch stehenden Fasern 41 können integral mit der ersten
Lage 11 ausgebildet werden und sie können durch das Bürsten vorbestimmter
Gebiete der Oberfläche
der ersten Lage 11 ausgebildet werden. Alternativ können die
Fasern 41 diskret an der Oberfläche der ersten Lage 11 in
vorbestimmten Gebieten angehaftet werden. Es wird angenommen, dass
die hoch stehenden Fasern 41, wenn sie mit dem Bindungsmaterial 51, 52 kombiniert
werden, das Verfahren der Verbindung der ersten Lage 11 und
der zweiten Lage 21 erleichtern und eine relative Mobilität der Lagen 11 und 21 fördern, wenn
die sich ergebende laminierte Struktur 10 ausgebildet wird.
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In einer anderen Ausführungsform,
die in 6 gezeigt ist,
weist die erste Lage 11 die Teile der hoch stehenden Fasern 41 auf,
und die zweite Lage 21 weist die Teile der hoch stehenden
Fasern 42 auf, wobei die Teile in sich gegenseitig entsprechenden Oberflächengebieten
der ersten Lage 11 beziehungsweise der zweiten Lage 21 angeordnet
sind, so dass wenn die erste Lage 11 und die zweite Lage 21 miteinander
verbunden werden, die jeweiligen Teile der hoch stehenden Fasern 41 und 42 zusammenfallen.
Im letzten Fall können
die erste Lage 11 und die zweite Lage 21 durch
ihre jeweiligen hoch stehenden Fasern 41, 42 und
eine Verwendung des Bindungsmaterials 51, 52,
verbunden werden, wie das in 6 gezeigt
ist. Wie 6 zeigt, so
greifen die hoch stehenden Fasern 41 der ersten Lage 11 mechanisch
in die hoch stehenden Fasern 42 der zweiten Lage 21 ein.
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Ohne an eine Theorie gebunden zu
sein, glaubt der Anmelder, dass die laminierte Struktur 10 der
vorliegenden Erfindung gemäß dem Anspruch
1, die durch die einzelnen Lagen 11, 21, die beweglich miteinander
verbunden sind, gebildet wird, eine höhere Flexibilität und eine
erhöhte
Stärke
besitzt und dass sie eine verbesserte Absorptionsfähigkeit
liefern kann – im
Vergleich zu den laminierten Strukturen des Stands der Technik,
die durch die einzelnen Lagen gebildet werden, die starr miteinander
verbunden werden, aber ansonsten im wesentlichen die gleichen Eigenschaften
wie die einzelnen Lagen 11, 21, die die Struktur 10 der
vorliegenden Erfindung bilden, aufweisen.
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Verfahren für das Herstellen
der laminierten Faserstruktur
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Die 1A und 1B zeigen schematisch eine Vorrichtung,
die in einem Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
Betrachtet man die 1A, so werden zwei
fasrige Lagen 11 und 21 in die Spalte E1 und E2,
die durch die Prägewalzen 61 und 62 und
die nachgiebigen Druckwalzen 71 beziehungsweise 72 gebildet
werden, geführt.
Die Lagen 11, 21 sind vorzugsweise aber nicht
notwendigerweise dehnbar. Die Prägewalzen 61 und 62 sind
aus einem im wesentlichen steifen Material, wie Stahl, hergestellt
und sie sind mit Prägemustern
versehen. Die Druckwalzen 71 und 72 sind aus einem
flexiblen und nachgiebigen Material, wie Gummi, hergestellt. Die Prägewalzen 61, 62 sind
nebeneinander für
eine gemeinsame Drehung um ihre jeweiligen parallelen Achsen durch
geeignete Antriebsmittel montiert. Die Prägewalzen 61, 62 bilden
zwischen sich einen passenden Spalt N. Die Druckwalzen 71, 72 sind
für eine Drehung
um ihre jeweiligen parallelen Achsen durch eine geeignete Antriebsvorrichtung
montiert und sie sind gemeinsam in nebeneinander liegenden Positionen
relativ zu den Prägewalzen 61, 62 angeordnet, um
die Prägespalte
E1 und E2 zwischen sich auszubilden. Die Lagen 11 und 21 werden
durch die Spalte E1 und E2 nach vorne bewegt und durch das Hindurchgehen
durch die Spalte E1, E2 geprägt.
Während
das Prägen
einer oder beider der einzelnen Lagen 11, 21 durch
das Hindurchführen
durch die Spalte E1, E2 bevorzugt wird, so kann jedes Prägeverfahren
für das
Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
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Nachdem die Prägemuster der diskreten Prägungen 13, 23 auf
den Lagen 11, 21 durch die Aktion der Spalte E1
beziehungsweise E2 ausgebildet wurden, bleiben die Lagen 11, 21 in
gebogenem Kontakt mit dem Prägemuster
der Prägewalzen 61 beziehungsweise 62,
wenn sich die Prägewalzen 61, 62 drehen.
Die Prägewalzen 61j, 62 werden
drehend mit Oberflächengeschwindigkeiten
V1 beziehungsweise V2 angetrieben. Vorzugsweise ist die Oberflächengeschwindigkeit
V1 der Prägewalze 61 gleich
der Oberflächengeschwindigkeit
V2 der Prägewalze 62.
Die Verfahren zur Zugsteuerung und Geschwindigkeitseinstellung sind
aus dem Stand der Technik wohl bekannt und für die vorliegende Erfindung
nicht kritisch.
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Wie oben diskutiert wurde, so können die
Lagen 11 und 21 durch jedes der folgenden Verfahren miteinander
verbunden werden: (1) Schaffen von hoch stehenden Fasern 41 auf
der ersten Lage 11 und hoch stehenden Fasern 42 auf
der zweiten Lage 21, mechanisches In-Eingriff-Bringen der
Fasern 41 und der Fasern 42, um die Lagen 11 und 21 miteinander
zu verbinden und sie zur gleichen Zeit beweglich zueinander zu halten,
nachdem die laminierte Struktur 10 geschaffen wurde; und
(2) Schaffen der Teile der hoch stehenden Fasern 41 und/oder 42 auf einer
oder beiden Lagen 11 und 21, und dann Verbinden
der Lagen 11 und 21 durch die Verwendung des Bindungsmaterials 51 und/oder 52 und
der hoch stehenden Fasern 41 und/oder 42.
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Verbinden der Lagen unter
Verwendung von Bindungsmaterial (nicht gemäß der Erfindung)
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Wie die 1A und 1B zeigen, so befinden sich die erste
Lage 11 und die zweite Lage 21, nachdem sie durch
die Prägespalte
E1, E2, die durch die Prägewalzen 61, 62 und
die Druckwalzen 71 beziehungsweise 72 ausgebildet
wer den, hindurchgegangen sind, in einem gebogenen Kontakt mit den sich
drehenden Prägewalzen 61 beziehungsweise 62.
Dann wird das Bindungsmaterial 51 auf der ersten Lage 11 abgelagert.
Alternativ kann das Bindungsmaterial auf der zweiten Prägewalze 62 abgelagert
werden. Wenn es gewünscht
wird, so können das
Bindungsmaterial 51 und das Bindungsmaterial 52 auf
der Papierbahn, die mit der Prägewalze 61 verbunden
ist, und der Papierbahn, die mit der Prägewalze 62 verbunden
ist, abgelagert werden. Wie oben ausgeführt wurde, so kann das erste
Bindungsmaterial 51 identisch zum zweiten Bindungsmaterial 52 sein.
Das erste und das zweite Bindungsmaterial 51, 52 können ein
Polyurethanlatexhaftmittel oder ein thermisch aushärtendes
Haftmittel umfassen. Es kann auch Schaum als Bindungsmaterial 51, 52 verwendet
werden.
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Wenn eine der ersten Lagen 11 und
der zweiten Lagen 21 geprägt ist, so wird das Bindungsmaterial 51, 52 vorzugsweise
auf den entfernten Oberflächen
der Prägungen 13 auf
der ersten Lage 11 und/oder Prägungen 23 der zweiten
Lage 21 abgelagert. Das Verfahren des Ablageres des Bindungsmaterials
auf den Lagen 11, 21 ist für die vorliegende Erfindung
nicht kritisch. In den 1A und 1B ist die Vorrichtung für das Ablagern
des Bindungsmaterials 51, 52 schematisch in Form
von zwei Paaren von Aufbringungswalzen 91, 92,
die axial parallel neben den Prägewalzen 61, 62 angeordnet
sind, gezeigt, wobei aber verständlich
sein sollte, dass andere geeignete Verfahren für das Ablagern des Bindungsmaterials 51, 52 im
Verfahren verwendet werden können.
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Wie 1A zeigt,
so werden, nachdem das Bindungsmaterial 51 und/oder 52 auf
der ersten Lage 11 und/oder der zweiten Lage 21 abgelagert
wurde, die erste Lage 11 und die zweite Lage 21 zum
passenden Spalt N nach vorne ge bracht, wo sie beweglich in gegenüberliegender
Relation verbunden werden, um die laminierte Struktur 10 der
vorliegenden Erfindung auszubilden.
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Wenn die sich ergebende laminierte
Struktur 10 das Noppen-zu-Noppen-Muster der Laminierung (das
oben diskutiert wurde) haben soll, so werden die Prägewalzen 61 und 62 so
ausgerichtet, dass die erste Lage 11 und die zweite Lage 21 an
entfernten Oberflächen
an mindestens einigen und vorzugsweise ausgerichteten Prägungen 13 und 23 verbunden werden.
Wenn die sich ergebende laminierte Struktur 10 das ineinander
greifende Muster der Laminierung (das hier oben diskutiert wurde)
aufweisen soll, so werden die Prägewalzen 61 und 62 so
ausgerichtet, dass die Prägungen 13 auf
der ersten Lage 11 mit den Prägungen 23 der Lage 21 verbunden
werden, wie das in einer der 3D, 3E und 3F gezeigt
ist. Wenn die sich ergebende laminierte Struktur 10 das doppellagige
Laminiermuster (das hier oben diskutiert wurde) aufweisen soll,
so werden die Prägewalzen 61 und 62 so
ausgerichtet, dass die Prägungen 13 auf
der ersten Lage 11 mit den nicht geprägten Gebieten 25 der
zweiten Lage 21 verbunden werden können, und dass die Prägungen 23 der
zweiten Lage 21 mit den nicht geprägten Gebieten 15 der
ersten Lage verbunden werden können,
wie das in 3C gezeigt ist.
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Wenn es gewünscht wird, so kann eine dritte Lage 31 zwischen
der ersten Lage 11 und der zweiten Lage 21 angeordnet
werden, um eine dreilagige laminierte Struktur 10, wie
sie in 1B gezeigt ist, zu bilden.
Obwohl die 1B die dritte Lage 31 als nicht
geprägte
Lage zeigt, so kann die geprägte
dritte Lage 31 (nicht gezeigt) auch in der vorliegenden
Erfindung verwendet werden.
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Verbinden der Lagen durch
das In-Eingriff-Bringen ihrer hoch stehenden Fasern
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Während
die Lagen 11, 21 sich in gebogenem Kontakt mit
den Walzen 61 und 62 befinden, werden Teile mit
hoch stehenden Fasern 41, die mit der ersten Lage 11 verbunden
sind, und/oder Teile mit hoch stehenden Fasern 42, die
mit der zweiten Lage 21 verbunden sind, auf den jeweiligen
Lagen 11, 21 geschaffen. Die hoch stehenden Fasern 41 und 42 können durch
jedes Verfahren, das aus dem Stand der Technik bekannt ist, geschaffen
werden. Beispielsweise können
integrale hoch stehende Fasern 41, 42 durch das
Bürsten
der geprägten
Gebiete der Lagen 11, 21 durch Bürstwalzen 81, 82 geschaffen
werden, wie das in 1 gezeigt ist.
Die hoch stehenden Fasern 41, 42 sind in der Bedeutung
hier integral mit den Lagen 11, 21, wenn die hoch
stehenden Fasern 41, 42 inhärente Elemente der Lagen 11, 21 darstellen.
Alternativ können
die hoch stehenden Fasern 41, 42 diskret an den
Lagen 11, 21 befestigt werden. Die diskret befestigten
Fasern 41, 42 können aus einem Material bestehen,
das sich vom Material der Lagen 11, 21 unterscheidet.
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Nachdem die hoch stehenden Fasern 41, 42 geschaffen
wurden, werden die erste Lage 11 und die zweite Lage 21 zum
Spalt N nach vorn gebracht, um sie in gegenseitiger Relation miteinander
zu verbinden, so dass die hoch stehenden Fasern 41 der
ersten Lage 11 zu den hoch stehenden Fasern 42 der zweiten
Lage 21 zeigen. Durch das Hindurchgehen durch den Spalt
N greifen die hoch stehenden Fasern 41 der ersten Lage 11 mechanisch
in die hoch stehenden Fasern 42 der zweiten Lage 21 ein,
um somit die erste Lage 11 und die zweite Lage 21 beweglich miteinander
zu verbinden, so dass die erste Lage 11 und die zweite
Lage 21 relativ zueinander beweglich sind ohne ein Reißen oder
eine Trennung der ersten Lage 11 oder der zweiten Lage 21 zu
verursachen.
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Verbinden der Lagen durch
das Verwenden der hoch stehenden Fasern und Bindungsmaterial
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Mindestens eine der ersten Lagen 11 und
der zweiten Lagen 21 kann behandelt werden, um die hoch
stehenden Fasern 41 oder 42 auszubilden. Natürlich können die
hoch stehenden Fasern 41, 42 sowohl auf der ersten
Lage 11 als auch der zweiten Lage 21 geschaffen
werden. Beispielsweise wird die erste Lage 11 so behandelt,
dass sie Teile hoch stehender Fasern 41 aufweist. Dann
wird das Bindungsmaterial 51 direkt auf den Teilen der
hoch stehenden Fasern 41 und vorzugsweise auf den freien
Enden der hoch stehenden Fasern 41 abgelagert.
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Alternativ kann das Bindungsmaterial 52 auf der
zweiten Lage 21, die keine hoch stehenden Fasern aufweist,
abgelagert werden. Im letzten Fall wird das Bindungsmaterial 52 vorzugsweise
in den Gebieten abgelagert, die den Teilen der hoch stehenden Fasern 41 auf
der ersten Lage 11 entsprechen, wenn die erste Lage 11 und
die zweite Lage 21 in gegenseitiger Relation im Spalt N
angeordnet werden. Somit greifen die hoch stehenden Fasern 41 der
ersten Lage 11 in das Bindungsmaterial 52, das
auf der zweiten Lage 21 abgelagert ist, ein, um die erste Lage 11 und
die zweite Lage 21 bewegbar zu verbinden, um die laminierte
Struktur 10 der vorliegenden Erfindung auszubilden, so
dass die erste Lage 11 und die zweite Lage 21 relativ
zueinander bewegbar sind, ohne dass ein Reißen der ersten Lage oder der
zweiten Lage oder eine Trennung der ersten Lage von der zweiten
Lage auftritt.