Vorrichtung zum Auftragen eines Klebstoffes auf elastische Fäden

Abstract

 Eine Vorrichtung zum Auftragen eines Klebstoffes auf elastische Fäden weist einen Auftragkopf (20) und Auslaßöffnungen (26) für den Klebstoff in dem Auftragkopf auf; ein weiterer Auftragkopf (31) ist für den intermittierenden oder kontinuierlichen Auftrag eines Farbstoffes auf die einzelnen Fäden (18) vorgesehen.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auftragen eines Kleb­stoffes auf elastische Fäden der im Oberbegriff des Anspruchs 1 an­gegebenen Gattung.

[0002] Sich bei Erwärmung kräuselnde, bahnförmige Flächengebilde werden insbesondere als elastische Bünde für Wegwerfkleidung, bspw. für kerntechnische Anlagen, aber auch bei elastischen Binden, Verbänden und Hygienen-Artikeln, wie bspw. Windeln, eingesetzt, um dichte, jedoch elastisch verformbare Abschlüsse zu erzielen.

[0003] Der Grundaufbau eines solchen Flächengebildes geht bspw. aus der US-PS 4 640 859 hervor und weist ein Substrat sowie in einen Kleb­stoff eingebettete, vorgereckte Elastomorfäden auf, nämlich soge­nannte "Spandex-Fasern", also Polyurethan-Elastomerfasern.

[0004] Bei den bekannter Flächengebilden werden Filme bzw. Folien aus einem unelastischen, thermoplastischen Polymer, insbesondere auf der Basis von Ethylenvinylacetat (EVA)-Copolymeren verwendet, die von beiden Seiten auf die vorgereckten Elastomerfäden auflaminiert werden. Das Auflaminieren erfolgt unter Erwärmung, wobei die Wärmeenergie über eine Heizwalze zugeführt wird; anschließend muß das Laminat wieder gekühlt werden, um das Ausreagieren des Klebstoffes zu unterbrechen.

[0005] Die Herstellung dieses Flächengebildes ist wegen der Erwärmung und des anschließend Abkühlens des Klebstoffes sehr aufwendig; außerdem müssen Klebstoffolien verwendet werden, die sehr kostspielig und in der Handhabung kompliziert sind.

[0006] Weiterhin geht aus dem DE-GM 88 06 965 eine Vorrichtung zur Her­stellung eines solchen Flächengebildes hervor, bei der mittels eines Schmelzgerätes zumindest partiell eine Schmelzkleberschicht auf das abgewickelte Substrat oder auf die elastischen Fäden aufgebracht wird. Dabei kann der zugehörige Auftragkopf mit einer Schmelzdüse oder einer Sprühdüse für das Aufbringen des Schmelzklebers versehen sein.

[0007] Weiterhin wird in der DE-PS 37 07 349 ein Verfahren zum dauerhaften Verbinden von dehnbaren faden- oder bändchenförmigen Elementen auf einem flächigen Substrat beschrieben, bei dem das auf dem flächigen Substrat angeordnete bzw. fixierte faden- oder bändchenförmige Ele­ment mit einem versprühten Schmelzklebstoff abgedeckt oder besprüht wird; dabei erfaßt der Schmelzklebstoff auch die Nachbarbereiche des faden- oder bändchenförmigen Elementes, also die angrenzenden Sub­stratbereiche, so daß der Schmelzklebstoff-Verbrauch relativ hoch wird, da sich auch auf den Bereichen zwischen den Fäden, die für die Verklebung ansich nicht benötigt werden, Schmelzklebstoff befindet.

[0008] Schließlich geht aus der älteren deutschen Gebrauchsmusteranmeldung G 88 15 242.1 vom 7. Dezember 1988 eine Vorrichtung zum Auftragen eines Klebstoffes auf elastische Fäden hervor, deren Auftragskopf Führungsnuten für die einzelnen Fäden aufweist. In jede Führungsnut mündet mindestens eine Auslaßöffnung für den Klebstoff. Dadurch können zum Zeitpunkt des Aufbringens des Klebstoffes die elastischen Fäden sehr exakt geführt und damit positioniert werden, so daß der Klebstoff gezielt auf die Fäden und nicht auf die Flächenbereiche zwischen den einzelnen Fäden aufgebracht wird. Gleichzeitig wird gewährleistet, daß die Fäden gleichmäßig auf ihrer gesamten Ober­fläche mit dem Klebstoff versehen werden, wie es für die erforder­liche, hoch beanspruchbare Verbindung zwischen den Fäden und den entsprechenden Substraten für die Herstellung von Hygiene-Artikeln, beispielsweise von Windeln, nötig ist.

[0009] Insbesondere bei der Herstellung von Baby-Windeln besteht nun der Wunsch, die elastischen Fäden farblich zu kennzeichnen. Ein Vorteil einer solchen farbigen Kennzeichnung liegt darin, daß man nun schnell am fertigen Produkt das Vorhandensein bzw. die einwandfreie Qualität der eingeklebten Fäden von außen überprüfen kann; außerdem gehen die Hersteller von Baby-Windeln in zunehmendem Maße dazu über, bestimmte Windeltypen, beispielsweise Windeln für Jungen oder Mädchen aber auch Eigenmarken, durch eine entsprechende Färbung der Fäden zu markieren. Im Vergleich mit den anderen bisher üblichen Markierungsmethoden stellt dies ein sehr einfaches und damit kosten­günstiges Verfahren dar.

[0010] Es besteht im Prinzip die Möglichkeit, entsprechend eingefärbte Klebstoffe zu verwenden und für den Auftrag solcher eingefärbter Klebstoffe beispielsweise die Vorrichtung nach der deutschen Ge­brauchsmusteranmeldung G 88 15 242.1 einzusetzen. Dabei ist jedoch nachteilig, daß bei einem Farb-Wechsel auch der Klebstoff ausge­tauscht werden muß, was in der Regel aufwendige Umrüstungsarbeiten erfordert. Außerdem werden relativ große Klebstoff-Mengen benötigt.

[0011] Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Auftragen eines Schmelzklebstoffes auf elastische Fäden der an­gegebenen Gattung zu schaffen, bei der die oben erwähnten Nachteile nicht auftreten. Insbesondere soll eine Auftragvorrichtung vor­geschlagen werden, die im Vergleich mit den bisher üblichen Aus­führungsformen eine relevante Klebstoffeinsparung ermöglicht.

[0012] Dies wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des An­spruchs 1 angegebenen Merkmale erreicht.

[0013] Zweckmäßige Ausführungsformen werden durch die Merkmale der Unter­ansprüche beschrieben.

[0014] Die mit der Erfindung erzielten Vorteile beruhen darauf, daß die elastischen Fäden zunächst kontinuierlich oder intermittierend mit einem geeigneten Farbauftrag versehen werden und anschließend der Schmelzklebstoff aufgebracht wird.

[0015] Dadurch kann die Einfärbung, also ein bestimmter Farbstoff, beliebig gewechselt bzw. verändert werden, ohne daß die Auftragvorrichtung für den Schmelzklebstoff hiervon berührt wird.

[0016] Als Farbe kann ein beliebiges, thermoplastisches Material ohne Kleber-Eigenschaften, beispielsweise auf der Basis sogenannter "Microwachse" eingesetzt werden, das keine teuren Harze enthält. Dieses Material wird bei Erwärmung flüssig und kann dadurch in den gewünschten, relativ geringen Mengen auf die Fäden aufgebracht werden.

[0017] Die Auftragsmenge für das relativ teuere eingefärbte Material läßt sich dadurch um etwa 50 % reduzieren. Es ergeben sich vergleichs­weise niedrige Gesamtkosten, und zwar insbesondere dann, wenn der Schmelzklebstoff ßurch ein Sprühverfahren aufgebracht wird, da für das Einsprühen nur äußerst geringe Mengen des ungefärbten Kleb­stoffes benötigt werden.

[0018] Ein weiterer Vorteil dieser Auftragvorrichtung besteht darin, daß bei bestehenden Elastikfaden-Verklebungsvorrichtungen, beispiels­weise in Windel-Maschinen, kein aufwendiger Austausch erfolgen muß, sondern die bisherigen Windelmaschinen weiterverwendet und lediglich durch die Einfärbvorrichtung für die Fäden ergänzt werden müssen.

[0019] Sowohl die Einfärbung der elastischen Fäden mit einem geeigneten Farbstoff als auch das Aufbringen des Klebstoffes und das an­schließende Verkleben mit dem Substrat können kontinuierlich erfol­gen. Bei der Herstellung von Hygiene-Artikeln, insbesondere Windeln, wird jedoch großer Wert darauf gelegt, daß die Einfärbung lediglich im Bereich der Verklebung erfolgt, da die abgeschnittenen, nicht verklebten Enden der elastischen Fäden ohne Einfärbung praktisch unsichtbar sind. Dieser Vorteil ergibt sich insbesondere im Vergleich mit den bisher oft eingesetzten, vorgefärbten elastischen Fäden, die in der Regel auf ihrer gesamten Länge eingefärbt sind, so daß ihre abgeschnittenen, nicht verklebten Enden gut sichtbar blei­ben.

[0020] Wegen der einfachen Umstellung der Fertigung auf verschiedene Farb­typen und das individuelle "In-Line-Einfärben" während der Windel­fertigung, kann der Hersteller für alle Windeltypen den gleichen weißen Elastikfaden kaufen und verarbeiten, so daß sich auch in Be­zug auf Einkauf, Lagerhaltung und Produktion wesentliche Vorteile ergeben.

[0021] Und schließlich wirken die zuerst intermittierend eingefärbten und dann mit dem Schmelzklebstoff versehenen elastischen Fäden durch den sparsamen Auftrag auf dem fertigen Produkt, beispielsweise einer Windel, als echte Fäden und nicht als eingefärbte breite blaue Spuren, so daß sich insoweit auch eine ästhetische Verbesserung ergibt.

[0022] Die Auftragvorrichtung für den Farbstoff kann im wesentlichen den Aufbau haben, wie er aus der Gebrauchsmusteranmeldung G 88 15 242.1 hervorgeht, nämlich mit Führungsnuten für die einzelnen Fäden und mit mindestens einer Auslaßöffnung für den Farbstoff in jeder Führungsnut.

[0023] Die Aufbringung des Schmelzklebstoffes kann praktisch mit jedem be­liebigem Verfahren erfolgen, z. B. sprühen, Walzen-Auftrag, Schlitz­düsen-Auftrag, aber auch mit einem Auftragkopf mit Führungsnuten für die einzelnen Fäden und mit einer Auslaßöffnung für den Schmelz­klebstoff in jeder Führungsnut.

[0024] Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die bei liegenden, schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Schema-Darstellung einer Vor­richtung zur Herstellung eines sich bei Erwärmung kräuselnden Flächengebildes mit einer integrierten Vorrichtung zum Auftragen eines Farbstoffes und eines Klebstoffes auf die hierbei verwendeten, elastischen Fäden,

Fig. 2 eine Schnittdarstellung der Vorrichtung zum Auftragen des Farbstoffes,

Fig. 3 eine Fig. 2 entsprechende Schnittansicht einer weite­ren Ausführungsform der Führungsnuten,

Fig. 4 eine Fig. 2 entsprechende Schnittansicht einer dritten Ausführungsform der Führungsnuten, und

Fig. 5 eine Schnittansicht des fertigen Flächengebildes.

[0025] Die aus Fig. 1 ersichtliche, allgemein durch das Bezugszeichen 10 angedeutete Vorrichtung zur Herstellung eines sich bei Erwärmung kräuselnden Flächengebildes, wie es beispielsweise für Hygiene-­Artikel verwendet wird, weist eine drehbare Walze 12 auf, der über eine Umlenkwalze 13 eine Polyethylen-Bahn 14 in Richtung eines ersten Pfeils 15, eine Vliesstoffbahn 16 in Richtung eines zweiten Pfeils 17 und vorgereckte Elastikfäden 18 in Richtung eines dritten Pfeils 19 zugeführt und dadurch miteinander verbunden werden.

[0026] In Transportrichtung der Polyethylen-Bahn 14 gesehen vor der Walze 12 befindet sich ein Auftragkopf 20, dem von einer Farbstoffquelle (nicht dargestellt) ein verflüssigter und damit fließfähiger Farb­stoff, nämlich ein geeignetes thermoplastisches Material ohne Kleber-Eigenschaftem, z. B. auf der Basis sogenannter "Microwachse" zugeführt wird.

[0027] Wie man aus den Schnittansichten des Auftragskopfes 20 in den Fig. 2 bis 4 erkennen kann, ist der Auftragkopf 20 an seiner Unterseite mit Führungsnuten für die Fäden 18 versehen.

[0028] Diese Führungsnuten sind im Querschnitt etwas größer als die Fäden 18, so daß die Fäden 18 weitgehend in den Führungsnuten aufgenommen werden und nach unten nur etwas über die Unterseite des Auftrag­kopfes 20 hinaus vorstehen.

[0029] Wie man aus den Figuren 2 bis 4 erkennt, können die Führungsnuten in der Unterseite des Auftragkopfes 20 verschiedene Formen haben; so sind in Figur 2 zwei Führungsnuten 22a mit halbkreisförmigem Quer­schnitt, in Figur 3 zwei Führungsnuten 22b mit rechteckigem Quer­schnitt und in Figur 4 zwei Führungsnuten 22c mit dreieckigem Quer­schnitt dargestellt.

[0030] In den Figuren 2 bis 4 sind außerdem die Austrittsschlitze 24a (Figur 2), 24b (Figur 3) und 24c (Figur 4) sowie mehrere Zuführöffnungen 26a (Figur 2), 26b (Figur 3) und 26c (Figur 4) für den Farbstoff in jeder Führungsnut 22a, 22b und 22c angedeutet.

[0031] Die Fäden 18 verlaufen einzeln durch die entsprechenden Führungs­nuten 22a (Figur 2), 22b (Figur 3) oder 22c (Figur 4), so daß die Fäden 18 von allen Seiten gleichmäßig von dem durch die schraffierte Fläche angedeuten Farbstoff 28 umhüllt werden, der aus den Schlitzen 24a, 24b bzw. 24c und den Öffnungen 26a, 26b bzw. 26c austritt. Jeder Faden 18 ist also in einen Farbstoff-Schlauch eingebettet, der sich zwischen der Führungsnut und der Polyethylen-Bahn 14 ausbildet.

[0032] Die Farbstoffzufuhr erfolgt getaktet, so daß jeweils nur kurze Faden-Stücke mit dem Farbstoff versehen werden, wie man in Figur 1 erkennt, wo die einzelnen Farbstoff-Bereiche auf den Fäden 18 durch die Bezugszeichen 30 angedeutet sind.

[0033] Die mit dem Farbstoff 28 beschichteten Fäden werden an der Umlenk­walze 13 in Anlage an die Polyethylen-Bahn 14 gebracht und etwa in diesem Bereich über eine Auftragvorrichtung 31 mit dem Schmelzkleb­stoff versehen. In Fig. 1 ist diese Auftragvorrichtung als Sprüh­vorrichtung dargestellt; es kommen jedoch auch andere Auftragtech­niken in Frage, nämlich Walzen-Auftrag, Schlitzdüsen-Auftrag und ähnliches.

[0034] Auch der Schmelzklebstoff-Auftrag erfolgt intermittierend, und zwar synchronisiert mit dem Farbstoffauftrag, d. h., die Bereiche 30 der Elastikfäden, die mit dem Farbstoff versehen sind, werden auch mit dem Schmelzklebstoff beschichtet, wie in Fig. 1 durch die Faden­Bereiche 32 angedeutet ist.

[0035] Die mit dem Farbstoff 28 und dem Schmelzklebstoff beschichteten Fäden 18 auf der Polyethylen-Bahn 14 werden gemeinsam der Walze 12 zugeführt, wo die Vliesstoff-Bahn 16 auf die Oberseite der Poly­ethylen-Bahn 14 aufkaschiert wird; dadurch befinden sich die mit dem Farbstoff 28 und dem Klebstoff versehenen elastischen Fäden 18 zwischen der Vliesstoff-Bahn 16 und der Polyethylen-Bahn 14.

[0036] Der sich ergebende Sandwich-Aufbau ist aus Fig. 5 zu erkennen, die zwei elastische Fäden 18, die Polyethylen-Bahn 14, die Vliesstoff-­Bahn 16 sowie die Farbstoff-/Klebstoffschicht 29 zeigt, die die Fäden 18 mit den beiden Bahnen 14, 16 verbindet.

[0037] Wie man aus den Fig. 2 und 3 erkennt, haben die Fäden 18 in halb­kreisförmigen oder rechteckigen Führungsnuten ein relativ großes Spiel, so daß sie durch den Hydraulik-Effekt des Farbstoffes in den Führungsnuten verschoben und damit ungleichmäßig beschichtet werden können.

[0038] Eine bevorzugte Auführungsform stellt deshalb Fig. 4 dar, nämlich Führungsnuten 22 c, die im Querschnitt die Form eines gleichschenk­ligen, insbesondere gleichseitigen Dreiecks haben. Dabei befinden sich die Zuführöffnungen 26 c für den Farbstoff an den drei Ecken des Dreieckes, um auf diese Weise eine gleichmäßige Beschichtung der elastischen Fäden auf ihrer gesamten Oberfläche zu gewährleisten.

[0039] Statt der Sprühvorrichtung 31 kann auch eine Auftragvorrichtung 20 zur Beschichtung der Fäden mit dem Schmelzklebstoff eingesetzt werden.

[0040] Wie Versuche ergeben haben, sollte der Abstand zwischen dem Auftrag­kopf 20 für den Farbstoff und dem Auftragkopf 31 für den Schmelz­klebstoff maximal 500 mm, insbesondere maximal 300 mm betragen. Be­sonders gute Ergebnisse wurden erzielt, wenn dieser Abstand etwa bei 100 mm lag. Denn auf der entsprechenden Förderstrecke hat der von der Auftragvorrichtung 20 aufgebrachte Farbstoff eine solche Konsistenz erreicht, daß sich nun eine besonders gute Verbindung mit dem Klebstoff ergibt. Gleichzeitig bereitet der Einbau oder die Integration der Auftragvorrichtung 20 in eine stehende Maschine keine Probleme, wenn ein Abstand in diesem Bereich ausgewählt wird.

Ansprüche

1. Vorrichtung zum Auftragen eines Klebstoffes auf elastische Fäden
a) mit einem Auftragkopf und
b) mit Auslaßöffnungen für den Klebstoff in dem Auftragkopf, dadurch gekennzeichnet, daß
c) ein weiterer Auftragkopf (20) für den intermittierenden oder kon­tinuierlichen Auftrag eines Farbstoffes auf die einzelnen Fäden (18) vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der weitere Auftragkopf (20) in Bewegungsrichtung (19) der Fäden (18) gesehen vor dem Auftragkopf (31) für den Klebstoff befindet.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekenn­zeichnet, daß dar Auftragkopf (20) für den Farbstoff Führungsnuten (22a. 22b, 22c) für die einzelnen Fäden (18) aufweist und daß in jeder Führungsnut (22a, 22b, 22c) zumindest eine Auslaßöffnung (26a, 26b, 26c) für den Farbstoff (28) mündet.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Führungsnuten (22a) im Querschnitt Halbkreisform haben.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Führungsnuten (22b) im Querschnitt Rechteckform haben.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Führungsnuten (22c) im Querschnitt Dreieckform haben.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Füh­rungsnuten (22c) im Querschnitt die Form eines gleichschenkligen, insbesonderen gleichseitigen Dreiecks haben.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in jede Führungsnut (22a, 22b, 22c) mehrere Auslaßöffnungen (26a, 26b, 26c) für den Farbstoff münden.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß an jeder Ecke des Dreiecks eine Auslaßöffnung (26c) für den Farbstoff vorge­sehen ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekenn­zeichnet, daß der Abstand zwischen dem Auftragkopf (20) für den Farbstoff und der Auftragvorrichtung (31) für den Klebstoff maximal 500 mm, insbesondere maximal 300 mm beträgt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen dem Auftragkopf (20) für den Farbstoff und dem Auf­tragkopf (31) für den Klebstoff im Bereich von etwa 10 mm bis etwa 200 mm, insbesondere bei etwa 100 mm liegt.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekenn­zeichnet, daß der Auftragkopf für den Klebstoff als Sprühkopf (31) ausgebildet ist.

Zeichnung