专利名称：用于保持和释放固体材料的设备和方法
技术领域：
本发明涉及一种用于制造包括固体材料和通常基底的结构的设备，所述设备包括第一移动的环状表面和与其邻近且与其连通的一个或多个固定式第一(真空)气体容器(室)，这些气体容器(室)中的至少一个连接到第二 (真空)气体容器，其中第一容器和第二容器之间的压力差是最小化的。本发明也涉及使用这种设备的方法。
背景技术：
在过去的几十年里，已提出过各种用于制造具有纤维和/或也称作吸收胶凝聚合物颗粒(AGM颗粒)的超吸收聚合物颗粒(SAP颗粒)的吸收芯的方法，包括如下方法，其中所述材料被铺设在移动的表面上，诸如具有一个或多个贮存器的筒表面并且通过例如真空被保持到所述表面上。这些方法包括间接印刷方法，其中AGM和/或纤维通过筒从所述纤维和/或AGM颗粒的一个或多个大容量贮存器中获取，并且其中筒随后朝基底诸如非织造材料旋转以将AGM和/或纤维释放到基底上。筒可具有一个或多个贮存器，这些贮存器各自呈某种结构例如吸收(尿布)芯的形状，然后将该筒填充上纤维和/或AGM。然而，在高速下，此类完整的结构很难以高速度完全和/或精确地转移到第二表面诸如移动的无纺纤维网上。近年来，已提出过将纤维和/或AGM沉积到较小贮存器中。随后此类众多的较小贮存器可在一起呈尿布芯的形式，以便当所有贮存器的AGM内容物均被转移到第二表面比如无纺纤维网上时，就形成了芯。这例如描述于EP-A-1621165中。利用这种方法和设备，能够改善固体材料的转移；此外，这种设备和方法还可用来生产出如下吸收芯，所述吸收芯具有特定的轮廓或分布，诸如预定的对应于贮存器的图案/深度的图案、MD轮廓、CD轮廓、或厚度轮廓。AGM或纤维可通过使用筒表面下的真空抽吸而保持在筒表面上的贮存器中。AGM或纤维可通过使用重力或任选地通过使用附加的吹除空气将固体材料吹离筒表面而从筒中移除。本发明人已发现，取决于设备和方法的特性或取决于要生产的结构的要求，此类提出的(间接)印刷或转移方法并非总是具有所期望的固体材料的(完全)转移或完全和/或精确的释放，例如在(超过800或超过1000个部件(例如结构，诸如吸收芯)/分钟)的高加工速度下，或例如当使用细小颗粒材料时，或例如当移动的表面(诸如印刷辊或筒)包括在纵向MD和横向CD上延伸的基本区域时(所述基本区域不具有贮存器)(例如对应于通过该方法或用该设备生产出的吸收芯的纤维网的吸收芯之间的区域)。本发明人已发现，空气流和/或真空抽吸在一些此类情况下可能会受到阻碍，或空气流和/或真空在某些情况下可能难以控制。本发明人现已发现了一种新方法和新设备，它们能够改善对固体材料的接纳/转移和/或释放，从而更一致或更精确地将固体材料转移或沉积到例如基底上并因此改善吸收芯的形成，所述方法和设备在使用中更具灵活性，例如以大跨度的方法或设备的设定值或特征来使用，例如甚至以高速度使用，或甚至当使用小贮存器时，或甚至当转移细小颗粒材料时。
发明内容
本发明涉及一种用于生产包括固体材料和例如基底的结构的设备，所述设备具有第一移动的环状表面，所述第一移动的环状表面用于接纳和/或转移固体材料并且用于将固体材料释放到第二移动的表面上，所述第二移动的表面例如为基底或包括基底。-所述表面具有用于允许气体通过的众多开口；并且-所述设备包括气体供应系统，所述气体供应系统用于将气体(例如空气)施加到到所述第一移动的环状表面上并穿过所述开口，以便有利于从所述表面上释放所述固体材料，-其中所述气体供应系统包括彼此连接的第一气体容器和第二气体容器、和连接到所述第二气体容器的任选地第三气体容器，所述第一气体容器邻近所述第一移动的环状表面并与其气体连通(例如但第二气体容器不与其直接气体连通)，并且-其中所述第一气体容器中的压力(P1)和所述第二气体容器(P2)中的压力之间的压力差小于40%，或例如小于30%，或例如小于25%，或例如小于20%，或例如小于15% ;但所述差值超过0%，例如至少O. 1%或至少1%。所述第一气体容器中的压力(P1)和所述第二气体容器中的压力(P2)通常均为至少 IkPa0所述压缩气体(例如空气)穿过所述第一移动的环状表面的开口例如其贮存器的开口，以将气体(空气)压力施加到固体材料(例如所述贮存器中)上，以帮助将其从所述第一移动的环状表面上例如从所述贮存器上释放。(这在本文中可称作吹除空气/吹除方法步骤)。随后将固体材料从一个或多个贮存器中释放到例如第二移动的环状表面上，所述第二移动的环状表面例如为基底或包括基底，并且将材料精确地沉积在例如第二移动的环状表面上。 1和己在本文的一些实施方案中在5砂&至15砂&的范围内。在某个实施方案中，所述第二气体容器向所述第一气体容器提供平均空气体积流量，其中体积流速为至少300Nl/min，优选地至少400Nl/min。本发明也提供了一种用于生产包括固体材料和通常基底的结构的设备，所述设备具有第一移动的环状表面，所述第一移动的环状表面用于接纳和/或转移固体材料，例如将其转移至释放区域，-所述表面具有用于允许气体(例如空气)通过的众多开口；并且-所述设备包括真空系统，所述真空系统用于通过所述表面的所述开口施加真空抽吸，以便有利于将所述固体材料保持在所述表面上，-其中所述真空系统包括彼此连接的第一真空气体容器和第二真空气体容器、和连接到所述第二真空气体容器的任选地第三真空气体容器，所述第一真空气体容器邻近所述第一移动的环状表面，(并且例如与其气体连通，但第二真空气体容器不直接与其气体连通)，-其中所述第一气体容器中的压力(Plv)和所述第二气体容器中的压力(P2v)之间的压力差小于40%，或例如小于40%，或例如小于30%或例如小于25%或例如小于20%或例如小于15%，但超过0% ;但所述差值超过0%，例如至少O. 1%或至少1%。所述第一真空气体容器中的压力(Plv)和所述第二真空气体容器中的压力(P2v)通常均为-IkPa或更小。在某个实施方案中，所述第一气体容器或第一真空气体容器具有小于2. O升，或例如小于I. O升的体积％。第二气体容器或第二真空气体容器通常具有大于V1的体积v2。在一些实施方案中，V2为例如至少I. 3升，或例如至少2. 7升，或例如至少3. O升或例如至少3. 4升；以及例如任选地至多15升。本文的设备也可具有所述一个或多个第一气体容器和一个或多个第二气体容器和真空系统的组合，例如包括上述和下述的所述一个或多个第一真空气体容器和一个或多个第二真空气体容器。通常，所述第一移动的环状表面为可围绕圆柱形定子转动的圆柱形表面，并且一个或多个所述第一气体容器和/或一个或多个所述第一真空气体容器为所述定子内的一个或多个室(但一个或多个第二气体容器和/或一个或多个第二真空气体容器不是)。第一气体容器可连接到两个或更多个第二气体容器。第一真空气体容器可连接到两个或更多个第二气体容器。附图概述图I示出了本发明的示例性设备I的透视图，所述设备具有连接到第一气体容器的第二气体容器。图2示出了本发明的示例性设备I的透视图，所述设备具有各自连接到第二气体容器的第一气体容器并且具有各自连接到第二真空气体容器的第一真空气体容器。图3示出了本发明的设备I的横截面局部视图，示出了第一气体容器和第二气体容器。图4示出了本发明的示例性设备I的透视图，所述设备具有连接到第二气体容器的第一气体容器并且具有连接到第二真空气体容器的第一真空气体容器。图5示出了本发明的设备I例如图3的设备的侧视图，示出了第一气体容器和第二气体容器。发明详述设备I本发明的设备I包括第一移动的环状表面40，所述第一移动的环状表面用于接纳和/或转移固体(例如颗粒)材料和/或将其从所述表面释放。第一移动的环状表面40在本文的某个实施方案中在任何时刻均具有接纳区域A和/或转移区域B和/或释放区域C，或例如其具有所述区域中的每一个。第一移动的环状表面40具有本文称作MD的运动(例如旋转)方向。第一移动的环状表面具有开口，所述开口允许气体通过且通常无显著的固体材料通过。此外，本文的设备可具有用于接纳固体材料的接纳区域AjP /或用于转移所述固体材料的转移区域B和/或用于释放所述固体材料的释放区域C，其中设备的第一移动的环状表面40移动经过所述区域。所述各区域可由它们所具有的功能来限定，例如在接纳区域A中接纳固体材料，例如从一个或多个来源诸如喂料机例如料斗接纳；转移固体材料，(例如从所述接纳区域转移并且例如转移至将其释放的区域，在转移区域中)；在释放区域中将材料释放到例如第二移动的表面80，所述第二移动的表面为例如基底或包括基底，如下文所述。本文的方法具有相对应的方法步骤。该设备通常具有邻近所述第一移动的环状表面40的固定式组件(也称作定子)，所述固定式组件具有固定式接纳区域AjP /或固定式转移区域B和固定式释放区域C。本发明的设备及其定子和其第一移动的环状表面、以及本发明的方法可包括任选地附加的区域，例如用于清洁移动的环状表面的清洁区域D (例如位于区域C和A之间);因此区域的顺序可为例如A-B-C-任选地D ；A-B-C-任选地D ;等等。在本发明的某个实施方案中，本文的设备I包括气体供应系统，所述气体供应系统用于向所述第一移动的环状表面40上施加气体(通过其所述开口)，以便有利于从所述表面40上释放所述固体材料，并且所述气体供应系统包括彼此连接的邻近所述第一移动的环状表面40的一个或多个第一气体容器71C和第二气体容器2、和连接到所述第二气体容器2的任选地第三气体容器。第二气体容器2可不邻近所述第一移动的环状表面。第二气体容器通常为固定式的，但其通常不被设备的所述定子包含，所述定子具有所述区域C、和区域A/B、以及任选的其他区域。第二气体容器不与所述表面直接气体连通，但间接地经由所述第一气体容器来连通。在本发明的某个方面，设备I具有固定式组件，所述组件具有包括一个或多个第一气体容器例如室71C的释放区域C、和包括任选地一个或多个其他第一气体容器例如室71D的任选地清洁区域D。在本发明的一些其他或附加方面，设备I包括真空系统，所述真空系统用于通过所述表面40的所述开口施加真空抽吸，以便有利于将所述固体材料保持在所述表面40上(例如或保持在其贮存器50中)。所述真空系统可包括一个或多个第一真空气体容器71A;71B，所述第一真空气体容器邻近所述第一移动的环状表面40;和一个或多个第二真空气体容器3A;3B，所述第二真空气体容器各自连接到单一第一真空气体容器，或各自连接到独立第一真空室；以及任选地一个或多个第三真空气体容器，所述第三真空气体容器连接到一个或多个第二真空气体容器3A;3B)。一个或多个第二气体真空容器可不邻近所述第一移动的环状表面。第二真空气体容器不与所述表面直接气体连通，但间接地经由所述第一真空气体容器来连通。一个或多个第二气体容器通常为固定式的，但其通常不被设备的所述定子包含，所述定子具有所述区域C、和区域A/B、以及任选的其他区域。因此，在本发明的某个方面，设备I具有接纳区域A，所述接纳区域具有包括第一真空气体容器71A (例如室)的固定式组件；和/或转移区域B，所述转移区域具有包括下文详述的第一真空容器(例如室)71B的固定式组件。第一气体容器或第一真空气体容器可分别连接到两个或更多个第二气体容器或第二真空气体容器，但在一些实施方案中，第一气体容器或第一真空气体容器分别连接到单一第二真空气体容器。在一些实施方案中，两个或更多个第一气体容器或第一真空气体容器可连接到单一第二气体容器或第二真空气体容器，前提条件是它们需要相同的正压或负压。然而，在优选的实施方案中，单一第一气体容器或第一真空气体容器分别连接到一个或多个第二气体容器或两个或更多个第二真空气体容器。本文的第一移动的环状表面40可为能够旋转以提供移动的环状表面的任何移动的表面，例如其可为如本领域已知的传送带或筒或印刷辊，它们能够旋转并因此提供环状
7表面，通常邻近固定式组件(定子)旋转。其可为圆柱形表面诸如可围绕圆柱形固定式组件(定子)旋转的筒或辊，所述固定式组件因而包含例如一个或多个所述第一气体容器71C (任选地71D)和/或一个或多个第一真空气体容器71A; 71B。第一移动的环状表面40可包括贮存器50，或在优选的实施方案中可包括大量贮存器50，所述大量贮存器用于在其中接纳所述固体材料100，因此具有能够被填充上所述固体材料100的空隙体积。贮存器50可具有任何尺寸和形状，包括立方形、圆柱形、半球形、圆锥形、或任何其他形状。它们可为任何适宜数目的贮存器50，但例如至少20或例如至少50个。贮存器50可作为相同的贮存器50存在，或它们可在一个或多个尺寸或形状上不相同。它们可以某种图案存在于所述第一移动的环状表面40的表面上，或它们可均匀地存在于所述表面上。准确的贮存器数目、贮存器图案、尺寸等将取决于需要形成的结构，但也可例如取决于颗粒材料100的粒度、加工速度等。在一个实施方案中，第一移动的环状表面40的外表面区域的至少30%包括所述贮存器50，优选地至少40%以及例如至多60%或例如至多55%或例如至多50%包括所述贮存器。如果移动的环状表面具有下述的中心区域45，则这些百分比可为基于中心区域的表面区域而非总第一移动的环状表面40的百分比。贮存器50可作为贮存器列存在于MD上并且作为行存在于⑶(垂直于MD的方向)上。作为另外一种选择，贮存器50可例如按所谓交替的行和/或列存在(其中交替的贮存器形成行和/或列)。MD上的介于贮存器50的中心点(所述中心点在第一移动的环状表面40的外表面的平面中)和相邻贮存器50的中心点(在贮存器列中)之间的距离可为例如至少3mm，或例如至少4mm,或例如至少6mm,或例如至多40mm或例如至多30mm或例如至多20mm。这可应用于MD上的相邻贮存器50之间的所有此类距离，或这可为所有此类距离的平均值。⑶上的介于忙存器50的中心点(所述中心点在第一移动的环状表面40的外表面的平面中)和相邻贮存器50的中心点(在贮存器行中)之间的距离也可例如如上所述。所述列可基本上彼此平行且等间隔地延伸，和/或所述行可基本上彼此平行且等间隔地延伸。在一个实施方案中，贮存器50的MD尺寸可为(对所有贮存器50的平均和/或对于每个贮存器来讲；在第一移动的环状40的外表面上所测量的)至少1mm，或例如至少2mm，或例如至少4mm，以及例如至多20mm或例如至多15mm。⑶尺寸可在与如上所述的相同范围内，或其可甚至与一个或多个或每个贮存器的MD尺寸相同。贮存器50可具有任何适宜的深度尺寸；(最大)深度可取决于例如所期望生产的结构的厚度(thickness)/厚度(caliper)、材料粒度等。贮存器50和/或所有贮存器50的最大深度和/或平均最大深度(按所有贮存器50的所有最大深度平均)可为例如至少Imm,或例如至少I. 5mm,或例如2mm或更大，以及例如至多20mm，或例如至多15mm，或在本文的某个实施方案中，为至多IOmm,或例如至多5mm或例如至多4mm。根据本文的一个实施方案，贮存器50在MD上可具有的尺寸(平均；和/或所有贮存器50)为2至8_或3_至7_ ;并且忙存器50可具有例如I. 5mm至5mm,或至4mm的最大深度和/或平均最大深度。第一移动的环状表面40可具有任何适宜的宽度，但例如宽度(垂直于MD)(基本上)对应于所要生产的结构的宽度；其为例如至少40mm，或例如至少60mm，或例如至多400mm，或例如至多200mm。可能适用的是，移动的环状表面40沿整个表面在MD上具有相对的横向区域和位于它们之间的中心区域45，并且所述贮存器50仅存在于所述中心区域45中。因而，所述表面的宽度尺寸可改为应用于中心区域45的宽度。在本文的一些实施方案中，第一移动的环状表面40具有不包括贮存器50的一个或多个MD延伸区域和一个或多个CD延伸区域47，例如CD延伸区域，其尺寸(在MD上)为至少2倍，或例如至少3倍的平均贮存器尺寸(在MD上)；一个或多个此类不含贮存器区域47可定位在一个或多个贮存器的前边缘或对应于要生产的结构的前边缘的贮存器行和一个或多个贮存器的后边缘或对应于要由设备I生产的相同或相邻结构的后边缘的贮存器行之间。这种不含贮存器区域(47)的存在导致(在从第一移动的环状表面40释放固体材料之后，例如释放到第二移动的表面80例如基底上)所述第二移动的表面例如基底上的不含所述固体材料的区域。因而这可为如下区域，其中可切割基底以分离由本文的设备I和方法所生产出的制品。应当理解，为了确定第一移动的环状表面40的特性(诸如所述第一移动的环状表面40的MD、半径、宽度、贮存器的表面积，或具有贮存器的表面区域……)，将贮存器之间的表面区域用于此类确定。贮存器之间的这种表面区域在本文中称作所述第一移动的环状表面()的“外表面区域”。第一移动的环状表面包括开口以允许气体穿过(流过)它们，例如允许真空抽吸，和/或允许压缩空气(吹除空气)穿过。因此，第一移动的环状表面例如至少其贮存器50直接或间接地可连接到或连接到一个或多个所述第一气体容器71C ;71D和/或一个或多个所述第一真空气体容器71A;71B。通常，该表面的贮存器50在其上包括具有一个或多个开口的底部表面区域，所述开口确保贮存器50与所述第一气体容器71C和/或一个或多个第一真空气体容器71A; 71B气体(空气)连通。通常每个贮存器50具有至少一个此类开口，所述开口连接或可连接到一个或多个所述第一气体容器71C ;71D和/或一个或多个所述第一真空气体容器71A;71B。第一移动的环状表面40的半径可取决于所生产的是什么结构、以及所生产的是什么结构尺寸、以及例如第一移动的环状表面40例如筒的每次循环生产出了多少结构。例如，第一移动的环状表面可具有至少40mm,或至少50mm的半径；其可为例如至多300mm,或例如至多200mm。一个或多个第一气体容器71C ；71D和/或邻近移动的环状表面40的第一真空气体容器71A;71B (例如被所述定子包含)通常具有小体积，例如由于移动的环状表面40的半径和例如因此定子的半径是有限的。此外，其中固体材料100被移动表面40 (接纳区域A)接纳的表面区域可较小，因此一个或多个第一真空气体容器71A可具有小表面区域，所述小表面区域邻近(重合)于区域A中的第一移动的环状表面的(内)表面区域，邻近所述接纳区域A中的所述表面。相同的情况可应用于转移区域B，并且可能应用于邻近所述区域中的所述表面的所述区域中的第一真空气体容器71B。作为另外一种选择或此外，释放区域C (其中固体材料从移动的环状表面40上释放到例如基底上)通常较小，因此第一气体容器可具有小表面区域，所述小表面区域邻近(重合)于邻近所述释放区域C中的所述表面的第一移动的环状表面40的(内)表面区域。相同的情况可应用于任选的清洁区域D。例如一个或多个第一气体容器71C ；71D和/或一个或多个第一真空气体容器71A;71B可各自具有小于2. O升，或者小于I. 5升，或作为另外一种选择小于I. O升或例如小于O. 7升或例如小于O. 5升的体积％。具体地，释放区域C中的第一气体容器71C和/或接纳区域A中的第一真空气体容器71A可具有小于I. O升的体积Vp为了确保改善气体流向并穿过移动的环状表面40即其中的开口，本发明的设备I在其一个方面包括一个或多个第二气体容器2，所述第二气体容器连接到所述第一气体容器71C，通常经由下述进气管4来连接；和任选地连接到区域D，71D中的第一气体容器的一个或多个第二气体容器2B。第一气体容器中的压力(P1)和(每个)所述第二气体容器中的压力(P2)可各自需要为至少lkPa，或例如至少2kPa，或例如至少3kPa，或例如至少4kPa，或例如至少5kPa,以及例如至多40kPa或例如至多20kPa。彼此连接的所述第一气体容器中的压力(P1)和所述第二气体容器中的压力(P2)之间的压力差小于40%，或例如小于30% ;或例如小于25%或；在本文的一些实施方案中小于20%或例如小于10% ;然而，为了确保气体流，P2和P1之间的压力差必须超过0%，例如至少O. 1%，或例如至少I. 0%。所述第三气体容器(P3)(如果存在的话)中的压力可在上述范围内，并且所述第二气体容器中的压力(P2)和所述第三气体容器(P3)(如果存在的话)中的压力之间的压力差可如上所述。在本发明的另一个或可供选择的方面，并且为了确保改善气体流向并穿过第一移动的环状表面40例如其中的开口，本发明的设备I包括一个或多个第二真空气体容器3A;3B,它们(各自)连接到所述第一真空气体容器中的一个或多个，通常经由进气管4来连接。第一气体容器中的真空压力(Plv)和第二真空气体容器中的真空压力(P2v)可能需要为-IkPa或更小；或例如-2kPa或更小；或例如_3kPa或更小;或_4kPa或更小；或_5kPa或更小；和例如_40kPa或更大，或例如_30kPa或更大的真空压力。所述第一真空气体容器中的压力(Plv)和所述第二真空气体容器中的压力(P2v)均为如下压力使得彼此连接的所述第一真空气体容器中的压力(Plv)和所述第二真空气体容器中的压力(P2v)之间的压力差小于40% ;或例如小于30% ;或例如小于25% ;或在本文的一些实施方案中小于20% ;或例如小于10%。然而，为了确保气体流，P2v和Plv之间的压力差必须超过0% ;例如至少O. 1%，或例如至少I. 0%。第三真空气体容器(P3v)(如果存在的话)中的压力可在上文关于第一真空室所述的范围内，并且所述第二真空气体容器中的压力(P2v)和所述第三气体真空容器(P3v)(如果存在的话)中的压力之间的压力差可小于40%，或例如小于30%或例如小于25%，或在本文的一些实施方案中小于20%或例如小于10%。本文的第一 /第二(真空)气体容器中的压力可通过使用购自BD SensorsGmbH(WWW. bdsensors. com)的BD传感器来测量；例如为了测量本文的气体容器的正气体压力和那些压力之间的差值，使用BD传感器型号0-10V0UT ；0-0. 4巴；M12X14P G1/4 ;例如对于本文的真空气体容器的负真空压力和它们的差值，可用BD传感器型号0-10V OUT来测量；使用O至-O. 4巴；M12X 14P G1/4。所述负和/或正压力在20°C下测量。参照环境压力例如大气压来设定传感器，其被设定为OkPa。传感器定位在(真空)气体容器的外面，但用20cm长的Festo管连接到气体容器，所述管具有10_的直径，安装在气体容器中。可能有益的是，第二 (真空)气体容器具有大于所连接的第一(真空)气体容器的体积V1的体积V2,或在有两个或更多个一个第二 (真空)气体容器连接到第一气体容器的情况下，第二气体容器或第二真空气体容器的合计体积为V2并且其大于V1 ;任选地当存在时，所述第三(真空)气体容器具有大于V1的体积V3。可能有益的是，V2为至少I. 3升，或例如至少2. 7升，或例如至少3. 4升，或例如至少4. O升，并且例如取决于设备I的尺寸和限制条件，任选地至多30升，或至20升或至15升。如果存在的话，第三气体容器可具有在所述范围内的体积V3。一个或多个所述第二气体容器2可向与其连接的所述第一气体容器71C提供速率为至少300Nl/min，或例如至少400Nl/min的平均气体(例如空气)体积流量。此外，如果存在的话，第三气体容器可向一个或多个所述第二气体容器2提供至少300Nl/min，或例如至少400Nl/min的平均气体(例如空气)体积流量。从第一真空气体容器71A;71B至所连接的一个或多个第二真空气体容器3 ；3B的平均气体(例如空气)体积流量可为至少300Nl/min，或例如至少400Nl/min，或例如至少500Nl/min,或例如至少ΙΟΟΝΙ/min或例如至少1500Nl/min。气体体积流速用Probe ZS25 ZG4;(购自 HmitzschGmbHGottlieb-Daimler-Str. 37, Waiblingen, Germany)来测量；将其定位成使得其精确地测量所述流并且不阻碍例如下述气体流调节器5中的流动，或处在或紧邻第二气体容器或第二真空气体容器的气体入口，例如其中一个或多个所述进气管进入第二 (真空)气体容器的位置。设备I通常包括气体(例如空气)流调节器5，所述调节器能够调节流向所述第二气体容器2的空气流；2B。气体流调节器5通常放置在第二气体容器2 ；2A之前，并且不位于第一和第二 (真空)气体容器之间以便不负面地影响第一和第二气体容器的气体压力和它们的差值，如例如图3和5所示。气体流调节器5能够可操作地连接到上述压力传感器，以便例如第一气体容器的传感器的输出信号能够成为用于调节器的输入信号。此外或作为另外一种选择，第二真空气体容器3A;3B也可连接到气体流调节器5，并且其也能够可操作地连接到第一真空气体容器71A;71B的压力传感器。气体(例如空气)可经由一个或多个气体入口 6A;6B;6C进入所述第一气体容器71C ;71D，所述气体入口可连接到例如
图1，2和3所示的一个或多个进气管4。然后一个或多个所述进气管4连接到通常与其直接连接的所述第二气体容器或容器2 ;2B。在一些实施方案中，可存在两个或更多个，或三个或更多个气体入口 6A;6B;6C，这些气体入口位于所述或每一所述第一气体容器71C;71D中。所述两个或更多个气体入口6A;6B;6C可连接到通向所述第二气体容器2的两个或更多个进气管4，或例如，所述两个或更多个气体入口 6A; 6B; 6C中的每一个均可各自连接到进气管4，然后所述两个或更多个进气管4在连接为通向所述第二气体容器2的单一进气管之前接合，如例如图I所示。在某些其他实施方案中，可存在所述第一气体容器71C中的单一气体入口 6A、和例如连接所述CN 102933186 A
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明
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第一气体容器71C和第二气体容器的单一进气管4，如例如图2所示(相对于气体容器71C，并且此外任选地也相对于气体容器71D)。在一些实施方案中，可存在两个或更多个，或三个或更多个气体入口 6A;6B;6C，这些气体入口位于所述或每一所述第一真空气体容器71A;71B中。所述两个或更多个气体入口 6A; 6B; 6C可连接到通向所述第二真空气体容器3A; 3B的两个或更多个进气管4，或例如，所述两个或更多个气体入口 6A;6B;6C中的每一个可各自连接到进气管4，并且所述两个或更多个进气管4在连接为通向所述第二真空气体容器3 ;3B的(单一进气管4)之前接合，如例如图2相对于真空室71B所示。在某些其他实施方案中，可存在一个或多个所述第一真空气体容器71A;71B中的单一气体入口 6A、和例如连接第一真空气体容器71A;71B和第二真空气体容器3A;3B的单一进气管4，如例如图2相对于真空室71A所示。在本文的一些实施方案中，可有益地最大化气体入口的表面积；可使所述气体入口具有至少IOOmm2,或例如至少300mm2,或例如至少500mm2的横截面表面积(即在第一气体(真空)容器71C;71A;71B的入口点)。对于超过一个气体入口 6A;6B;6C存在于(真空)气体容器中的实施方案，(真空)气体容器的所有气体入口 6A;6B;6C的总横截面表面积(即在第一气体容器的入口点)为例如至少100mm2，或例如至少300mm2，或例如至少500mm2。相同的情况可应用于第二气体容器和/或第二真空气体容器的一个或多个气体入口。一个或多个进气管4可(各自)具有例如至少50mm2,或例如至少IOOmm2,例如至少300mm2，或例如至少500mm2的横截面尺寸或平均横截面尺寸。从一个(或每个)第一(真空)气体容器至与其连接的第二 (真空)气体容器的最大距离D可保持最小，例如(从所述第一(真空)气体容器中的一个气体入口或每个气体入口至所述第二 (真空)气体容器的一个气体入口或每个气体入口)的最大距离D可小于12米，优选地小于5米，或例如小于2米，或例如小于I米，或例如小于50cm。第二 (真空)气体容器可在一些实施方案中大约邻近第一移动的环状表面，但不与该表面直接气体连通并且不存在于所述定子中。 固体(例如颗粒)材料100可从喂料机导入到第一移动的环状表面40上(例如其贮存器50中)，所述喂料机具有邻近第一移动的环状表面40定位的开口。喂料机可具有任何形式或形状。喂料机可具有用以保持材料100的容器部分，所述容器部分例如具有至少IOOOcm3的体积；和引导部分例如具有一个或多个限定开口的壁的管形部分，所述管形部分将材料从容器部分引导至第一移动的环状表面40。喂料机的开口和所述第一移动的环状表面40之间的平均距离可例如小于10cm，或例如小于5cm,并且其可例如小于2cm或例如小于Icm,以及例如至少O. Imm,或例如至少Imm0喂料机可定位在所述第一移动的环状表面40的上方，用于允许重力帮助将所述颗粒材料100 “喂入”所述第一移动的环状表面40。为此，喂料机的开口边缘可被精确地定位在第一移动的环状表面40的上方(0° )，或当第一移动的环状表面40为弯曲的或甚至例如圆形时(如附图所示)，其可被定位在所述表面的上方，这是指位于介于90°和-90°之间的任何位置(例如介于9点钟和3点钟位置之间)，或在一个实施方案中介于60°和-60°之间，或介于30°和-30°之间。接纳区域A可因此位于所述位置内。
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本文的固体材料100可为粒状形式例如在干燥状态中可流动的任何材料，其包括颗粒、薄片、纤维、球体、聚集的颗粒和本领域已知的其他形式。在本文的一个实施方案中，固体材料100为粒状超吸收材料，并且该材料通常为聚合的，并且也称为粒状(超)吸收胶凝材料，本文称作AGM。这是指粒状形式的聚合材料，它们能够吸收至少10倍于它们重量的O. 9%盐水溶液，即具有至少10g/g的CRC值，所述值使用 EDANA (EuropeanDisposables and Nonwovens Association)的“离心保留容量，，测试来测量，测试方法编号为441. 2-02 “Centrifuge retention capacity”。本文的粒状AGM可具有高吸着容量，例如具有例如至少20g/g或例如30g/g的CRC。上限可为例如至多150g/g，或例如至多100g/go在本文的一个实施方案中，所述AGM的聚合物为内部交联的和/或表面交联的聚合物。在本文的一个实施方案中，本文的颗粒材料为超吸收材料，所述超吸收材料包括聚丙烯酸/聚丙烯酸酯聚合物的颗粒或由聚丙烯酸/聚丙烯酸酯聚合物的颗粒组成，所述聚丙烯酸/聚丙烯酸酯聚合物例如具有60%至90%，或约75%的中和度，具有例如如本领域已知的钠抗衡离子，例如表面交联的和/或内部交联的和/或后交联的聚丙烯酸/聚丙烯酸酯聚合物。在本文的一个实施方案中，固体材料100呈颗粒形式，所述颗粒具有至多2mm，或甚至介于50微米和2mm之间或至1mm，或优选地100或200或300或400或500 μ m，或至1000或至800或至700 μ m的质量中值粒度；所述质量中值粒度可例如通过例如EP-A-0691133中所述的方法来测量。在本发明的一个实施方案中，颗粒材料100呈颗粒形式，所述颗粒具有介于50 μ m和1200 μ m之间的粒度和介于上述任何范围组合之间的质量中值粒度。此外，或在本发明的另一个实施方案中，所述颗粒为大致上球形的。在本发明的另一个或附加的实施方案中，颗粒材料100具有相对窄的粒度范围，例如其中大部分(例如至少80%或优选地至少90%或甚至至少95%)的颗粒具有介于50 μ m和1000 μ m之间，优选地介于100 μ m和800 μ m之间，并且更优选地介于200 μ m和600 μ m之间的粒度。本文的颗粒材料100可有利地包括按重量计小于15%的水，或例如小于10%，或例如小于8%或例如小于5%。所述水含量可按Edana测试号ERT430. 1-99(1999年2月)来测定，其涉及将颗粒材料100在105摄氏度下干燥3小时，并且在干燥之后通过颗粒材料100的重量损失来测定含水量。本文的粒状AGM可为表面涂覆的或表面处理的AGM颗粒(这不包括表面交联，其可为一种附加的表面改性步骤，本文不认为它是一种涂覆或表面处理而是一种表面改性)；此类涂覆和表面处理步骤是本领域熟知的，并且包括用一种或多种无机粉末包括硅酸盐、磷酸盐来进行表面处理；用有机(非聚合的)粉末进行涂覆；以及涂覆聚合材料，包括弹性体聚合材料、或成膜聚合材料。固体材料100被例如第一移动的环状表面40转移至第二移动的环状表面80。其可为例如带或筒，或其可为例如移动的基底，或它们的组合。基底可为材料纤维网；基底可包括薄膜，例如薄膜纤维网、和/或机织纤维网，和/或在本文的一些优选的实施方案中，其可包括或为无纺材料例如无纺纤维网。第二移动的环状表面可为例如被承载在移动的环状表面支撑件诸如筒或带上的基底的组合。支撑件或筒或带可包括真空系统以将固体材料和/或基底保持在所述支撑件上。可用本发明的设备I和方法生产出的(例如吸收)结构因此可包括基底和所述固体材料、以及任选地一个或多个附加的组件/ 一种或多种材料。第二移动的环状表面80可具有与第一移动的环状表面40相同的表面速度，或其可具有不同的速度。在一个实施方案中，第一和/或第二环状移动表面可具有至少1000个部件/分钟的速度，和/或至少4. 5m/s,或例如至少6m/s,或例如至少8m/s的速度。在一个实施方案中，第一移动的环状表面40旋转,并且第二移动的环状表面80例如被放置成基本上定位在第一移动的环状表面40的下方以便固体材料100借助重力被释放到其上。因此释放区域C可开始于重力线上的某个点，或与其成60°至-60°，或30°至-30°的角度。在本文的一个实施方案中，基底为无纺材料例如无纺纤维网；当用于本文时，无纺材料是指定向或任意取向纤维通过摩擦和/或结合和/或粘合结合的人造片材或纤维网，不包括纸材和机织产品、针织产品、簇成产品、缝编产品。这些纤维可具有天然的或人造的来源，并且可为短纤维或连续长丝或为就地形成的。可商购获得的纤维的直径范围为小于约O. OOlmm至大于约O. 2mm,并且它们具有几种不同的形式短纤维(称为化学短纤维或短切纤维)、连续单纤维(长丝或单丝)、无捻连续长丝束(丝束)和加捻连续长丝束(纱)。所述纤维可为双组分纤维，例如具有片-芯排列，例如具有形成所述片和所述芯的不同的聚合物。非织造织物可通过许多方法诸如熔喷法、纺粘法、溶液纺丝、静电纺纱、和粗梳法来形成。非织造织物的基重通常表示为克/平方米(gsm)。基底可为例如一个薄膜层和一个或多个无纺材料层(无纺层压体)的层压体，或两个或更多个无纺材料层的无纺层压体。本文的无纺材料可由亲水性纤维制成；“亲水的”描述了可被沉积在这些纤维上的含水流体(如，含水体液)润湿的纤维或纤维表面。亲水性和可润湿性通常根据流体例如通过非织造织物的接触角和透湿时间来定义。在由Robert F. Gould编辑的名称为“Contactangle, wettability and adhesion”的 American Chemical Society 出版物(1964 版)中对此进行了详细地讨论。或者当流体和纤维或其表面之间的接触角小于90°时，或者当流体趋于在纤维表面上自发铺开时(两种情况通常共存)，就说纤维或纤维表面被流体润湿(即亲水的)。相反，如果接触角大于90°并且流体不能在整个纤维表面上自发铺展，则纤维或纤维表面被认为是疏水的。本文的基底可为透气的。这些无纺材料(纤维网)可具有例如40或50至300或至200m3/On2Xmin)的透气率，所述透气率按EDANA方法140-1-99 (125Pa，38. 3cm2)测定。作为另外一种选择，基底可具有更低的透气率，例如为非透气的以例如更好的滞留在包括真空的移动表面上。可用于本文的薄膜可包括微孔。在某些具体实施中，基底为无纺纤维网，例如SMS或SMMS型层压体。基底可具有例如超过20%，或例如超过100%，但例如不超过200%的⑶延展性和/或MD延展性。MD延展性对⑶延展性的比率在给定载荷下不超过一比二。基底可包括粘合剂，以便至少部分地将固体材料100粘附到基底。为了更好地允许将真空施加在具有粘合剂的基底上，粘合剂可按某种图案施加，其中基底的一些部分不包括粘合剂并且基底的一些部分包括粘合剂。在将固体材料100转移到第二移动的环状表面之后，所述表面可将固体材料100移动至一个或多个其他附加单元，所述其他附加单元可为本发明的设备I的一部分，以向固体材料100和/或基底施加其他材料，并且这些相关的加工步骤可为本发明的方法/工艺的一部分。这可包括例如由另一个粘合剂单元施加的一种或多种(其他)粘合剂、和/或例如由另一个载有另一个基底的旋转支撑件施加的另一个基底、切割单元等。在一个实施方案中，在将固体材料100释放到所述基底之后，基底移动至如下单元，所述单元施加例如纤维形式的合剂材料和/或热塑性材料和/或粘合剂热塑性材料，以覆盖固体材料100或其一部分。在另一个或附加的实施方案中，具有固体材料的基底移动至如下单元，所述单元将另一个基底施加到固体材料100上，或任选地施加到所述粘合剂和/或热塑性塑料和/或热塑性粘合剂材料上。所述另一个基底可在接触固体材料100 (或任选地所述热塑性塑料和/或粘合剂和/或热塑性粘合剂材料)的侧面上包括粘合剂以更好地将所述基底粘附到所述固体材料100。基底可通过任何方法例如通过超声波结合、热轧或粘合剂结合例如喷涂的粘合剂结合而接合到其自身或接合到另一个基底或覆盖片。结合区域可为基底(110)的表面积的例如至少1%，或例如至少2%，或例如至少5%，但例如不超过50%或不超过30%。优选地，结合区域基本上不包括颗粒材料100。所得具有颗粒材料的基底可因此为本文的结构纤维网，然后其可移动至切割单元，所述切割单元将结构纤维网切割成单个结构，例如用于吸收制品的吸收芯、或部分吸收制品。然后此类吸收芯或部分吸收制品可与其他吸收制品组件组合以形成最终吸收制品。述本发明也涉及使用如上所述且受本文的权利要求保护的设备I的方法。设备I的任何上述特征均适用于本发明的方法。本文所公开的量纲和值不旨在被理解为严格地限于所述的精确值。相反，除非另外指明，每个这样的量纲均旨在表示所述值以及围绕该值功能上等同的范围。例如，公开为“40mm”的量纲旨在表示“约40mm”。
权利要求
1.一种用于制造包括固体材料和基底的结构的设备，所述设备具有第一移动的环状表面，所述第一移动的环状表面用于接纳和/或转移固体材料并且用于将所述固体材料释放到第二移动的表面上，-所述表面具有用于允许气体通过的众多开口 ；并且_所述设备包括气体供应系统，所述气体供应系统用于将气体施加到所述第一移动的环状表面并穿过所述开口，以便有利于从所述表面上释放所述固体材料，-其中所述气体供应系统包括第一气体容器和连接到所述第一气体容器的至少一个第二气体容器、和连接到第二气体容器的任选地第三气体容器，所述第一气体容器邻近所述第一移动的环状表面并与其气体连通；并且-其中所述第一气体容器中的压力(P1)和所述第二气体容器中的压力(P2)之间的压力差超过0%且小于40% ;并且其中优选地，所述第一气体容器中的压力(P1)和所述第二气体容器中的压力(P2)均为至少IkPa0
2.一种制造包括固体材料和基底的结构的设备，所述设备具有用于接纳和/或转移固体材料的第一移动的环状表面，-所述表面具有用于允许气体通过的众多开口 ；并且-所述设备包括真空系统，所述真空系统用于通过所述表面的所述开口施加真空抽吸， 以便有利于将所述固体材料保持在所述表面上，_其中所述真空系统包括第一真空气体容器和连接到所述第一真空气体容器的一个或多个第二真空气体容器、和连接到第二真空气体容器的任选地第三真空气体容器，所述第一真空气体容器邻近所述第一移动的环状表面并与其气体连通；-其中所述第一真空气体容器中的压力(Plv)和所述第二真空气体容器中的压力(P2v) 之间的差值超过0%且小于40% ;并且其中优选地，所述第一真空气体容器中的压力(Plv)和所述第二真空气体容器中的压力(P2v)优选地均为-IkPa或更小。
3.如权利要求I所述的设备，所述设备包括固体材料接纳区域A和/或固体材料转移 B，所述设备包括真空系统，所述真空系统用于通过所述表面的所述开口施加真空抽吸，以便有利于将所述固体材料保持在所述表面上，其中所述真空系统包括第一真空气体容器和连接到所述第一真空气体容器的任选地一个或多个第二真空气体容器、以及连接到第二真空气体容器的任选地第三真空气体容器，并且所述第一真空气体容器邻近所述第一移动的环状表面并与其气体连通，并且其中所述第一真空气体容器中的压力(Plv)和所述任选的第二真空气体容器中的压力(P2v)之间的压力差超过0%且小于40%。
4.如前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述第一气体容器和/或第一真空气体容器具有小于2. O升，或例如小于I. O升的体积Vp
5.如前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述第二气体容器和/或所述第二真空气体容器具有大于所述体积V1的体积V2,并且V2为至少I. 3升，或例如至少2. 7升。
6.如权利要求5所述的设备，其中V2为至少3.O升或例如至少3. 4升，任选地至多15升。
7.如权利要求I或3所述的设备，其中P1和P2在5kPa至15kPa的范围内。
8.如前述权利要求中任一项所述的设备，其中第一气体容器和与其连接的第二气体容器之间的气体流的平均气体体积流速，和/或第一真空气体容器和与其连接的第二真空气体容器之间的气体流的平均气体体积流速为至少300Nl/min,优选地至少400Nl/min。
9.如前述权利要求中任一项所述的设备，其中从所述第一气体容器至与其连接的所述第二气体容器的最大距离D，和/或从所述第一真空气体容器至与其连接的所述第二真空气体容器的最大距离D小于5米，优选地小于2米。
10.如前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述第二气体容器和/或所述第一气体容器；和/或所述第一真空气体容器和/或所述第二真空气体容器(各自)具有一个或多个气体入口，所述气体入口(各自)具有至少IOOmm2的横截面表面积。
11.如前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述第一移动的环状表面为可围绕圆柱形定子转动的圆柱形表面，并且所述第一气体容器和/或所述第一真空气体容器为被所述定子包含的室。
12.如前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述第一移动的环状表面包括具有空隙体积的众多贮存器，所述空隙体积用于在其内保持所述固体材料并从中释放所述固体材料；并且所述贮存器中的每一个均具有所述开口中的一个或多个，所述开口连接到或可连接到所述第一气体容器和/或第一真空气体容器，其中所述第一移动的环状表面的外表面区域的至少30%或任选地其中心区域包括所述贮存器，优选地至少40%和例如至多55%。
13.一种方法，所述方法用于使用如前述权利要求中任一项所述的设备来接纳和/或转移固体材料，或用于接纳或转移固体材料并向第二移动的环状表面释放固体材料，或它们的组合。
14.如权利要求13所述的方法，其中所述固体材料为颗粒材料，其中颗粒的质量中值粒度为至多2mm,或优选地介于50微米和2mm之间或例如至1mm。
15.如权利要求13或14所述的方法，其中所述第一移动的环状表面具有至少4.5m/s 的表面速度。
全文摘要
本发明公开了一种用于制造包括固体材料和通常基底的结构的设备，所述设备包括第一移动的环状表面和与其邻近的一个或多个固定式第一(真空)气体容器(室)，这些气体容器中的至少一个连接到第二(真空)气体容器，其中第一容器和第二容器之间的压力差为最小化的；以及使用此类设备的方法。
文档编号B05C19/04GK102933186SQ201180028502
公开日2013年2月13日 申请日期2011年6月7日 优先权日2010年6月9日
发明者H.亨多尔夫, P.奥斯特勒 申请人:宝洁公司