PL169406B1

PL169406B1 - Method of sequentially stretching an extendible laminated web of zero internal stress

Info

Publication number: PL169406B1
Application number: PL92300387A
Authority: PL
Inventors: Gerald M Weber; James W Richardson
Original assignee: Procter & Gamble
Priority date: 1991-02-28
Filing date: 1992-01-28
Publication date: 1996-07-31
Also published as: TR27772A; JP3516680B2; MY106886A; PT100182A; HU9302432D0; ES2098506T3; US5143679A; NO303488B1; DK0573587T3; EP0573587B1; RU2098277C1; BR9205693A; DE69218415T2; SK281890B6; HU220318B; WO1992015445A1; SG54140A1; MX9200880A; TW217995B; FI933775A7

Abstract

1 Sposób sekwencyjnego rozciagania rozciagliwej w stegi laminatowej o zerowym naprezeniu, polegajacy na wprowadzeniu rozciagliwej wstegi laminatowej o zero- wym naprezeniu, skladajacej sie z nienaprezonej pier- wszej warstwy elastomerowej, polaczonej z nienaprezona druga warstwa, wykonana z ciaglej wstegi materialu wy- dluzalnego, ale wykazujacego mniejsza sprezystosc po- wrotna od warstwy pierwszej, pomiedzy pierwsza para znajdujacych sie naprzeciwko siebie zespolów docisko- wych, majacych powierzchie trójwymiarowe, co najmniej czesciowo komplementarne wzgledem siebie i poddaniu czesci wspomnianej rozciagliwej wstegi laminatowej o zerowym naprezeniu, znajdujacych sie pomiedzy pier- wsza para znajdujacych sie naprzeciwko siebie zespolów dociskowych, stopniowemu rozciaganiu poprzez dopro- wadzenie do zazebienia sie ze soba wspomnianych trój- wymiarowych powierzchni, znajdujacych sie na pier- wszej parze, lezacych naprzeciwko siebie zespolów dociskowych, znamienny tym, ze wprowadza sie rozciag- liwa wstege laminatowa (1) o zerowym naprezeniu, zlo- zona z menaprezonej pierwszej warstwy elastomerowej (4a) polaczonej punktowo albo ciagle z menaprezona druga warstwa (5) 1 po wstepnym rozciagnieciu w pier- wszej parze zespolów dociskowych, korzystnie zawiera- jacych walce faliste (21, 25) majace powierzchnie trój- wymiarowe (23, 24a) odsuwa sie co najmniej jeden z pierwszej pary zespolów dociskowych Fig 2 PL PL PL PL PL PL

Description

Niniejszy wynalazek dotyczy sposobu sekwencyjnego rozciągania rozciągliwej wstęgi laminatowej o zerowym naprężeniu.

Sposób sekwencyjnego rozciągania rozciągliwej wstęgi laminatowej o zerowym naprężeniu znajduje zastosowanie przy wytwarzaniu bandaży chłonnych jednorazowego użytku, takich jak opaski, na których znajdują się lokalne części sprężyste, wykonane sposobem według niniejszego wynalazku.

Jedna z bardzo wczesnych realizacji punktowo połączonych rozciągliwych wstęg laminatowych o zerowym naprężeniu została ujawniona w opisie patentowym Stanów Zjedn. Ameryki Nr 2075 189. Według wynalazku wspomnianego powyżej, dwie nałożone na siebie ciągłe warstwy gumy, z których jedna jest naprężona i rozciągnięta w kierunku podłużnym, przepuszcza się pomiędzy parą walców dociskowych poruszających się z takimi samymi prędkościami obwodowymi. Na jednym z tych walców znajdują się stosunkowo małe lub wąskie występy o określonym wzorze, współdziałające z drugim walcem, sklejając tym samym niewielkie części obu warstw gumy w taki sposób, że następuje połączenie ze sobą stosunkowo blisko położonych małych obszarów.

Według tego rozwiązania, walec współpracujący z walcem posiadającym występy może być gładki, albo też może być zaopatrzony w występy dopełniające, podobne do tych znajdujących się na drugim walcu. Walce są odsunięte od siebie na pewną odległość w zależności od łącznej grubości obu warstw gumy, w stopniu umożliwiającym osiągnięcie odpowiedniego docisku, zapewniającego połączenie warstw ze sobą bez niepożądanego zmniejszenia grubości gumy w miejscach łączenia.

Po wyjściu połączonych warstw spomiędzy walców następuje zwolnienie naprężenia działającego na warstwę rozciąganą, a w wyniku tego jej długość zmniejsza się z jednoczesnym lekkim powiększeniem szerokości. Ponieważ połączona z nią punktowo warstwa nierozciągana nie może się skurczyć w taki sam sposób, następuje jej wyciągnięcie ku górze od kierunku wzdłużnego, w wyniku czego powstają zmarszczki lub fałdy.

W następnym etapie sposobu ujawnionego w/w opisie patentowym wytworzony materiał kompozytowy połączony punktowo, składający się z dwóch warstw pomarszczonego materiału jest bardzo silnie rozciągany w kierunku poprzecznym, przy czym siła rozciągająca jest wystarczająca do rozciągnięcia pofałdowanej warstwy górnej poza jej granicę sprężystości. Jednakże siła rozciągająca jest mniejsza od granicy sprężystości warstwy dolnej lub podkładki. W razie konieczności, rozciągnięcie w kierunku bocznym może być ośmiokrotnie większe od początkowej szerokości nieodkształconego materiału kompozytowego.

Skutkiem poprzecznego rozciągania warstwy górnej poza jej granicę sprężystości jest stałe zmniejszanie w kierunku poprzecznym grubości utworzonych na niej fałd, w wyniku czego po usunięciu działających na materiał poprzecznych sił rozciągających pole powierzchni materiału każdej z fałd po jej spłaszczeniu będzie znacznie większe od pola powierzchni odpowiedniej części warstwy podkładowej. W rezultacie, po skurczeniu się warstwy podkładowej w kierunku poprzecznym, fałdy na warstwie górnej są wyciągane w górę w kierunku poprzecznym, a ponieważ ich pole powierzchni jest znacznie większe niż poprzednio, więc skurcz warstwy podkładowej zmusza fałdy do przyjęcia bardzo nieregularnej i silnie odkształconej postaci pomiędzy liniami połączeń, tj. następuje wybrzuszenie materiału kompozytowego w kierunku prostopadłym do jego płaszczyzny. W opisie sugeruje się, że powstały w ten sposób rozciągliwy materiał laminatowy o zerowym naprężeniu nadaje się, zwłaszcza do wytwarzania kostiumów kąpielowych, czepków kąpielowych, butów, fartuchów i innych wyrobów.

Inny przykład realizacji połączonej punktowo rozciągliwej wstęgi laminatowej o zerowym naprężeniu, nadającej się zwłaszcza do wytwarzania ręczników, ściereczek i rozciągliwych materiałów ubraniowych, ujawniono w opisie patentowym Stanów Zjedn. Ameryki Nr 3 025 199. W szczególności proponuje się wytwarzanie siatki, składającej się z przecinających się grup nitek lub włókien, połączonych ze sobą w miejscach przecięcia w taki sposób, ze powstaje siatka wzmacniająca. Korzystnie, do przeciwległych stron siatki wzmacniającej, utworzonej przez przecinające się nitki, przyłączona jest para warstw z włókniny.

Następnie, ujawniona w opisie wstęga laminatowa jest rozciągana w jednym lub kilka kierunkach, wskutek czego następuje trwałe rozciągnięcie włóknin, przymocowanych do przeciwległych powierzchni siatki wzmacniającej. Według rozwiązania proces ten można przeprowadzić rozciągając wstęgę laminatową w kierunku poprzecznym do maszynowego (kierunek maszynowy to

169 406 kierunek przesuwu taśmy w urządzeniu) za pomocą odpowiednich walców lub odpowiednio prowadzonych łańcuchów transportowych zaopatrzonych w elementy do chwytania bocznych krawędzi wstęgi i rozciągania ich przeciwnie działającymi siłami (tj. w rozszerzarce). Jeżeli pożądane jest podłużne rozciąganie wstęgi, to Harwood proponuje dokonanie tego za pomocą współdziałających ze sobą par walców o niskiej i wysokiej prędkości obrotowej.

W związku z tym, ze nitki, używane do wytwarzania siatki wzmacniającej według rozwiązania są, w przedstawionym przykładzie wykonania, sprężyste, siatka wykazuje skłonność do powracania do określonej, w zasadzie nieodkształconej, postaci zaraz po usunięciu sił rozciągających działających na wstęgę laminatową. W wyniku tego trwale rozszerzone warstwy zewnętrzne wybrzuszają się w kierunku z - prostopadłym do płaszczyzny materiału - w niepołączonych obszarach, pokrywających się z otworami w sprężystej siatce.

Najnowsze rozciągliwe wstęgi laminatowe o zerowym naprężeniu, zarówno połączone punktowo jak i w zasadzie ciągle, składające się z warstw polimerów syntetycznych i przeznaczone do wyrobu odzieży jednorazowego użytku, lub innych artykułów tego typu, ujawniono w opisie patentowym Stanów Zjedn. Ameryki Nr4 107 364 oraz w opisie patentowym Stanów Zjedn. Ameryki Nr 4 209 563. W tych opisach patentowych ujawniono, że rozciągliwe wstęgi laminatowe o zerowym naprężeniu są szczególnie przydatne do wytwarzania odzieży jednorazowego użytku ze względu na swój stosunkowo niski koszt w porównaniu z tradycyjnymi materiałami ubraniowymi. Ponadto w opisach tych wskazano, że takie laminaty rozciągliwe o zerowym naprężeniu można wytwarzać w wielu różnych postaciach, począwszy od materiałów bardzo lekkich, nadających się do wyrobu bielizny damskiej, aż do ciężkich, na przykład do wyrobu pasów ozdobnych.

W przedstawionym przykładzie wykonania, rozciągliwy laminat o zerowym naprężeniu składa się z co najmniej z jednej warstwy, wykonanej w zasadzie z włókien polimeru syntetycznego o odpowiednich własnościach elastomerowych, i co najmniej jednej warstwy, wykonanej w zasadzie z włókien polimeru syntetycznego o stosunkowo dużej rozciągliwości, ale stosunkowo nieelastycznych. W przedstawionym przykładzie wykonania warstwy te są połączone ze sobą tworząc spójną wstęgę laminatową.

Jak juz wspomniano wcześniej, ujawniono dwa typy łączenia wstęg ze sobą: łączenie w sposób w zasadzie ciągły, co można zrobić za pomocą ogrzewanych gładkich walców dociskowych oraz łączenie punktowe w pewnej liczbie oddalonych od siebie miejsc, co można przeprowadzić za pomocą ogrzewanych gofrowanych walców dociskowych.

Następnie połączone jednym z tych sposobów wstęgi laminatowe są poddawane obróbce mechanicznej poprzez rozciąganie, korzystnie równomierne, co najmniej w jednym kierunku, po czym w zasadzie całkowicie odprężane, dzięki czemu uzyskują niski moduł sprężystości w kierunku rozciągania. W przypadku wstęg laminatowych połączonych punktowo, wydłużalna, ale stosunkowo niesprężysta warstwa, jest trwale wydłużana poprzez rozciąganie. W związku z tym, po usunięciu przyłożonej siły rozciągającej warstwa ta wybrzusza się lub uwypukla pomiędzy punktami łączenia, mocującymi ją do warstwy w pewnym stopniu elastomerowej, to jest wybrzusza się ona w pewnym stopniu w kierunku z - prostopadłym do materiału wstęgi, dzięki czemu powstaje rozciągliwa wstęga laminatowa o zerowym naprężeniu, która sprężyście wydłuża się w kierunku rozciągnięcia pierwotnego, co najmniej do miejsca tego rozciągnięcia. W przypadku wstęg laminatowych połączonych w zasadzie w sposób ciągły, trwale wydłużone włókna polimerowe o stosunkowo niewielkiej sprężystości nie ulegają skurczowi po usunięciu siły rozciągającej, działającej na wstęgę laminatową. W rezultacie po usunięciu tej siły włókna te zwijają się w pętelki, wybrzuszają i uwypuklają w dużo mniejszym stopniu, tj. pomiędzy punktami ich połączenia ze stosunkowo elastomerycznymi włóknami polimerowymi. Wybrzuszenie w kierunku z jest mniej wyraźne w takich wstęgach laminatowych połączonych w sposób ciągły, ale rozciągliwe wstęgi laminatowe tego typu o zerowym naprężeniu są również sprężyście rozciągliwe w kierunku rozciągnięcia, co najmniej do punktu rozciągnięcia pierwotnego.

We wspomnianych powyżej opisach patentowych ujawniono wiele przykładów rozciągliwych wstęg laminatowych o zerowym naprężeniu, w których zastosowano łączenie ciągłe lub punktowe oraz sposobów wytwarzania takich wstęg.

169 406

Skutkiem tych propozycji, co do wykorzystania rozciągliwych materiałów laminatowych do wyrobu ubiorów jednorazowego użytku, było pojawienie się całego szeregu następnych rozwiązań technicznych w tej dziedzinie. Jako przykład można wymienić opis patentowy Stanów Zjedn. Ameryki Nr 4 525 407, w którym ujawniono opaski jednorazowego użytku i ubiory dla chirurgów wykonane z materiałów zawierających jeden lub więcej rozciągliwych kompozytów laminatowych o zerowym naprężeniu, w których jednym z elementów jest nienapręzony materiał sprężysty połączony punktowo z nierozciągniętym podkładem o mniejszej wydłuzalności, dzięki czemu gotowy laminat uzyskuje sprężystość poprzez rozciąganie.

W w/w opisie patentowym przedstawiono zwykłą dwuwarstwową rozciągliwą wstęgę laminatową o zerowym naprężeniu, przeznaczoną do użytku jako elastyczny bandaż lub opaska. W skład tej wstęgi laminatowej wchodzi nieperforowany sprężysty element oraz nierozciągnięta, niepomarszczona podkładka, która przed rozciągnięciem jest trudniej wydłużalna od elementu sprężystego i której sprężystość powrotna jest mniejsza niż tego elementu. Podkładka jest połączona punktowo z elementem sprężystym w znajdujących się w pewnej odległości od siebie obszarach, rozmieszczonych w sposób regularny lub nieregularny. Następnie wstęga laminatowa jest rozciągana. Po usunięciu przyłożonych sił rozciągających, element sprężysty wywołuje pofałdowanie, tj. wybrzuszenie w kierunku z - prostopadłym do płaszczyzny wstęgi - trwale wydłużonej podkładki w obszarach pomiędzy punktami połączenia. Podobniejak wspomniane powyżej rozciągliwe wstęgi laminatowe o zerowym naprężeniu ujawnione w poprzednich opisach, gotowa wstęga laminatowa według rozwiązania jest sprężyście wydłużalna w kierunku rozciągnięcia pierwotnego, co najmniej do miejsca tego rozciągnięcia pierwotnego.

W tym opisie patentowym przedstawiono również inny przykład wykonania sprężystej wstęgi kompozytowej. W tym przypadku zastosowano sprężystą siatkę ze splotkami poprzecznymi i podłużnymi. Sprężysta siatka jest w zasadzie podobna do sprężystej siatki wzmacniającej, ujawnionej we wspomnianym wcześniej opisie patentowym USA nr 3 025 199. Podobniejak tam stosuje się pierwszą podkładkę o mniejszej wydłuzalności od elementu sprężystego i mniejszej niż jego sprężystości powrotnej. Stosuje się również drugą podkładkę, o w zasadzie takich samych właściwościach fizycznych jak podkładka pierwsza; pomiędzy obu tymi podkładkami jest umieszczony element sprężysty.

Obie podkładki według rozwiązania są przymocowane co najmniej do przeciwległych powierzchni sprężystej siatki, natomiast element sprężysty znajduje się w zasadzie w stanie nienaprężonym. W razie konieczności podkładki mogą być również połączone ze sobą poprzez otwory w sprężystej siatce. Według rozwiązania po rozciągnięciu wstęgi laminatowej w kierunku podłużnym, następuje trwałe wydłużenie obu podkładek, wskutek czego mogą się one oderwać od siebie, natomiast pozostaną połączone punktowo ze sprężystą siatką w miejscach pośrednich, w których znajdują się poprzeczne i/lub podłużne splotki siatki. Po usunięciu działającej na wstęgę siły rozciągającej, sprężysta siatka przywraca wstęgę do stanu, w którym siatka ta jest w zasadzie nieodksztłacona, powodując wybrzuszenie w kierunku z trwale odkształconych podkładek pomiędzy rozstawionymi w pewnej odległości punktami ich połączenia z podłużnymi splotkami elementu sprężystego w kierunku w zasadzie prostopadłym do kierunku rozciągnięcia. Przekrój poprzeczny sprężystej wstęgi według rozwiązania jest w przybliżeniu podobny do przekroju rozciągliwej wstęgi laminatowej o zerowym naprężeniu opisanej we wspomnianym powyżej opisie patentowym USA nr 3025199.

Oprócz poprzednich przykładowych rozciągliwych wstęg laminatowych o zerowym naprężeniu, w tym opisie patentowym ujawniono sposoby wykorzystania sprężystych materiałów kompozytowych do uzyskania rozciągliwych części znajdujących się przy nogach i rozciągliwych części znajdujących się przy pasie, umieszczonych odpowiednio na leżących naprzeciwko siebie krawędziach i końcach opasek higienicznych jednorazowego użytku. Takie sprężyste materiały kompozytowe można wstawić do ubiorów lub bandaży podczas ich produkcji oraz można je, w razie potrzeby, rozciągać w celu uzyskania sprężystego wydłużenia w kierunku rozciągnięcia pierwotnego. Według rozwiązania druga z tych operacji rozciągania może być wykonana albo przez użytkownika końcowego lub osobę używającą wyrobu w chwili jego stosowania, albo tez podczas procesu produkcji.

169 406

W opisie patentowym nr 4525407 przedstawiono automatyczny sposób rozciągania wstęgi laminatowej, składającej się ze sprężystej siatki przymocowanej termicznie do pary lezących naprzeciwko siebie warstw folii. W ujawnionym przykładzie wykonania trzy warstwy zawierające materiał kompozytowy są doprowadzane pomiędzy parę gładkich, ogrzewanych, przeciwbieżnych walców dociskowych, które zgrzewają sprężystą siatkę z dwiema warstwami folii, dzięki czemu powstaje termozgrzewany, trójwarstwowy materiał kompozytowy. Następnie terinozgrzewany materiał kompozytowy jest wprowadzany pomiędzy drugą parę przeciwbieżnych walców, które mogą być chłodzone w celu utrwalenia połączenia termozgrzewanego. Wychodząca spomiędzy drugiej pary przeciwbieżnych walców wstęga kompozytowa jest następnie przekazywana pomiędzy trzecią parę przeciwbieżnych walców, których prędkość obwodowa jest większa od prędkości drugiej pary walców, wskutek czego kompozytowa wstęga jest rozciągana na odcinku pomiędzy obu parami walców.

Według rozwiązania naprężanie to powoduje rozciągnięcie folii i przerwanie spoin termicznych, jakie powstały poprzednio pomiędzy foliami przez oczka w sprężystej siatce. Rozciągnięcie w kierunku wzdłużnym materiału kompozytowego wraz z materiałem sprężystym może również przerwać połączenia pomiędzy splotkami podłużnymi a folią(ami), dzięki czemu tylko poprzeczne splotki pozostaną połączone z warstwami folii. Z chwilą wyjśeia rozciągniętego materiału kompozytowego spomiędzy trzeciej pary przeciwbieżnych walców przestaje na niego działać siła rozciągająca w kierunku wzdłużnym lub maszynowym, a materiał jest podawany na nawijarkę, obracając się z prędkością obwodową równą w przybliżeniu prędkości obwodowej drugiej pary przeciwbieżnych walców.

Rozciąganie wstęgi laminatowej poprzez przykładanie siły rozciągającej do szeroko rozstawionych punktów podparcia, np. pierwszej pary walców i drugiej pary walców, umożliwia trwałe wydłużenie w zasadzie niesprężystych warstw folii, natomiast zgłaszający przekonali się, że równomierność wydłużenia w takiej rozciągliwej wstędze laminatowej o zerowym naprężeniu, mierzona wzdłuż niepodpartej części wstęgi kompozytowej, zmniejsza się wraz ze wzrostem odległości pomiędzy pierwszą parą walców, a drugą parą walców. Dla dowolnej danej odległości pomiędzy obu parami walców, pierwszą i drugą, nierównomierność ta staje się coraz wyraźniejsza w miarę jak zwiększa się różnica pomiędzy prędkościami obwodowymi drugiej i pierwszej pary walców, tj. w miarę jak wstęga kompozytowa jest silniej rozciągana.

Ponadto zgłaszający przekonali się także, iż te problemy nierównomierności można wyeliminować, lub co najmniej zminimalizować, stosując jeden ze sposobów proponowanych we wspomnianych powyżej opisach patentowych USA nr nr 4107364 i 4209563. Mianowicie, rozciągliwy materiał laminatowy o zerowym naprężeniu można rozciągać stopniowo, przepuszczając go przez urządzenie o stopniowo rosnącej sile rozciągającej w taki sposób, żeby był zaciskany pomiędzy parą zazębionych falistych walców, których osie obrotu są w zasadzie prostopadłe do kierunku poruszania się wstęgi. Zazębione faliste walce działają na wstęgę laminatową w wielu, znajdujących się blisko siebie miejscach, odpowiadających szerokości fal podczas operacji rozciągania. W wyniku tego następuje w zasadzie równomierne stopniowe rozciąganie każdego nieodpartego segmentu wstęgi pomiędzy sąsiednimi punktami podparcia, a nie silne rozciąganie lokalne, jakie często występuje w przypadku kiedy siła rozciągająca działa tylko na skrajnie zewnętrzne obszary wstęgi.

Propozycja co do stopniowego rozciągania rozciągliwego materiału laminatowego o zerowym naprężeniu poprzez przepuszczanie go pomiędzy falistymi walcami w celu nadania mu sprężystej rozciągliwości, została również wykorzystana przez co najmniej jednego wynalazcę z tej dziedziny. Przykładem jest opis patentowy Stanów Zjedn. Ameryki Nr 4 834 741.

W tym rozwiązaniu, podobnie jak w opisie nr 4525407, ujawnia ono wyrób jednorazowego użytku, na przykład opaskę higieniczną, w której zastosowano rozciągliwy materiał laminatowy o zerowym naprężeniu, w którego skład wchodzi nienaprężony element elastomerowy, umocowany na swoich przeciwległych końcach pomiędzy parą elementów rozciągliwych. Elementy sprężyste są przymocowane w górnych częściach wstęgi opaski higienicznej, natomiast są w zasadzie swobodne względem rozciągliwej warstwy górnej, rozciągliwej warstwy dolnej lub obu. W sposobie według rozwiązania, łączenie może być punktowe, poprzez przepuszczanie materiału laminatowego

169 406 pomiędzy dwoma walcami dociskowymi, z których jeden jest ogrzewany i zaopatrzony w pewną liczbę wystających punktów na powierzchni, albo ciągłe, polegające na odsadzaniu cienkiej warstwy lepkosprężystego, samoprzylepnego kleju topliwego na jednej ze wstęg a następnie dociskaniu tego samoprzylepnego kleju topliwego do drugiej wstęgi poprzez przepuszczanie laminatu pomiędzy parą walców dociskowych o gładkich powierzchniach.

Bez względu na sposób połączenia warstw ze sobą, części wstęgi opsaki zawierającej sprężyste elementy są następnie rozciągane na boki w kierunku poprzecznym do maszynowego (kierunek maszynowy to kierunek ruchu materiału w urządzeniu) za pomocą zazębiających się fal znajdujących się na parze walców falistych. Równocześnie odpowiadające sobie części podatnej na odkształcanie warstwy górnej i dolnej, znajdujące się w obszarach połączenia ze sprężystym elementem, są stopniowo naprężane i odkształcane w taki sposób, żeby uzyskały trwałe wydłużenie i orientację cząsteczkową w kierunku poprzecznym do maszynowego. W związku z tym, że fale na walcach falistych biegną w zasadzie równoległe do kierunku maszynowego, stopniowe rozciąganie wstęgi odbywa się w kierunku poprzecznym do maszynowego. Tym samym całkowicie ukończone elementy w częściach opaski według rozwiązania, znajdujących się w pasie, są sprężyście wydłużalne w kierunku poprzecznym do maszynowego, co najmniej do miejsca rozciągnięcia pierwotnego.

Korzystnie, podobny proces rozciągania w kierunku maszynowym odbywa się na leżących naprzeciwko siebie częściach znajdujących się przy nogach, w których znajdują się nienaprężone elementy sprężyste. W tym przypadku opaska według rozwiązania jest przepuszczana pomiędzy inną parą zazębionych walców falistych. W związku z tym, że fale na walcach falistych biegną w zasadzie równolegle do kierunku poprzecznego do maszynowego, więc stopniowe rozciąganie wstęgi odbywa się w kierunku maszynowym. Tym samym znajdujące się przy nogach części opaski są potem sprężyście wydłużalne w kierunku maszynowym, co najmniej do miejsca rozciągnięcia pierwotnego.

Stwierdzono, że zaproponowane w stanie techniki stopniowe rozciąganie rozciągliwej wstęgi laminatowej o zerowym naprężeniu za pomocą walców falistych udaje się bardzo dobrze pod warunkiem, że pożądany stopień rozciągnięcia, a tym samym wydłużalności, jest stosunkowo mały, natomiast obecny zgłaszający odkrył, że w przypadku większej intensywności stopniowego rozciągania walce faliste mają skłonność do uszkadzania wstęgi. W skrajnych przypadkach takie uszkodzenia mogą polegać na zerwaniu jednej lub kilku wstęg wchodzących w skład rozciągliwego laminatu o zerowym naprężeniu w miejscach odpowiadających strukturą falom. W zależności od pożądanych własności gotowego wyrobu, np. jego nieprzepuszczalności dla płynów, skutkiem takich uszkodzeń może być nieprzydatność gotowej rozciągliwej wstęgi laminatowej o zerowym naprężeniu z punktu widzenia jej przeznaczenia.

Wspomniane problemy stają się coraz poważniejsze w miarę wzrostu prędkości ruchu obrabianej wstęgi i pożądanej intensywności jej stopniowego rozciągnięcia oraz zmniejszania się takiego parametru rozważanej rozciągliwej wstęgi laminatowej, jak jej wydłużenie do zerwania.

W związku z powyższym, celem niniejszego wynalazku jest opracowanie usprawnionego sposobu stopniowego rozciągania rozciągliwych wstęg laminatowych o zerowym naprężeniu z uzyskaniem większego stopnia rozciągania, z jednoczesną minimalizacją ich uszkodzenia.

Kolejnym celem niniejszego wynalazku jest opracowanie sposobu sekwencyjnego rozciągania takich wstęg laminatowych za pomocą wielu par zazębionych walców falistych w celu zmiejszenia stopnia naprężenia wstęg podczas ich przechodzenia pomiędzy każdą parą zazębionych walców falistych.

Następnym celem niniejszego wynalazku jest opracowanie takiego usprawnionego sposobu, który umożliwiałby wytwarzanie rozciągliwych wstęg laminatowych o zerowym naprężeniu o zwiększonej intensywności stopniowego rozciągnięcia, a tym samym sprężystej wydłużalności, mających mniejsze uszkodzenia niż uzyskiwane poprzednio za pomocą pojedynczego zespołu walców falistych, działających z porównywalnymi prędkościami wstęgi.

Sposób sekwencyjnego rozciągania rozciągliwej wstęgi laminatowej o zerowym naprężeniu, polegający na wprowadzeniu rozciągliwej wstęgi laminatowej o zerowym naprężeniu, składającej się z nienapręzonej pierwszej warstwy elastomerowej, połączonej z nienaprężoną drugą warstwą,

169 406 wykonaną z ciągłej wstęgi materiału wydłużalnego, ale wykazującego mniejszą sprężystość powrotną od warstwy pierwszej, pomiędzy pierwszą parę znajdujących się naprzeciwko siebie zespołów dociskowych, mających powierzchnie trójwymiarowe, co najmniej częściowo komplementarne względem siebie i poddaniu części wspomnianej rozciągliwej wstęgi laminatowej o zerowym naprężeniu, znajdujących się pomiędzy pierwszą parą znajdujących się naprzeciwko siebie zespołów dociskowych, stopniowemu rozciąganiu poprzez doprowadzenie do zazębienia się ze sobą wspomnianych trójwymiarowych powierzchni, znajdujących się na pierwszej parze, leżących naprzeciwko siebie zespołów dociskowych, odznacza się według wynalazku tym, że wprowadza się rozciągliwą wstęgę laminatową o zerowym naprężeniu, złożoną z nienaprężonej pierwszej warstwy elastomerowej połączonej punktowo albo ciągle z nienaprężoną drugą warstwą i po wstępnym rozciągnięciu w pierwszej parze zespołów dociskowych, korzystnie zawierających walce faliste mające powierzchnie trójwymiarowe, odsuwa się co najmniej jeden ze wspomnianej pierwszej pary zespołów dociskowych od styczności z powierzchnią wstępnie rozciągniętej części rozciągliwej wstęgi laminatowej o zerowym naprężeniu oraz poddaje się wstępnie rozciągnięte części rozciągliwej wstęgi laminatowej o zerowym naprężeniu, kolejnemu stopniowemu rozciąganiu poprzez zetknięcie odsłoniętej powierzchni częściowo rozciągniętej rozciągliwej wstęgi laminatowej o zerowym naprężeniu, z drugą parą znajdujących się naprzeciwko siebie zespołów dociskowych, korzystnie zawierających walce faliste mające powierzchnie trójwymiarowe, które są również, co najmniej w pewnym stopniu, komplementarne ze sobą, ale których stopień zazębienia jest większy niż pierwszej pary leżących naprzeciwko siebie zespołów dociskowych.

Korzystnie stosuje się pierwszą parę zespołów dociskowych zawierających walce faliste i drugą parę zespołów dociskowych zawierających walce faliste, przy czym stosuje się walec wspólny dla obu par zespołów dociskowych.

Korzyststnie sekwencyjne, stopniowe rozciąganie rozciągliwej wstęgi laminatowej o zerowym naprężeniu przeprowadza się w kierunku w zasadzie równoległym do kierunku ruchu wstęgi.

Korzystnie sekwencyjne, stopniowe rozciąganie wspomnianej rozciągliwej wstęgi laminatowej o zerowym naprężeniu przeprowadza się w kierunku w zasadzie prostopadłym do kierunku ruchu wstęgi.

Korzystnie sekwencyjne, stopniowe rozciąganie rozciągliwej wstęgi laminatowej o zerowym naprężeniu przeprowadza się stosując zespół dociskowy w postaci płyty zawierającej zestawy zębów ułożone nierównolegle względem siebie.

Korzystnie sekwencyjne, stopniowe rozciąganie rozciągliwej wstęgi laminatowej o zerowym naprężeniu przeprowadza się w wielu kierunkach.

Korzystnie wprowadza się rozciągliwą wstęgę laminatową o zerowym naprężeniu, zawierającą trzecią, w zasadzie nienaprężoną, warstwę wydłużalną, ale wykazującą mniejszą sprężystość powrotną od pierwszej warstwy elastomerowej, przymocowaną do powierzchni pierwszej, w zasadzie nienaprężonej warstwy elastomerowej i znajdującą się po przeciwległej stronie drugiej, w zasadzie nienaprężonej, warstwy.

Korzystnie stosuje się drugą warstwę nienaprężoną nieprzepuszczalną dla wilgoci.

Korzystnie stosuje się drugą nienaprężoną warstwę zawierającą folię polimerową.

Korzystnie stosuje się drugą nienaprężoną warstwę zawierającą sprężystą, trójwymiarową folię polimerową.

Korzystnie stosuje się trzecią, w zasadzie nienaprężoną warstwę przepuszczalną dla wilgoci składającą się z nietkanego materiału włóknistego.

Korzystnie stosuje się trzecią, w zasadzie nienaprężoną warstwę zawierającą sprężystą, trójwymiarową folię polimerową z otworami.

Sposób sekwencyjnego rozciągania rozciągliwej wstęgi laminatowej o zerowym naprężeniu poruszającej się ruchem ciągłym, polegający na ciągłym wprowadzaniu rozciągliwej wstęgi laminatowej o zerowym naprężeniu, składającej się z nienaprężonej warstwy elastomerowej, połączonej z nienaprężoną drugą warstwą, wykonaną z ciągłej wstęgi materiału wydłużalnego, ale wykazującego mniejszą sprężystość powrotną od warstwy pierwszej, pomiędzy pierwszą parę znajdujących się naprzeciwko siebie zespołów dociskowych, zawierających walce faliste mające powierzchnie trójwymiarowe, na których znajdują się fale, co najmniej częściowo komplementarne względem siebie i poddaniu części poruszającej się ruchem ciągłym, rozciągliwej wstęgi laminatowej o

169 406 zerowym naprężeniu, znajdujących się pomiędzy pierwszą parą, znajdujących się naprzeciwko siebie zespołów dociskowych, stopniowemu rozciąganiu poprzez doprowadzenie do zazębienia się ze sobą wspomnianych trójwymiarowych powierzchni, znajdujących się na pierwszej parze, leżących naprzeciwko siebie zespołów dociskowych, podczas ruchu ciągłego wstęgi pomiędzy nimi, charakteryzuje się według wynalazku tym, że wprowadza się rozciągliwą wstęgę laminatową o zerowym naprężeniu, złożoną z nienaprężonej pierwszej warstwy elastomerowej połączonej punktowo albo ciągle z nienaprężoną drugą warstwą i po wstępnym rozciągnięciu w pierwszej parze zespołów dociskowych zawierających walce faliste o powierzchniach trójwymiarowych odsuwa się co najmniej jeden z pierwszej pary zespołów dociskowych od styczności z powierzchnią wstępnie rozciągniętej części, poruszającej się ruchem ciągłym rozciągliwej wstęgi laminatowej o zerowym naprężeniu oraz poddaje się wspomniane wstępnie rozciągnięte części rozciągliwej wstęgi laminatowej o zerowym naprężeniu, kolejnemu stopniowemu rozciąganiu poprzez zetknięcie odsłoniętej powierzchni częściowo rozciągniętej rozciągliwej wstęgi laminatowej o zerowym naprężeniu, z drugą parą znajdujących się naprzeciwko siebie zespołów dociskowych zawierających walce faliste o osi obrotu prostopadłej do kierunku ruchu wstęgi, mających trójwymiarowe powierzchnie z falami, które są również, co najmniej w pewnym stopniu, komplementarne ze sobą, ale których stopień zazębienia jest większy niż pierwszej pary leżących naprzeciwko siebie zespołów dociskowych.

Korzystnie utwierdza się skrajne, znajdujące się naprzeciwko siebie części poruszającej się ciągle wstęgi laminatowej o zerowym naprężeniu podczas każdego etapu stopniowego rozciągania.

Korzystnie sekwencyjne, stopniowe rozciąganie wstęgi laminatowej o zerowym naprężeniu przeprowadza się w kierunku w zasadzie równoległym do kierunku ruchu wstęgi.

Korzystnie sekwencyjne, stopniowe rozciąganie wstęgi laminatowej o zerowym naprężeniu przeprowadza się w kierunku w zasadzie prostopadłym do kierunku ruchu wstęgi.

Korzystnie sekwencyjne, stopniowe rozciąganie rozciągliwej wstęgi laminatowej o zerowym naprężeniu przeprowadza się stosując zespoły dociskowe zawierające walce faliste mające powierzchnie trójwymiarowe z falami biegnącymi nierównolegle do siebie.

Przedmiotem niniejszego wynalazku jest usprawniony sposób stopniowego rozciągania rozciągliwej wstęgi laminatowej o zerowym naprężeniu z nadaniem jej sprężystości w kierunku naciągnięcia pierwotnego, co najmniej do punktu tego naciągnięcia pierwotnego. Zarówno rozciągliwe wstęgi laminatowe o zerowym naprężeniu jak i używanie zazębionych walców falistych do stopniowego rozciągania takich wstęg w celu nadania im sprężystości, jest w zasadzie znane w tej dziedzinie, natomiast zgłaszający odkrył, że w przypadku pewnych rozciągliwych wstęg laminatowych o zerowym naprężeniu walce faliste wykazują skłonność do ich uszkadzania, zwłaszcza w przypadku stosunkowo dużej intensywności stopniowego rozciągania. W skrajnych sytuacjach uszkodzenia te mogą polegać nawet na zerwaniu wstęg w miejscach pokrywających się z rozkładem fal.

Zgłaszający znalazł sposób eliminacji lub co najmniej zmniejszenia ostrości tego problemu dla wielu rozciągliwych wstęg laminatowych o zerowym naprężeniu, wykazujących takie własności. Problem ten rozwiązano opracowując sposób sekwencyjnego rozciągania rozciągliwych części laminatowych o zerowym naprężeniu we wstędze podczas procesu stopniowego rozciągania. W szczególnie zalecanym przykładzie wykonania, proces mechanicznego rozciągania odbywa się etapami, co polega na przepuszczaniu wspomnianej wstęgi laminatowej pomiędzy wielu parami zazębionych walców falistych, przy czym stopień zazębienia każdej następnej pary jest większy od pary poprzedniej, w wyniku czego wspomniana wstęga jest sekwencyjnie rozciągana z jednoczesną minimalizacją jej uszkodzeń. Dzięki zastosowaniu wielu par walców o stopniowo zwiększającym się stopniu zazębienia wstęga jest mniej naprężana niż w przypadku stosowania jednej pary zazębionych walców falistych, o amplitudzie i zazębieniu porównywalnymi z odpowiednimi parametrami ostatniej pary w zestawie walców wielokrotnych. Ponadto chwilowe odprężenie wstęgi

169 406 podczas jej przechodzenia pomiędzy kolejnymi parami walców umożliwia pewną zmianę rozkładu naprężeń we wstędze przed jej stopniowym rozciągnięciem z większą intensywnością za pomocą każdej kolejnej pary walców. Minimalizacja stopnia naprężenia oraz umożliwienie pewnej zmiany rozkładu naprężeń w przedstawiony powyżej sposób, minimalizuje skłonność do uszkadzania wstęgi.

Przedmiot wynalazku został przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia wstęgę opasek jednorazowego użytku, w uproszczonym rzucie aksonometrycznym, każda z przymocowanym do niej w regularnych odstępach w kierunku podłużnym elastomerowym paskiem, przy czym wspomniana wstęga jest sekwencyjnie rozciągana w obszarach pokrywających się ze wspomnianymi paskami elastomerowymi za pomocą zazębiających się wielu par walców falistych, a następnie odcinana w określonych punktach leżących w jej kierunku podłużnym, dzięki czemu powstają liczne opaski jednorazowego użytku, każda z co najmniej jedną parą rozciągliwych poprzecznie skrzydełek bocznych; fig. 2 - zespół do realizacji sposobu sekwencyjnego rozciąganiu wstęgi według wynalazku, w uproszczonym rzucie aksonometrycznym, składający się z dwóch ustawionych kolejno zestawów zazębionych walców falistych; fig. 2A - sposób wykorzystania rolek biernych do owijania wstęgi z opaskami na dolnych walcach falistych, w przekroju poprowadzonym wzdłuż linii 2A-2A na fig. 2, w uproszczeniu; fig. 2B - stopień zazębienia pierwszego zestawu walców falistych w chwili przechodzenia pomiędzymi nimi rozciągliwej części laminatu wstęgi z opaskami; fig. 2C - stopień zazębienia drugiego zestawu walców falistych w chwili przechodzenia pomiędzy nimi częściowo rozciągniętej rozciągliwej części laminatu wstęgi z opaskami; fig.2D - połączoną punktowo rozciągliwą wstęgę laminatową o zerowym naprężeniu według niniejszego wynalazku po jej przejściu pomiędzy pokazanymi na fig. 2B i 2C falistymi walcami zaciskowymi, w silnym powiększeniu, w uproszczeniu; fig. 2E - połączoną w zasadzie w sposób ciągły rozciągliwą wstęgę laminatową o zerowym naprężeniu według niniejszego wynalazku po jej przejściu pomiędzy pokazanymi na fig. 2B i 2C falistymi walcami zaciskowymi, w przekroju poprzecznym, w silnym powiększeniu, w uproszczeniu; fig. 3 - alternatywnie urządzenie do sekwencyjnego rozciągania wstęgi według wynalazku, na uproszczonym rysunku schematycznym; fig.4A -przekrój poprzeczny poprowadzony wzdłuż linii 4A-4A na fig. 3, w uproszczeniu; oraz fig.4B -przekrój poprzeczny poprowadzony wzdłuż linii 4B-4B na fig. 3, w uproszczeniu.

Oczywiste jest dla fachowca w tej dziedzinie, ze chociaż zamieszczony poniżej opis niniejszego wynalazku odnosi się do opasek jednorazowego użytku z wybranymi obszarami sprężystymi, można go stosować na równorzędnych urządzeniach i do prawie wszystkich rodzajów wstęg, których cała powierzchnia lub jej pewne części zawierają rozciągliwe elementy laminatowe o zerowym naprężeniu.

W najprostszej formie, używany w tym dokumencie termin, rozciągliwa wstęga laminatowa o zerowym naprężeniu odnosi się do wstęgi laminatowej składającej się z co najmniej dwóch warstw materiału, połączonych ze sobą, w sposób punktowy lub ciągły, wzdłuż co najmniej części swoich biegnących razem powierzchni, kiedy znajdują się one w zasadzie w stanie nienaprężonym (o zerowym naprężeniu). Korzystnie, co najmniej jedna ze wspomnianych warstw ma postać ciągłej wstęgi, co ułatwia obróbkę w sposób ciągły i z wysoką prędkością. Drugą ze wspomnianych warstw może stanowić wstęga ciągła lub elementy rozczłonowane albo paski, przymocowane do wstęgi ciągłej w określonych miejscach.

Używane poniżej w tekście określenie wstęga laminatowa połączona punktowo będzie oznaczało wstęgę laminatową, w której poszczególne warstwy przed rozciągniąciem są wstępnie łączone ze sobą punktowo w pewnych odległościach, lub w której warstwy są w zasadzie ze sobą nie związane w dyskretnych obszarach znajdujących się w pewnej odległości od siebie. Połączone punktowo wstęgi laminatowe pierwszego typu można wytwarzać przepuszczając dwie termozgrzewalne warstwy przez ogrzewane walce gofrujące albo przez punktowe nakładanie kleju na jedną z warstw na obszary znajdującej się w pewnej odległości od siebie, a następnie stykanie warstw ze sobą, natomiast połączone punktowo wstęgi drugiego typu można wytwarzać poprzez wkładanie pokrytej klejem perforowanej warstwy lub siatki pomiędzy parę warstw w zasadzie ciągłych. I na odwrót, wstęga laminatowa połączona w zasadzie ciągle będzie oznaczała wstęgę laminatową, której warstwy przed rozciągnięciem są wstępnie połączone ze sobą w sposób w zasadzie ciągły za

169 406 pośrednictwem zwróconych ku sobie powierzchni. Wstęgi laminatowe połączone w zasadzie w sposób ciągły można wytwarzać poprzez wytłaczanie pierwszej, w zasadzie ciągłej, termoplastycznej warstwy przylepnej bezpośrednio na warstwę drugą, z jednoczesnym ogrzewaniem warstwy pierwszej, a następnie przepuszczanie dwóch termozgrzewalnych warstw pomiędzy gładkimi ogrzewanymi walcami, albo poprzez nakładanie w zasadzie ciągłej powłoki kleju, techniką natryskiwania lub nadmuchiwania gęsto rozłożonych punktów spoiwa na jedną z dwóch warstw, a następnie stykanie jej z drugą warstwą.

Jedna z warstw zastosowanych w rozciągliwej wstędze laminatowej o zerowym naprężeniu jest wykonana z materiału rozciągliwego i elastomerowego, tj. po usunięciu siły rozciągającej w zasadzie powraca do swoich wymiarów w stanie nienaprężonym. Warstwa druga, przymocowana do warstwy elastomerowej, jest wydłużalna, a korzystniej odkształcalna, ale nie musi być elastomerowa. Bez względu na swoją budowę warstwa druga powinna w wyniku rozciągnięcia wydłużyć się co najmniej w takim stopniu, żeby nastąpiło jej trwałe wydłużenie w taki sposób, że po usunięciu sił rozciągających nie wróci całkowicie do swojego stanu przed odkształceniem. Na tym odcinku, na którym trwale wydłużona druga warstwa nie jest przymocowana do wstęgi elastomerowej po rozciągnięciu, trwale wydłużona druga warstwa rozszerza się w kierunku z pomiędzy punktami swojego mocowania do wstęgi elastomerowej z chwilą kiedy elastomerowa wstęga, do której jest przymocowana, powraca do swojego, w zasadzie nieodkształconego, stanu w płaszczyźnie x-y. Im większa odległość pomiędzy sąsiednimi punktami mocowania w płaszczyźnie x-y po rozciągnięciu, tym większy stopień rozszerzenia w kierunku z w gotowej wstędze laminatowej. Bez względu na stopień rozszerzenia w kierunku z, powstała rozciągliwa wstęga laminatowa o zerowym naprężeniu jest następnie sprężyście rozciągliwa w kierunku pierwotnego rozciągnięcia, co najmniej do punktu tego pierwotnego rozciągnięcia.

O ile wiadomo zgłaszającym, termin zerowe naprężenie, używany w niniejszym dokumencie do opisu rozciągliwej wstęgi laminatowej, której dotyczy niniejszy wynalazek, nie był dotychczas stosowany w tym celu przez profesjonalistów z tej dziedziny; w niniejszym dokumencie będzie on stosowany ze względu na swoją treść.

Wstęga z opaskami oraz opaski w kształcie klepsydry, pokazane schematycznie na fig. 1-2C, zawierają sprężyste skrzydełka boczne w jednym lub obu zespołach wypustek wykroju w kształcie klepsydry. Sposób umieszczania takich dyskretnych elementów elastomerowych, umożliwiający wytwarzanie takich sprężystych skrzydełek bocznych w co najmniej jednej parze wypustek, jest znany.

Na fig. 1 przedstawiono ciągłą wstęgę 1, składającą się z wielu połączonych ze sobą opasek 2 jednorazowego użytku. Każda z nich jest zbudowana z tamponu chłonnego 3, pary elementów lub pasków pierwszej warstwy elastomerowej 4a, które może stanowić lity kauczuk syntetyczny lub naturalny, syntetyczny lub naturalny kauczuk spieniony, folia elastomerowa włóknina laminatowa, siatka elastomerowa lub podobny materiał, przymocowanych do wstęgi w z góry określonych, rozstawionych w pewnej odległości miejscach, przy czym wspomniany tampon chłonny oraz wspomniane elastomerowe paski znajdują się pomiędzy nienaprężoną drugą warstwą 5 stanowiącą w przykładzie wykonania nieprzepuszczalną dla wilgoci podkładkę 5, wykonaną zazwyczaj z wydłużalnego materiału polimerowego, takiego jak folia polietylenowa o grubości 0,025 mm, a trzecią nienaprężoną warstwą wydłużalną 6 stanowiącą w przykładzie wykonania przepuszczalną dla wilgoci warstwę górną 6, wykonaną zazwyczaj z wydłużalnej włókniny lub wydłużalnej perforowanej folii polimerowej.

Do szczególnie zalecanych materiałów, nadających się do wyrobu elementów lub pasków warstwy elastomerowej 4a należą materiały spienione o wydłużeniu do zerwania co najmniej około 400% i sile rozciągającej wynoszącej około 7,9 gramów na milimetr szerokości próbki przy 50% wydłużeniu w porównaniu z jej długością w stanie nieobciążonym. Do przykładowych materiałów spienionych, uznanych za nadające się do tego celu należą: spieniony poliuretan General Foam Nr 40310, o grubości w stanie nie obciążonym około 2 mm i gęstości około 0,033 grama na centymetr sześcienny, pochodzący z firmy General Foam z Paramus, New Jersey, spieniony poliuretan Bridgestone SG o grubości w stanie nieobciążonym około 2 mm i gęstości około 0.033 grama na centymetr sześcienny, pochodzący z firmy Bridgestone z Jokohamy, Japonia, spieniony, sieciowany naturalny kauczuk o grubości w stanie nieobciążonym około 13 mm i gęstości około 0.214 grama na centymetr sześcienny, pochodzący z firmy Fulflex Inc. z Middleton,

169 406

RI oraz spieniony sieciowany naturalny kauczuk o grubości w stanie nieobciążonym około 1,3 mm i gęstości około 0,214 grama na centymetr sześcienny, pochodzący z firmy Ludlow Composites Corporation z Fremont, Ohio.

Szczególnie zalecanymi materiałami do wyrobu podkładek 5 są mieszanki składające się z około 45-90% liniowego polietylenu o niskiej gęstości i około 10-55% polipropylenu. W przypadku stosowania w postaci niegofrowanej, grubość podkładki 5 wynosi zazwyczaj w stanie nieobciążonym około 0,025 mm. W razie konieczności podkładka może być gofrowana do grubości około 0,14 mm, co poprawia możliwości manipulowania wstęgą i jej wygląd. Przykładowymi materiałami nadającymi się do tego celu są: RR8220 mieszanka REDEM, pochodząca z firmy Tredegar Industries, Inc. z Terre Haute, Indiana; i RR5475 mieszanka ULAB, pochodząca z firmy Tredegar Industries, Inc. z Terre Haute, Indiana.

Jednym z materiałów o szczególnej przydatności do wyrobu przepuszczalnych dla wilgoci warstw górnych 6 jest hydrofobowa włóknina zgrzebna o gramaturze w zakresie około 21,5-23,9 gramów na metr kwadratowy, składająca się z włókien polipropylenowych o numerze denier 2.2, pochodząca z firmy Veratec Inc., Oddziału firmy International Paper Company z Walpole, Massachusetts, i oznakowana jako P8.

Części wstęgi opasek z rozciągliwego laminatu o zerowym naprężeniu mają pożądany estetyczny wygląd, zwłaszcza kiedy podkładka 5, warstwa górna 6 lub obie, są wykonane ze sprężystej przestrzennie wstęgi polimerowej.

Wstęgi ciągłe, z jakich wykonane są materiały podkładki 5 i warstwy górnej 6 są utrzymywane, korzystnie, w stanie lekko naciągniętym (w zasadzie pod zerowym naprężeniem) w kierunku maszynowym, co zapobiega ich skręcaniu i ułatwia zachowanie odpowiedniego położenia z zespołem opaski oraz przebieg obróbki do czasu pocięcia gotowej wstęgi z opaskami na poszczególne opaski 2 za pomocą noża 12'.

Proces formowania wstęgi z opaskami pokazano na fig. 1 tylko schematycznie. Tampony chłonne 3 są doprowadzane w regularnych, ściśle określonych odstępach pomiędzy parę walców łączących lub laminujących 15. W zalecanym przykładzie wykonania tampony chłonne 3 są wykonane, korzystnie, z filcu napowietrzanego, umieszczonego wewnątrz koperty z bibułki celulozowej, co uniemożliwia rozpadanie się tamponu podczas użytkowania.

Jak już wskazano wcześniej, rozciągliwe wstęgi laminatowe o zerowym naprężeniu można wytwarzać łącząc poszczególne warstwy punktowo lub w przybliżeniu w sposób ciągły. Łączenie punktowe jest zazwyczaj pożądane w takich sytuacjach, kiedy w zasadzie niesprężyste wstęgi laminatu są stosunkowo rozciągliwe lub odkształcalne bez zrywania i kiedy pożądane jest, żeby gotowy laminat miał duże wybrzuszenie w kierunku z.

Natomiast stwierdzono, ze łączenie w sposób ciągły jest na ogół pożądane w takich sytuacjach, kiedy wybrzuszenie w kierunku z nie jest najważniejsze i jedna lub więcej stosunkowo niespręzystych wstęg laminatu jest trudna do wydłużenia lub odkształcenia bez zerwania. W tej drugiej sytuacji, po zakończeniu procesu stopniowego rozciągania, łączenie w sposób ciągły utrzymuje wszystkie warstwy laminatu stosunkowo blisko siebie. W związku z tym, jeżeli nawet podczas procesu stopniowego rozciągania nastąpi zerwanie jednej lub kilku stosunkowo niesprężystych wstęg, stosunkowo bliskie przyleganie uszkodzonych części stosunkowo niesprężystej wstęgi lub wstęg do warstwy elastomerowej utrudnia użytkownikowi zorientowanie się, że takie uszkodzenie nastąpiło. Ewentualne pęknięcie stosunkowo niesprężystej wstęgi lub wstęg nie pogarsza jej funkcjonalności, np. nieprzepuszczalności dla płynów. Uszkodzenie stosunkowo niesprężystej wstęgi lub wstęg podczas stopniowego rozciągania nie ma negatywnego wpływu na własności gotowego wyrobu.

W związku z tym, dodatkową i nieoczekiwaną korzyścią, wynikającą ze stosowania łączenia ciągłego rozciągliwych wstęg laminatowych o zerowym naprężeniu jest to, ze producent wyrobów sprężystych ma do wyboru dużo większy asortyment stosunkowo niesprężystych wstęg, które można z powodzeniem zastosować w laminatach rozciąganych sposobem według wynalazku. W istocie, rozwiązanie to umożliwia stosowanie w rozciągliwych wstęgach laminatowych o zerowym naprężeniu stosunkowo niesprężystych wstęg, które zazwyczaj są uważane za zupełnie nieodkształcalne. W związku z powyższym, o ile wyraźnie nie zaznaczono inaczej, znaczenie stosowanego w niniejszym opisie i zastrzeżeniach terminu odkształcalny, nie należy rozumieć jako świadomie wykluczającego stosunkowo niesprężyste wstęgi, które podczas procesu stopniowego rozciągania stają się cieńsze lub ulegają uszkodzeniu.

169 406

Jak widać na przykładzie wykonania pokazanym na fig. 1, ciągła wstęga z nieprzepuszczalnego dla wilgoci i wydłużalnego materiału podkładowego jest kierowana do urządzenia 10 do powlekania klejem. Jeżeli pożądane jest punktowe łączenie warstw w celu zmaksymalizowania w gotowym wyrobie wybrzuszenia w kierunku z, to urządzenie 10 można wyregulować w ten sposób, że klej jest nanoszony punktowo w rozstawionych w pewnej odległości od siebie obszarach podkładki 5, w których mają być umieszczone w zasadzie nienaprężone paski warstwy elastomerowej 4a.

Alternatywnie, jeżeli pożądane jest połączenie w sposób ciągły, to urządzenie 10 może być wyregulowane w taki sposób, żeby nakładało klej na podkładkę 5 w zasadzie równomiernie i w sposób ciągły w te ściśle określone miejsca, w których mają być umieszczone w zasadzie nienapręzone paski warstwy elastomerowej 4a. W zalecanym przykładzie wykonania drugiego typu, zastosowany klej jest rozciągliwy, natomiast jako urządzenie 10 do jego nakładania zastosowano zespół do nadmuchowego powlekania klejem topliwym.

Jednym z takich zespołów do nadmuchowego powlekania klejem topliwym, uznanym przez Zgłaszających za szczególnie nadający się do wytwarzania połączonych w zasadzie w sposób ciągły rozciągliwych wstęg laminatowych o zerowym naprężeniu jest rozpylacz substancji topliwych Model No. GM-50-2-1-GH, pochodzący z firmy J&M Laboratories z Gainesville, Georgia. W urządzeniu tym znajduje się dysza zawierająca 0,8 otworu na mm długości liczony w kierunku poprzecznym do maszynowego, przy czym każdy z otworów ma średnicę około 0,5 mm. Klej topliwy Findley H-2176, pochodzący z firmy Findley Adhesives z Findley, Ohio, jest ogrzewany do temperatury, korzystnie, około 171°C i nakładany na podkładkę 5 z wydajnością około 0,0120,016 miligramów na milimetr kwadratowy. Przez znajdujące się w dyszy dodatkowe otworki jest wtłaczane gorące sprężone powietrze o temperaturze około 218°C i ciśnieniu około 345 kPa powyżej atmosferycznego, którego zadaniem jest równomierne rozprowadzanie włókienek kleju podczas procesu powlekania.

W wyniku zetknięcia się kleju topliwego, oznaczonego na fig. 1 przez 10a, z wstęgą podkładki 5, w czasie poprzedzającym stopniowe rozciąganie gotowej, rozciągliwej laminatowej części wstęgi opasek o zerowym naprężeniu, następuje zmięknięcie podkładki. W przypadku pewnych wstęg, na przykład takich jak podkładki z konwencjonalnego polietylenu, stwierdzono, że wspomniane zmięknięcie jest korzystne, ponieważ minimalizuje uszkodzenia podkładki podczas procesu stopniowego rozciągania wstęgi. Może to mieć szczególne znaczenie w takich sytuacjach, kiedy rozważana wstęga nadaje produkowanym gotowym wyrobom pewne cechy, na przykład nieprzepuszczalność dla płynów.

Alternatywnie, elementy stanowiące części wstęgi opasek o zerowym naprężeniu łączy się punktowo ze sobą lub w zasadzie ciągle klejami nieogrzewanymi, techniką termozgrzewania, łączenia pod dociskiem, techniką zgrzewania ultradźwiękowego, etc. W takich przypadkach, w razie konieczności, w celu osiągnięcia podobnego rezultatu, energia cieplna jest doprowadzana do podkładki 5 za pomocą innych, znanych profesjonalistom z tej dziedziny, urządzeń, np. promienników (nie pokazanych), dmuchaw gorącego powietrza (nie pokazanych), etc.

Materiał elastomerowy 4 jest podawany z dwóch rolek w taki sposób, że jego naprężenie jest bardzo małe (w zasadzie ma naprężenie zerowe); prędkość podawania jest dobrana w taki sposób, żeby na walcu matrycowym 11, na którego obwodzie znajdują się otwory ssące (nie pokazane) do przytrzymywania materiału, uzyskać odpowiedniej długości paski warstwy elastomerowej 4a przypadające na jedną opaskę. Nóż 12 wykonuje jedno cięcie na każdą opaskę, po czym w zasadzie nienaprężone paski warstwy elastomerowej 4a są przemieszczane przez walec matrycowy 11, przytrzymywane na jego powierzchni za pomocą podciśnienia, aż osiągną punkt 13 przeniesienia. W punkcie 13 paski elastomerowej 4a są przenoszone, korzystnie za pomocą strumienia powietrza o wysokim ciśnieniu, na ściśle określone części podkładki 5, w których znajduje się klej 10a. Przenoszenie jest sekwencyjne, a prędkości powierzchniowe walca matrycowego 11 z trzymaniem podciśnieniowym i podkładki 5 są w przybliżeniu równe.

Następnie podkładka 5, wraz z przymocowanymi do niej w określonych miejscach jej długości paskami warstwy elastomerowej 4a, jest kierowana do pary walców laminujących lub łączących 15.

Ciągła wstęga przepuszczalnego dla wilgoci materiału na warstwę górną 6, na przykład wstęga wydłużalnej włókniny, jest podawana w pobliże drugiego zespołu 14 do powlekania klejem, w

169 406 którym nakładany jest na nią klej 14a, paskami, korzystnie, pasującymi pod względem wymiarów i położenia do pasków warstwy elastomerowej 4a, znajdujących się na wstędze podkładek 5. Podobnie jak w przypadku materiału podkładek 5, klej może być nakładany na materiał na warstwę górną 6 punktowo lub w sposób ciągły, w zależności od własności materiału warstwy górnej 6 oraz od pożądanych parametrów gotowej rozciągliwej wstęgi laminatowej o zerowym naprężeniu. W razie konieczności zespół 14 do powlekania klejem jest taki sam jak zespół 10.

Wstęga na podkładkę 5, wstęga na warstwę górną 6 oraz tampony chłonne 3 stykają się ze sobą pomiędzy walcami łączącymi 15. Bezpośrednio przed zetknięciem się ze sobą obu wstęg i tamponów, korzystne jest pokrycie jednej lub obu wstęg dodatkową warstwą kleju za pomocą zespołu, którego, dla czytelności rysunku, nie pokazano na fig. 1. Zadaniem tej warstwy jest połączenie ze sobą określonych części podkładki 5, warstwy górnej 6 i tamponu chłonnego 3, dzięki czemu powstaje wstęga 1 z opaskami.

Następnie kompletna wstęga 1 z opaskami jest przepuszczana, korzystnie, przez parę walców utrwalających 16, które mogą wymagać chłodzenia w celu zminimalizowania wycieków kleju.

Następnie kompletna wstęga 1 z opaskami jest podawana do urządzenia do stopniowego rozciągania sposobem według niniejszego wynalazku, które na fig. 1 pokazano tylko schematycznie jako 20. Szczegółową budowę szczególnie zalecanego przykładu wykonania urządzenia do stopniowego rozciągania według niniejszego wynalazku, które można używać w roli urządzenia 20, przedstawiono na fig. 2.

Jak widać na fig. 2, synchronizacja ruchu wstęgi 1 z opaskami, na której znajdują się w zasadzie nienaprężone paski warstwy elastomerowej 4a, jest tak dobrana, że kiedy przechodzi ona pomiędzy powierzchniami trójwymiarowymi 24a na górnych walcach falistych 25, a ciągłymi falistymi lub rowkowanymi, dolnymi walcami falistymi 21, to znajdujące się na niej, w zasadzie nienaprężone paski warstwy elastomerowej 4a, trafiają na faliste lub rowkowane trójwymiarowe powierzchnie 24a, znajdujące się na górnych walcach falistych 25. W razie potrzeby całkowita długość rowkowanych powierzchni 24a, mierzona w kierunku maszynowym, może być większa niż pasków warstwy elastomerowej 4a, co umożliwia nadanie pewnej rozciągliwości tym częściom warstwy górnej i podkładki, które w gotowej opasce sąsiadują z paskami warstwy elastomerowej 4a.

Dokładne rozmieszczenie, odstępy i głębokości dopełniających się rowków na górnych i dolnych walcach falistych są zmienne w zależności od takich czynników jak pożądany stopień sprężystości jaki ma mieć gotowa do użytku rozciągliwa część laminatowa o zerowym naprężeniu, natomiast w szczególnie zalecanym przykładzie realizacji sposobu według niniejszego wynalazku, na każdej z dwóch par ustawionych kolejno walców falistych zastosowano rowki, w których odległość pomiędzy grzbietami wynosi około 3,8 mm, kąt rowka, mierzony na grzbiecie, około 12°, a głębokość rowka, mierzona od grzbietu do dna około 7,6 mm. Promień zaokrąglenia grzbietu każdej fali na wspomnianych powyżej walcach falistych wynosi zazwyczaj około 0,025 mm, natomiast promień zaokrąglenia dna rowka pomiędzy sąsiednimi falami około 1 mm. Ustawione kolejno pary walców falistych są typowo wyregulowane w taki sposób, że stopień zachodzenia na siebie znajdujących się naprzeciwko siebie grzbietów fal na walcach falistych każdej z kolejnych par zwiększa się o około 0,89-1,3 mm od pierw-ssz.ej pary zazębionych walców falistych 21,25 do drugiej pary zazębionych walców falistych 21,27, przy czym całkowita głębokość zachodzenia na siebie fal drugiego zestawu zazębionych walców falistych 21,27 wynosi zazwyczaj od około 3,8 mm do około 4,45 mm. W wyniku działania zazębionych walców falistych wspomnianego powyżej typu, osadzonych kolejno, wstęga składająca się z pasków warstwy elastomerowej 4a ze spienionego, elastomerowego poliuretanu o grubości 2 mm, połączona, w zasadzie ciągle, swoimi przeciwległymi powierzchniami z nieprzepuszczalną dla wilgoci polimerową podkładką 5 o grubości 0,025 mm oraz hydrofobową warstwą górną 6 z włókniny o gramaturze w zakresie od około 21,5 do około 23,9 gramów na metr kwadratowy, wykonanej z włókien polipropylenowych o numerze około 2.2 dienier, uzyskiwała dobre własności sprężyste.

Oczywiście, w razie potrzeby istnieje możliwość regulacji stopnia zachodzenia na siebie przeciwległych grzbietów na kolejnych parach zazębionych walców falistych, dzięki czemu można gotowej rozciągliwej części laminatowej wstęgi o zerowym naprężeniu nadawać większą lub mniejszą wydłużalność. W przypadku wspomnianej powyżej geometrii walców i budowy wstęgi laminatowej, odpowiednim zakresem zmienności głębokości zachodzenia na siebie grzbietów

169 406 walców jest przedział od około 1,3 mm do około 5,7 mm. Ogólnie biorąc, w miarę wzrostu liczby kolejnych par zazębionych walców falistych dla dowolnego całkowitego stopniowego rozciągnięcia, zmniejsza się potencjalna możliwość uszkodzenia wstęgi Uważa się, że jest to wynikiem etapowego procesu stopniowego rozciągania, przeprowadzonego w kilku stosunkowo małych krokach, dzięki zastosowaniu szeregu ustawionych kolejno par zazębionych walców falistych. Uważa się, ze rozciąganie wstęgi podzielone na większą liczbę etapów minimalizuje możliwość jej uszkodzenia.

Jak widać na fig.2A, wstęga 1 z opaskami jest prowadzona przez rolki bierne 72, 74 w taki sposób, ze owija się na dolnych walcach falistych 21 na odcinku wystarczającym do przykrycia czynnych otworów ssących 22 (fig. 2B), znajdujących się w bezpośrednim sąsiedztwie każdego ciągłego zespołu rowków powierzchni trójwymiarowych 23 na walcach dolnych 21. Otwory ssące 22, rozmieszczone w taki sposób, żeby w zasadzie były zsynchronizowane z rowkowanymi segmentami powierzchni trójwymiarowych 24a na górnych walcach falistych 25, są połączone wewnątrz walców 21 z parą przewodów podciśnieniowych, w wyniku czego wstęga 1 z opaskami jest przyssana do rowkowanych powierzchni trójwymiarowych na dolnych walcach falistych 21.

W celu zminimalizowania odkładania się kleju, używanego do mocowania nienaprężonych pasków warstwy elastomerowej 4a do przepuszczalnej dla cieczy wstęgi na warstwę górną 6 i do nieprzepuszczalnej dla cieczy wstęgi na podkładkę 5, albo kleju używanego do mocowania ze sobą odpowiadających sobie części wstęgi na warstwę górną i na podkładkę, rowkowane segmenty powierzchni 24a na walcach górnych 25 oraz ciągłe rowki powierzchni 23 na walcach dolnych 21 są, korzystnie, wykonane z materiału o niskim współczynniku tarcia, takiego jak Teflon, albo powlekane samosmarującym materiałem o niskim współczynniku tarcia, takim jak powłoka natryskowa Permalon Nr 503, pochodząca z firmy Micro Surface Corporation z Morris, Illinois.

Otwory ssące 22 na dolnych walcach 21 są, korzystnie, pokryte materiałem porowatym, takim jak materiał ażurowy 44 o oczkach 2,3 mm, co zapewnia przysysanie części wstęgi 1 z opaskami do powierzchni, po której biegnie, a także zapewnia wstędze dobrą powierzchnię podparcia, zapobiegając jej poślizgowi lub przemieszczaniu się w kierunku poprzecznym, kiedy działa na nią podciśnienie.

W optymalnych warunkach, maksymalna wielkość stopniowego naciągnięcia, jakiemu można poddać części o zerowym naprężeniu wstęgi 1 z opaskami, zawierającej paski wstęgi elastomerowej 4a wynika z głębokości sprzężenia rowków na powierzchniach 24a na walcach górnych 25 z ciągłymi rowkami powierzchni 23 na dolnych walcach falistych 21. Jednakże Zgłaszający stwierdzili, że o ile nie zostanie wyeliminowany poślizg lub skurcz rozciągliwej wstęgi laminatowej w kierunku w zasadzie równoległym do kierunku rozciągania wstęgi w czasie jej przechodzenia pomiędzy zazębionymi walcami falistymi, me ma możliwości osiągnięcia optymalnej wielkości stopniowego naciągnięcia. W związku z tym, proces stopniowego rozciągania wstęgi według niniejszego wynalazku, w swojej najbardziej zalecanej postaci, jest realizowany w ten sposób, że zewnętrzne części 7, 7' wszystkich trzech warstw wchodzących w skład rozciągliwego kompozytu laminatowego o zerowym naprężeniu są utwierdzane, jak pokazano ogólnie na przekroju poprzecznym z fig. 2B; dzięki temu wyeliminowano poślizg lub skurcz rozciągliwych części laminatowych o zerowym naprężeniu wstęgi z opaskami w kierunku równoległym do pożądanego kierunku rozciągnięcia w czasie jej przechodzenia pomiędzy zespołami ustawionych kolejno, zazębionych walców falistych.

Jednakże, w razie potrzeby, zaletą niniejszego wynalazku jest również możliwość utwierdzenia tylko wydłużalnej lub odkształcalnej warstwy lub warstw materiału kompozytowego, tj. utwierdzanie zewnętrznych części pasków warstwy elastomerowej 4a podczas procesu stopniowego rozciągania nie jest warunkiem koniecznym. W tym przypadku warstwa lub warstwy wydłużalne lub odkształcalne są tak jak poprzednio trwale wydłużane podczas procesu stopniowego rozciągania, ale wybrzuszenie w kierunku z w gotowej rozciągliwej wstędze laminatowej o zerowym naprężeniu po usunięciu siły rozciągającej może być nieco mniejsze. Taki charakter procesu wynika z tego, ze podczas takiego procesu na warstwę elastomerową działa mniejsze naprężenie początkowe. W związku z tym po jej powrocie do stanu nieodkształconego jej skurcz jest mniejszy.

169 406

Przykładowy rozciągliwy laminat o zerowym naprężeniu wspomnianego powyżej typu może również wykazywać pewien stopień nieproporcjonalnego naprężenia w wydłużalnej wstędze lub wstęgach w obszarach bezpośrednio sąsiadujących z przeciwległymi krawędziami pasków warstwy elastomerowej 4a. W przypadku kiedy, jak to jest zazwyczaj praktykowane, nieprzepuszczalna dla płynów warstwa barierowa opaski, zrobiona z nieprzezroczystej wstęgi na podkładki, jest wykonana z materiału nieprzezroczystego, grubość tych nieproporcjonalnie naprężonych części może się tak zmniejszyć, że staną się one nawet przezroczyste, pomimo że nie zostaną zerwane. W takich przypadkach nie ma to wpływu na funkcjonalność rozciągliwych części laminatowych o zerowym naprężeniu wstęgi z opaskami, np. na ich nieprzepuszczalność dla płynów. Rozwiązania tego typu są zazwyczaj stosowane w takich sytuacjach, w których rozciągliwa część laminatowa o zerowym naprężeniu w gotowym wyrobie nie jest widoczna ze względu na budowę lub stan tego wyrobu, albo, jeżeli jest widoczna, jej wygląd nie ma znaczenia dla użytkownika wyrobu.

W kolejnym przykładzie wykonania niniejszego wynalazku nawet zerwanie jednej lub kilku niesprężystych wstęg wydłużalnych może nie mieć wpływu na własności użytkowe gotowej rozciągliwej wstęgi laminatowej o zerowym naprężeniu, np. zerwanie wstęgi podkładki 5 nie musi uniemożliwić stosowania wstęgi laminatowej zgodnie z jej przeznaczeniem, o ile jej pozostałe warstwy zapewniają pożądane własności gotowego wyrobu. Na przykład, częściowe zerwanie wydłużalnej wstęgi podkładki 5 nie skasuje całkowicie nieprzepuszczalności gotowej opaski jednorazowego użytku dla płynów, jeżeli paski warstwy elastomerowej 4a są wykonane z materiału nieprzepuszczalnego dla płynów. Odnosi się to, zwłaszcza do takich rozciągliwych wstęg laminatowych o zerowym naprężeniu, w których rozważane warstwy są połączone w sposób ciągły, ponieważ stosunkowo bliskie przyleganie warstw do siebie po stopniowym rozciąganiu znacznie utrudnia użytkownikowi wyrobu wykrycie takiego uszkodzenia warstwy.

Ponieważ pokazana na fig. 1-2B wstęga 1 z opaskami jest w zasadzie nieprzepuszczalna dla powietrza ze względu na obecność w niej nieprzepuszczalnej dla płynów górnej wstęgi podkładki 5, otwory ssące 22, pokryte porowatym materiałem ażurowym 44, są w razie potrzeby umieszczone w bezpośrednim sąsiedztwie każdego zespołu zorientowanych w kierunku maszynowym rowków powierzchni trójwymiarowych 23 znajdujących się w dolnych walcach falistych 21. Jeżeli paski warstwy elastomerowej 4a są wystarczająco przepuszczalne dla powietrza, to powstają siły ssące wywoływane podciśnieniem, działające na przepuszczalną dla płynów warstwę górną 6 i paski elastomerowe, silnie dociskające leżące na nich części podkładki 5. W takiej sytuacji, podczas procesu stopniowego rozciągania będą utwierdzone skrajne, znajdujące się naprzeciwko siebie części 7,7', a więc wszystkie trzy warstwy składające się na rozciągliwą wstęgę laminatową 1 o zerowym naprężeniu.

Jeżeli paski warstwy elastomerowej 4a nie są odpowiednio przepuszczalne dla powietrza, to wtedy konieczne jest umieszczenie otworów ssących 22 i pokrywającego je materiału ażurowego 44 bezpośrednio na zewnątrz leżących naprzeciwko siebie krawędzi pasków warstwy elastomerowej 4a, co umożliwi działanie sił ssących na nieprzepuszczalną dla płynów, odkształcalną warstwę podkładki 5 poprzez przepuszczalną dla płynów wydłużalną warstwę 6; albo utwierdzenie wszystkich trzech warstw, składających się na rozciągliwe części wstęgi laminatowej 1 o zerowym naprężeniu, za pomocą odpowiedniego uchwytu, mającego możliwość działania na przeciwległe powierzchnie wstęgi 1 z opaskami.

Siły ssące, działające na wstęgę 1 z opaskami, pokazaną na fig. 1-2C, poprzez otwory ssące 22 i porowaty materiał ażurowy 44, w zasadzie uniemożliwiają poślizg lub skurcz, w kierunku poprzecznym ku środkowi, tych części wstęgi z opaskami, na których znajdują się w zasadzie nienaprężone paski warstwy elastomerowej 4a, podczas ich przechodzenia pomiędzy zazębionymi częściami rowków ciągłych powierzchni 23 na dolnych walcach falistych 21, a rowkowanymi powierzchniami 24a i 24b odpowiednio pierwszego i drugiego zestawu górnych walców falistych 25 i 27.

Taki charakter procesu nie tylko maksymalizuje efektywność procesu stopniowego rozciągania wstęgi poprzez wymuszanie możliwie największego wydłużenia wydłużalnej wstęgi na warstwę górną i podkładkę, do których przymocowane są paski warstwy elastomerowej 4a ale w zasadzie również zapobiega nieproporcjonalnie dużemu naprężeniu wstęg na warstwę górną i/lub podkładkę do których są one przymocowane w obszarach bezpośrednio sąsiadujących z leżącymi naprzeciwko siebie skrajnymi krawędziami pasków elastomerowych.

169 406

Sekwencyjne rozciąganie według wynalazku rozciągliwych części laminatowych o zerowym naprężeniu wstęgi 1 z opaskami za pomocą wielu par zazębionych walców falistych, z których każda kolejna para ma większy stopień zazębienia, zmniejsza intensywność procesu wydłużania, a tym samym wielkość naprężenia w przechodzącej pomiędzy nimi kompozyto wej wstędze. Ponadto chwilowe odprężenie wstęgi podczas jej przechodzenia pomiędzy kolejnymi parami walców umożliwia pewną zmianę rozkładu naprężeń we wstędze przed jej stopniowym rozciągnięciem z większą intensywnością za pomocą każdej kolejnej pary walców.

Z tego względu, im większa liczba par zazębionych walców, dzięki którym osiąga się odpowiednie stopniowe rozciągnięcie, tym bardziej podzielone jest na etapy rozciąganie wstęgi w miarę jej przechodzenia pomiędzy dowolną daną parą walców i tym większe możliwości dokonania zmiany rozkładu naprężeń wewnątrz wstęgi. Taki charakter procesu nie tylko minimalizuje intensywność naprężania kompozytowej wstęgi, ale również maksymalizuje możliwości zmiany rozkładu naprężeń pomiędzy poszczególnymi operacjami stopniowego rozciągania. W rezultacie sekwencjyny układ walców w mniejszym stopniu powoduje uszkodzenia obrabianych wstęg niż w przypadku przeprowadzenia całego procesu stopniowego rozciągania za pomocą pojedynczej pary walców o równoważnym stopniu zazębienia.

Na fig. 2D przedstawiono połączoną punktowo, nienaprężoną, rozciągliwą wstęgę laminatową 1 o zerowym naprężeniu rozciągniętą sposobem według niniejszego wynalazku, w stanie odpowiadającym największemu rozciągnięciu stopniowemu, natomiast na przekroju poprzecznym na fig. 2E przedstawiono połączoną w sposób ciągły, poza tym identyczną, nienaprężoną wstęgę laminatową 1 o zerowym naprężeniu, rozciągniętą sposobem według niniejszego wynalazku, w stanie odpowiadającym jej największemu rozciągnięciu stopniowemu. Obie wstęgi są sprężyście rozciągliwe w kierunku rozciągnięcia pierwotnego co najmniej do punktu, do którego ono nastąpiło, ale pokazana na fig. 2D połączona punktowo rozciągliwa wstęga laminatowa o zerowym naprężeniu ma znacznie większe wybrzuszenie w kierunku z.

Po zakończeniu procesu stopniowego rozciągania pokazanego schematycznie jako 20 na fig. 1, gotowa wstęga 1 z opaskami jest, korzystnie, przepuszczana przez urządzenie, pokazane schematycznie jako 60, do robienia w jej bocznych powierzchniach wycięć na nogi użytkownika.

Na końcu wstęga 1 z opaskami jest cięta w określonych miejscach na swojej długości za pomocą noża 12', wskutek czego powstają opaski 2 jednorazowego użytku w kształcie klepsydry, mające co najmniej jedną parę w zasadzie nieuszkodzonych skrzydełek bocznych, które są sprężyście wydłużalne w kierunku w zasadzie równoległym do przewężenia opaski, co najmniej do miejsca rozciągnięcia pierwotnego.

Z przedstawionego tu opisu wyraźnie wynika, że sposób według niniejszego wynalazku, może być z korzyścią użyty do produkcji szerokiego asortymentu wyrobów elastycznych, wykonanych całkowicie z rozciągliwych części wstęgi laminatowej o zerowym naprężeniu albo też zawierających jeden lub kilka pojedynczych elementów tego typu.

Na towarzyszących opisowi rysunkach przedstawiono parę umieszczonych kolejno zazębionych walców falistych, których fale biegną w zasadzie równolegle do siebie, ale wiadomo również, ze niniejszy wynalazek może z powodzeniem dotyczyć sytuacji kiedy stosowane są pary walców falistych, w których nie wszystkie fale biegną równolegle do siebie. Ponadto fale na takich umieszczonych kolejno parach walców falistych nie muszą biec równolegle ani do kierunku maszynowego ani też poprzecznego do maszynowego. Na przykład, w przypadku kiedy pożądane jest, żeby w opasce jednorazowego użytku zawierającej rozciągliwy laminat o zerowym naprężeniu, wykonany przedstawionym tu sposobem, część przylegająca do pasa lub przylegająca do nóg była krzywoliniowa, to fale na umieszczonych kolejno parach walców falistych zastosowanych do sekwencyjnego rozciągania części o zerowym naprężeniu wstęgi z opaskami mogą biec po linii krzywej, dzięki czemu uzyskuje się sprężystość wzdłuż linii zakrzywionej, a nie prostej.

Ujawnione tutaj zalecane bardzo szybkie techniki wytwarzania obemują stosowanie umieszczonych kolejno, zazębionych cylindrycznych walców falistych, ale wiadomo również, że sekwencyjny proces rozciągania wstęgi niniejszego wynalazku, może być również zrealizowany techniką sekwencyjnego cyklicznego tłoczenia, w którym do sekwencyjnego rozciągania rozciągliwych części laminatowych o zerowym naprężeniu rozważanej wstęgi lub wyrobu można stosować technikę sekwencyjnego cyklicznego tłoczenia za pomocą wielokrotnych zestawów zazębionych płyt, przy czym każdy zestaw jest bardziej zazębiony od zestawu poprzedzającego.

169 406

Wspomniana powyżej technika sekwencyjnego cyklicznego tłoczenia została przedstawiona na fig. 3. Pokazana tu wstęga 101 z opaskami składa się z przepuszczalnej dla płynów warstwy górnej 6, nieprzepuszczalnej dla płynów podkładki 5, tamponów chłonnych 3 oraz w zasadzie menaprężonych pasków elastomerowych 110 i 120, stanowiących we wstędze z opaskami, odpowiednio, rozciągliwe przyległe do pasa laminatowe części 210 o zerowym naprężeniu oraz krzywoliniowe rozcięgliwe przyległe do nóg laminatowe części 220 o zerowym naprężeniu.

Wstęga 101 z opaskami jest sekwencyjnie przepuszczana pomiędzy co najmniej dwiema parami zazębionych płyt. Do płyty dolnej 440, z krzywoliniowymi zębami 520 do stopniowego rozciągania przyległych do nóg części wstęgi z opaskami i prostoliniowymi zębami 501 do stopniowego rozciągania przewężonych części wstęgi z opaskami, po umieszczeniu na niej wstęgi 101 z opaskami, jest najpierw dociskana górna płyta zębata 300, której segmenty zębate stanowią dopełnienie segmentów zębatych na płycie dolnej 440. Przekrój poprzeczny przez typowe zęby znajdujące się na górnej płycie 300 pokazano na fig.4A. Rozciągnięta częściowo wstęga 101 z opaskami jest chwilowo odprężana, ale pozostaje na płycie dolnej 440 do chwili powtórzenia na znajdujących się na niej rozciągliwych częściach laminatowych o zerowym naprężeniu procesu tłoczenia za pomocą drugiej płyty górnej 400, na której znajdują się komplementarne zęby o większej amplitudzie od zębów na płycie 300, co pokazano ogólnie na przekroju poprzecznym przedstawionym na fig.4B. W wyniku tego następuje nie wywołujące uszkodzeń, sekwencyjne rozciągnięcie znajdujących się na wstędze 101 z opaskami, rozciągliwych części laminatowych 210, 220 o zerowym naprężeniu.

W celu zagwarantowania osiągnięcia maksymalnej wielkości stopniowego rozciągnięcia wstęgi, zestawy zębów 510, 520 na płycie dolnej 440 są, korzystnie, otoczone sprężyście odkształcalnymi ramkami 610,620, które stykają się i dociskają obwodowe fragmenty rozciągliwych części laminatowych 210, 220 o zerowym naprężeniu wstęgi 101 z opaskami, do odpowiednich zespołów nieodkształcalnych ramek 710, 720 i 810, 820, otaczających komplementarne zestawy zębów na płytach górnych, odpowiednio 300 i 400. Podczas procesu stopniowego rozciągania za pomocą umieszczonych kolejno zespołów płyt zębatych, docisk ten zapobiega skurczowi znajdujących się na wstędze rozciągliwych części laminatowych o zerowym naprężeniu w kierunku w zasadzie równoległym do kierunku rozciągania. Oczywiście, podczas procesu sekwencyjnego rozciągania, sprężyście odkształcalne ramki 610, 620 muszą odkształcić się w stopniu umożliwiającym odpowiednie zazębienie leżących naprzeciwko siebie zębów w płytach górnych 300 i 400 i leżących naprzeciwko nich zębów 510, 520, znajdujących się na płycie dolnej 440.

Alternatywnym rozwiązaniem jest utwierdzenie tych, leżących na wstędze 101 z opaskami , przeznaczonych do sekwencyjnego rozciągania, rozciągliwych części laminatowych 210, 220 o zerowym naprężeniu, które mają być stopniowo rozciągane, za pomocą odpowiedniego urządzenia podciśnieniowego (nie pokazanego), otaczającego zestawy zębów 510, 520 na płycie dolnej 440, zanim dowolna górna płyta zębata 300 lub 400 zacznie oddziaływać na leżące na wstędze z opaskami rozciągliwe części laminatowe z tak dużą siłą, żeby spowodować ich skurcz w kierunku równoległym do kierunku rozciągania.

Niniejszy wynalazek opisano głównie w odniesieniu do wytwarzania sprężystych skrzydełek lub sprężystych elementów przyległych do pasa i/lub elementów przyległych do nóg we wstęgach z opaskami jednorazowego użytku, ale można go z równym powodzeniem użyć z korzyścią w wielu zastosowaniach i dziedzinach. Profesjonaliści z tej dziedziny zorientują się, że istnieje możliwość wprowadzenia wielu zmian i modyfikacji w przedstawionych rozwiązaniach, bez odchodzenia od istoty niniejszego wynalazku.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób sekwencyjnego rozciągania-rozciągliwej wstęgi laminatowej o zerowym naprężeniu, polegający na wprowadzeniu rozciągliwej wstęgi laminatowej o zerowym naprężeniu, składającej się z nienaprężonej pierwszej warstwy elastomerowej, połączonej z nienaprężoną drugą warstwą, wykonaną z ciągłej wstęgi materiału wydłużalnego, ale wykazującego mniejszą sprężystość powrotną od warstwy pierwszej, pomiędzy pierwszą parą znajdujących się naprzeciwko siebie zespołów dociskowych, mających powierzchie trójwymiarowe, co najmniej częściowo komplementarne względem siebie i poddaniu części wspomnianej rozciągliwej wstęgi laminatowej o zerowym naprężeniu, znajdujących się pomiędzy pierwszą parą znajdujących się naprzeciwko siebie zespołów dociskowych, stopniowemu rozciąganiu poprzez doprowadzenie do zazębienia się ze sobą wspomnianych trójwymiarowych powierzchni, znajdujących się na pierwszej parze, leżących naprzeciwko siebie zespołów dociskowych, znamienny tym, że wprowadza się rozciągliwą wstęgę laminatową (1) o zerowym naprężeniu, złożoną z nienaprężonej pierwszej warstwy elastomerowej (4a) połączonej punktowo albo ciągle z nienaprężoną drugą warstwą (5) i po wstępnym rozciągnięciu w pierwszej parze zespołów dociskowych, korzystnie zawierających walce faliste (21,25) mające powierzchnie trójwymiarowe (23, 24a) odsuwa się co najmniej jeden z pierwszej pary zespołów dociskowych od styczności z powierzchnią wstępnie rozciągniętej części rozciągliwej wstęgi laminatowej (1) o zerowym naprężeniu oraz poddaje się wstępnie rozciągnięte części rozciągliwej wstęgi laminatowej (1) o zerowym naprężeniu, kolejnemu stopniowemu rozciąganiu poprzez zetknięcie odsłoniętej powierzchni częściowo rozciągniętej rozciągliwej wstęgi laminatowej (1) o zerowym naprężeniu, z drugą parą znajdujących się naprzeciwko siebie zespołów dociskowych, korzystnie zawierających walce faliste (21, 27) mające powierzchnie trójwymiarowe (23, 24b), które są również, co najmniej w pewnym stopniu, komplementarne ze sobą, ale których stopień zazębienia jest większy niż pierwszej pary leżących naprzeciwko siebie zespołów dociskowych.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje się pierwszą parę zespołów dociskowych zawierających walce faliste (21, 25) i drugą parę zespołów dociskowych zawierających walce faliste (21, 27), przy czym stosuje się walec (21) wspólny dla obu par zespołów dociskowych.

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że sekwencyjne stopniowe rozciąganie rozciągliwej wstęgi laminatowej (1) o zerowym naprężeniu przeprowadza się w kierunku w zasadzie równoległym do kierunku ruchu wstęgi (1).

4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że sekwencyjne stopniowe rozciąganie rozciągliwej wstęgi laminatowej (1) o zerowym naprężeniu przeprowadza się w kierunku w zasadzie prostopadłym do kierunku ruchu wstęgi (1).

5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że sekwencyjne stopniowe rozciąganie wspomnianej rozciągliwej wstęgi laminatowej (101) o zerowym naprężeniu przeprowadza się stosując zespół dociskowy w postaci płyty (440) zawierającej zestawy zębów (520) ułożone nierównolegle względem siebie.

6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że sekwencyjne, stopniowe rozciąganie rozciągliwej wstęgi laminatowej (1) o zerowym naprężeniu przeprowadza się w wielu kierunkach.

7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wprowadza się rozciągliwą wstęgę laminatową (1) o zerowym naprężeniu, zawierającą trzecią, w zasadzie nienaprężoną, warstwę wydłużalną (6), ale wykazującą mniejszą sprężystość powrotną od pierwszej warstwy elastomerowej (4a), przymocowaną do powierzchni pierwszej, w zasadzie nienaprężonej warstwy elastomerowej (4a) i znajdującą się po przeciwległej stronie drugiej, w zasadzie nienaprężonej, warstwy (5).

8. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, ze stosuje się drugą warstwę nienaprężoną (5) nieprzepuszczalną dla wilgoci.

9. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, ze stosuje się drugą nienaprężoną warstwę (5) zawierającą folię polimerową.

169 406 3

10. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, ze stosuje się drugą nienapręzoną warstwę (5) zawierającą spręŻystą, trójwymiarową folię polimerową.

11. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, ze stosuje się trzecią, w zasadzie nienaprężoną warstwę (6) przepuszczalną dla wilgoci.

12. Sposób według zastrz. 11, znamienny tym, że stosuje się trzecią, w zasadzie nienaprężoną warstwę (6) przepuszczalną dla wilgoci, składającą się z nietkanego materiału włóknistego.

13 Sposób według zastrz. 11, znamienny tym, ze stosuje się trzecią, w zasadzie nienaprężoną warstwę (6) zawierającą sprężystą, trójwymiarową folię polimerową z otworami.

14. Sposób sekwencyjnego rozciągania rozciągliwej wstęgi laminatowej o zerowym naprężeniu poruszającej się ruchem ciągłym, polegający na ciągłym wprowadzaniu rozciągliwej wstęgi laminatowej o zerowym naprężeniu, składającej się z nienaprężonej pierwszej warstwy elastomerowej, połączonej z nienaprężoną drugą warstwą, wykonaną z ciągłej wstęgi materiału wydłuzalnego, ale wykazującego mniejszą sprężystość powrotną od warstwy pierwszej, pomiędzy pierwszą parę znajdujących się naprzeciwko siebie zespołów dociskowych, zawierających walce faliste mające powierzchnie trójwymiarowe, na których znajdują się fale, co najmniej częściowo komplementarne względem siebie i poddaniu części poruszającej się ruchem ciągłym, rozciągliwej wstęgi laminatowej o zerowym naprężeniu, znajdujących się pomiędzy pierwszą parą, znajdujących się naprzeciwko siebie zespołów dociskowych, stopniowemu rozciąganiu poprzez doprowadzenie do zazębienia się ze sobą wspomnianych trójwymiarowych powierzchni, znajdujących się na pierwszej parze, leżących naprzeciwko siebie zespołów dociskowych, podczas ruchu ciągłego wstęgi pomiędzy nimi, znamienny tym, ze wprowadza się rozciągliwą wstęgę laminatową (1) o zerowym naprężeniu, złożoną z nienaprężonej pierwszej warstwy elastomerowej (4a) połączonej punktowo albo ciągle z nienaprężoną drugą warstwą (5) i po wstępnym rozciągnięciu w pierwszej parze zespołów dociskowych zawierających walce faliste (21, 25) o powierzchniach trójwymiarowych (23, 24a) odsuwa się co najmniej jeden z pierwszej pary zespołów dociskowych od styczności z powierzchnią wstępnie rozciągniętej części, poruszającej się ruchem ciągłym rozciągliwej wstęgi laminatowej (1) o zerowym naprężeniu oraz poddaje się wspomniane wstępnie rozciągnięte części rozciągliwej wstęgi laminatowej (1) o zerowym naprężeniu, kolejnemu stopniowemu rozciąganiu poprzez zetknięcie odsłoniętej powierzchni częściowo rozciągniętej rozciągliwej wstęgi laminatowej (1) o zerowym naprężeniu, z drugą parą znajdujących się naprzeciwko siebie zespołów dociskowych zawierających walce faliste (21, 27) o osi obrotu prostopadłej do kierunku ruchu wstęgi, mające trójwymiarowe powierzchnie (23, 24b) z falami, które są również, co najmniej w pewnym stopniu, komplementarne ze sobą, ale których stopień zazębienia jest większy niż pierwszej pary lezących naprzeciwko siebie zespołów dociskowych.

15. Sposób według zastrz. 14, znamienny tym, ze stosuje się pierwszą parę zespołów dociskowych walce faliste (21,25) i drugą parę zespołów dociskowych zawierających walce faliste (21,27), przy czym stosuje się walec (21) wspólny dla obu par zespołów dociskowych.

16. Sposób według zastrz. 15, znamienny tym, ze utwierdza się skrajne, znajdujące się naprzeciwko siebie części (7, 7') poruszającej się ciągle wstęgi laminatowej (1) o zerowym naprężeniu podczas każdego etapu stopniowego rozciągania.

17. Sposób według zastrz. 14, znamienny tym, że sekwencyjne, stopniowe rozciąganie wstęgi laminatowej (1) o zerowym naprężeniu przeprowadza się w kierunku w zasadzie równoległym do kierunku ruchu wstęgi (1).

18. Sposób według zastrz. 14, znamienny tym, ze sekwencyjne, stopniowe rozciąganie wstęgi laminatowej (1) o zerowym naprężeniu przeprowadza się w kierunku w zasadzie prostopadłym do kierunku ruchu wstęgi (1).

19. Sposób według zastrz. 14, znamienny tym, że sekwencyjne, stopniowe rozciąganie rozciągliwej wstęgi laminatowej (1) o zerowym naprężeniu przeprowadza się stosując zespoły dociskowe zawierające walce faliste (21, 25, 27) mające powierzchnie trójwymiarowe (23, 24a, 24b) z falami biegnącymi nierównolegle do siebie.

20. Sposób według zastrz. 14, znamienny tym, ze sekwencyjne, stopniowe rozciąganie rozciągliwej wstęgi laminatowej (1) o zerowym naprężeniu przeprowadza się w wielu kierunkach.