PL169406B1

R ZE C ZPO SPO LITA
PO L S K A
(12) OPIS PATENTOWY (19)PL (11)169406
(13) B1
(2 1 ) N um er zg ło sz e n ia
300387
(2 2 ) D ata z g ło s z e n ia :
28.01.1992
( 86) D ata i num er z g ło szen ia m ięd zyn arod ow ego:
( 5 1 IntCl 6
B29C 55/18
B29C 55/08
A61F 13/15
28.01.1992, PCT/US92/00732
Urząd P atentow y
R zeczyp osp olitej P olskiej
(8 7 ) D ata i num er publikacji zg ło szen ia
m ięd zyn arod ow ego.
17.09.1992,W 092/15445,
PCT Gazette nr 24/92
(54) Sposób sekwencyjnego rozciągania rozciągliwej wstęgi laminatowej o zerowym naprężeniu
(73)
(30)
Pierwszeństwo:
28.02.1991,US,07/662543
(43)
Zgłoszenie ogłoszono:
21.02.1994 BUP 04/94
(72)
(45)
O udzieleniu patentu ogłoszono:
31.07.1996 WUP 07/96
(74)
57)1( Sposób sekwencyjnego rozciągania rozciągliwej
stęgi 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 pow rotną od warstwy pierwszej, pomiędzy pierwszą parą
znajdujących się naprzeciwko siebie zespołów dociskowych, mających powierzchie trójwymiarowe, co najmniej
częściowo kom plem entarne 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, lezących naprzeciwko siebie zespołów
dociskowych, znamienny tym, ze w prowadza się rozciągliwą wstęgę laminatową (1) o zerowym naprężeniu, złozoną z m enaprężonej pierwszej warstwy elastomerowej
(4a) połączonej punktow o albo ciągle z m enaprężoną
drugą warstwą (5) 1 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
Uprawniony z patentu:
THE PROCTER AND GAMBLE COMPANY, Cincinnati, US
Twórcy wynalazku:
Gerald M. Weber, Loveland, US
James W. Richardson, Cincinnati, US
Pełnomocnik:
Szlagowska-Kiszko Teresa,
PHZ POLSERVICE
PL 169406 B1
w
Fig 2
Sposób sekwencyjnego rozciągania rozciągliwej wstęgi laminatowej o zerowym
naprężeniu
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 m ateriału wydłużalnego, ale wykazującego mniejszą sprężystość pow rotną od warstwy pierwszej, pomiędzy pierwszą p arą 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
lam inatową (1) o zerowym naprężeniu, złożoną z nienaprężonej pierwszej warstwy elastomerowej
(4a) połączonej punktow o 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 przeprow adza 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 przeprow adza 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 pow rotną 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 nienaprężoną 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 m ateriału 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 m ateriału wydłuzalnego, ale
wykazującego mniejszą sprężystość pow rotną 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 lam inatowej 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 lam inatową (1) o zerowym naprężeniu, złożoną z nienaprężonej pierwszej warstwy elastomerowej (4a) połączonej punktow o albo
ciągle z nienaprężoną drugą warstwą (5) i po wstępnym rozciągnięciu w pierwszej parze zespołów
dociskowych zawierających walce faliste (21, 25) o powierzchniach trójwym iarowych (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, komplem entarne 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 przeprow adza 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.
* * *
4
169 406
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 punktow o połączonych rozciągliwych wstęg lam inatowych o zerowym naprężeniu została ujawniona w opisie patentowym Stanów Zjedn. Ameryki
N r 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 prędkościam i 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 punktow o 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 ośm iokrotnie 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 punktow o 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 lam inatow a 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
5
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 pom ocą współdziałających ze sobą p ar 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 pow racania do określonej, w zasadzie nieodkształconej, postaci zaraz po usunięciu sił rozciągających
działających na wstęgę lam inatową. W wyniku tego trwale rozszerzone warstwy zewnętrzne
wybrzuszają się w kierunku z - prostopadłym do płaszczyzny m ateriału - 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 jednorazow ego użytku, lub innych artykułów tego typu, ujawniono w opisie
patentowym Stanów Zjedn. Ameryki N r4 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 m ateriałów bardzo lekkich, nadających się
do wyrobu bielizny damskiej, aż do ciężkich, na przykład do wyrobu pasów ozdobnych.
W przedstawionym przykładzie wykonania, rozciągliwy lam inat 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 wspom niano 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 lam inatowe 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 punktow o, 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 m ateriału wstęgi, dzięki czemu powstaje
rozciągliwa wstęga lam inatow a o zerowym naprężeniu, która sprężyście wydłuża się w kierunku
rozciągnięcia pierwotnego, co najmniej do miejsca tego rozciągnięcia. W przypadku wstęg lam inatowych 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 punktam i ich połączenia ze stosunkowo
elastomerycznymi w łóknam i 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.
6
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 N r 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 nienaprężony materiał sprężysty
połączony punktow o z nierozciągniętym podkładem o mniejszej wydłużalności, dzięki czemu
gotowy laminat uzyskuje sprężystość poprzez rozciąganie.
W w /w opisie patentowym przedstawiono zwykłą dwuwarstwową rozciągliwą wstęgę lam inatow ą 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 pow rotna 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 lam inatow a 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 punktam i połączenia. Podobnie jak wspomniane powyżej rozciągliwe wstęgi
lam inatow e 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 w ykonania 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. Podobnie jak tam stosuje
się pierwszą podkładkę o mniejszej wydłużalności 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 podkładkam i jest umieszczony
element sprężysty.
Obie podkładki według rozwiązania są przymocowane co najmniej do przeciwległych
powierzchni sprężystej siatki, natom iast 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,
natom iast pozostaną połączone punktow o ze sprężystą siatką w miejscach pośrednich, w których
znajdują się poprzeczne i/lu b 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 punktam i 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 kom pozytowych 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 kom pozytowe 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
7
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 doprow adzane pomiędzy parę gładkich, ogrzewanych, przeciwbieżnych
walców dociskowych, które zgrzewają sprężystą siatkę z dwiema warstwami folii, dzięki czemu
powstaje termozgrzewany, trójwarstwowy materiał kompozytowy. Następnie termozgrzewany
materiał kompozytowy jest wprowadzany pomiędzy drugą parę przeciwbieżnych walców, które
mogą być chłodzone w celu utrwalenia połączenia termozgrzewanego. W ychodząca 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 param i 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 m ateriału kompozytowego wraz z m ateriałem sprężystym może również
przerwać połączenia pomiędzy splotkam i podłużnymi a folią(ami), dzięki czemu tylko poprzeczne
splotki pozostaną połączone z warstwami folii. Z chwilą wyjśeia rozciągniętego m ateriału kompozytowego spomiędzy trzeciej pary przeciwbieżnych walców przestaje na niego działać siła rozciągająca w kierunku wzdłużnym lub maszynowym, a materiał jest podaw any 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, natom iast 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 p arą walców, a drugą parą walców. Dla dowolnej danej odległości pomiędzy
obu param i 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 m ożna wyeliminować, lub co najmniej zminimalizować, stosując jeden ze sposobów proponow anych 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 lam inatową 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 punktam i 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, natom iast 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
8
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 lam inatu 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 pom ocą 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 pom ocą walców falistych udaje się bardzo dobrze pod
warunkiem, że pożądany stopień rozciągnięcia, a tym samym wydłużalności, jest stosunkowo
mały, natom iast obecny zgłaszający odkrył, że w przypadku większej intensywności stopniowego
rozciągania walce faliste mają skłonność do uszkadzania wstęgi. W skrajnych przypadkach takie
uszkodzenia m ogą polegać na zerwaniu jednej lub kilku wstęg wchodzących w skład rozciągliwego
lam inatu 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.
W spomniane problemy stają się coraz poważniejsze w miarę wzrostu prędkości ruchu obrabianej wstęgi i pożądanej intensywności jej stopniowego rozciągnięcia oraz zmniejszania się takiego
param etru 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 pom ocą 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
9
wykonaną z ciągłej wstęgi m ateriału wydłużalnego, ale wykazującego mniejszą sprężystość pow rotną 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, stopniow em u rozciąganiu poprzez doprow adzenie 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 lam inatow ą o zerowym naprężeniu, złożoną z nienaprężonej pierwszej warstwy
elastomerowej połączonej punktow o 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 p arą znajdujących się naprzeciwko siebie zespołów dociskowych,
korzystnie zawierających walce faliste mające powierzchnie trójwymiarowe, które są również, co
najmniej w pewnym stopniu, kom plem entarne 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.
K o rz y s tn ie 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 przeprow adza 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 pow rotną 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 lam inatowej o zerowym naprężeniu, składającej się z nienaprężonej warstwy elastomerowej, połączonej z
nienaprężoną drugą warstwą, wykonaną z ciągłej wstęgi m ateriału wydłużalnego, ale wykazującego mniejszą sprężystość pow rotną 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 kom plem entarne względem
siebie i poddaniu części poruszającej się ruchem ciągłym, rozciągliwej wstęgi laminatowej o
10
169 406
zerowym naprężeniu, znajdujących się pomiędzy pierwszą parą, znajdujących się naprzeciwko
siebie zespołów dociskowych, stopniowem u 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 lam inatową 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 lam inatowej 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
falam i, które są również, co najmniej w pewnym stopniu, kom plem entarne 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.
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.
Korzystnie sekwencyjne, stopniowe rozciąganie rozciągliwej wstęgi laminatowej o zerowym
naprężeniu przeprowadza się w wielu kierunkach.
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, natom iast zgłaszający odkrył, że w przypadku pewnych rozciągliwych wstęg lam inatowych 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 problem u 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
etapam i, co polega na przepuszczaniu wspomnianej wstęgi laminatowej pomiędzy wielu param i
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 p arametrami ostatniej pary w zestawie walców wielokrotnych. Ponadto chwilowe odprężenie wstęgi
169 406
11
podczas jej przechodzenia pomiędzy kolejnymi param i 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 paskam i elastomerowymi za pom ocą 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 lam inatu wstęgi z opaskami; fig.2D - połączoną punktow o rozciągliwą wstęgę lam inatową 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 poprow adzony 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 obszaram i 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 term in, rozciągliwa wstęga laminatowa o
zerowym naprężeniu odnosi się do wstęgi laminatowej składającej się z co najmniej dwóch warstw
m ateriału, 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. D rugą 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 lam inatowa połączona punktow o będzie oznaczało wstęgę laminatową, w której poszczególne warstwy przed rozciągniąciem są wstępnie łączone
ze sobą punktow o 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 punktow e nakładanie kleju na jedną
z warstw na obszary znajdującej się w pewnej odległości od siebie, a następnie stykanie warstw ze
sobą, natom iast połączone punktow o 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
12
169 406
pośrednictwem zwróconych ku sobie powierzchni. Wstęgi laminatowe połączone w zasadzie w
sposób ciągły można wytwarzać poprzez wytłaczanie pierwszej, w zasadzie ciągłej, term oplastycznej 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 m ateriału rozciągliwego i elastomerowego, tj. po usunięciu siły rozciągającej w
zasadzie pow raca do swoich wymiarów w stanie nienaprężonym. W arstwa druga, przymocowana
do warstwy elastomerowej, jest wydłużalna, a korzystniej odkształcalna, ale nie musi być elastomerowa. Bez względu na swoją budowę warstwa druga pow inna 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 przym ocowana do wstęgi elastomerowej po
rozciągnięciu, trwale wydłużona druga warstwa rozszerza się w kierunku z pomiędzy punktam i
swojego mocowania do wstęgi elastomerowej z chwilą kiedy elastomerowa wstęga, do której jest
przymocowana, pow raca do swojego, w zasadzie nieodkształconego, stanu w płaszczyźnie x-y. Im
większa odległość pomiędzy sąsiednimi punktam i 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.
W stęga z opaskam i 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
jednorazow ego użytku. Każda z nich jest zbudow ana z tam ponu 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 lam inatowa, siatka elastomerowa lub podobny materiał, przymocowanych do wstęgi w z góry określonych, rozstawionych w pewnej odległości miejscach, przy czym wspomniany tam pon 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.
D o 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 porów naniu z jej długością w stanie nieobciążonym. Do przykładowych materiałów
spienionych, uznanych za nadające się do tego celu należą: spieniony poliuretan General Foam
N r 40310, o grubości w stanie nie obciążonym około 2 mm i gęstości około 0,033 gram a 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 Jokoham y, 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 M iddleton,
169 406
13
RI oraz spieniony sieciowany naturalny kauczuk o grubości w stanie nieobciążonym około 1,3 mm
i gęstości około 0,214 gram a na centymetr sześcienny, pochodzący z firmy Ludlow Composites
C orporation z Frem ont, 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 gofrow ana do grubości około
0,14 mm, co popraw ia możliwości manipulowania wstęgą i jej wygląd. Przykładowymi materiałami
nadającymi się do tego celu są: RR8220 mieszanka R ED EM , pochodząca z firmy Tredegar
Industries, Inc. z Terre H aute, Indiana; i RR5475 mieszanka ULAB, pochodząca z firmy Tredegar
Industries, Inc. z Terre H aute, Indiana.
Jednym z materiałów o szczególnej przydatności do wyrobu przepuszczalnych dla wilgoci
warstw górnych 6 jest hydrofobow a włóknina zgrzebna o gram aturze w zakresie około 21,5-23,9
gramów na m etr kw adratow y, składająca się z włókien polipropylenowych o numerze denier 2.2,
pochodząca z firmy Veratec Inc., Oddziału firmy International Paper Company z W alpole,
Massachusetts, i oznakow ana 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 pom ocą noża 12'.
Proces form ow ania wstęgi z opaskami pokazano na fig. 1 tylko schematycznie. Tam pony
chłonne 3 są doprow adzane w regularnych, ściśle określonych odstępach pomiędzy parę walców
łączących lub laminujących 15. W zalecanym przykładzie w ykonania tam pony 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 stosunkow o rozciągliwe lub odkształcalne bez zrywania i kiedy pożądane jest, żeby
gotowy lam inat miał duże wybrzuszenie w kierunku z.
Natom iast 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 lam inatu jest tru d n a do wydłużenia lub odkształcenia bez zerwania. W tej drugiej
sytuacji, po zakończeniu procesu stopniowego rozciągania, łączenie w sposób ciągły utrzymuje
wszystkie warstwy lam inatu 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, dodatkow ą 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.
14
169 406
Ja k widać na przykładzie wykonania pokazanym na fig. 1, ciągła wstęga z nieprzepuszczalnego dla wilgoci i wydłużalnego m ateriału podkładowego jest kierowana do urządzenia 10 do
pow lekania klejem. Jeżeli pożądane jest punktow e łączenie warstw w celu zmaksymalizowania w
gotowym wyrobie wybrzuszenia w kierunku z, to urządzenie 10 można wyregulować w ten sposób,
że klej jest nanoszony punktow o 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, natom iast 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
M odel No. GM-50-2-1-GH, pochodzący z firmy J& M Laboratories z Gainesville, Georgia. W
urządzeniu tym znajduje się dysza zawierająca 0,8 otw oru 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
tem peratury, 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 tem peraturze 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
punktow o 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 doprow adzana do
podkładki 5 za pomocą innych, znanych profesjonalistom z tej dziedziny, urządzeń, np. promienników (nie pokazanych), dmuchaw gorącego powietrza (nie pokazanych), etc.
M ateriał elastomerowy 4 jest podaw any 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 pom ocą podciśnienia, aż osiągną punkt 13 przeniesienia.
W punkcie 13 paski elastomerowej 4a są przenoszone, korzystnie za pom ocą strum ienia 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
paskam i warstwy elastomerowej 4a, jest kierowana do pary walców laminujących lub łączących 15.
Ciągła wstęga przepuszczalnego dla wilgoci m ateriału na warstwę górną 6, na przykład wstęga
wydłużalnej włókniny, jest podawana w pobliże drugiego zespołu 14 do powlekania klejem, w
169 406
15
którym nakładany jest na nią klej 14a, paskam i, korzystnie, pasującymi pod względem wymiarów i
położenia do pasków warstwy elastomerowej 4a, znajdujących się na wstędze podkładek 5. Podobnie jak w przypadku m ateriału podkładek 5, klej może być nakładany na materiał na warstwę górną
6 punktowo lub w sposób ciągły, w zależności od własności m ateriału warstwy górnej 6 oraz od
pożądanych param etrów 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 tam pony chłonne 3 stykają się ze sobą
pomiędzy walcami łączącymi 15. Bezpośrednio przed zetknięciem się ze sobą obu wstęg i tam ponów, korzystne jest pokrycie jednej lub obu wstęg dodatkow ą 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 tam ponu chłonnego 3, dzięki czemu
powstaje wstęga 1 z opaskami.
Następnie kom pletna wstęga 1 z opaskam i jest przepuszczana, korzystnie, przez parę walców
utrwalających 16, które mogą wymagać chłodzenia w celu zminimalizowania wycieków kleju.
Następnie kom pletna wstęga 1 z opaskami jest podaw ana 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 row kowane trójwymiarowe powierzchnie
24a, znajdujące się na górnych walcach falistych 25. W razie potrzeby całkowita długość rowkowanych powierzchni 24a, m ierzona 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 row ka, mierzony na grzbiecie, około 12°,
a głębokość rowka, m ierzona 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 pierwszej 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 gram aturze 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
16
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.
Ja k widać na fig.2A, wstęga 1 z opaskami jest prow adzona 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 p arą 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 C orporation z M orris, Illinois.
Otwory ssące 22 na dolnych walcach 21 są, korzystnie, pokryte m ateriałem porow atym , takim
jak m ateriał 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, m aksym alna wielkość stopniowego naciągnięcia, jakiem u można
poddać części o zerowym naprężeniu wstęgi 1 z opaskami, zawierającej paski wstęgi elastomerowej
4a w ynika 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 opaskam i 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 m ateriału 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
17
Przykładowy rozciągliwy lam inat 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 praktykow ane, 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 lam inatow a 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. N a 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 porow atym 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 lam inatową 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 m ateriału 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 pom ocą 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 m ateriał 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/lu b podkładkę do których są one przymocowane w obszarach bezpośrednio sąsiadujących z leżącymi
naprzeciwko siebie skrajnymi krawędziami pasków elastomerowych.
18
169 406
Sekwencyjne rozciąganie według wynalazku rozciągliwych części laminatowych o zerowym
naprężeniu wstęgi 1 z opaskami za pom ocą 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 kompozytowej wstędze. Ponadto
chwilowe odprężenie wstęgi podczas jej przechodzenia pomiędzy kolejnymi param i walców um ożliwia pewną zmianę rozkładu naprężeń we wstędze przed jej stopniowym rozciągnięciem z większą
intensywnością za pom ocą 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 pom ocą pojedynczej pary
walców o równoważnym stopniu zazębienia.
Na fig. 2D przedstawiono połączoną punktow o, nienaprężoną, rozciągliwą wstęgę lam inatową 1 o zerowym naprężeniu rozciągniętą sposobem według niniejszego wynalazku, w stanie
odpowiadającym największemu rozciągnięciu stopniowemu, natom iast na przekroju poprzecznym
na fig. 2E przedstawiono połączoną w sposób ciągły, poza tym identyczną, nienaprężoną wstęgę
lam inatową 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 punktow o rozciągliwa wstęga lam inatowa 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 opaskam i jest cięta w określonych miejscach na swojej długości za
pom ocą 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
19
W spomniana 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, tam ponów 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
param i zazębionych płyt. D o 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 opaskam i, do odpowiednich zespołów
nieodkształcalnych ramek 710, 720 i 810, 820, otaczających kom plem entarne 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 ram ki 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 pom ocą 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 lam inatowe 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/lu b 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.
169406
F ig . 2
169406
FIG
2A
169406
F IG .2 B
FIG. 2 C
169406
FIG. 2D
FIG. 2E
169406
FI G
3
169406
FIG. 4B
FIG. 4A
169406
FIG. 1
Departament W ydaw nictw U P RP. N akład 9 0 eg z.
Cena 4 ,0 0 zł