用來粘合材料、尤其是粘合用于吸收制品中的材料的方法及裝置的制作方法

專利名稱：用來粘合材料、尤其是粘合用于吸收制品中的材料的方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發明通常涉及粘合用于吸收制品中的材料的方法，盡管本文所述的技術也可用來粘合用于其它類型制品中的材料。在優選的實施方案中，本發明涉及用來制造下列吸收制品的方法，所述吸收制品包括例如衛生巾、女性內褲護墊、棉塞、陰唇間吸收裝置、尿布、失禁裝置等等。
背景技術：
吸收制品，如衛生巾、女性內褲護墊、棉塞、陰唇間吸收裝置、一次性尿布、失禁產品和繃帶，被設計用來吸收和保留人體排出的液體和其它排泄物，并防止這些排泄物弄臟身體和衣服。
在制備吸收制品的過程中，通常需要把將形成吸收制品的部件粘合到一起來形成成品。粘合這類材料的典型方法包括粘合劑粘合、熱粘合和/或壓力粘合以及超聲焊接。
然而，有些材料由于它們的結構完整性或組成的原因而不能使用這些典型的粘合技術來粘合。一種這樣的材料是由高內相乳液制成的吸收性泡沫材料(或“HIPE”泡沫)，如1993年11月9日授予DesMarais等人的美國專利5,260,345；1993年12月7日授予DesMarais等人的美國專利5,268,224；和1995年2月7日授予Dyer等人的美國專利5,387,207中所述。這種材料典型地具有低拉伸強度和/或低結構完整性。由于結構完整性經常不如粘合劑粘合那樣堅固，因此難以粘合到這類材料上。因此，只有這些材料的與粘合劑直接接觸的那些部分保持粘合到其它材料上，而材料的剩余部分將時刻會從其粘合的材料上分離。由于泡沫是熱固性聚合物，因此這種材料不能使用熱粘合進行粘合。一旦形成，它們便不能被再熔融。相反，當對這種泡沫材料施加熱時，它們將燒焦而不是熔融或流動，而熔融或流動則正是熱粘合所需要的。這種泡沫材料同樣也不能被壓力粘合，因為熱固性泡沫材料在壓力下沒有流動和被熔融的能力。
名稱為“Porous Polymeric Material Containing a Reinforcing andHeat-Sealable Material”并于1984年9月25日授予的Haq的美國專利4,473,611描述了先前為了將材料粘合到由高內相乳液的聚合反應制備的高度多孔聚合材料上而做出的努力。Haq參考內容公開了為這種材料提供形成熱密封的能力，方法是在其中摻入熱塑性纖維性質的、顆粒狀或有小孔的材料。形成擦拭物之類的制品的方法如下將改性的多孔聚合材料夾在兩個可熱密封的基質之間，然后將第一和第二基質熱密封到中間的高度多孔聚合材料中的可熱密封的加強材料上。制造Haq專利中所述的多孔聚合材料的方法要求添加熱塑性材料。這增加了制造多孔聚合材料的復雜性。
用于制造吸收制品的其它類型的材料經常包括熱塑性材料。名稱為“Dynamic Mechanical Bonding Method and Apparatus”并于1989年8月8日授予Ball等人的美國專利4,854,984公開了一種用于動態地和機械地將多個層片粘合到一起的方法和裝置，所述方法是使層片通過位于一對輥之間的壓力偏置的輥隙，至少一個輥上具有浮雕圖案。Ball等人專利中描述的方法的使用已獲得了巨大的商業成功。然而，對于改進粘合材料方法的研究一直在繼續。
因此，仍需要改進粘合材料，尤其是粘合用于吸收制品中的那些材料的方法。例如，仍需要改進粘合用于不能使用已知粘合技術粘合的吸收制品的材料的方法，尤其是需要一種不需要添加熱塑性材料至相關材料以便將其它材料粘合到其上的方法。仍需要一種在吸收制品的制造期間粘合相對厚的材料的方法。此外，仍需要能夠在被粘合的材料中創造幾乎無限數目的粘合圖案的粘合方法。

發明內容
在一個方面，本發明涉及粘合一個層片的方法。所述方法包括以下步驟(a)提供一個砧輥和一個圖案輥，這兩個輥中的每一個都能夠相對于另一個反轉，砧輥具有砧輥外表面而圖案輥具有圖案輥外表面，至少一個承載裝置構件設置在圖案輥外表面和砧輥外表面之間，所述承載裝置構件具有承載裝置高度，至少一個圖案元件從圖案輥的外表面延伸，圖案元件具有圖案高度，所述承載裝置高度大于圖案高度，從而在圖案元件和砧輥的外表面之間形成一個無承載間隙；(b)提供加載力將輥相互擠壓，以在圖案元件和砧輥的外表面之間形成靜力承載間隙，所述靜力承載間隙小于無承載間隙；(c)提供圖案輥外表面和砧輥外表面之間的層片；和(d)以切向速度旋轉粘合輥來壓制圖案元件和砧輥外表面之間的層片以產生層片中的粘合。
在另一方面，本發明涉及用于粘合或壓花一個層片的裝置。該裝置包括一個砧輥和一個圖案輥。該兩個輥中的每一個都能夠相對于另一個反轉。砧輥具有砧輥外表面，而圖案輥則具有圖案輥外表面。裝置還包括設置在圖案輥外表面和砧輥外表面之間的至少一個承載裝置構件。該承載裝置構件具有承載裝置高度。該裝置還包括從圖案輥的外表面延伸的至少一個圖案元件。該圖案元件具有圖案高度。承載裝置高度大于圖案高度。


雖然本說明書通過特別指出并清楚地要求保護被認為形成本發明的主題的權利要求作出結論，但據信由下列說明并結合附圖可更好地理解本發明，其中附圖1是包括不相容的吸收性泡沫材料的材料的復合纖維網的透視圖，該不相容的吸收性泡沫材料將使用本發明的方法被粘合或成型到用于衛生巾的吸收管中。
附圖2是用于在制造吸收管的任選但優選的步驟中將附圖1中所示的復合纖維網中的吸收材料形成顆粒狀材料的裝置的透視圖。
附圖3是在其被供給通過附圖2所示的裝置后和在不相容的吸收性泡沫材料被形成顆粒狀材料后附圖1所示復合纖維網的部分分解圖。
附圖4是側邊緣在第一任選折疊操作中被折疊后附圖3所示復合纖維網的透視圖。
附圖5是其在第二任選折疊操作中被折疊后附圖3所示復合纖維網的示意透視圖。
附圖6是其多個部分已被粘合到一起后附圖5所示復合纖維網的示意透視圖。
附圖7是穿過沿附圖6的線7-7的粘合位置之一截取的附圖6所示的纖維網的簡化橫截面圖。
附圖8是所述方法的一個步驟的一個實施方案的示意透視圖，所述方法用來粘合用于衛生巾的吸收材料管，圖案輥在圖中以簡化形式示出。
附圖9是一個簡化的分解示意圖，其顯示位于圖案輥和砧輥之間的輥隙中的相對高厚度的材料，其中圖案輥在其突起元件周圍沒有可壓縮材料。
附圖10是一個簡化的分解示意圖，其顯示位于圖案輥和砧輥之間的輥隙中的相對高厚度的材料，其中圖案輥在其突起元件周圍具有可壓縮材料。
附圖11是顯示其上具有間歇承載構件的先前動態粘合輥的表面的透視圖。
附圖12是顯示用于本發明的方法的一個實施方案中的其上具有連續承載構件的圖案輥的表面的透視圖。
附圖12A是本發明的方法和裝置的第一優選實施方案的示意前正視圖，其顯示一個砧輥和一個具有連續承載構件的圖案輥，其中連續承載構件的高度大于圖案元件的高度。
附圖12B是附圖12A的裝置的示意側正視圖。
附圖12C是沿整個線12C-12C截取的附圖12B的示意橫截面圖。
附圖12D是第一優選實施方案的示意橫截面圖，其中層片位于輥之間的輥隙區域，所述輥位于足夠的加載力F之下。
附圖12E是具有砧輥的階梯狀外表面的本發明的另一個優選實施方案的示意性橫截面圖。
附圖13是在其面向身體側具有吸收材料管的復合衛生巾的透視圖，所述吸收材料使用本發明的方法粘合和成型到一起。
附圖14是顯示使用本發明的方法將兩種不相容材料粘合到一起的另一種方式的示意圖。
附圖15是使用本發明的方法粘合和成型的陰唇間吸收裝置的透視圖。
附圖16是用來制造陰唇間裝置的本發明的方法的一個變型的透視圖。
附圖17是使用本發明的方法制造的衛生巾的部分分解平面圖。
附圖18是附圖17所示衛生巾的一部分的示意橫截面圖。
具體實施例方式
本發明涉及粘合用于吸收制品中的材料的方法，盡管本文描述的技術也可用于粘合用于其它類型的制品中的材料。在優選實施方案中，本發明涉及可用于制造吸收制品，如衛生巾、女性內褲護墊、棉塞、唇間吸收裝置、尿布、失禁裝置、擦拭物等等的方法。
本發明具有多個不同方面。在一個方面，本發明涉及一種在制造包含幾種材料的復合結構過程中粘合不相容材料的方法。本文所用術語“不相容材料”是指使用常規粘合技術難以將其它材料粘合到其上的材料。在另一個方面，本發明涉及以下改進，這些改進允許該方法用于粘合相對厚的材料(例如，厚度大于或等于約2mm、3mm或4mm的材料)。在另一個方面，本發明涉及以下粘合方法，這些粘合方法能夠在將被粘合的材料中制作幾乎無限數目的粘合圖案。在另一個方面，本發明涉及利用壓縮步驟來改進粘合形成的粘合方法。在另一個方面，本發明涉及以下粘合方法，這些粘合方法利用切開通過其制作粘合的材料的步驟。
應當理解，說明書中描述的實施方案是作為優選實施方案描述，以便該說明書不至于過長。應當理解，本發明不旨在限于這幾種實施方案。還應當理解，本文描述的方法的幾個方面可在一個單一方法中組合，或它們可單獨使用，或以任意希望的組合使用。還應當理解，發明者考慮了這些方面的所有應用或組合以潛在地包括不同的可申請專利的發明，并且這些發明的范圍旨在為現有技術允許的最大范圍。這些發明的范圍僅旨在受權利要求書的限制，而不受本文描述的優選實施方案的限制。
在特別優選的實施方案中，本文描述的粘合材料的方法也可用于為吸收制品(或其它類型的制品)或其部分提供獨特的三維形狀，方法是使用粘合方法來對制品的部分施加外力來成形此制品。
1.本發明的方法的一個非限制性實施方案的描述用來制造用于復合衛生巾的吸收材料管。
本發明的方法可用于粘合用于許多不同類型的制品(包括吸收制品)的材料。附圖1-8顯示本發明的方法的一個特別優選的應用。附圖1-8顯示用于制造吸收材料管的方法，所述吸收材料用于放置在基墊的面向身體側上以形成復合衛生巾。復合衛生巾包括一個主月經墊(吸收材料管)，該墊接合到女性內褲保護墊(基墊)上。吸收材料管使用本發明的方法粘合和成型。最終產品如附圖13所示。
附圖顯示在粘合包括吸收材料管的材料前(和后)發生的幾個步驟。應當理解，這些步驟中的幾個是任選的并被顯示出來，因為它們對于制造附圖13所示的吸收產品是有用的。本發明的方法的應用不必全部包括這些任選步驟。應當理解，本發明的方法不限于附圖1-8所示的方法，并且附圖1-8所示的方法僅為示例性的。
A.組裝部件。
附圖1顯示材料20的復合纖維網，所述材料將使用本發明的方法粘合和成形為用于如附圖13所示的衛生巾的吸收管。如附圖1所示的材料20的復合纖維網包括第一材料，如材料22的第一纖維網，其與使用常規技術粘合不相容，所述常規技術包括例如粘合劑粘合、熱粘合和/或壓力粘合，以及超聲焊接。材料22的第一纖維網因此也可被稱作“與粘合不相容的材料)或“不相容材料纖維網”。不相容材料22的纖維網具有第一表面22A和第二表面22B。
不相容的第一材料22可以是任何適合的材料。優選地，不相容材料22的纖維網是吸收材料，盡管基本上不吸收的不相容材料可使用本發明的方法粘合。不相容材料22的纖維網可以但不必是可壓縮的和/或有彈力的。優選地，在發明的這一方面，第一材料22包括一種可壓縮的和有彈力的、多孔的吸收材料。第一材料22也不限于纖維網形式的材料。第一材料22可以是任何適合的形式。例如，第一材料22可以是大量顆粒的形式或纖維的形式，或層片、一個或多個層、條帶、薄片、塊或纖維網的形式。為了制造附圖中所示的吸收材料管，其優選為纖維網的形式。
不相容材料22的纖維網具有第一可粘合性(即，能夠粘合到其它材料上或允許其它材料粘合到其上的容易性和容易度)。不相容材料22的纖維網可以但不必與常規粘合技術完全不相容。例如，其可以是一種使用這類技術其它材料無法容易地與其粘合的材料。材料的可粘合性可通過測定將材料與粘合分離、或與另一種材料的試圖粘合所需的力來確定。為了本定義的目的，所述分離在兩種材料可被剝離的外力下發生，或在試圖分離不同材料期間不相容材料的結構完整性被破壞的外力下發生，視哪一種情況先出現。
不相容材料22的纖維網可以是由于一種或多種原因其它材料無法容易地與其粘合的材料。然而，這類材料由于它們的結構完整性或組成的原因與常規粘合技術不相容。一種類型的不相容材料是由高內相乳液(或“HIPE”泡沫)制成的多孔聚合吸收泡沫材料。具有這些特性的吸收性泡沫塑料材料描述于專利文獻中并包括但不限于下列專利1993年11月9日授予DesMarais等人的美國專利5,260,345；1993年12月7日授予DesMarais等人的美國專利5,268,224；和1995年2月7日授予Dyer等人的美國專利5,387,207。這類材料可具有低拉伸強度和/或低結構完整性和/或低水平的斷裂伸長度。
使用粘合劑難以將其它材料粘合到這些吸收性泡沫材料上，因為這類材料的結構完整性經常不如粘合劑粘合那樣堅固。因此，只有這些不相容材料的與粘合劑直接接觸的那些部分保持粘合到其它材料上。而不相容材料的剩余部分將容易從其粘合的材料上分離。此外，上述專利中描述的泡沫材料不能使用熱粘合來粘合到其它材料上，因為這些泡沫是熱固性聚合物。一旦形成，它們便不能被再熔融。相反，當對這些泡沫材料施加熱時，它們將燒焦而不是熔融或流動，而熔融或流動則正是熱粘合所需要的。這些泡沫材料不能被壓力粘合到其它材料上，因為熱固性泡沫材料在壓力下不具有流動和被熔融的能力。
不相容材料22的纖維網因此也可被稱作不太容易粘合的材料。在某些情況下，其也可被稱作不能熱密封的、不含熱塑性材料、和/或具有低結構完整性的材料。應當理解，不相容材料的應用僅對于本發明涉及粘合不相容材料的方法的那方面重要。在本文所述的方法的其它方面，沒有必要使用不相容的材料。在這些其它方面中，可以使用任何適合的材料，包括廣泛種類的吸收性材料。
在附圖所示的實施方案中，不相容材料22的纖維網是吸收性泡沫材料的纖維網，如前述專利中描述的那些泡沫材料之一。附圖1所示的實施方案中的不相容材料22的纖維網至少部分地被包裹在材料24的第二纖維網中。材料24的第二纖維網具有第二可粘合性，其高于不相容材料22的纖維網的可粘合性。也就是說，其可以使用常規粘合技術更容易地粘合到其它材料上(或其自身上)。材料24的第二纖維網在本文中也可被稱作“載體纖維網”或“可粘合的纖維網”。在附圖1所示的實施方案中，材料24的第二纖維網優選完全地被包裹在不相容材料22的纖維網周圍，從而材料24的第二纖維網的橫截面具有“e”型折疊的構型。
材料24的第二纖維網可以是通過熱粘合或壓力粘合、粘合劑粘合或超聲焊接能夠粘合到自身的任何材料，或粘合到用于本文描述的類型的吸收性材料中的至少一些其它材料上的任何材料。材料24的第二纖維網可由如織成的和無紡材料(例如無紡織網)之類的廣泛范圍的材料制成；如有孔成形的熱塑性薄膜、有孔或無孔塑料薄膜和液壓成形的熱塑性薄膜之類的聚合材料；多孔泡沫；蜂窩狀泡沫；蜂窩狀熱塑性膜和熱塑性稀松布。適合的紡織和無紡材料可包括天然纖維(例如，木纖維或棉纖維)、合成纖維(例如，聚酯、聚丙烯或聚乙稀纖維)、雙組分纖維(即，具有包封在另一種材料制成的鞘中的一種材料的芯的纖維)，或天然纖維與合成纖維的組合。優選地，在所示的實施方案中，材料24的第二纖維網至少部分地包括熱塑性材料。然而在其它實施方案中，尤其是如果使用粘合劑或其它類型的粘合，第二材料24不必包括熱塑性材料。例如，第二材料24可以是一種能夠通過氫鍵粘合到自身的纖維素材料。
在其它實施方案中，材料24的第二纖維網可由非材料纖維網形式的材料取代。例如，材料24的第二纖維網可由一個可粘合層或涂層取代，如涂敷到不相容材料22的纖維網上的擠出膠水涂層或聚合物涂層。膠水，尤其是熱熔融粘合劑，與熱塑性材料類似，即它們都能夠使用本發明的方法的該方面被粘合。某些硅氧烷，尤其是如果它們具有足夠低的熔點，將也能夠如本文所述被粘合。因此，材料24的第二纖維網可被稱作“第二材料”，以便清楚知道包括了纖維網之外的材料。
在圖示的優選實施方案中，第二材料24優選地包括一種適于在吸收制品中包裹吸收材料的材料。例如，第二材料24可作為在吸收制品中用于容納吸收材料的容納纖維網，或作為吸收制品的上蓋或頂片，或作為吸收制品的底片。對于附圖1-8和13所示的實施方案，第二材料24包括由紡粘無紡材料制成的容納纖維網。一種尤其優選的紡粘無紡材料是19g/yd2(22.5g/m2)紡粘聚丙烯無紡材料，其被稱作產品號065MLPV60U(或“P-9”)，得自Fiberweb，North America of Washougal，WA.。另一種尤其優選的無紡材料是紡粘聚丙烯無紡材料，其被稱作COROLIND，由CorovinGmbH，Peine，Germany出售，其可以23gsm和30gsm兩種定量獲得。
盡管材料24的第二纖維網以“e”型折疊構型包裹在不相容材料22的纖維網的周圍，應當理解，如果使用了材料的纖維網，材料24的第二纖維網不限于將不相容材料22的纖維網包裹成“e”型折疊構型。不相容材料22的纖維網和材料24的第二纖維網之間的關系優選是這樣的一種關系，其中可粘合性高于不相容材料22的纖維網的材料的纖維網僅僅至少鄰近不相容材料22的纖維網的兩個相對的表面(例如，22A和22B，如附圖1所示)。因此，在其它實施方案中，材料24的第二纖維網僅圍繞不相容材料22的纖維網部分折疊或包裹。材料24的第二纖維網可以任何適合的構型圍繞不相容材料22折疊或包裹。其它適合的構型包括但不限于“C”型折疊構型等等。
將材料24的第二纖維網限于包裹不相容材料22的纖維網的單一纖維網也是不必要的。可以將材料的一個(或多個)纖維網鄰近不相容材料22的纖維網的每個表面22A和22B放置。例如，在其它實施方案中，可能有第二材料24的兩個不同的纖維網，其中一個鄰近不相容材料22的纖維網的每個表面22A和22B放置。第二材料24的兩個纖維網可以是同種類型的材料并具有相同的特征。在其它實施方案中，鄰近不相容材料22的纖維網的每個表面22A和22B放置的材料的兩個纖維網可不同。例如，它們可以是不同類型的材料，或它們可以是同種類型的材料，但具有不同的特征(如，厚度，等等)。
在其它實施方案中，第二材料24不必是與不相容材料22的纖維網等寬或等長的纖維網。例如，第二材料24可以是條帶、補片或片的形式，并位于期望的位置以用作粘合點。因此，第二材料24只需覆蓋不相容材料22的纖維網的第一和第二表面22A和22B的一部分。
B.任選中間步驟(1)將不相容材料成形為顆粒狀材料。
在制造附圖1-8中所示的吸收材料管的方法的優選實施方案中，在粘合和成型發生之前，當其位于材料24的第二纖維網內部時，不相容材料22的纖維網將被成形為顆粒狀材料。這可以通過普通轉讓的美國專利申請序列號09/027,379中描述的方法實現，該專利的名稱為“Method of MakingSlitted or Particulate Absorbent Materials”，于1998年2月20日以Ronald R.McFall等人的名義提交。
在這種情況下，優選的是材料24的第二纖維網不僅比不相容材料22的纖維網具有更大的可粘合性，而且比不相容材料22的纖維網具有更高的斷裂屈服點。該操作(將不相容材料成形為顆粒狀材料)是一個任選步驟，該步驟優選在執行粘合步驟之前實施，其對于制作用于附圖13所示衛生巾的吸收材料管是高度優選的。還應理解，將不相容材料成形為顆粒狀材料的步驟不限于在粘合步驟之前實施。如果需要的話，將不相容材料成形為顆粒狀材料的步驟可選擇與粘合步驟同時執行或在粘合步驟之后執行。該任選步驟被優選的原因將在下文更詳細地討論。
將不相容材料22成形為顆粒狀材料的任選方法包括幾個步驟。盡管該任選方法(以及其中使用的裝置)有幾個實施方案，該方法和裝置的一個優選的實施方案示于附圖2中。附圖2所示的方法和裝置用來通過使不相容材料22產生機械應變將不相容材料22成形為顆粒狀材料。
第一步涉及提供在張力下具有第一斷裂屈服點的一個“載體纖維網”。(在本文描述的實施方案中，材料24的第二纖維網作為載體纖維網。)用于成形為顆粒狀材料的材料纖維網(其在此情況下為不相容材料、泡沫材料22的纖維網)和載體纖維網于是被成形為復合結構，如復合纖維網20。泡沫吸收材料22在張力下具有第二斷裂屈服點，其低于無紡載體纖維網24的斷裂屈服點。因此，將不相容材料22成形為顆粒狀材料的前兩個步驟已經執行以便為本文描述的粘合方法做準備。
提供了用于機械應變復合纖維網20的裝置。該裝置優選包括具有至少一個其上具有圖案表面的部件的裝置。復合纖維網20然后優選地使用該裝置經受機械應變程序，方法是將其上的圖案表面壓入復合纖維網20中，使得泡沫吸收材料22至少部分地成形為顆粒狀材料，而不將載體纖維網(材料的第二纖維網)24成形為顆粒狀材料。
附圖2所示的用于機械應變復合纖維網20的裝置30包括兩對圓筒形軋輥第一對輥32和第二對輥62。每個輥的上面都具有圖案表面。圖案優選地是由輥上的多個脊和谷形成，這些脊和谷限定多個三角形的齒。美國專利5,518,801更詳細地描述了適于用作附圖2所示裝置的第一對和第二對輥32和62(盡管并非為此將不相容材料成形為顆粒狀材料的目的)的適合圖案的輥，該美國專利的名稱為“Web Materials ExhibitingElastic-Like Behavior”，其于1996年5月21日授予Chappell等人。
在所示的優選實施方案中，第一對輥32中的輥優選地具有三角形的齒，這些齒是由圍繞輥的圓周方向定向的脊和谷形成。這些齒優選地具有等腰三角形形式的橫截面。如果需要的話，齒的頂點可稍微呈圓形。第一對輥32中的頂輥34和底輥36對齊，以便頂輥34的脊38與底輥36上的谷40對齊。形成頂輥34上的脊和底輥上的谷的三角形齒被間隔開，以便這些齒相互不接觸或不完全“嚙合”。
這些齒可以是任何合適的大小和節距。本發明中使用的術語“節距”是指相鄰齒頂端的間距。在附圖中所示的優選實施方案中，齒的深度(或高度)優選介于約2.5mm和約4.3mm(約0.1英寸和約0.17英寸)之間。節距優選介于約1mm和約5mm之間，更優選介于約1.5mm和約2.5mm之間。齒的節距確立了吸收材料被切入的件的寬度。
底輥36也可在底輥36的表面上包括幾個均勻間隔的薄平面槽44，這些槽平行于底輥的軸線X定向。在該實施方案中，底輥36中的隔開的槽44優選地具有2mm的寬度。圍繞底輥的圓周測量的底輥36中的齒的“長度”在隔開的槽之間為8mm。輥34和36優選地在相反的方向上被驅動。
頂輥34上的三角形齒和底輥36上的谷40應優選地隔開，以便它們部分地互相嚙合。齒嵌入相對輥的嚙合程度在本文中稱為齒的“嚙合”。齒的嚙合是各自輥上的齒的頂點在同一平面內(0％嚙合)的位置與一個輥的齒的頂點向內延伸超過朝向相對輥的谷的平面指定的位置之間的距離。齒的嚙合可表示為節距百分比(一個輥上的齒的頂點之間的距離)或測定的距離。由于齒的高度可大于節距，嚙合可是一個大于100％的值(例如，如果嚙合大于節距長度)。優選地，嚙合介于節距長度的約15％和約120％之間。用測定的距離表示的嚙合優選地介于約0.25mm和約1.8mm之間(約0.01英寸和約0.07英寸之間)，更優選地介于約1mm和約1.5mm之間(約0.04英寸和約0.06英寸之間)。
如附圖2所示，在A階段，復合纖維網20以縱向被進料到輥34和36之間的輥隙中。所述工藝的該階段的材料24的第二纖維網作為載體纖維網。作為載體纖維網，其容納和包含將被切開和成形為顆粒狀材料的不相容材料22的纖維網。材料24的第二纖維網包裹不相容材料22的纖維網的外部，使得材料24的第二纖維網面對輥34和36上的圖案表面。
輥34和36通過將其上的圖案表面壓入復合纖維網20來使復合纖維網20經受機械應變工藝。機械應變工藝施加一個大于不相容的泡沫吸收材料22的纖維網的斷裂屈服點的力，但小于無紡載體網(材料的第二纖維網[具有更高的可粘合性])24的斷裂屈服點的力，使得不相容的泡沫吸收材料22的纖維網至少部分地被切開而不會切開載體纖維網24。
附圖2顯示了在其通過第一對輥32的輥隙之后，處于階段B的復合纖維網的狀況。如附圖2所示，載體纖維網24將具有在其中形成的起皺圖案，該圖案與相鄰輥34和36上的圖案的組合對應。然而，載體纖維網24不被切開或切割。泡沫吸收材料22的中間網具有多個在其內形成的狹縫50。狹縫50定向于縱向(或“MD”)。在所示的特定實施方案中，狹縫50是間斷的并由為切開材料52的橫向(或“CD”)帶分開，這是由于在底輥36上存在槽44。泡沫吸收材料22的纖維網被切開而載體纖維網24未被切開，因為泡沫吸收材料22的纖維網與載體纖維網24相比在張力(應變工藝)下具有較低的斷裂屈服點而載體纖維網24則沒有。
在所述工藝的該點，(在階段B，第一和第二組輥32和62之間)，在復合纖維網20上執行附加操作是可能的。例如，復合纖維網20可以在第一和第二組輥32和62之間被切割成離散長度。在其它實施方案中，復合纖維網20可由位于第一組輥32中的一個輥上的切刀切割成離散長度。復合纖維網20將被切割成與用于附圖13所示衛生巾管的長度對應的長度。
此外，材料的附加纖維網，如開孔薄膜頂片材料56的連續纖維網，可以接合到位于第一和第二組輥32和62之間的復合纖維網20上。可供選擇地，這種附加材料可被切割成獨立的片并被接合到位于第一和第二組輥之間的復合纖維網20上。開孔薄膜頂片材料56與復合纖維網20的連接示于附圖3。為了附圖的簡潔性，其也已在附圖2中省去。開孔薄膜頂片材料56優選地使用粘合劑接合到復合纖維網20上。這便形成了一種在本文中稱為“管成形復合材料”(或“管成形復合纖維網”)88。
用于機械應變復合纖維網的裝置30的第二組輥62分別包括頂輥和底輥64和66。這些輥中的每一個都在其表面上具有圖案。如附圖2所示，頂輥64具有平行于頂輥64的軸線X的脊。所述脊限定多個三角形齒68。頂輥64也可具有圍繞圓筒形軋輥的圓周的方向定向的幾個間隔開的槽70。
附圖2顯示當復合纖維網20離開第二組輥62之間的輥隙時，至少一部分泡沫吸收材料22被進一步提供有多個橫向定向的狹縫80。該縱向上的初始切開和橫向上的后續切開導致吸收材料22被成形或切割為多個顆粒82。泡沫吸收材料22可在其內任選地留有未切開的條84(由于第二對輥62中的槽70的存在)，以及未切開的任何橫向的帶(由于第一對輥32中的底輥36上的槽44的存在)。
同樣，無紡材料載體纖維網24也沒有被切開，但其內形成了另一種圖案。在其內形成的總體圖案類似網格，其是由第一和第二組輥32和62創造的壓痕的組合。開孔薄膜頂片56將具有在其內形成的類似第二對輥62的圖案的圖案。
附圖3顯示在其被通過附圖2所示裝置后的復合纖維網20。如上所討論，開孔薄膜頂片材料56的薄片優選地已被接合至第一和第二對輥之間的復合纖維網20的單獨長度。附圖3顯示開孔薄膜頂片材料56的薄片的大小優選地具有與復合纖維網20被切成的單獨長度相同的寬度但更大的長度。開孔薄膜56延伸超過復合纖維網材料的單獨長度的末端，使得吸收材料管一旦形成，便可以通過僅將其末端連接到衛生巾上而更容易地連接到衛生巾上。
應當理解，在附圖3中，被第一和第二組輥壓印到無紡材料24中的圖案為了簡便起見已被省略。此外，為了簡便起見，不相容的泡沫吸收材料22顯示為僅包括顆粒82(即，不相容材料22中沒有顯示剩下任何未切開的條)。這樣一種實施方案可通過使第一和第二組輥62具有連續的齒但省略齒之間的谷40和槽70來創建。
(2)折疊管成形復合纖維網的任選步驟。
制作用于附圖13所示衛生巾的吸收材料管的下一步驟是折疊復合纖維網20和開孔薄膜頂片材料56、管成形復合纖維網88的組合。這些任選但優選的折疊步驟示于下幾個附圖中。
附圖3顯示縱向走向的折疊線F，管成形復合纖維網88的縱向側部邊緣90將初始圍繞該折疊線折疊。附圖4顯示管成形復合纖維網88，該圖所示為其側部邊緣90已在第一折疊操作中沿折疊線折疊以形成“C”型折疊結構。
附圖5顯示其在第二折疊操作中被折疊后的管成形復合纖維網88。如附圖5所示，管成形復合纖維網88已沿其縱向中心線折疊。因此，先前折疊的縱向側部邊緣90被相互聚攏，并且管成形復合纖維網88的縱向側部邊緣90被塞進已折疊的管成形復合纖維網88的內部。如附圖5所示，已折疊的縱向側部邊緣90鄰近管成形復合纖維網88的縱向中心線L。附圖5所示的已折疊的管成形復合纖維網88現在即可以使用本發明的方法粘合。(附圖2-5中所示的步驟均為任選的，但對于制作用于附圖13所示衛生巾的吸收材料管則是優選的步驟。)C.粘合(和成型)不相容材料。
(1)總述。
為了粘合(和成型)不相容的吸收泡沫材料22，在最常用的意義上，具有更高第二可粘合性的材料的纖維網(無紡材料)24被置于不相容材料(吸收泡沫材料)22的外部。被粘合的實際結構的橫截面(如附圖7所示)在某種程度上比它更復雜，但為了本描述的目的，優選存在上述總的關系(其中具有更高第二可粘合性的材料的纖維網位于不相容材料的外部)。
不相容材料，吸收性泡沫材料22，其中具有更高第二可粘合性的材料的纖維網，無紡織網24，位于其外部，優選地與多個自生粘合94粘合。本文所用術語“自生”是指不需要粘合劑或某些其它附加(即，附加于被粘合的部件)材料的粘合，如縫線。然而，本文描述的方法不旨在局限于排除了這種本身自生粘合或粘合劑粘合的粘合劑增進的方法。
粘合94優選地穿透不相容的吸收性泡沫材料22。粘合94優選地將無紡織網24的一部分接合到位于不相容的泡沫材料22的相對側上的無紡織網24的另一部分上。在附圖所示的實施方案中，粘合作為旨在粘合不相容材料的本發明方法的一個步驟，或輔助給予吸收材料管獨特的三維形狀。
在實施本發明的方法的過程中，可以使用任意合適數目的粘合94。粘合94也可被置于任何合適的位置。為了制作附圖13所示的衛生巾的吸收材料管，優選地使用二至五個粘合94。在附圖所示的實施方案中，使用了三個粘合94。粘合94優選地間隔約4.4cm(約1.75英寸)，并且距離沿著管成形復合纖維網88的縱向中心線L制作的折疊約17mm。
優選的自生粘合方法可以使用熱粘合和/或壓力粘合或超聲焊接來實現。用于熱粘合和/或壓力粘合，尤其是動態粘合的合適技術在下文更詳細地描述。用于超聲焊接的合適的技術描述于Procter&Gamble的美國專利4,430,148，名稱為“Ultrasonic Bonding Process”，1984年2月7日授予Schaefer和美國專利4,823,783，名稱為“Adhesive-Free Bonding ofContinuously Moving Webs to form Laminate Web and Products CutTherefrom”，1989年4月25日授予Willhite，Jr.等人。用于超聲焊接的合適的設備可從Branson Ultrasonics，Danbury，CT獲得。超聲焊接裝置優選地配備有一個板，該板具有與下文描述的用于動態粘合方法的那些類似的圖案元件。然而應當理解，超聲焊接(與動態粘合相比)對于粘合本文描述的一些更高厚度的結構可能是次優選的。
動態粘合方法與超聲焊接方法相比具有幾個其它優點。首先，其可以是一種能夠高速操作的連續方法。而超聲一般要求使用具有至少一個靜壓頭的裝置，所述靜壓頭提供固定的保壓時間以形成粘合。因此，在超聲焊接方法中，將被粘合的纖維網必須被停止一段時間以完成粘合。其次，超聲焊接不適于粘合厚度超過一定量(例如，最大厚度為或大于或等于約4mm)的材料。在另一方面，本文描述的動態粘合方法可容易地粘合具有這種厚度的材料。
在先前步驟中將吸收材料22切開或成形為顆粒狀材料在粘合方法中是有利的，這是因為用于形成切口或顆粒狀材料的方法可為粘合提供連續透明的路徑以穿透吸收材料。如果粘合與顆粒之間的狹縫或空隙對齊，則尤其如此。這種情況在狹縫或顆粒狀材料粘附到載體纖維網上時最可能發生。先前切割吸收材料的方法僅切割吸收材料然后用壓縮空氣將其吹入封閉的管中，這將導致被切割的顆粒的隨機分布。這種方法將不能形成用于本文描述的粘合方法的透明路徑。
如上文所述，動態粘合方法涉及將吸收性泡沫材料22的每一側上的材料(無紡材料覆蓋物)24的第二纖維網的部分粘合到一起。開孔薄膜頂片材料56也可具有被動態粘合到一起的部分。除了或可供選擇地將無紡材料覆蓋物24的部分粘合到一起外，開孔薄膜頂片材料56可以被粘合。在動態粘合方法中，將被粘合的材料(無紡材料覆蓋物24或開孔薄膜頂片56材料)中的至少一種優選地包括熱塑性材料。應當理解，為了簡便起見，粘合將在下文表示為將無紡材料覆蓋物24的部分粘合到一起，即使開孔薄膜頂片材料的部分在所述方法中可類似地被粘合。
附圖8顯示了一種方法，其中覆蓋材料24的第一部分24A優選地通過管成形復合纖維網88粘合至覆蓋材料的第二部分24B。用于粘合管成形復合纖維網88的裝置優選地包括一對圓筒形軋輥110和112。優選地，兩個輥中的至少一個，圖案輥110，在其表面上具有浮雕圖案。圖案輥110在附圖8中簡化示出，而在附圖12中詳細示出(然而，附圖12顯示一個其上具有稍微不同于附圖8中所示圖案的浮雕圖案的輥。)如附圖12所示，圖案輥110具有圓柱體的表面115和多個突出或圖案元件(或“圖案元件片段”、“突出”或“凸起”)116，其從表面115向外延伸。由圖案元件116形成的浮雕圖案可以為任何合適的構型。其可以是直線、曲線，或其可以包括直線段或曲線段。浮雕圖案可以是連續的或間斷的。浮雕圖案可以限定無限個圖案和其它類型的圖形。例如，其可以限定幾何形狀、箭頭、文字等。圖案元件上的槽脊表面118也可具有各種各樣的可能形狀。槽脊表面118的合適的形狀包括，但不限于，橢圓和圓形。
在所示裝置的實施方案中，浮雕圖案包括多個具有圓形槽脊表面118的間隔開的圖案元件116。在附圖8所示的方法的實施方案中，圖案元件118以間斷直線構型排列。
盡管本發明旨在適用于任何合適形狀和大小的粘合，但已發現合適的粘合大小具有直徑介于約0.25mm和約5mm之間或更大的圓形平面圖構型。在一個實施方案中，粘合具有的直徑為約3mm，面積為約8mm2。
圖案元件116具有側壁119，所述側壁優選不與圓筒形軋輥的表面垂直。優選地，圖案元件116的側壁119與圓筒形軋輥的表面115形成大于45°但小于90°，優選介于約70至90度之間的夾角。由于被粘合材料的厚度以及希望避免撕裂覆蓋材料24，改變圖案元件116的側壁119的方向是優選的。
另一個輥112，作為砧構件并且因此可被稱為砧輥112。圖案輥110和砧輥112限定其間的壓力偏置的輥隙114。優選地，砧輥112是平面表面。然而，在其它實施方案中，兩個輥110和112在其上面可均具有一個浮雕圖案和/或圖案元件。圖案輥110和砧輥112均優選地朝對方偏置，并具有約140Mpa(約20,000psi)至約1,400Mpa(約200,000psi)的預定圖案件載荷。在附圖8所示的實施方案中，兩個輥朝對方偏置，使得輥隙114中的壓力優選地保持為約656Mpa(約93,700psi)。在該實施方案中，將被粘合的材料優選地以相對高速被進料通過輥隙114。線的速度優選地為約383英尺/分鐘(約117米/分鐘)。
圖案輥110和砧輥112優選地以不同的速度在相同的方向上被驅動，使得其間有一個表面速度差異。表面速度差異優選地具有的范圍為具有低表面速度的輥的約2％至約40％，更優選介于2％和約20％之間。砧輥112優選地大于圖案輥110的表面速度的表面速度操作。然而，在高線速度時，粘合以零速度差異(即，輥隙限定輥具有相同的表面速度)發生也是可能的。
包括管成形復合纖維網88的多個層片通過被進料到輥110和112之間的輥隙114內而被粘合。附圖中所示的優選粘合方法穿過管成形復合纖維網88并自身地將無紡覆蓋材料的第一部分24A粘合到覆蓋材料24的第二部分24B。粘合94在具有更高第二可粘合性的材料24的無紡織網的相對部分之間形成，其位于泡沫材料22之外。
不受任何特定理論的約束，使不相容材料發生粘合的裝置如下粘合裝置的圖案元件116壓縮不相容的吸收性泡沫材料22。該局部壓縮造成不相容的吸收性泡沫材料22破裂并與圖案元件116的區域分離(移離壓力點)。粘合裝置切過不相容材料22或置換不相容的22的顆粒，使得具有一個透明路徑用于可粘合的材料粘合到一起。優選地，很少(如果有的話)泡沫材料22被實際留在粘合位置。
除了粘合穿過不相容材料外，本文描述的方法具有幾個其它重要的特征。這些特征允許高厚度材料被粘合，并使該方法能夠在將被粘合的材料中制作幾乎無限數目的粘合圖案。圖案輥110在其表面115上優選地具有柔順(或可壓縮)材料120。圖案輥110也優選地在其表面115上具有一對承載構件122。這些部件的目的在下文描述。
柔順材料120的目的是壓縮將被粘合的材料，使得圖案元件116刺破覆蓋材料24的可能性減小。如果覆蓋材料被刺破，那么由于覆蓋材料將不能溶融以形成粘合，因此將不會形成粘合，或者將形成弱的粘合。壓縮步驟可在粘合之前發生或與粘合同時發生。當被粘合的材料相對較厚時，使用柔順材料是尤其優選的。當被粘合的材料更薄時，柔順材料可以被省略。附圖12顯示，柔順材料120優選地圍繞圖案元件116。
圖9和10的比較顯示柔順材料120據信工作的方式。附圖9顯示較厚的材料通過位于圖案輥110和砧輥112之間的輥隙114，但無柔順材料圍繞圖案元件116。如附圖9所示，由于被粘合材料(尤其是覆蓋材料24)中的高局部應力，圖案元件116趨于刺破將被粘合的材料。
附圖10顯示相同的較厚材料通過位于圖案輥110和砧輥112之間的輥隙114，但無柔順材料圍繞圖案元件116。如附圖10所示，柔順材料120占據圖案輥110和砧輥112之間的空間。柔順材料120使被粘合的材料在圖案元件116的區域逐漸被壓縮。這使得在粘合期間覆蓋材料24的兩層更近，而不用對覆蓋材料24施加附加的應變。這允許粘合94被制造而不會撕裂覆蓋材料24，或在位于覆蓋材料24的層之間的泡沫材料22中刺洞。
其工作原理可通過以下類比來想象。涉及的原理與試圖用釘子槍將一個六英寸(15cm)厚的一塊玻璃纖維外殼絕緣體固定到另一個材料上的問題一樣。如果是未壓縮的玻璃纖維，當釘子被射出后，其將穿透絕緣體并完全通過絕緣體。然而，如果在試圖用釘子槍將其固定之前玻璃纖維絕緣體已被壓縮，上述情況將不會發生，釘子將不能夠固定絕緣體。
柔順材料120優選具有某些特征。柔順材料120優選地具有比被粘合的材料更小的可壓縮性，但比圖案輥110的115具有更大的壓縮性。因此，柔順材料120的優選硬度應小于圖案輥110的表面115的硬度。優選地，柔順材料120具有的硬度(使用硬度測驗器測量)介于約50(邵氏硬度)和約62(Rockwell C硬度)之間，更優選其硬度介于約50和約100邵氏硬度之間，并且最優選其硬度為約90邵氏硬度。(Rockwell C硬度計上的硬度值62是包括圖案輥110的表面115的D2鋼的硬度。)(盡管砧輥表面可具有任何適合的硬度，但砧輥112的表面優選地具有等于或大于圖案輥110的硬度。)柔順材料120可包括任何合適類型的材料。合適的材料包括黃銅、橡膠和聚合材料如聚氨酯。在一個尤其優選的實施方案中，柔順材料120包括聚氨酯。
柔順材料120優選地比被粘合的材料具有更大的寬度。這使其能夠均衡整個被粘合材料上的壓力。柔順材料120可具有任何合適的厚度。優選地，柔順材料120的厚度足夠大，以對避免在覆蓋材料24上造成穿孔具有一些可察覺到的影響。柔順材料120的厚度優選地不大于圖案元件116的高度。圖案元件可例如具有約2mm的高度。在一個非限制性實施方案中，已發現具有約90A邵氏硬度(其具有約1.5mm的高度)的柔順聚氨酯材料是合適的。
柔順材料120優選地粘附到圖案輥的表面115上。柔順材料120可以任何合適的方式，如焊接或使用粘合劑，粘附到圖案輥110上。
承載構件122的目的是平衡圖案輥110(即，當被粘合材料通過圖案輥110和砧輥112之間時平衡施加到圖案輥110上的力)。當圖案輥110上的圖案“不平衡”或“失衡”時，使用承載構件122是尤其優選的。所謂“不平衡”或“失衡”是指圖案元件116的分配方式使得由于圖案元件116的槽脊118的表面積的差異和/或圖案元件116的分配，圖案輥110和砧輥112之間的輥隙114中的壓力圍繞圖案輥110的圓周變化。
當粘合圖案平衡時，承載構件122可以被省略。然而，如下文將更詳細地討論，可取的是使用承載構件122，即使當粘合圖案平衡以在使用具有更大高度的圖案元件116方面提供更大的靈活性。
承載構件122可以是任何合適的構型。承載構件122可以是圍繞圖案輥110的連續環的形式。承載構件122呈間斷元件的形式也是可能的。然而，如果承載構件122呈間斷元件的形式，它們優選地被安排成圍繞圖案輥110的圓周交錯，使得它們圍繞圖案輥110的圓周有效地形成連續的環。如附圖12所示，承載構件122優選地呈圍繞圖案輥110的連續環的形式。
在附圖所示的實施方案中，承載構件122優選地鄰近圖案輥110的每個側邊。承載部件優選地橫向位于圖案輥110的表面115的部分的外側，沿著該圖案輥將被粘合的材料將接觸(即，它們優選地位于圖案輥110的中心部分和圖案輥110的側邊之間)。這確保砧輥112將能夠與承載構件122直接接觸。據信該接觸將在被粘合的材料被進料到輥之間的輥隙114中時發生。該接觸發生的原因被認為是由于被粘合材料在輥隙114中的壓縮和在高力下輥的變形，所述高力被施加以使兩個輥朝對方偏移。
附圖11和12的比較更詳細地顯示承載構件122被認為工作的方式。附圖11顯示圖案輥1110的一個實施例，該輥不具有本文描述的類型的承載構件。圖案輥1110上的圖案元件1116的分布既“套疊”又平衡。本文所用術語“套疊”是指圖案元件1116的分布，當一個人觀看圍繞圖案輥1110的圖案時，其顯示具有重疊度。這確保砧輥1112在輥隙區域1114中將連續地騎在圖案元件1116的頂部上，并將不會在每個圖案元件1116之間下跌或驟降。如果圖案元件1116未被套疊，并且砧輥1112未在每個圖案元件1116之間驟降，那么在非常高的壓力下擠靠在一起且以高速旋轉的輥將以極端劇烈的方式操作，如同汽車的一個輪胎爆胎。
在附圖11所示的輥1110中，有相同組的圖案元件，其與輥的其它部件上顯示的組類似。在圖案元件的組之間也有承載裝置或承載條1124。圖案元件的其它相同的組在附圖11中看不到，因為僅顯示了輥的表面的一部分。然而，充分地顯示了單組圖案元件和承載裝置1124來描述所討論的概念。如附圖11所示，當圖案平衡時，任何承載裝置或承載條1124只需圍繞圖案輥1110的圓周以非連續(或間斷)的排列提供。承載裝置1124在不存在圖案元件1116的位置提供。這是因為當圖案輥1110旋轉時，來自加載裝置的總的力從圖案元件傳送到承載裝置1124。要求平衡的圖案，這意味著輥隙中的粘合區域(即，在輥隙內接觸的輥的部分的表面積)在圍繞輥的任何點必須保持恒定。如果允許其變化，粘合壓力也將變化并將產生不一致的粘合。
附圖12顯示了可用于本文描述的方法的實施方案中的圖案輥110的一個實施例，所述實施方案在案其上具有圖案元件116的非套疊的和不平衡的圖案。盡管附圖12只顯示了具有單組圖案元件116的輥110的一部分，但圖案輥110優選地包括幾個類似的圍繞輥110的圓周間隔的點的圖案。(所謂“點”是指圖案元件具有圓形的槽脊區域。)每組點被分布為期望的排列以在所述產品上形成粘合。例如，要粘合附圖8中所示的管成形復合纖維網，每組點可以三個點的直線圖案排列。要粘合如附圖15所示的陰唇間裝置1020，每組點可以四個或五個點的半圓形排列，如附圖16所示的那組圖案元件。
為了本討論的目的，將假定圍繞輥110的圓周有六組點。該實施例中的所有圖案元件116均具有相同的高度。三個點圖案具有圖案元件116，其中槽脊限定具有2mm直徑的圓形粘合表面。其它三個點圖案具有圖案元件116，其中圓形粘合表面具有3mm的直徑。多組圖案元件116交替圍繞圖案輥110的表面，每個3mm直徑圖案元件的組緊跟2mm直徑圖案元件的組。
對于發明人來講，在本文發明的承載構件122之前，沒有任何已知的方便的方法來使用2mm直徑圖案元件和3mm直徑圖案元件兩者形成粘合。例如，使用常規輥排列，使用2mm直徑元件但不使用3mm直徑元件來形成粘合是可能的。如果選擇了正確的壓力來使用2mm直徑元件形成粘合，那么將沒有足夠的壓力來使用3mm直徑元件形成粘合。反之亦然(使用3mm直徑元件但不使用2mm直徑元件來形成粘合是可能的)。如果選擇了正確的壓力來使用3mm直徑元件形成粘合，那么壓力對于使用2mm直徑元件進行粘合將會過高，被粘合的材料上將會被穿孔。
本文描述的承載構件122于是被開發。如上所述，承載構件122優選地呈圍繞圖案輥110的圓周連續環的形式。為了確保圖案輥110的動態平衡，等于圖案元件的表面積的量被從承載構件上移除。如附圖12所述，承載構件122優選地在每一側具有小的切除區域126。切除區域126優選地位于沿輥的表面上的相同的縱向軸線，圖案元件116位于輥的表面上。每個圖案元件116有兩個切除區域126。附圖12所示的切除區域126中的每個為半圓形狀。每個切除區域126的大小優選地等于位于共用縱向軸線上的圖案元件116的表面的一半大小。
承載構件122應具有大于或等于圖案輥110和圖案元件116的表面的硬度。承載構件122可包括任何合適類型的材料。承載構件122，和圖案輥110和圖案元件116一樣，優選地由D2鋼組成。
承載構件122的高度可小于、大于或等于圖案元件116的高度。優選地，為了簡化程序設置，承載構件122的厚度與圖案元件116的高度相同。圖案元件116可具有例如約2mm的高度。在一個非限制性實施方案中，已發現承載構件122也具有約2mm的高度是適宜的。承載構件122可以是任何合適的寬度。承載構件122優選地為能夠為它們提供沿縱向定向區域的每個部分的表面積，所述縱向定向區域是沿圖案輥110的表面截取的(即，平行于輥的軸線定向)，所述表面積等于或大于位于相同區內的圖案元件116上的槽脊118的總表面積。在附圖12所示的實施方案中，承載構件122具有約6mm的寬度(該寬度是通過不包括切除區域126的承載構件122測量的)。
承載構件122可整體成形式在圖案輥110上，或它們可包括粘附到圖案輥110的表面115的不同元件。承載構件122優選地整體成形到圖案輥110的表面115上。如果承載構件122粘附到圖案輥110上，它們可以被以任何合適的方式(如焊接)粘附。
不受任何特定理論的約束，據信承載構件122允許使用不平衡的圖案粘合，因為粘合區域內的壓力已不再僅僅是圖案元件的表面積的功能或存在或不存在圖案元件的功能。使用承載構件122，粘合區域內的壓力變得由輥(尤其是圖案輥110)的材料屬性、被粘合的材料，以及圖案元件116and承載構件122的幾何特征(即，高度和表面積)控制。據信隨著在使用的較高壓力下粘合的發生，輥(尤其是圖案元件116的輥)會發生變形。粘合區域內的壓力據信會導致圖案元件116中的壓力撓曲。粘合區域內的壓力也可導致圖案元件底座周圍的圖案輥110的表面的某種程度的撓曲。在與圖案元件116接觸的點的位置砧輥112上的變形也是可能的。
據信，圖案元件116和周圍區域中的變形的幅度為大約該方法形成的粘合的厚度。在本文描述的實施方案中，粘合具有的厚度在約0.038mm至約0.05mm(約0.0015至約0.002英寸)的范圍內。該變形允許砧輥112保持與承載構件122的持續接觸，甚至在存在圖案元件116和被粘合的干涉材料被進料到圖案輥110和砧輥112之間的輥隙114中的區域內。為了使其成為可能，加載力必須足夠高以確保承載構件122和砧輥112之間的持續接觸。承載構件122，因此作為砧輥112的一個“止動件”以避免圖案元件116的進一步撓曲。
承載構件122可以被設計為足夠的強度，以便一旦砧輥112接觸承載構件122，圖案元件116上的粘合壓力便不可能進一步增加。如果加載力增加的話，只有作用于承載構件122上的載荷會增加，假設它們是非常剛性的。
圖案輥110的平衡具有尤其重要的含義。粘合方法的該方面可用來生產具有圖案元件的粘合圖案，所述圖案元件圍繞圖案輥的圓周具有不同大小的槽脊。粘合方法的該方面也可被用于不受先前機械限制的。粘合圖案不必一定具有套疊的圖案元件，并且粘合圖案不必一定是平衡的。例如，在先前的粘合方法中，創建復雜圖案，如附圖17所示的圖案，涉及極端復雜的設計工藝。圖案輥的平衡消除了經過復雜的設計工作來確保粘合圖案被套疊和平衡的必要。
此外，粘合圖案可以被創建，這些圖案被定制以適合一些特定的粘合需要或適合消費者的偏好，而不是工藝限制。此外，本文描述的方法可用來創建無限制數目的粘合設計來用于美學目的或用于其它目的。例如，本文描述的技術可用來書寫文字或將一張圖片壓花到將被粘合的材料中。
此外，在所述方法中使用承載構件122允許具有更大高度的圖案元件116被使用。先前的圖案元件的高度典型地為約0.38mm(約0.015英寸)。如本文所討論，圖案元件116的高度范圍最高可為2mm或更大。這使得更厚的材料可被粘合。然而，提供一個具有更大高度的圖案元件的圖案輥不限于只用來粘合更厚的材料。其也可以用來粘合薄的材料，因為承載構件122將防止圖案元件116刺穿將被粘合的材料。
本方法的該方面也被認為會導致圖案輥110的壽命增加。一般來講，浮雕圖案輥由于圖案元件上的應力而磨損。使用承載構件被認為可通過承載一部分這些應力及減輕圖案元件上的壓力而降低應力。如上所討論，承載構件可作為“止動件”來防止圖案元件的進一步壓力撓曲。據信，由于承載構件可作為“止動件”來防止圖案元件的進一步壓力撓曲，圖案元件所受的應力將不會超過它們的塑料變形點。
用于粘合和/或壓花的優選實施方案申請人驚奇地發現，當連續承載部件的高度大于圖案元件的高度時和當承載部件屈服于壓縮狀態時，圖案輥的圖案元件的上述“平衡”變得沒有必要。“平衡”的消除不僅提供了制造本發明的粘合裝置方面的實質性的成本節省，而且也消除了在設計粘合圖案方面的限制，從而為利用熔合粘合的產品設計提供了更大的機會。
申請人還驚奇地發現，下文描述的優選實施方案可粘合在材料厚度上具有更大差異的層片，從而為利用更廣范圍的材料提供機會。此外，優選實施方案可允許圖案元件的槽脊表面的區域中的更大變化，從而再一次擴大了粘合圖案和產品設計的設計選項。此外，優選實施方案也可改進圖案元件的壽命，導致與制造和操作本發明的方法相關的附加成本有益效果。此外，優選實施方案可容忍具有更大高度的圖案元件，從而為粘合更厚的層片提供機會。此外，優選實施方案可以更低速率粘合，從而擴展了操作窗口。此外，優選實施方案提供了低噪音粘合操作，尤其是以較低速率操作時。此外，優選實施方案可用來粘合和/或壓花層片，僅包括可粘合材料或同時包括可粘合材料和不相容材料。
圖12A、12B、12C和12D顯示本發明的方法和裝置的第一優選實施方案2000，其中連續承載裝置構件2004的高度2002大于圖案元件2008的高度2006。附圖12A是當加載力低或是零時和當在輥之間的輥隙中尚沒有層片時，第一優選實施方案2000的示意前正視圖。附圖12B是當加載力F足以壓縮承載裝置構件2004時和當在輥之間的輥隙中尚沒有層片時，附圖12A的第一優選實施方案2000的示意側正視圖。附圖12C是沿附圖12B的線12C-12C截取的示意性橫截面圖，所述輥區域位于足夠的加載力F下并且輥之間沒有層片。附圖12D是當輥之間的輥隙中沒有層片且輥位于足夠的加載力F下時，第一優選實施方案2000的示意性橫截面圖。
參見圖12A、12B、12C和12D，第一優選實施方案2000包括圖案輥2010和砧輥2012。兩個輥2010和2012均具有約130mm的外部直徑；然而，輥可具有任何合適的直徑或不同的直徑。輥2010和2012能夠相對于對方反轉。圖案輥2010具有一個外表面2014和至少一個或多個圖案元件2008，該圖案元件以圖案元件高度2006從外表面2014延伸。圖案元件2008可具有筆直或帶角度的側壁，如本文所述。
砧輥2012具有外表面2016。在砧輥2012的外表面2016和圖案輥2010的外表面2014之間有兩個具有承載裝置高度2002的承載裝置構件2004。承載裝置高度2002大于圖案高度2006。
圖案輥2010和砧輥2012在加載力F下通過承載裝構件置2004始終相互接觸。承載裝置構件2004可具有合適的可供選擇的實施方案。例如，承載裝置構件2004可以是與輥2010和2012分離的元件，設置在輥的外表面之間。可供選擇地，它們可以與圖案輥2010的外表面2014集成為一體(如附圖12A、12B和12C所示)或者它們可以與砧輥2012的外表面2016集成為一體。此外，承載裝置構件2004可以是上述選擇的任意組合。
承載裝置構件的數目可以變化。在第一優選實施方案2000中，有兩個設置在粘合圖案2024的兩端的承載裝置構件2004。然而，本發明的方法可具有單個承載裝置構件或多于兩個承載裝置構件。
圖案輥2010、砧輥2012和承載裝置構件2004優選地由鋼制成。然而，任何合適的材料均適用于本發明的方法。
當輥之間沒有層片和當加載力F足夠低或為零時，在圖案元件2008和砧輥2012的外表面2016之間的輥隙區域內沒有無承載間隙2018(附圖12A)。無承載間隙2018通常等于承載裝置構件2004的高度2002和圖案元件2008的高度2006之間的差異。
然而，當加載力F足以以壓縮距離2020壓縮承載裝置構件2004的高度2002時(附圖12B)，無承載間隙2018被減小為靜力承載間隙2020，還是當輥之間沒有層片時(附圖12C)。靜力承載間隙2020是輥隙區域中的間隙，當足夠的壓縮力F被施加來減小無承載間隙2018和當輥之間的輥隙中沒有層片時，在砧輥2012的圖案元件2008和外表面2016之間測量。
在本發明的第一優選實施方案2000中，無承載間隙2018(附圖12A)為約0.076mm(0.0030英寸)，其在約13400牛頓的壓縮力F下以0.013mm(0.0005英寸)(參見附圖12B)的壓縮距離2020被減小為約0.063mm(0.0025英寸)的靜力承載間隙2022(附圖12C)。此外，實施方案2000的優選尺寸包括約2.0mm的承載構件寬度2026、約2.000mm的承載構造件高度2028和約1.924mm的圖案元件高度2006，從而導致約0.076mm的無承載間隙2018。例如，約13400牛頓的上述力F可以通過在206842pascal(約30磅每平方英寸)的壓力下兩個8-英寸直徑的氣囊(203mm)來提供。
然而應當注意，第一優選實施方案2000的上述尺寸可以變化而不背離本發明的精神。例如，承載裝置構件寬度2026可根據需要變化，要求更大的力F來壓縮更寬寬度的承載裝置構件和更低的力F來壓縮窄寬度的承載裝置構件。力F也可以變化，這取決于用于承載裝置構件2004的材料的壓縮性，要求更小的力F用于更大壓縮性的材料。
參見附圖12C，圖案元件2008的高度2006終止于槽脊表面2030，其形成無承載間隙2018(附圖12A)和具有砧輥2012的外表面2016的靜力承載間隙2022(附圖12C)。槽脊表面2030的形狀和表面積可以變化。例如，槽脊表面2030可以是任何需要的形狀圓形、橢圓形、卵形、三角形、正方形、矩形和細長的矩形、多邊形或它們的任意組合。如本文所述，本發明方法的優選實施方案2000和2100可以容許在圖案元件的槽脊表面的區域內更大的實質性變化。例如，發明人已驚奇地發現，槽脊表面2030的面積在約2mm2至至少約80mm2的范圍內。
附圖12E是本發明的第二優選實施方案2100的橫截面圖，具有砧輥2106的階梯狀外表面2102。實施方案2100提供本發明的方法的可調節的參數。例如，承載裝置構件2004的有效寬度2104可以通過在橫向將圖案輥2010或階梯狀砧輥2106相對移動來更改。此外，砧輥2106的階梯狀外表面2102也提供可調節的無承載間隙2108(和因此一個可調節的靜力承載間隙)，方法是將在橫向將圖案輥2010或階梯狀砧輥2106相對移動，使得承載裝置構件2004與階梯2110或2112接觸。階梯2110和2112的高度可根據需要改變，并且階梯2110和2112的數目也可以根據需要變化而不背離本發明的精神。例如，在第二優選實施方案2100中，每個階梯2110和2112的高度H為約0.025mm(0.001英寸)，階梯的數目為二。相應地，階梯2110和2112可提供至少無承載間隙2108的兩個附加變化，分別為約0.051mm(0.002英寸)和約0.025mm(0.001英寸)。
在本發明的上述優選實施方案中，一個層片2200被提供在轉輥的外表面之間的輥隙區域中，如附圖12C和12D所示，并且輥經受足夠的加載力F以提供承載裝置的壓縮狀態和層片2200，以及生成動態承載間隙2022A。砧輥2012可以切向速度VA旋轉，其是接觸承載裝置2004的外表面2016的切向速度。承載裝置2004可以線速度VB旋轉，其優選地等于切向速度VA。然而，應當注意，切向速度VA和VB可以相對于對方變化，而不背離本發明的精神。此外，層片2200的線速度VL也可以變化。速度VA和VB可在約60米每分鐘至至少約750米每分鐘的范圍內變化。
(2)粘合方法的非限制性變化。
本文描述的粘合方法有多種可能的變化。這些變化的非限制性數目規定如下。
例如，本文描述的方法不限于用來粘合用于吸收制品中的材料。本文描述的方法可例如用來粘合劑用于制作包裝、或任何其它類型的制品的材料，尤其是在使用不相容材料、聚合材料等的情況下。此外，將被粘合劑的材料的中心層片不必一定包括不相容材料。其可包括任何合適類型的材料，包括但不限于熱塑性材料。
此外，本文描述的粘合方法不限于附圖中所示的輥的排列。在其它實施方案中，例如，兩個輥均可以具有圖案元件。在兩個輥都具有圖案元件的實施方案中，圖案元件可被排列成相互接觸。可供選擇地，一個輥上的圖案元件可被排列成與相對輥的表面在另一輥的表面上的圖案元件之間的位置接觸。此外，承載部件不限于僅置于圖案輥上。承載部件可以在砧輥上提供，或在圖案輥和砧輥兩個輥上提供。
承載構件的多種變化也是可能的。例如，承載構件可具有至少一些非連續的部分而圖案輥可仍然提供本文描述的一些或全部有益效果是可能的。此外，承載構件中切除區域的形狀不必與圖案元件的形狀的一半相同。
動態粘合這些材料的優選方法可進一步包括加熱一個或兩個輥的步驟。如果輥被加熱，它們優選地被加熱至表面溫度，該表面溫度為覆蓋材料中低于熱塑性材料的熔融溫度的預定度數。
在其它實施方案中，將被粘合的材料可以在它們被進料到用于粘合的輥隙中之前被壓縮(或“預壓縮”)。例如，將被粘合的材料可以通過在一組輥之前的另一對輥之間的加壓輥隙被進料，以預壓縮將被粘合的材料。預壓縮步驟可涉及壓縮將被粘合的整個材料，或其可在粘合將被形成的管成形復合纖維網的那些區域包括一個局部壓縮。
預壓縮步驟也可與其它類型的粘合方法中的粘合聯合發生。例如，如果使用了超聲，超聲波焊接機或“錨固柱”通常將造成將被粘合的材料經歷形成超聲焊接所需的保壓時間的一定程度的壓縮。因此，在常規超聲焊接的情況下，與通常使用的粘合方法不同的預壓縮步驟不是必需的。
此外，為了本發明的簡便和清楚起見，粘合方法中使用的裝置在本文中被描述為包括一組輥。然而，輥僅是示例性的輥隙限定構件。相應地，并不旨在將本發明限制為包括輥的裝置。同樣，術語“圖案元件”的使用并不旨在將所述的方法限于由離散、間隔開的圖案元件組成的粘合圖案，而排除其它圖案例如，網狀圖案或包括連續或伸長粘合線的圖案。
本文描述的方法可進一步包括1989年8月8日授予Ball等人的美國專利4,854,984中描述的任何方法限制或步驟。
在本發明的一些實施方案中，當使用動態粘合方法形成粘合時，應當考慮的另一個因素是將載荷均勻地分配到圖案元件上。當使用單個粘合輥或表面來粘合具有不同厚度部分的材料時，這是最重要的。不同厚度可在幾種不同情況下發生。例如，將被粘合的材料可被剖面或壓光以便具有不同厚度的區域。可供選擇地，將被粘合的材料可包括一個層片，其中所有層的長度和/或寬度不同。在這種情況下，一些粘合可能必須通過比其它粘合更多的層。
在這種情況下在圖案元件上均勻分布載荷的一種方法是改變圖案元件116的側壁119的角度。將穿透被粘合的具有更大厚度的材料的部分的圖案元件116的側壁119的角度應大于具有較小厚度的材料的部分的圖案元件116的角度。例如，將穿透被粘合的材料的較薄部分的圖案元件116的側壁119的角度可形成約50°的角，將穿透被粘合的材料的較厚部分的圖案元件116的側壁119的角度可形成約70°的角。如果需要，將穿透被粘合的材料的較厚部分的圖案元件116也可具有更大的高度(或其它圖案元件可被制成更短)。
如上所討論，本發明的方法可以使用粘合劑、粘結性、氫鍵(例如，如果將被粘合的材料包括纖維素)、熱粘合和/或壓力粘合、或超聲焊接。然而優選地，使用動態粘合方法或超聲焊接方法。如果可粘合的材料，如材料24的第二纖維網被干擾常規粘合方法(尤其是粘合劑)的化學物質或組合物處理，這種方法是尤其優選的。例如，如果第二材料使用護膚組合物或一種更改第二材料的親水性的物質處理，這些粘合方法將是優選的。
后幾種類型的表面處理的實施例描述于P&G美國專利5,693,037中，其名稱為“吸收制品Having Improved Surfactant-Treated HydrophilicTopsheets”，于1997年12月2日授予Yan-Per Lee等人。本文描述的動態粘合方法和超聲焊接方法能夠通過這類處理粘合，通過這類的涂層或表面處理傳遞足夠的熱量，以便可與底部材料形成粘合。可供選擇地，如果這種表面處理間斷地應用，粘合裝置上的圖案可設計成使粘合穿透材料的未處理部分。
附圖7顯示，粘合將壓縮，或更優選地置換形成粘合94的局部區域內的可壓縮泡沫吸收材料22。這使得管成形復合纖維網88的三維形狀部分100與管成形復合纖維網102的剩余部分隔離并將隔離部分100(以及整個管成形復合纖維網88)成形為不同的形狀。管成形復合纖維網88被成型，優選地在兩側對稱地成型。這是可能的，因為粘合僅將壓力施加到管成形復合纖維網88的一部分上，其中管成形復合纖維網88表達為圖案元件116緊靠砧輥的曲線表面。因此，本發明的方法的實施方案不同于壓花方法，所述壓花方法將創建具有一個壓花側和一個平坦側的結構。
D.將吸收材料管連接到一個基墊上以形成復合衛生巾。
在粘合方法后，已粘合的管成形復合纖維網88優選地被切為多個單獨的吸收材料管，每個管將被置于基墊的頂部以形成復合衛生巾。
如附圖8所示，用于切割已粘合的管成形復合纖維網88的裝置包括一對輥130和132。其中一個輥，130，在其表面上具有至少一個，優選地具有多個切刀元件134。切刀元件134優選地被構型為在連續的已粘合的管成形復合纖維網88中制作一個連續的通常為橫向方向的切割。另一個輥132作為砧構件，并且因此可被稱之為砧輥132。切刀輥130和砧輥132也限定其間的輥隙136。切割步驟之后，吸收材料88的單獨的管被發送到傳送帶140用于連接到基墊上來形成復合衛生巾。
在如附圖7所示的單個吸收材料管的情況下，管成形復合纖維網88的剩余部分102，其未被粘合粘合在一起，在管成形復合纖維網88被粘合到基墊之前被展開和鋪開。管成形復合纖維網88的剩余部分102的粘合和展開將管成形復合纖維網88成形為橫截面形狀，其中在成品上形成吸收材料管的頂部的管成形復合纖維網88被賦予更窄的寬度。優選地，如附圖13所示，在成品上形成吸收材料管的頂部的復合織物88的部分限定脊106，該脊從形成復合管102的剩余部分(和衛生巾的剩余部分)的頂部垂直突出。如附圖13所示，粘合也為管成形復合纖維網88提供被子樣的圖案，其中管成形復合纖維網88在粘合點94周圍折疊。
附圖13顯示在其面向身體側上具有吸收材料88的管的復合衛生巾800，其使用本發明的方法被粘合。
為了形成復合衛生巾800，衛生巾可作為女性內褲的保護(或“基墊”)820和吸收材料88的管，其將作為“主要的月經墊”置于基墊820的頂部并至少在其兩端連接到那里。適于用坐基墊820的衛生巾包括ALWAYS ULTRA衛生巾，其由位于Ohio州Cincinnati市的Procter&Gamble Company銷售。
在一個尤其優選的實施方案中，基墊820包括這種ALWAYS ULTRA衛生巾的一個變型，其具有一個吸收芯、薄紙和位于吸收芯上面的DRI-WEAVE開孔薄膜，所述吸收芯包括其中有超吸收性形成凝膠的材料顆粒的薄紙層片。合適的薄紙由Merfin Hygienic Products制造。位于吸收芯上面的薄紙優選地通過螺旋粘合圖案被接合到吸收芯上。
吸收材料管88可以任何合適的方式被接合到基墊820上。管88與衛生巾820的連接優選地通過將位于管的末端的頂片材料56的延伸58熔融粘合到基墊820上來實現。在這種復合衛生巾的一些優選實施方案中，在吸收材料管88和基墊820之間也可能連接到基墊820。復合衛生巾的管可通過任何合適的連接部件(如粘合劑)連接到其兩端之間的基墊上。
衛生巾800具有第一(或前)末端區域828、第二(或后)末端區域830和位于第一和第二末端區域之間的中心區域832。如附圖13所示，吸收材料管88的剖面由于粘合為從衛生巾800的前末端區域828到衛生巾800的前末端區域830。更具體地講，吸收材料管88在沿著橫向中心線的衛生巾的中心具有其最大厚度T并在衛生巾的末端厚度逐漸變小。
可更改粘合圖案以創建沿衛生巾800的長度的全部或任何部分逐漸增加的厚度的吸收材料管。例如，粘合可使得增加的厚度被限定于衛生巾800的中心區域832。可供選擇地，粘合圖案可用來增加末端區域、或中心區域的一個部分和末端區域的一個部分的厚度。
2.本發明的方法的可供選擇的實施方案。
存在本發明的多種可供選擇的實施方案。例如，在一個可供選擇的實施方案中，吸收材料管中的吸收材料在被粘合前不必成形為顆粒狀材料。即，可使用一塊結實的吸收材料。然而，粘合結實的吸收材料，如吸收性泡沫材料，可能更困難，尤其是當其厚度超過約4mm時。
使用本發明的方法粘合劑其它類型的材料如低密度吸收材料也是可能的。例如，本發明的方法可用來粘合非壓光透氣氈。如果期望透氣氈可被壓光，則在其依據本發明的方法被包圍在粘合材料中和被粘合之后，透氣氈可被壓光。
然而，本發明的方法與僅僅壓花吸收制品(如包括壓花透氣氈吸收芯的吸收制品)相比，提供多個優點。在這種吸收制品中，頂片可被粘合劑粘合到透氣氈吸收芯。底片也可被粘合劑粘合到透氣氈。透氣氈纖維素纖維被氫鍵粘合到一起。這些氫鍵粘合的缺點是它們趨于被液體釋放。粘合劑也具有趨于被液體釋放的缺點，并且如果對吸收制品的組件(如頂片)進行某些表面處理。
附圖14顯示本發明的方法的另一種應用。在上述實施方案中，本發明的方法涉及放置能夠被粘合在不相容材料的外表面上的材料和通過穿透不相容材料而將這些材料粘合到一起。在附圖14中，本發明的方法用來將兩種不相容材料粘合到位于不相容材料內的能夠被粘合的材料上。
附圖14顯示兩張不相容材料22的纖維網。不相容材料22的纖維網可包括本文描述的任何不相容材料。優選地，不相容材料的纖維網包括一種吸收性泡沫材料。盡管使用粘合劑將這種吸收性泡沫材料連接到其它材料上比較困難，在該實施方案中，一層粘合劑98被用來將每張吸收性泡沫材料22的纖維網粘合到具有更高可粘合性的一張材料24的纖維網上。然而，該粘合劑粘合具有以下風險吸收性泡沫材料可由于吸收性泡沫材料的低結構完整性而與其分離。具有更高可粘合性的材料24的纖維網可以是本文描述的任何第二材料。優選地，具有更高可粘合性的材料24的纖維網包括無紡織網。
如附圖14所示，無紡織網24粘附到其上的吸收性泡沫材料22的纖維網與無紡織網24呈一種面對面的關系并相互鄰近。因此，形成的整個復合結構使用本文描述的方法被粘合到一起。復合結構可以通過一對輥(如附圖8中所示的裝置中的那些)的輥隙被粘合。這將造成在兩個無紡織網24之間形成粘合94。
在該實施方案中，粘合94可以是“隱藏的”粘合，其從吸收性泡沫材料22的外面看不到。粘合94可以隱藏是因為形成粘合的圖案元件將典型地置換小量的泡沫材料。此外，在粘合之后，泡沫材料22可在粘合區域上方擴展以使泡沫材料被置換的地方更不易被看到。
此外，本文描述的方法可用于其它目的和制造其它類型的吸收制品。例如，附圖15顯示一種可使用本發明的方法粘合和成型的陰唇間吸收裝置1020。陰唇間吸收裝置1020可包括任何合適的吸收材料，包括本文描述的任何不相容材料。在附圖15所示的實施方案中，陰唇間吸收裝置1020包括人造絲芯1044，該芯被無紡織網覆蓋材料1046包裹。人造絲與使用常規粘合技術典型地不相容。然而如附圖16所示，本發明的方法可用來粘合和成型人造絲芯1044，方法是提供位于可穿透人造絲的陰唇間吸收裝置的相對兩側上的無紡覆蓋物1046之間的粘合94。
如附圖16所示，覆蓋材料1046的第一部分1046A優選地通過吸收性人造絲材料1044被粘合到覆蓋材料的第二部分1046上。用于粘合覆蓋吸收材料1044的裝置優選地包括一對圓筒形軋輥圖案輥和砧輥，110和112。圓筒形軋輥110和112類似于附圖8中所示的那些。如附圖8所示的實施方案，優選地至少一個輥，即110，在其表面上具有浮雕圖案。圖案輥110被構型為具有圓形圓柱體表面115，和多個突出或圖案元件116，其從表面115向外延伸。圖案元件116上的浮雕圖案和槽脊表面118可以是任何合適的構型。圖案元件116的側壁119優選地形成與相對于附圖8所示的輥110描述的角度類似的角度。
輥110和112的操作方式優選地與上文描述的用于附圖8所示裝置的方式相同或類似(包括，但不限于，輥之間的表面速度差異范圍、輥之間的輥隙壓力范圍、加熱一個或兩個輥的任何可能性、和輥被其它類型的輥隙限定構件替換。)在附圖16所示的實施方案中，浮雕圖案也包括多個間隔開的圖案元件(或“圖案元件片段”)116，其具有圓形的槽脊表面118。然而，在附圖16所示的實施方案中，圖案元件116被排列為“半月”構型。圖案元件116以一種交替圖案提供，其中每個其它應用，粘合94被成形在吸收材料的覆蓋的“繩”的縱向軸線A1的相對兩側上。
附圖中所示的粘合方法穿透吸收材料1044的長條并自身將覆蓋材料的第一部分1046A粘合到覆蓋材料1046的第二部分1046B。
附圖所示的吸收制品的實施方案顯示了本發明的方法的其它優點。粘合94可被置于幾乎無限數目的圖案中。這些粘合劑94可用來創造具有幾乎無限數目的可能幾何形狀的產品。粘合圖案也可用來增添結構穩定性以及通過沿著通過粘合的線為產品增添硬度來成型吸收制品。該線可以是直線、曲線或部分直線和部分曲線。深縫合的壓印可以被創造用于液體處理或外觀。本發明的方法也可用在以高速(例如，3.6m/s至5.08m/s(700至1,000英尺每分鐘))運行的制造線上，并不限于特定圖案，如縫合方法。
附圖17和18顯示衛生巾1320，其可使用本發明的方法被制造為具有幾個不同特征。附圖17顯示吸收制品(一個可延展的衛生巾指定為1320)，其中本發明的方法被用來在制造吸收制品的過程中同時執行幾個不同的操作。衛生巾1320包括一個主體部分1322。主體部分1322包括液體可透過的頂片1324、連接到頂片的液體不可透過的底片1326，和位于頂片1324和底片1326之間的吸收芯1328。這些部件可以任何允許衛生巾1320被延伸的合適的方式被接合。衛生巾1320可包括一對末端密封1329，該密封通過將頂片和底片熔融在一起來形成。衛生巾1320也可具有翼或片1330，其從主體部分1322的每個縱向側邊延伸。
附圖17顯示的衛生巾1320具有吸收芯1328，該吸收芯帶有使用本文描述的方法被成形為顆粒狀材料1336的區域1334。如附圖17，包括顆粒狀材料的區域1334由未成形的帶1338分開，所述帶同時定向于縱向方向和橫向方向。此外，本發明的方法也優選地用于將可應變的網絡區域成形為頂片1324和底片1326。術語“可應變的網絡區域”更詳細地描述于美國專利5,518,801中，該專利的名稱為“Web Materials ExhibitingElastic-Like Behavior“，于1996年5月21日授予Chappell等人。將可應變的網絡區域成形為頂片1324和底片1326為衛生巾的這些部件提供了延展性。頂片1324和底片1326中的可應變的網絡的未成形的帶為這些可延展組件提供了彈性特性。吸收芯1328成形為顆粒狀材料將吸收芯1328置于一種不會干擾頂片1324和底片1326的延展性。
頂片1324和底片1326可在X-Y平面內的一個方向、多個方向或所有方向具有延展性。在附圖17所示的實施方案中，衛生巾1320在縱向和橫向兩個方向上都是可延展的。附圖17所示的衛生巾1320優選地具有美國專利公開5,611,790中所指定的延伸量，該專利名稱為“StretchableAbsorbent Articles”，于1997年3月18日授予Osborn等人。
附圖17顯示本文描述的方法可用來為翼或片1330提供延展性。翼1330可在上述規定用于頂片和底片的任何方向上具有延伸性。也可能為翼1330提供不同于頂片的方向或量的延展性，方法是將衛生巾1320通過裝置，該裝置在接觸翼1330的圖案表面的部分上具有的圖案不同于接觸吸收制品的主體部分的裝置的部分。如果協同輥被使用，將被用來為翼提供延展性的輥的部分也可相互更靠近，或在更大程度上嚙合，如果翼1330的層不如主體部分1322的層多。
本發明的方法也可用來將衛生巾的部件壓花和/或粘合到一起。附圖17顯示衛生巾1320的面向身體表面可具有多個呈熔融粘合1340形式的壓花。熔融粘合1340可如下形成在用于將吸收芯1328成形為顆粒狀材料的裝置的圖案表面上，提供多個粘合元件。如果需要的話，粘合元件可任選地被加熱。典型地，為了將部件粘合在一起，至少粘合在一起的那些部件將優選地包括至少一些熱塑性材料。在其它實施方案中，期望圖案表面具有僅僅壓花衛生巾的面向身體表面的元件，并不形成其部件之間的熔融粘合。
因此，本發明的方法可用量將吸收芯1328成形為顆粒狀材料，為頂片1324和底片1326提供延展性，為翼或片1330提供延展性，將部件壓花和/或粘合在一起，以及密封衛生巾1320的兩端。所有這一切可以一次通過類似于附圖中所示的裝置來實現。此外，如附圖18所示，粘合圖案可整個穿透頂片至底片，以通過區分吸收材料來為吸收材料提供完整性。例如，吸收材料可包括熱粘合氣流成網材料。在這樣的一個實施方案中，可能不必要提供常規粘合劑纖維或粉末粘合劑來保持材料的完整性。
在整個本說明書中提及的所有專利、專利申請(和針對其公布的任何專利，以及任何相應公布的外國專利申請)和出版物的公開內容均引入本發明以作參考。然而并未明確地承認，引入本文以供參考的任何文獻提出或公開了本發明。
盡管已用具體實施方案來說明和描述了本發明，但對于本領域的技術人員顯而易見的是，在不背離本發明的精神和保護范圍的情況下可作出許多其它的變化和修改。
權利要求
1.一種粘合層片的方法，所述方法包括以下步驟(a)提供砧輥和圖案輥，所述輥能夠相對于另一個反轉，所述砧輥具有砧輥外表面，并且所述圖案輥具有圖案輥外表面，至少一個承載裝置構件設置在所述圖案輥外表面和所述砧輥外表面之間，所述承載裝置構件具有承載裝置高度，至少一個圖案元件從所述圖案輥的外表面延伸，所述圖案元件具有圖案高度，所述承載裝置高度大于所述圖案高度，在所述圖案元件和所述砧輥的外表面之間形成無承載間隙；(b)提供加載力將輥相互擠壓，以在所述圖案元件和所述砧輥的外表面之間形成靜力承載間隙，所述靜力承載間隙小于所述無承載間隙；(c)提供所述圖案輥外表面和所述砧輥外表面之間的層片；和(d)以切向速度旋轉所述粘合輥來壓制所述圖案元件和所述砧輥外表面之間的層片以產生層片中的粘合。
2.如權利要求1所述的方法，其中至少一個承載裝置構件具有約2.0mm的承載裝置寬度，并且其中所述承載裝置高度為約2.000mm，所述無承載間隙為約0.076mm，并且所述承載靜力間隙為約0.063mm。
3.如權利要求1所述的方法，其中所述無承載間隙在約0.025mm至約0.076mm的范圍內。
4.如權利要求1所述的方法，其中所述圖案構件具有槽脊表面，所述槽脊表面為圓形、橢圓形、卵形、三角形、正方形、矩形、細長矩形、多邊形或它們的任意組合。
5.如權利要求5所述的方法，其中所述槽脊表面的面積在約2mm2至至少約80mm2的范圍內。
6.如權利要求1所述的方法，其中所述至少一個承載裝置構件與所述圖案輥集成為一體。
7.如權利要求1所述的方法，其中所述至少一個承載裝置構件與所述砧輥集成為一體。
8.如權利要求1所述的方法，其中所述砧輥的外表面包括至少一個改變所述無承載間隙的步驟。
9.如權利要求1所述的方法，其中所述反轉輥的切向速度在每分鐘約60米至每分鐘至少約750米的范圍內。
10.一種用于粘合或壓花層片的裝置，所述裝置包括砧輥和圖案輥，所述輥能夠相對于另一個反轉，所述砧輥具有砧輥外表面，并且所述圖案輥具有圖案輥外表面，至少一個承載裝置構件設置在所述圖案輥外表面和所述砧輥外表面之間，所述承載裝置構件具有承載裝置高度，至少一個圖案元件從所述圖案輥的外表面延伸，所述圖案元件具有圖案高度，所述承載裝置高度大于所述圖案高度。
11.如權利要求10所述的裝置，其中至少一個承載裝置構件具有約2.0mm的承載裝置寬度，并且其中所述承載裝置的高度為約2.000mm，所述無承載間隙為約0.076mm，并且所述承載靜力間隙為約0.063mm。
12.如權利要求11所述的裝置，其中所述無承載間隙在約0.025mm至約0.076mm的范圍內。
13.如權利要求11所述的裝置，其中所述圖案構件具有槽脊表面，所述槽脊表面為圓形、橢圓形、卵形、三角形、正方形、矩形、細長矩形、多邊形或它們的任意組合。
14.如權利要求14所述的裝置，其中所述槽脊表面的面積在約2mm2至至少約80mm2的范圍內。
15.如權利要求11所述的裝置，其中所述至少一個承載裝置構件與所述圖案輥集成為一體。
16.如權利要求11所述的裝置，其中所述至少一個承載裝置構件與所述砧輥集成為一體。
17.如權利要求11所述的裝置，其中所述砧輥的外表面具有至少一個用于調節無承載間隙的步驟。
全文摘要
用來粘合和/或壓花材料(20)，尤其是用于制造衛生制品的材料的方法和裝置，所述衛生制品包括，但不限于，吸收制品，如婦女衛生制品、一次性尿布、失禁裝置、擦拭物等等。
文檔編號B32B37/00GK1794961SQ200480014251
公開日2006年6月28日 申請日期2004年6月7日 優先權日2003年6月6日
發明者羅納德·R·麥克福爾, 丹尼斯·A·德漢 申請人:寶潔公司