無廢料吸濕芯的成形方法和由以網為基體的吸濕材料制成的產品的制作方法

專利名稱：無廢料吸濕芯的成形方法和由以網為基體的吸濕材料制成的產品的制作方法
技術領域：
本發明涉及由多片或多層吸濕材料制造成形或形成輪廓的吸濕芯，該吸濕材料是以網為基體的材料產生的，該吸濕芯用在吸濕用品，例如尿布、成人失禁墊、衛生巾等里面。本發明還涉及這種成形或形成輪廓的吸濕芯的制造工藝，該制造工藝基本消除成形吸濕芯生產中所產生的廢料。
失禁用品，例如非織物的一次性尿布，含有傳統使用的包括纖維的纏繞體，即無紡織纖維網的吸濕結構。這些網通過下述機制吸收包括人體排出的流體的含水流體，通過一個纖維材料自身吸收流體的吸濕機制，以及特別通過其中流體被收集、分配和儲存在纖維之間的毛細空隙中的虹吸機制吸收流體。這些網一般包括疏松壓實的低密度的吸濕纖維層，例如經梳理的棉網、氣流成網的纖維素纖維、粉碎的木漿纖維等。
用于這種吸濕用品的纖維網也經常包括某種吸濕凝膠材料，這些吸濕凝膠材料一般稱為“水凝膠”、“超吸濕劑”或“水解膠體”材料，這些材料用于儲存大量的人排泄的流體。參見，例如1972年6月13日授權(Harper等)的美國專利3,699,103和1972年6月20日授權(Harmon)的美國專利3,770,731公開了顆粒吸濕凝膠材料在吸濕用品中的應用。利用這些顆粒吸濕凝膠材料的更薄的吸濕芯的直接成果確實制成了更薄的尿布，這些吸濕凝膠材料可以吸收人體排泄出的大量含水流體，特別與纖維基質一起使用時效果更好。例如在1987年6月16日授權(Weisman等)的美國專利4,673,402和1990年6月19日授權(Lash等)的美國專利4,935,022公開了包括纖維基質的雙層吸濕芯結構和用在成型后壓實的非膨松的尿布上的顆粒吸濕凝膠材料。
這些顆粒吸濕凝膠材料由于能儲存大量流體(例如尿)而在市場上占有最大的優勢。這種顆粒吸濕凝材料的代表例子是弱交聯的聚丙烯酸酯。與許多其他的吸濕凝膠材料相類似，這些弱交聯聚丙烯酸酯包括附著在聚合物構架上許多陰離子(帶電的)羧基。正是這些帶電的羧基使聚合物通過滲透作用吸收含水人體流體。
除了滲透力外，以毛細力為基本原理的吸濕作用對于包括尿布的許多吸濕用品也是很重要的。毛細力在各種日常現象中是很顯著的，例如用紙巾全部吸收溢出的液體。就流體收集和虹吸(即將含水流體從最初接觸的地方移走的能力)速率方面來說，毛細吸收確實起著至關重要的作用。上面提到的Weisman等和Lash等發明的雙層吸濕芯結構的確將纖維基質用作主要的毛細傳輸介質，以便將最初吸收的含水人體流體在整個吸濕芯中移動，這樣，配置在吸濕芯各層或各區中的顆粒吸濕凝膠材料可以吸收并儲存該人體含水流體。在Weiman和Lash等的專利中公開的纖維結構可以通過氣流成網技術制成。該技術包括使纖維在一個網狀滾筒(screened drum)上氣流成網為成形的空腔，以便形成吸濕芯的形狀和控制每個吸濕芯所用的材料的數量。除去該成形空腔的多余的過量填注的材料并通過清理表面缺陷的軋輥使其返回到進入的氣流中。將吸濕凝膠材料(AGM)與纖維材料一起加入到氣流中。這個工藝通過對網狀滾筒上網的改變、鋪層滾筒和構型的變化可以生產很多種可供選擇的形狀。因此該材料的形狀通過把纖維模壓成成形空腔而得到。這個工藝提供不用修整的產品形狀，從而使廢料減小到最低限度。
能夠提供毛細流體傳輸的另一種吸濕材料被稱為開孔的聚合泡沫材料。如果制作適當，開孔的聚合泡沫材料可以具有用在吸濕用品(例如尿布)的高性能吸濕芯所要求的毛細流體吸收、傳輸和儲存性能。含有這種泡沫材料的吸濕用品可以具有人們所希望的濕度整體性，在吸濕用品的整個使用過程中，可以提供適當的配合性能并且可以避免使用中吸濕用品形狀的改變。另外，包含這種泡沫結構的吸濕用品可以很容易以工業規模制造。例如，吸濕尿布芯可以由連續的泡沫片壓制而成并且設計成具有比包含顆粒吸濕凝膠材氣流成網纖維吸濕芯大得多的一致性和均勻性。
除了吸濕和制造容易外，這些泡沫材料的其他潛在的令人希望的特性使其可以制成具有各種形狀構型和流體吸收性能等的成形或具有輪廓的吸濕芯。包含顆粒凝膠材料的纖維吸濕芯經常被加工成形或形成輪廓，特別是可以制成沙漏形。參見，例如Weisman等和Lash等的雙層吸濕芯結構的上層是沙漏形。
由開孔的泡沫材料制造的成形的或形成輪廓的吸濕芯所具有的特別令人希望的流體傳輸特性在1992年9月15日授權(Young等)的美國專利5,147,345中公開。Young等發明的吸濕芯包含基于纖維或泡沫的流體吸收/分配部件和包含親水、柔軟、開孔的聚合泡沫材料的流體儲存/再分配部件。Young等發明的圖9公開了這樣一種成形的或形成輪廓的吸濕芯，該吸濕芯具有一個含有纖維狀吸濕材料的沙漏形流體吸收/分配層73，該流體吸收/分配層73覆蓋在含有開孔的吸濕泡沫材料的沙漏形的流體再分配/儲存層的上面。圖2也公開了具有一個含有纖維狀吸濕材料的較小長方形流體吸收/分配層51，該流體吸收/分配層73覆蓋在一個較大的含有開孔的聚合泡沫材料的沙漏形流體再分配/儲存層52上面。
由泡沫材料制成的成形的或形成輪廓的吸濕芯或層，包括Young等的專利中公開的吸濕芯，并不是沒有問題。Young等的專利的圖9和圖2中所示的沙漏形泡沫層一般是由單一的長方形泡沫片制成的。該長方形泡沫片可以刻凹槽、切割或以其它方式切割以形成沙漏形的片。在進行這種操作時，將產生大量沒有用的泡沫材料廢料。的確，業已發現，在制造沙漏形泡沫材料片時，占所使用的泡沫材料總量15％到25％的材料將成為沒有用的廢料。
另外，整體的沙漏形泡沫材料片可能會使采用該吸濕泡沫材料芯的吸濕用品在舒適性方面產生問題。在吸濕泡沫材料的模量較高的情況下，沙漏形整體的吸濕芯可能柔軟性和柔性較低。在由整體沙漏形吸濕泡沫材料層制成的吸濕芯的襠區更是如此。于是，在由聚合泡沫材料制造成形或形成輪廓的吸濕芯時，最好能做到(1)減少泡沫材料廢料的產生，(2)提供更大的柔軟性和柔性，特別是在襠區。
用于由直線卷形的通常使用的網狀材料形成的成形吸濕芯結構的先前的產品設計在生產過程中通常產生大量必須丟棄或回收的廢料。使用多種寬度的材料的多個卷的設計有時是很難實施的，特別當使用很窄的材料網時。大卷的窄網材料是很難生產的，并且同樣難以用于加工成吸濕用品。
人們一直在設法減少在由連續網形成的有圖形的用品制造過程中所產生廢料的量。例如，授權Jonckheere等的美國專利號4,760,764和授權Johson&Johnson的EP0539032A1描述了一個減少廢料量的生產方法，在這種生產方法中，連續網材料按周期性變化的圖形連續剪切以提供兩個長條，每個長條都具有一個有圖形的縱向邊和一個直邊。這兩個長條在橫向移位、調整相位，使接頭對齊并且以重疊的方式結合在一起，以便形成一個成兩層的中心區，產生最終的一次性吸濕用品的邊緣輪廓。這種吸濕用品限制于單一設計結構，這種結構在中心區只有兩層而在耳區或平坦區域只有一層。盡管該圖形可在其自身頂部重復，但中心區的層數是外部成形區域層數的兩倍。盡管這種構型從流體吸收角度可能是有效的，但從剛性、柔性、整體厚度和襠區尺寸最小的角度看是不令人滿意的。
1963年1月8日授權(Daris)的美國專利號3,072,123描述了形成套形的若干條相鄰的波狀切割線，然后將這些套形進一步加工成吸濕用品。因為這一申請主要是打算由套形生產一個整體結構，所以最外面的部分材料是沒用的，因此產生廢料。這種方法與本發明不同，本發明使用部分成形段和完整型材，因此，可以最終實現“無廢料”(“Zero Scrap”)。1975年4月15日授權(Jones)的美國專利號3,878,286打算生產套形吸濕結構，但是，象專利號3,072,123一樣，只包括部分結構或輪廓的網的最外面的區域沒有用處，因此導致廢料。1989年9月5日授權(Seiay)的美國專利號4,862,574描述了一種生產短褲保護件的方法。盡管這種這份申請沒有指出重復剪切圖形或波形圖形，但是該圖形是橫向的并且在機器芳向或網方向上是不連續的。因此，專利號4,862,574的方法產生一個分立的部件，而本發明的目的是產生一個連續的圖形，最終在連續的網上獲得產品輪廓的多層網。包括在專利號4,862,574中的剪切圖形如在前面提到的專利中一樣，相對這些相應的發明產生無用的廢料。1970年9月8日授權的美國專利號3,527,221(Croon等)描述了一種用于使尿布的外層覆蓋框架成形的的波狀剪切圖形。盡管這種方法產生的廢料達到最低限度，但它本身并不用于吸濕結構，也不包括如本發明的分離結構的層。
雖然美國專利5,102,487；5,034,007；4,595,441和5,330,598描述了連續條形材料和重復圖形，但是這些專利中沒有一個打算提供吸濕芯結構。前面提到的專利也沒有一個象本發明那樣涉及兩條以上的材料條。
并且，現有技術的參考文獻沒有一個可以說明在襠區和耳區或平坦區具有多層吸濕材料的吸濕芯結構的制備方法，其中，吸濕芯結構由單一網構成并且可以消除廢料產生。
因此本發明的一個主要目的是提供由單一網材料生產的吸濕芯材料并且沒有廢料的制備方法。
本發明的另一個目的是提供一種生產吸濕結構的方法，這種吸濕結構在由吸濕材料的單一網構成的吸濕結構的襠區和“耳”區至少具有兩層吸濕芯材料。
本發明的另一個目的是提供一種由吸濕材料單一網制備的各種吸濕芯結構的制造方法，該吸濕芯結構根據吸濕芯的期望用途具有不同構型。
本發明的另一個目的是提供一種用于生產尿布、失禁產品等中的具有改進的吸濕效率和更軟、更柔性的吸濕芯結構。
根據本發明，將具有預定寬度的一卷吸濕材料送入模切機(例如旋轉刀)，其中剪切出一個或更多具體的圖形(與一組不連續的窄縫)，并且根據產品設計，將單一的網被分成三個或更多的分立的網。通過設計剪切出的圖形，以便符合一些后面的限定條件，對各個條或片進行剪切和修整以便使它們精確地套裝并與所希望的最終的吸濕芯產品精確地一致。
本發明不僅提供一種由單一卷材料制造高效的吸濕芯材料的方法，而且提供一種外形配合更好的吸濕用品，并且在使用時多層結構能使吸濕用品更軟、更柔性。通過使用多層結構，網的厚度可以減到最小，并且制造吸濕芯時所用的材料量提高到最大程度，這樣可以降低運輸和儲存費用。本發明進一步可以使吸濕芯材料的制造過程中基本不產生廢料材料的積累，因此減少丟棄或回收多余材料的額外步驟。
為了達到無廢料的目的，在形成如圖21所示的吸濕芯材料的結構中應保證以下約束條件(1)最重要的約束條件是襠區和耳區的縱向距離。參考圖21，該距離b＝a+c，這里a是從前吸濕芯耳區的前邊緣到通過前吸濕芯耳區和襠區之間的過渡區中間點的距離，距離b是從前吸濕芯與吸濕芯襠區之間過渡區的中間點到吸濕芯襠區與后吸濕芯耳區之間的過渡區的中間點之間的距離，c是從吸濕芯的襠區和后吸濕芯耳區之間的過渡區的中間點到后吸濕芯耳區的端部的距離；(2)前耳區的寬度與后耳區的寬度相等，以及(3)耳區和襠區之間的過渡區必須是對稱的。
在本發明的一個實施方案中，將吸濕材料的單一寬度網從一個卷筒送到一個模切機上，以便形成具有希望的最終產品圖形的一個主要網剪切片和沿網的兩條側邊形成的兩個整齊的片，其中將兩個整齊的片輸送到全圖形條上面的一個位置上。根據該實施方案的一種情況，將兩個整齊的片以完全重疊的方式放在全圖形條的上面，其中在整個吸濕芯的襠區具有三層吸濕材料和在吸濕芯的耳區有兩層吸濕材料。在一種表現形式下，兩個整齊片以部分重疊方式放置，其中吸濕芯在襠區的中心縱向區域具有三層，在襠區的兩側縱向區域有兩層，并且在吸濕芯耳區有兩層。
在第二方面，這兩個整齊片放在同一平面內。作為第一種表現形式，吸濕材料的兩個整齊片以“鄰接”方式放置，其中吸濕芯在整個襠區有兩層吸濕材料并且在吸濕芯的耳區也有兩層吸濕材料。作為第二種表現形式，這兩個整齊片以留一個“縫隙”形式放置，其中吸濕芯在襠區的中央縱向區域有一層吸濕材料，并且在吸濕芯襠區兩側縱向區域和吸濕芯耳區有兩層吸濕材料。在本發明的情況下，“鄰接”指上述兩個整齊片將沿這兩個片的兩條直邊接觸。“縫隙”指上述兩個整齊片的直邊不接觸，并且這兩個整齊片不重疊。另外，這兩個整齊的片可以和網分開并且首先將它們的縱向直邊并置放置以形成所希望的圖形，然后可以把全圖形條順序地疊放在這兩個整齊的片上。
在本發明的第二個實施方案中，將單一寬度的吸濕材料片從一個卷筒送進模切機以提供沿一個共同中心邊相互并置并且互相偏置的兩個主網(以便使一個網的小突出部分正好對應于另一個網的凹入部分，每個網都具有最終產品所希望的圖形)；并且沿網的兩側邊形成了兩個整齊的片，其中將兩個整齊的片輸送到一個位置，在這個位置上，這兩個整齊的片可能以全部或部分重疊的方式被夾在兩個主網剪切片之間，以便形成一個在襠區具有四層吸濕材料，在吸濕芯耳區有三層吸濕材料的吸濕芯，或者以“鄰接”、“縫隙”的方式形成在襠區分別具有三層或兩層吸濕材料，在吸濕芯耳區具有三層吸濕材料的吸濕芯。另外，這兩個整齊的片可能被以部分或全部重疊的形式或以“鄰接”或“縫隙”方式傳送到兩個主網的上面或在其下面的位置。
在本發明的第三個實施方案中，吸濕材料的單一寬度網從一個卷筒送入一個模切機以形成一個具有所希望的最終產品圖形的主網剪切片和兩個沿該網的側邊形成的整齊片，其中使整齊的片在放在全圖形條上之前產生扭轉或翻轉180°。在這個實施方案中，側向整齊片的上表面朝向全圖形條的上表面。正如第一和第二實施方案中那樣，側向整齊片可能以全重疊方式或以部分重疊方式放置在全圖形條的上面，以便提供第三個實施方案的第一種情況，其中吸濕芯在襠區具有三層吸濕材料，并且在吸濕芯耳區具有兩層吸濕材料，或者可以使該兩個整齊條以例如以“鄰接”形式或“縫隙”形式放置在同一平面內，以便提供本實施方案的另一種情況。
在本發明的另一個實施方案中，將一單一寬度的吸濕材料片從一個卷筒送到一個模切機以提供沿共同的中心邊并置并且與互相偏離(以便使一個網的小突出部分正好對應另一個網的凹入部分)，每個網都具有最終產品所希望的圖形；并且沿網的側邊形成兩個整齊片，其中兩個整齊片輸送到一個位置上，在這個位置上它們以全部或部分重疊的方式將兩個網剪切片夾在中間，以便提供一個在襠區具有四層吸濕材料并且在吸濕芯耳區具有三層吸濕材料的吸濕芯，或以“鄰接”形式或“縫隙”形式形成在襠區具有二或三層吸濕材料并在吸濕芯耳區具有三層吸濕材料的吸濕芯。另外，兩個整齊片可以以部分或全部重疊的構型或以“鄰接”或“縫隙”形式傳送到兩個主網上面的位置上。
雖然本發明的權利要求書特別提出并且清楚地表述了本發明的保護范圍，但是認為通過下面結合附圖的描述，可以更清楚理解本發明，附圖中同一標號代表同一部件。


圖1是說明本發明吸濕芯的制造方法的透視圖；圖2是說明圖1所示方法的一個變型的透視圖；圖3是說明本發明吸濕芯的另外一種制造方法的透視圖；圖4是說明圖3所示方法的一個變型的透視圖；圖5a-5d是示出本發明第一個實施方案的兩個整齊片重疊的一種情況的一個圖形剪切片的吸濕材料的單一寬度網的頂視圖；圖6a-6b是示出本發明第一或第二實施方案的兩個整齊片鄰接的另外一種情況的圖形剪切片的吸濕材料單一寬度網的頂視圖；圖7a-7b是示出本發明第一或第二實施方案的另外一種情況的兩個整齊的片形成一個間隙的圖形剪切片的吸濕材料單一寬度網的頂視圖；圖8a-8d是示出本發明第二實施方案的另一種情況的圖形剪切片的吸濕材料單一寬度網的頂視圖；圖9是說明本發明第一實施方案的一個吸濕芯結構的頂視圖，以全部重疊方式示出重疊的整齊片；圖10是沿9-9線剖開的圖9中的吸濕芯的剖視圖；圖11是說明本發明的第一或第二實施方案的另一種情況下的吸濕芯結構的頂視圖，以部分重疊方式示出重疊的整齊片；圖12是沿剖切線11-11剖開的圖11中的吸濕芯結構的剖視圖；圖13是說明本發明的第一或第二實施方案的以鄰接方式放置兩個整齊片的另一種情況的吸濕芯結構的頂視圖14是圖13中的吸濕芯結構沿剖切線13-13剖開的剖視圖；圖15是表示本發明的第一或第二個實施方案的以縫隙方式放置兩個整齊片另一種情況的一個吸濕芯結構的頂視圖。
圖16是圖15中的吸濕芯結構沿剖切線15-15剖開的剖面圖。
圖17表示本發明第一或第二實施方案的另一種情況的一個吸濕芯結構的頂視圖，圖中部分切掉第一網剪切片以示出以鄰接方式放置的兩個整齊片，為了進一步顯示第二主中心網而將部分撕掉；圖18是圖17中的吸濕芯結構沿剖切線17-17剖開的剖面圖；圖19是本發明第一或第二或第三實施方案的另一種情況的一個吸濕芯結構的頂視圖，圖中部分切掉第一網剪切片以示出以縫隙方式放置的兩個整齊片，為了進一步顯示第二主中心網而將部分撕掉；圖20是圖19中的吸濕芯結構沿剖切線19-19剖開的剖面圖；圖21是說明本發明的吸濕芯的相關外形和尺寸的一個剪切圖形的頂視圖。
雖然下面是就用在一次性尿布、成人失禁產品、月經用品等中的吸濕芯描述本發明的結構的，但是不難理解，本發明的吸濕結構的潛在應用不應只限于吸濕芯結構或前面提到的一次性吸濕用品。在這以后，“一次性吸濕用品”一詞是指任何能吸收并儲存人體排泄物例如尿、糞便、月經、血液等的用品，更具體地說，該術語是指緊貼在穿用者身體或其附近以便吸收并且儲存各種人體排泄物、并且在一次使用后就被扔掉(即，該用品不打算洗滌或以其它方式保存或重復使用)的用品。在本發明的一種優選情況下，該一次性吸濕芯結構用在尿布用品上。這里使用的“尿布”一詞指的是一般由嬰兒和失禁的人穿在下軀干部的內衣。總的來說，一次性尿布包括一個可透液體的頂片、一個與頂片結合在一起的不透流體的底片和一個位于頂片和底片之間的吸濕芯結構。
本發明涉及吸濕芯結構，特別是涉及一種“無廢料”吸濕芯的生產方法，因此可以省去處理或回收剩余材料的步驟。
在傳統工藝中，是通過將能量輸入網中控制吸濕材料的網的。通過將網在不同的位置上拉過輥隙、S抱輥(Swraps)等，接著該網又可以驅動包括惰輪、軌道裝置等其他輥筒達到以上目的。由于某些吸濕材料的滯后作用(這種材料可能是高粘彈性的)，所以重要的是，使網材料處于最小的應變狀態下，可取的應變率應該不超過大約1％。
根據本發明，吸濕芯成形裝置中的每個輥筒都是獨立驅動的，以便使驅動能量與網材料無關。如果所有的輥筒都以相同的速度驅動，則在網上不產生任何應變，為了保證足夠的網張力，每個輥筒的速度比前一個輥筒的速度快的比率不應超過1％。即使所有的輥筒都以相同的速度驅動，網的有些地方也仍然會被拉伸。當網繞過一個輥筒和當網在相移期間被扭轉時，都會發生應變。通過適當選擇輥筒直徑，可以在網繞過一個輥筒時，將應變率控制在1％以下。如果已知網的厚度，將應變率設定為1％，則最小輥筒的直徑可以由以下公式計算d=2t(1-e)e]]>這里t是網厚度，e是應變率。輥筒直徑應該大于或等于“d”。通過選擇扭轉輥筒的最小高度也可以使扭轉期間網的應變保持在1％以下，該高度h的計算如下在該網通過一個螺旋線時，計算網的中心和網的邊緣的不同路徑長度，將邊緣應變率設定在1％，并且將邊緣返回最小距離設定為h。該網經過的螺旋線也是由扭轉輥筒的角度α決定的。該角度α由以下公式計算α=arcsin(cd)]]>這個方程只有在網扭轉時，網的路徑垂直于扭轉輥筒的條件下才成立。
扭轉輥筒的高度由以下公式計算h＝[n(吸濕芯長)+b-pd]1/2這里b是輥筒之間的距離。注意n是一個獨立變量它可以是任何整數。它代表當整齊片的相位向后移動時的吸濕芯的數目。選擇n使h比前面計算的最小的h大。
該修整輥筒不是固定地安裝就位。當整齊的片被鋪在主要網的上面時，這些輥筒可以旋轉以使整齊片準確沿軌道行駛。這個輥筒的放置和它旋轉時所繞的垂直軸線對網的正確控制和沿軌道行駛是很重要的。網應該垂直于輥筒，并且朝著這個位置沿軌道行駛。
在扭轉時每個整齊片的中心線必須保持與每個輥筒相切并且垂直于新的(或前面的)網的路徑，這些輥筒是定尺寸的并且為了保持上述約束條件使它們彼此之間有一定間距。這樣就確定了輥筒間距b。
扭轉輥筒旋轉時所繞的軸線與整齊片的中心線相同。這樣，整齊片、扭轉輥筒之間的幾何關系應始終保持(在輥筒的進料邊)。這與網處理工業跟蹤設備Fife裝置有些相同。本系統與Fife裝置的不同之處在于本系統使用被驅動輥筒(Fife′s使用惰輪)、本系統使用三個輥筒(Fife′s使用四個輥筒)、輥簡直徑不同(Fife′s使用大約直徑為3英寸的輥筒)、并且跟蹤設備旋轉的垂直軸不同。
如圖1所示，從一個輥筒(沒有示出)送來的均勻的吸濕材料網10，由一個旋轉模切機12或其他方法剪成所希望的圖形，以提供本發明一個實施方案的一個全圖形剪切片14、第一整齊片16和第二整齊片18。當網被剪成三個有圖形的網(1個主要圖形剪切片和2個整齊片)時，該主要圖形剪切片14繼續在與初始網10相同的平面上，而第一外側整齊片16由與機器中心線成一個角度的第一個升高的被驅動輥筒20扭轉和引導，從而使第一整齊片16覆蓋在全圖形剪切片14上。由于第一整齊片16比全圖形剪切片14移動了更長距離，所以第一整齊片在機器方向移動并與圖形剪切片14成一直線。在全圖剪切片14和第一個整齊片16結合在一起之前，粘性粘結材料可能連續或間斷地涂敷在全圖形剪切片14的上表面或在第一整齊片16的下表面或在上述兩個表面上以便在加工過程中暫時將上述兩層結合在一起。也可以用本技術領域熟知的其他連接方法，例如熱連接代替粘接材料。
第二個整齊片18在第二個升高的輥筒22經歷與第一個整齊片16相同的轉換(成鏡象)。復合網24在機器方向繼續被送到一個剪切裝置和一個加速傳送裝置以便將該復合網分開成獨立吸濕芯結構26，該吸濕芯結構在分立的吸濕芯結構26的襠區具有3層吸濕材料并且在吸濕芯結構26的“耳”區30具有二層吸濕材料。
如圖2所示的吸濕材料的均勻網40比圖1所示的網稍寬，該網被切成第一整齊條42，第一全圖形條44，第二全圖形條46和第二整齊條48。在網40被切成4個圖形條(2個整齊條和2個全圖形條)以后，兩個全圖形條和第二整齊條繼續在與初始網40相同的平面上，而第一整齊條42被與機器中心線成一個角度的第一升高的輥筒50扭轉并引導，這樣便使第一整齊條42覆蓋在第一全圖形條44或第二全圖形條46上。由于第一整齊條42比第一全圖形條44移動過更長的距離，所以第一整齊條在機器方向移動并且與第一全圖形條44成一直線。在第一全圖形條44和第一整齊條42結合在一起之前，一種粘性粘接材料(未示出)可能連續地或間斷地涂敷在全圖形條44的上表面或在第一整齊條42的下表面或者在上述兩個表面上，以便在加工過程中暫時將兩層結合在一起。
象第一整齊條42覆蓋在第一全圖形條44上一樣，第一個結合網54繼續在機器方向上傳送時，第二整齊條48在第二個升高的輥筒52與第一整齊條42經過相類似的轉換(成鏡象)。當第二整齊片48覆蓋在第一全圖條44時，第二全圖形條46傳送到第三升高輥筒56并且順序覆蓋在第一全圖形條44上，以便使第一和第二整齊條42和48分別位于第一和第二全圖形條44和46之間，形成第二結合網64。包括兩個全圖形條和兩個整齊條的復合結構58繼續傳送到剪切裝置(未示出)和一個加速傳送裝置以便將該復合網58分成分立的吸濕芯結構60，該吸濕芯結構在該獨立的吸濕芯結構60的襠區62有2、3或4層吸濕材料，在該分立的吸濕芯結構60的“耳”區64有3層吸濕材料。
圖3和圖4與圖1和圖2相同，不同的是網80在機器方向傳送并且當第一個整齊的條82和第二個整齊的條84分別傳送到升高的輥筒85和87時，第一個整齊的條82和第二個整齊的條84都翻轉180°，這樣，當它們覆蓋在全圖形條86上時，該整齊的條的上表面對著全圖形條86的上表面。如圖4所示，第二個全圖形條88傳送到第三個升高的輥筒93并且覆蓋在結合的網92上以便形成一個復合網94，該復合網包含第一和第二整齊條82和84，上述兩個整齊條分別位于第一全圖形條86和第二全圖形條88之間。該復合網94(圖4)和95(圖3)被切成分立吸濕芯結構96(圖4)和97(圖3)，每個吸濕芯結構都具有襠區98和耳區99。
圖5a-5d示出了一個具有兩個縱向切線以提供第一整齊條102、全圖形條104和第二整齊條106的均一網100。圖5b示出了第一整齊條102覆蓋在全圖形條并且圖5c示出了第二整齊條106覆蓋在全圖形條上，在該全圖形中第一整齊條102和第二整齊條106重疊而形成復合網結構108。圖5d示出經剪切的分立吸濕芯結構。
如圖6a-6b所示，一個比圖5a-5d所示的網寬度稍窄的均一網120，該網被切成全圖形條122、第一個整齊片124和第二個整齊片126并且用與形成圖5a-5d的吸濕結構相同的方法結合起來，不同的是第一個整齊片124和第二個整齊片126沿一直邊相互鄰接在一起以形成一個復合的網結構128。該復合網在吸濕結構的襠區130有兩層吸濕材料并且在吸濕結構的耳區132有兩層吸濕材料。盡管這個實施方案是以把兩個整齊片鄰接在一起為例進行說明的，但是下述的方案也在本發明的范圍內使用一個更窄的材料網140以便分別提供更窄的第一和第二整齊片142和144，這樣當兩個整齊片被放在全圖形剪切片146的上面對，這兩個整齊片最好分開而不是以鄰接形式。在圖7a-7b中說明了這個構思。
圖8a-8d說明了本發明第二或第四個實施方案，在這個實施方案中，均勻的吸濕材料網150提供了以偏移的方式同時形成的第一全圖形切剪片152和第二全圖形條154、第一個整齊片156和第二個整齊片158。在這個實施方案中，第一個整齊片156和第二個整齊片158組裝起來以提供一個含有第一個整齊片156和第二整齊片158的復合件153，該復合件放置在全圖形條152的上面，在該全圖形條上第一和第二整齊片156和158沿直邊鄰接在一起。將第一個全圖形條152和兩個整齊片151、158放置在適當的位置，使第二個主圖形條154與第一個全圖形條152對準，以便進一步提供所希望的圖形，在該圖形中，第一個整齊片156和第二個整齊片158沿它們的直邊鄰接在一起，并且被第一個全圖形條152和第二個全圖形條154夾在中央，以便提供一個所有的部件都以希望的設計形式對準的復合網結構160。該復合網160被橫向切開并且被分成分立的吸濕芯結構，該吸濕芯結構在吸濕芯襠區具有三層吸濕材料，在吸濕芯結構“耳”區也有三層吸濕材料。
參考圖9到圖18可以更好地理解本發明的實施方案和每個實施方案的多種形狀；其中圖9和圖10說明了本發明第一個實施方案的一種情況，其中第一個整齊條170和第二個整齊條172延伸到全圖形條176上部的襠區174的整個寬度，第二個整齊片172覆蓋在第一個整齊片170上。如圖10所示，所得的芯結構178在吸濕結構178的襠區174具有三層吸濕材料并且在“耳”區180具有二層吸濕材料。
如圖11和圖12所示出的本發明的另一結構中，第一個整齊條190和第二個整齊條192都只延伸到襠區194的全圖形條198的部分寬度。如圖12所示，所得的芯結構196在襠區的中心部分具有三層吸濕材料而在襠區的外側邊緣和“耳”區204具有兩層吸濕材料。
如圖13和14所示，第一個整齊條210和第二個整齊條212以鄰接的方式放置主圖形條214上面，以便提供一個在襠區218具有兩層吸濕材料，在“耳”區220也具有兩層吸濕材料的吸濕芯結構216。作為本發明這種情況的另一種結構，第一個整齊片210和第二個整齊片212在平行的平面內，但相互隔開而不是鄰接在一起。圖15和16示出了這種結構。
在如圖17和18所說明的本發明的另一個實施方案中，第一個整齊條230和第二個整齊條232以鄰接形式放置在全圖形條上面，放置形式與圖13和14說明的整齊片在全圖形條上的放置形式相同。可是在本實施方案中，第二個全圖形條236被鋪在兩個整齊片230，232上面，這樣該整齊片被夾在第一個主圖形剪切片234和第二個主圖形剪切片236中間。如圖18所示，所得的芯結構238在該結構襠區240具有三層吸濕材料并且在“耳”區242也具有三層吸濕材料。作為本發明第三個實施方案的另一種結構，第一個整齊片230和第二個整齊片232在相互平行的平面內并且互相隔開而不是鄰接在一起，這樣便在中央襠區形成兩層吸濕材料，在耳區形成三層吸濕材料。圖19和22示出了該結構。
盡管已說明和描述本發明的特定實施方案，但是對于本領域的技術人員來講，在不偏離本發明的宗旨和范圍的情況下，可以進行許多不同的改變和改型。
盡管圖1-20已特別說明了本發明實施方案的多種結構，但是對于本技術領域的技術人員來講其他結構也是顯而易見的。例如在圖9-16中，第一和第二整齊片可能被放在全圖形條的任一表面上，即該第一和第二整齊片可能放在全圖形條的兩個相對的表面上。除了圖17-20中說明的結構外，還可以把兩個整齊片放在任一全圖形條的一個外表面上，或者可以把第一整齊片放在一個全圖形條的外表面上，并且將第二整齊條放在另一個全圖形條上。另外，可以把這兩個整齊片放置在一個全圖形條的兩個相對的表面上并且可以使另一個全圖形條與第一全圖形條任意一個表面相對放置。很顯然，以上結構中的整齊片可以按照前面描述以“重疊”、“鄰接”、“縫隙”方式放置。因此，所有這些在本發明范圍內的改變和改型都在本發明所附的權利要求書中。
權利要求
1.一種制備多層吸濕芯的方法，該吸濕芯具有一個前耳區、一個襠區和一個后耳區；其中該襠區的機器方向的長度等于該前耳區和該后耳區機器方向的長度之和，該吸濕芯適用于吸濕尿布或失禁短褲，該方法包括從一卷筒提供一個單一吸濕芯材料網，該材料網具有相互平行的兩側縱向直邊緣；把該吸濕芯材料網連續地在機器方向傳送；把該吸濕芯材料網連續地在縱向剪切成網段，該網段具有至少一個重復沙漏形的全圖形條和第一、第二側整齊片，每個側整齊片都可以提供一個部分圖形條，該部分圖形條具有由該網的一條平行的縱向直邊限定的一條直邊和具有相對于該全圖形條的一條縱向邊的圖形的一條相對的縱邊緣；連續地將該部分圖形條相對至少一個所述全圖形條定向，從而使所述部分圖形條的所述耳區和襠區與至少一個所述全圖形條對齊并重疊在上面；將所述重疊的部分圖形條和全圖形條用粘結劑粘結在一起以便形成一個連續多層復合條；以及依次地將該復合條在橫向以預定間隔切斷以便形成分立多層吸濕芯，每個多層吸濕芯包括至少一層確定該吸濕芯形狀的完整的吸濕芯材料層和兩條部分圖形吸濕芯材料條，每個部分圖形條的一條外側邊緣與該吸濕芯的一條外側邊緣相對應并對齊，優選該吸濕芯材料的特征是成泡沫狀的吸濕材料。
2.如權利要求1所述的方法，其中，該吸濕材料網依次被剪切成所述至少一條全圖形條和兩條側片并且通過一些水平輥筒傳送，該水平輥筒依次包括具有垂直于該網的機器方向的水平軸的第一水平輥筒；具有與該網的機器方向斜交的水平軸的第二水平輥筒；具有垂直于該網的機器方向的水平軸的第三水平輥筒；具有與該網的機器方向斜交的水平軸的第四水平輥筒；具有垂直于該網的機器方向的水平軸的第五輥筒。
3.如權利要求2所述的方法，其中該第二和第四水平輥筒高于該第一、第三和第五水平輥筒，其中所述網段傳送到該第一水平輥筒下面，所述第一側整齊片傳送到所述第二水平輥筒上方，從而所述第一側整齊片的路徑垂直于所述第二水平輥筒的水平軸，并且在所述第三水平輥筒下面，從而該第一側整齊片與所述至少一個全圖形條對齊并重疊，所述至少一個全圖形條和所述第二側整齊片傳送到所述第三水平輥筒下面，并且該第二側整齊片垂直于該第四水平輥筒的水平軸并且所述第二整齊片進一步傳送到該第五水平輥筒下面，從而使所述第二整齊片與至少一個全圖形條對齊并重疊，該上面覆蓋著所述第一側整齊片的至少一個全圖形條同時傳送到該第五輥筒下面。
4.如權利要求2或3所述的方法，其中所述第一側整齊片在被傳送到所述第二水平輥筒的上方之前或之后，翻轉180°，而該第二側整齊片在被傳送到所述第四水平輥筒上方之前或之后，也翻轉180°。
5.一種具有一個前耳區、一個襠區和一個后耳區的多層吸濕芯，該吸濕芯襠區在機器方向的長度等于該前耳區和該后耳區在機器方向的長度之和，該吸濕芯適合用在一次性吸濕尿布或失禁短褲上，該吸濕芯材料的特征優選是成泡沫狀的吸濕材料。
6.如權利要求5所述的吸濕芯，其中該吸濕芯包括至少一個完整全圖形條以提供至少一個確定該吸濕芯形狀的完整的吸濕芯材料層和兩個部分圖形條的吸濕芯材料，每個部分圖形條的一條外側邊緣與該吸濕芯的一條外側邊緣相應并且對準，該部分圖形條用粘結劑粘接在所述至少一個完整吸濕材料層上。
7.如權利要求1，2或3所述的方法或如權利要求5，6所述的多層吸濕芯，其中所述兩個部分圖形條縱向重疊在該吸濕芯的中心區上，或在同一平面內向內延伸，以便使與這兩個部分圖形條的外側邊緣相對的兩條邊在該吸濕芯的中心區沿一中心線鄰接或彼此隔開。
8.如權利要求1所述的方法，其中所述的網段包括第一和第二分別具有重復沙漏形的全圖形條，該第一和第二全圖形條沿與該沙漏形的一條邊緣相對應的一條公共線相重疊，這樣，該全圖形條中的一條比另一條超前半個周期；該部分圖形條與該全圖形條中的一條對齊并且重疊，而另一條全圖形條和該部分圖形條對齊并且重疊以便形成一條連續多層復合條，該復合條包括作為頂層的一條全圖形條、一層或多層中間層的所述部分圖形條和作為底層的一個全圖形條；這兩個部分圖形條與所述第一全圖形條對齊放置，以便使所述兩個部分圖形條在同一平面內重疊或對齊，與所述部分圖形條的外側邊相對的兩條邊沿該吸濕芯的中心區域的一條中心線鄰接或隔開。
9.權利要求2或3所述的方法，其特征在于該網傳送到第一水平輥筒下面，并且所述第一側整齊片被翻轉180°并且傳送到所述第二水平輥筒上面，以便使該第一側整齊片的路徑與該第二水平輥筒的水平軸垂直，并且該第一側整齊片進一步傳送到所述第三水平輥筒下面，該第一側整齊片上表面在翻轉之前，與至少一個全圖形條對齊并重疊，該至少一個全圖形條和第二側整齊片傳送到第三水平輥筒下面，該第二側整齊片傳送到第三水平輥筒下面，該第二側整齊片被翻轉180°并且傳送到所述第四水平輥筒上面，以便使該第二側整齊片的路徑與該第四水平輥筒的水平軸垂直，該第二側整齊片進一步傳送到該第五水平輥筒下面，該第二側整齊片的上表面在翻轉之前與該至少一個全圖形條對齊并重疊，上面重疊著該第一側整齊片的全圖形條同時傳送到該第五輥筒下面。
10.如權利要求1所述的方法，或如權利要求5所述的多層吸濕芯，其中，前吸濕芯耳區的長度從前吸濕芯耳區的前邊到前吸濕芯耳區與吸濕芯襠區之間的過渡區的中間點而測量的；襠區的長度是從前吸濕芯與吸濕芯襠區之間的過渡區的中間點到吸濕芯襠區與后吸濕耳區之間的過渡區的中間點之間而測量的；后吸濕芯耳區的長度是從吸濕芯襠區與后吸濕芯耳區之間的過渡區的中間點到后吸濕芯耳區的終端而測量的；吸濕芯兩耳區與襠區之間的過渡區是對稱的。
全文摘要
本發明描述一個具有一個前耳區、一個襠區和一個后耳區的多層吸濕芯,該襠區的機器方向的長度與前耳區和后耳區在機器方向的長度之和相等,形成從襠區寬度到耳區寬度的過渡區的角度和半徑是相等的,該吸濕芯適合用在吸濕用品上,本發明還描述一種制造這種多層吸濕芯的方法。這種方法包括從一個卷筒提供單一吸濕材料的網(10),該網具有相互平行的縱向外側直邊;連續地在機器方向傳送該吸濕材料網;連續地在縱向將該吸濕材料片剪切(12)成具有至少一個重復沙漏形的全圖形條(14)和第一(16)和第二(18)側整齊片,每個側整齊片都具有由該網片的一條平行縱向外側直邊確定的一條直邊和與其相對的具有與全圖形條(14)的一條縱向邊相應的一條縱向非直邊;連續地將這兩個側整齊片相對全圖形條(14)定位,使這兩個側整齊片的耳區和襠區與該全圖形條(14)對齊并且重疊,以便形成一個連續多層復合條(24);并且將該復合條(24)在橫向以預定的間隔連續剪切成分立的多層吸濕芯(26)。
文檔編號A61F5/44GK1176590SQ96192165
公開日1998年3月18日 申請日期1996年1月5日 優先權日1995年1月12日
發明者史蒂芬·J·蘭格, 道格拉斯·H·本森, 約翰·W·哈克特, 加立·D·拉文, 布里特·D·塞茨 申請人:普羅克特和甘保爾公司