專利名稱：非均勻增量拉伸零應變拉伸疊層坯料使其產生不同彈性的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發明是關于一種在基本未拉伸的條件下組裝并可用機械拉伸獲得彈性的“零應變”拉伸疊層坯料的。
進一步說，本發明是關于生產可用機械拉伸在坯料的預定部分獲得彈性的這樣一種“零應變”拉伸疊層坯料的方法和裝置的。
在本發明一特別優選的方案中，還說明了在“零應變”拉伸疊層坯料正沿機器方向(縱向)高速連續運動的情況下使這種坯料的預定部分在一個或幾個方向獲得彈性的方法和裝置。
本發明還說明了包含有如一次使用尿布之類的多重吸附物的這種“零應變”拉伸疊層坯料。尿布一個接一個沿腰帶部分相連，每一尿布還至少包括一被固定到頂層、后層或頂、后兩層的彈性件。而該彈性件處于一基本未拉伸狀態，故至少有包含有該基本未拉伸的彈性件的一部分受到機械拉伸并使這機械拉伸足以使固定有該彈性件的坯料產生永久性拉長。在沒有對彈性件固定的情況下，當將拉伸力放松和彈性件返回到它基本未拉伸結構時，這被永久拉長了的坯料就會在垂直于彈性件平面的方向，于彈性件兩鄰的固定點之間受到Z方向的松散。無論Z方向的松散(蓬松)程度如何，坯料的“零應變”拉伸部分便會此后在初始的拉伸方向，至少在起始拉伸點的范圍內是可彈性拉伸的。
在一特別優選的方案中，本發明進一步敘述了這樣一種方法和裝置其特征在于，該疊層坯料非均勻機械拉伸是使該疊層膜通過至少一對嚙合的波紋輥實現的。該兩波紋輥之間的嚙合度沿其周邊是不均勻的，借此使該疊層坯料在這對波紋輥之間通過時受到不均勻的增量拉伸，以使最后獲得的疊層坯料產生程度不同的彈性。
在本發明一特別優選的方案中還說明了一種如尿布之類的一次使用的吸附繃帶結構，這種結構具有用本發明的方法和裝置生產的、其彈性變化的、獨立的彈性部分。
正如和這里所使用的那些術語一樣，用最簡單的話來說，所謂“零應變”拉伸疊層坯料是指至少包括有兩層彼此相連的材料的坯料，其中的彼此相連是指在基本未拉伸(“零應變”)狀態沿共同延伸表面的至少一部分間斷地或基本連續的方式進行的。最好是有至少一層材料是呈連續坯料的形式以便于進行連續高速的加工。其它層可包括一連續坯料或以預定位置固定到這連續坯料上的一些獨立件或墊。
如上所述，“間斷地”粘結的疊層坯料將意味著一種是在未施加拉伸之前就首先將兩層材料以一些彼此隔開的點粘結起來的疊層坯料，或是各層在各個隔開的點彼此基本上是未粘結起來的疊層坯料。第一種間斷粘結的疊層坯料可使兩層可熱粘結的材料通過一加熱分布壓印輥隙來形成，或者在使兩層接觸之前對其中一層加上一些彼此隔開的粘結區來形成。而第二種間斷聯結的疊層坯料可在兩層完全連續材料層之間放進一層涂有粘結涂料多孔的材料或沙罩來形成。相反，“基本連續”粘結的疊層坯料將意味著，疊層坯料是在未加拉伸前首先沿其整個接觸面彼此完全(基本)粘結起來的。基本連續粘結的疊層坯料可將第一基本連續、熱塑粘結層在它處于熱狀態時，直接擠壓到第二層，并使兩層可進行熱粘結的層通過一加熱的表面光滑的輥隙來形成，或者可在使兩層進行接觸前，將一完全連續的粘結涂層，噴射液或稠密的成型吹熔體加到其中一層來完成。
本發明“零應變”拉伸疊層坯料使用的一層材料是由一可拉伸和有彈性的材料組成的，即它在放松加給的拉伸力后，會基本恢復到其未拉伸時的尺寸。固定到彈性層的第二層是可拉伸、最好是可拉拔但無須有彈性的材料。無論為什么樣的構成，它的第二層在拉伸時至少要有一定程度的永久變形，使得在放松加給它的拉伸力時，它不會完全恢復到它原來沒變形時的結構。從永久拉長的意義上說，第二層在拉伸工序后是不固定到彈性坯料上的，永久拉長了的第二層當固定的彈性坯料返回到它X-Y平面基本上不變形結構時，便在它的彈性坯料固定點之間的Z方向膨脹。拉伸后X-Y平面相鄰固定點之間的距離越大，最后的疊層坯料在Z方向的膨脹程序就越大。無論Z方向的膨脹度多少，得到的“零應變”拉伸疊層坯料此后便會在起始拉伸的方向，至少在起始拉伸點的范圍內是可彈性伸縮的。
所謂“零應變”一詞，在這里是用來敘述與本發明有關的拉伸疊層坯料的。據本申請人所知，它并未被以前的技術工作者使用來描述上述類型的坯料，而為便于一致性，在全部說明中仍采用它來描述這種坯料。
一種很早就實現了的斷續粘結“零應變”拉伸疊層坯料是于1937年3月30日授予Galligan等人的美國專利2075189中公開的。按照上述Galligan等人的專利，將其中一層是處于拉伸和經過縱向拉伸的兩層疊層在一起的連續橡膠層通過一對以同一圓周速度運動的壓力輥。其中一個輥具有按所要求的圖形分布的相對小的窄的突起部分。這些突起部分與第二輥聯合作用一起壓到兩層橡膠的粘性接觸的細小部分，使這兩層疊加起來的橡膠的相對緊密相間的細小區域按類似于壓力輥突起部形成的圖形被聯結起來。
按照Galligan等人的專利，與具有突起部(圖形)的輥相配合的輥可以是光滑的，或者可以是具有與其它輥相類似的匹配突起(圖形)的。兩輥是相隔開的，其相隔距離將取決于在不使橡膠的聯結表面過薄的情況下，兩層橡膠的組合厚度和足以產生聯結壓力的大小。
按照從壓輥出來的連結層，拉伸層的拉伸是松弛的，因此這層長度減少，寬度稍為增加。因為未拉伸斷續粘結的層不能這樣收縮，所以它就從皺紋或波紋4的縱向被拉起。在Galligan等人專利的
圖1和圖2所示的具體方案中，用標號1代表頂層或波紋層，而拉伸層或支承層則用標號2來表示。在兩層已被壓力聯結起來的點上出現三條細的平行聯結線。
在Galligan等人專利的方法的后面步驟中，上述斷續粘結的合成材料包括兩層波紋材料并且在橫向(大體上平行于連結線3的方向)是經過極高拉伸的，這種拉伸足以使頂波紋層1拉伸至超過它的彈性極限。然而，所加的拉伸仍然處于底層或支承層2的彈性極限。
如有必要，橫向拉伸可以達到這樣高的點;使它等于未變形材料原始寬度的八倍。
圖為頂層1被橫向拉伸超過它的彈性極限，所以它的波紋4必須在橫向永久變薄，使得當放松疊層的橫向拉伸時，任何有波紋的材料的表面積當被鋪平時將比支承層2相應部分的面積大得多。結果，當支承層2橫向收縮時，頂層1上的波紋4將從橫方向被拉起，而且因為它們的表面積比以前大得多，所以支承層的收縮效應引起波紋在聯結線3之間呈現出非常不規則的變形的形式，即正如圖5、圖6和圖7通常表示的，它引起合成材料在Z方向的松散。Galligan等人建議，所獲得的“零應變”拉伸疊層坯料特別適用于浴衣、浴毯、裙和其它物品的制造。
另一種早已實現的被特別建議用作毛巾、擦拭材料和可膨脹服裝的間斷粘結的“零應變”拉伸疊層坯料是于1962年3月13日授予Harwood的美國專利3025199中公開的。Harwood特別提供了一種沙罩結構，它由在它們的相交點彼此粘結起來的線或絲2和3的相交線族組成，以形成一網狀加強網絡1。最好是將一對無紡纖維層4和5粘附到由相交線形成的加強網絡1的兩相對表面上。
然后對Harwood的疊層坯料結構進行一個方向或幾個方向的拉伸工序以便將固定到加強網絡1的相對表面的無紡帶4，5進行永久膨脹。按照Harwood的建議，這可經適當的軋輥裝置，通過橫向(即橫過機器的方向)拉伸疊層坯料來進行，或利用適當導向并配備有夾持坯料的邊緣和對坯料邊緣施加相反的拉伸力的傳送鏈(即拉幅裝置)來實現。如要對疊層坯料進行縱向拉伸，Harwood提出，這可利用相配合的低、高速輥副來進行。
在一特別優選的方案中，因為用來形成Harwood的網狀加強網絡1所用的線2，3是彈性的，所以只要將已加給疊層坯料的任何拉伸力除去，網絡1便有要恢復到其預定的基本上沒變形的結構的傾向。結果，Harwood專利圖4橫截面所示的永久膨脹的最外層4和5便在與彈性網絡1的開口相重合的非粘結區6表現Z方向的松散。
最近實現的、由合成的聚合層組成的、計劃用作一次性衣服的間斷粘結和基本連續粘結的“零應變”拉伸疊層坯料是在共同轉讓的并于1978年8月15日授予Sisson的美國專利4107364和共同轉讓的并于1980年6月24日授予Sisson的美國專利4209563所公開。通過引證結合在此的共同轉讓的Sisson專利提出，其中發明的“零應變”拉伸疊層坯料特別適用于一次使用的衣服，因為與普通的衣料相比，它的成本相對地低。Sisson專利還說明，這種“零應變”拉伸疊層材料可以許多不同的形式進行制造，其中包括從適用于做內衣褲的極輕重量型，講適用于做衣服腰帶的較重型的疊層坯料。
在一優選方案中，Sisson的“零應變”拉伸疊層材料至少包括一層基本上由相對彈性的合成聚合絲組成的材料和至少一層基本上由可相對拉伸但相對非彈性的合成聚合絲組成。在一特別優選的方案中，兩層彼此粘結一起形成一粘附疊層坯料。
正如早先指出的，Sisson發現了兩種坯料的粘結結構基本連續的粘結，如可經一加熱光滑輥隙來完成的;在多個間隔點基本間斷的粘結，如可經加熱成形的壓印輥隙來完成的粘結。
無論采用那一種粘結結構的疊層坯料此后都是用拉伸之類的機械方法加工的，最好是非常均勻的拉伸，然后至少在一個方向完全放松以在拉伸方向產生一低的彈性模量。如果是間斷粘結的疊層坯料，它的可拉長但相對非彈性層是用拉伸工序進行永久拉長的。因此，當將加給的拉伸放松，它就會在將它固定到相對彈性層的間斷粘結點之間被松散和粘結，即，它在Z方向被松散到一顯著程度，以產生一種在起始拉伸方向，至少在起始拉伸的范圍內可彈性拉伸的“零應變”拉伸疊層坯料。如果是基本連續粘結的疊層坯料，當放松疊層坯料的拉伸時，相對非彈性的永久拉長的聚合絲就不會縮回去。因此，當將疊層坯料拉伸放松時，就會使它們在很小的范圍，即在相對彈性聚合絲的粘結點之間被閉合，松散和粘結。因為Z方向的松散在這種連續粘結的疊層坯料是較不明顯的，所以后一種“零應變”拉伸疊層坯料在拉伸方向，至少在起始拉伸點的范圍內也是可彈性拉伸的。
在上述共同轉讓的Sisson專利中都發現了許多采用連續或間斷粘結結構的“零應變”拉伸疊層坯料的例子和生產這些坯料的方法。
Sisson的關于在一次使用穿著衣服物品中采用“零應變”拉伸疊層材料的建議已為后來這方面的工作者所接受。例如，1985年6月25日授予Ness的美國專利4525407就公開了一次性使用的尿布和外科長衫。這些尿布和長衫包括一種或幾種“零應變”拉伸疊層合成材料，而這些合成材料是由間斷地粘結到一未拉伸的而可拉伸較小的基體材料上的一種未拉伸彈性件組成的。所得的疊層材料是用拉伸獲得彈性的。
Ness的圖1-3說明了一種打算用于彈性繃帶或包裝帶的簡單的兩層“零應變”拉伸疊層坯料。這種疊層坯料包括一非多孔彈性件10和一未拉伸非收縮基體12。基體12在拉伸前比彈性件較不容易拉伸并具有比彈性件小的彈性恢復。基體材料和彈性體材料是以規則或不規則圖形分布的間隔點14間斷地粘結在一起的。之后將這疊層坯料進行如圖2箭頭所示方向的拉伸。當將加給的拉伸力放松，彈性件10產生皺起，即產生如圖3大體上所示的，永久拉長了的基體12在粘結點14之間的Z方向松散。象Galligan等人，Harwood和Sisson上述“零應變”拉伸疊層坯料一樣，Ness所發現的最后疊層坯料此后便在起始拉伸方向，至少在起始拉伸點的范圍內是可彈性拉伸的。
另一種彈性復合坯料方案30是在Ness的圖5-8說明的。后者方案采用一種網狀的具有橫向股線22和縱向股線24的彈性件20。Ness的網狀彈性件20一般看來類似于上述Harwood專利圖1-4所發現的彈性網狀加強件1。和Harwood一樣，Ness也采用了一種具有比彈性件20較小伸長性而又比彈性件具有較小彈性恢復的第一基體材料28。此外，Ness還采用了一第二基體材料30。這種材料具有和基體28基本相同的物理性質并具有“夾層的”彈性件10。
Ness的基體材料28和30至少被固定到網狀彈性件20的相對表面上，而彈性件是處于基本未拉伸狀態的。如有必要，也可以通過網狀彈性件的開口將基體28和30彼此粘結在一起。按照Ness的說明，當以后將這疊層坯料進行縱向拉伸時，基體28，30受到永久拉長并可能彼此層離，但它們仍然會在包含有網狀件的橫向或縱向股線的中間位置被非連續地粘結到網狀彈性件20。一旦將坯料的拉伸放松，這網狀彈性件20就會使這坯料恢復到網狀彈性件20基本上未變形的結構，因此引起永久拉長的基體28，30在它們固定到彈性件的縱向股線22的相間點之間，在大體上垂直于拉伸方向的方向上，產生Z方向的松散。圖9所示的Ness的最后的彈性復合坯料的橫截面大體上類似于上述Harwood專利圖4所示的“零應變”拉伸疊層坯料的橫截面。
除了上述的“零應變”拉伸疊層坯料方案以外，Ness專利的圖9-12公開了使用彈性復合材料以分別沿一次性尿布的相對側邊和端部提供可拉伸的腿箍部分136，137和可拉伸的腰帶部分138和139。這種彈性復合材料可在生產中加進服裝或繃帶中去，如有必要，還可對它進行拉伸以獲得起始拉伸方向上的隨后彈性可拉伸性。按照Ness的說明，后一拉伸工序既可以由最終用戶去完成也可由供應商在銷售時進行或者可在生產時進行拉伸。
Ness的圖14公開了一種拉伸疊層坯料的自動方法。其中的疊層坯料包括一熱封到一對相對塑料坯料層214和216的一網狀彈性帶210。在這發現方案中，將包含有復合物的三層材料通過由一對光滑加熱反轉輥子224和226形成的輥隙，以將這網狀彈性線(帶)熱封到兩層坯料224和226上，以形成一熱封的三層復合體228。然后，將這熱封的復合體228送到由第二對反轉輥230和232形成的輥隙。第二對反轉輥可能要進行冷卻以保證這熱粘結是“固定的”。然后將從第二對反轉輥230，232出來的復合坯料234送到第三對反轉輥236，238的輥隙，第三反轉輥的圓周速度比第二對反轉輥的圓周速度快，以在這兩對輥之間對復合坯料234進行減拔。
按照Ness的說明，這種減拔是對薄膜214，216進行拉伸并對以前通過網狀彈性沙罩的孔在薄膜214和216之間形成的熱封粘結進行破壞。按照Ness的說明，在縱向拉伸具有彈性帶的復合材料也可以破壞縱向股線和薄膜之間的密封，而只留下粘結到坯料層214和216的橫向股線。當拉伸的復合體244從第三對反轉輥236，238出來時，縱向或機器方向的拉伸被放松，復合體244被送到卷繞裝置246。卷繞裝置以約等于第二對反轉輥230和232的圓周速度轉動。
如第一輥副230，232和第二輥副236，238，將拉伸加到遠隔支承點來拉伸一疊層坯料時，雖然它是用來實現對基本上無彈性的坯料層214和216永久拉長的，但是，申請人已了解到，當沿著復合坯料234的無支承部分進行測量時，這樣一種“零應變”拉伸疊層坯料拉伸的均勻性隨第一輥副230，232和第二輥副236，238之間的距離增加而下降。對于所給定的第一和第二輥副之間的任何距離，這種不均勻性隨著第二輥副236，238和第一輥副230，232之間的圓周速度差的增加，即復合坯料234受到拉伸的程度越大，就變得越明顯。
申請人已進一步了解到，這些不均勻性問題可利用上述共同轉讓的Sisson專利提出的下面其中一項具體建議來避免，至少可減少。即，使這種“零應變”拉伸疊層坯料通過一個增量式拉伸系統來對它進行增量拉伸。這種增量拉伸系統可以是諸如由一對相互嚙合的波紋輥之間形成的輥隙。這種相嚙合的波紋輥具有一個基本上垂直于坯料的運動方向的回轉軸線。拉伸時，這些嚙合的波紋輥以相應于波紋寬度的多個相隔很近的位置支承著疊層坯料。這樣就使相鄰支承點之間的疊層坯料每一非支承部分產生非常均勻的增量拉伸，而不是象在只在坯料的最外端受到拉伸那樣常常發生的高度局部拉伸。
Sisson關于使“零應變”拉伸疊層坯料通過一對波紋輥來對它進行增量拉伸使它產生彈性拉伸性的建議也至少為后來的有關工作者所接受。例如于1989年5月30日授予Sabee的美國專利4，834，741，該專利通過引證結合在本申請中。
象Ness一樣，Sabee發現了一種如一次性尿布之類的一次使用服裝，這些服裝采用一“零應變”拉伸疊層坯料。而疊層材料包括有以它的相對腰帶和腿箍部分固定在一對可拉伸件之間的未拉伸彈性件。Sabee圖1所示的彈性件41被固定在尿布膜的腰帶部分，而對可拉伸頂層坯料、可拉伸的后層坯料或對前后層坯料均處于非常松弛的狀態。Sabee采用的粘結結構可以是間斷的也可以是連續的，間斷的如將疊層材料通過由兩輥形成的壓力輥隙，其中一輥被加熱并在它的表面包含有許多凸起點;連續的則如將一條薄的粘彈性熱熔壓力敏感粘結帶置于其中一層坯料上，然后使這疊層通過一由一對光滑表面輥形成的壓力輥隙，將這熱熔壓力敏感粘結劑壓到另一層坯料上。
之后，無論采用那一種粘結結構，將包含有彈性坯料件41的尿布坯料部分利用波紋輥副31的嚙合波紋在橫過機器的方向進行橫向拉伸，如Sabee的圖5和圖6所示。將彈性件固定區內的可拉拔頂層和后層坯料的重疊部分同時進行增量拉伸和拉拔以在橫過機器方向(即橫向)獲得一永久拉長及其分子定向。因為波紋輥31有它們完全平行于機器方向(縱向)的嚙合波紋，因此便會在橫過機器方向(橫向)發生膜的增量拉伸。因此，經過充分加工的Sabee尿布膜的腰帶部分以后在橫向，至少在開始拉伸點的范圍內是可彈性拉伸的。
如圖12和13所示，關于包含有未拉伸彈性件42的相對腿箍，其類似的縱向拉伸工序最好是將Sabee尿布坯料通過另一對嚙合波紋輥89來進行。因為波紋輥89有它們大致平行于橫過機器方向的嚙合波紋，因此在機器方向發生坯料的增量拉伸。因此，Sabee尿布坯料的腿箍部此后在機器方向，至少在起始拉伸點的范圍內是可彈性拉伸的。
雖然Sission關于采用波紋輥增量拉伸“零應變”拉伸疊層坯料的建議已有利地被用來生產具有基本均勻彈性部分的一次性使用的服裝，但申請人已發現、在一些情況下，在坯料拉伸的方向，沿基本垂直于坯料的拉伸方向的軸線上不同點具有非均勻的彈性是特別需要的。例如，當完成的彈性產品要用在在使用時要受到不同程度的膨脹和收縮的表面，如嬰兒的腹部表面或嬰兒臀部的相對表面。在這些情況下，發現應該使產品配合到這些表面上的部分，當在彈性方向，沿基本垂直于彈性方向的軸線上的各點測量時，具有變化的彈性，以便在使用和穿著時增加舒適度和適合性。
因此，本發明的目的之一是提供以一非均勻方式增量拉伸“零應變”拉伸疊層坯料，使其產生變化的彈性的改進方法和裝置。
本發明又一個目的是提供在沿與坯料接觸點具有不同的嚙合度的，相對設置的嚙合齒之間用增量拉伸一“零應變”拉伸疊層坯料來完成上述目的的改進方法和裝置。
本發明的一個進一步的目的是，在一優選實施例中，至少采用一組嚙合的波紋輥來達到上述目的。其中至少有一個波紋輥沿它與通過該組波紋輥的“零應變”拉伸疊層坯料的接觸點具有非均勻輪廓的波紋。
本發明還有另外一個目的是，采用本發明的方法和裝置生產彈性變化的產品。
在一優選方案中，本發明包括一種在沿基本垂直于坯料的拉伸方向取向的軸線上各點，并在坯料的拉伸方向測量時，具有不均勻彈性程度的“零應變”拉伸疊層坯料。這種不均勻彈性坯料可用于在使用時受到不同程度的膨脹和吸縮的表面，例如嬰兒腹部和/或嬰兒臀部的相對表面。在這些情況下，彈性程度的變化增加了產品在使用和穿用時的舒適度和適合性。
在另外一種實施例中，本發明包括非均勻地拉伸一“零應變”拉伸疊層坯料使其在它的起始拉伸方向，至少在起始拉伸點的范圍內產生不同程度的彈性的改進方法和裝置。
在一特別優選的實施例中，本發明包括采用一組或更多組嚙合的波紋輥來生產非均勻拉伸的“零應變”拉伸疊層坯料的方法和裝置。在嚙合的波紋輥中，至少有一個波紋輥具有沿它們與通過該嚙合波紋輥之間的“零應變”拉伸疊層坯料的接觸點有不均勻輪廓的波紋。結果，通過該波紋輥的疊層坯料部分就沿與該不均勻輪廓波紋輥接觸的點被非均勻地拉伸。這便生產了一種在大致垂直于這非均勻輪廓的波紋的方向具有非均勻彈性的“零應變”拉伸疊層坯料。
雖然以權利要求書為結尾的說明書已特別地指出和明確地規定了形成本發明的主題，但相信，通過參考下面各圖的具體說明將會對本發明有更好的理解。其中圖1是說明組裝一次性尿布坯料的簡化透視圖。每一尿布沿其長度有固定在規則的間隔位置上的彈性墊。其中坯料在與彈性墊重合的區域受到采用具有在機器方向呈非均勻輪廓波紋的嚙合波紋輥來進行的非均勻增量拉伸。此外，坯料沿其長度在預定點被切斷以形成多重的一次使用的尿布。每尿布至少有一對可橫向拉伸并在增量拉伸方向具有變化彈性的側條。
圖2是一非均勻增量拉伸系統的簡化透視圖，說明本發明的一個特別優選的實施例。該系統采用真空坯料抑制系統。
圖2A是沿圖2線2A-2A所取的簡化視圖，說明使用惰輥來使尿布坯料卷繞到最下面波紋輥的方式。
圖3是圖2波紋輥一放大簡化側視圖，它說明上述波紋輥在進行本發明的非均勻增量坯料拉伸方法時如何相互嚙合而形成變化形式。
圖4A是在相應于圖3截面線4A-4A的一點所取的簡化橫截面圖，其中線4-4A與聯結兩波紋輥的中心線重合。此圖說明當波紋輥處于圖3所示位置時，波紋輥相對表面的波紋嚙合的程度。
圖4B是大體上類似于圖4A的簡化橫截面，但它表示的是當與截面線4B-4B重合的最上面波紋輥的扇形塊部分與截面線4A-4A重合時，波紋輥相對表面的波紋的嚙合程度。
圖4C是坯料通過圖4A所示類型的波紋輥隙后，本發明的一間斷粘結的“零應變”拉伸疊層坯料的高度放大簡化橫截面圖。
圖4D是坯通過圖4A所示類型的波紋輥隙后，本發明的基本連續粘結“零應變”拉伸疊層坯料的高度施大簡化橫截面圖。
圖5是本發明另一可供選擇的增量坯料拉伸系統的簡單示意圖。
圖5A是沿圖5的截面線5A-5A取的簡化截面圖。
圖5B是沿圖5截面線5B-5B取的簡化截面圖。
對熟悉有關技術的人是不難明白的雖然本發明的下面敘述只與具有預選彈性區的一次使用尿布結構有關，但本發明幾乎對任何連續運動的坯料都可以很方便和高速地使用，無論是全部由“零應變”拉伸疊層坯料組成的膜或是包括有獨立、分開的“零應變”拉伸疊層坯料部分的坯料。
尿布的制造方法和尿布雖然在各附圖中僅作了原理性說明，但如需要，它一般可類似于1978年3月28日授予Buell的共同轉讓的美國專利4081301所公開的尿布制造方法和尿布，該專利通過引證結合在本申請中。但是，Buell尿布的彈性腿箍是隨意選擇的，并沒有清楚說明。圖1-4A圖示的尿布坯料和沙漏型尿布在一組或兩組沙漏的吊耳部分采用了彈性側條。在至少一對吊耳中設置可用來生產這種彈性側條的這種分離的彈性件，基本被1989年8月5日授予Wood等人的美國專利4857067號公開，該專利也通過引證結合在本申請中。
參考圖1，它示出了由多個互連著的一次使用的尿布2組成的連續坯料1。每一尿布由一吸附墊件3、一對彈性件或貼片4a、一不透水的后層材料5和一透水的頂層材料6組成。彈性件或貼片4a可以由以預定的相間位置固定到坯料上的“生的”合成或天然橡膠、合成或天然的橡膠泡沫、彈性薄膜、彈性無紡疊層材料，彈性沙罩或其它類似的材料所組成。吸附墊和彈性貼片是被放置在不透水的后層材料5與透水的頂層材料6中間。不透水后層材料5在一般的情況下是由如一密耳原的聚乙烯薄膜之類的可拉伸的聚合材料組成的。而透水的頂層材料6在一般情況下是由可拉伸的無紡纖維材料或可拉伸的多孔聚合薄膜組成的。
可用作彈性件或貼片4a的特別可取的材料包括至少具有約400%的斷裂拉伸率和在它未應變長度的50%拉伸情況下每英寸樣品寬度具有大約200克的拉伸力的泡沫。已發現可使用的典型泡沫是可從新澤西州的帕拉姆通用泡沫公司(General Foam of paramus，New Jersey)買到的，號碼為40310的通用泡沫公司的聚胺脂泡沫，這種泡沫具有一個空載厚度或約為80密耳的厚度，每立方英尺的密度約為2.06磅(約0.033克/cm3);橋石(Bridgestone)SG聚胺脂泡沫，可從日本的Yokohama橋石公司可買到的，這種泡沫有一空載厚度或約80密耳的厚度，其密度約為2.06磅/英尺3(0.033克/厘米3);交叉耦連(Cross-linked)天然橡膠泡沫，它有一空載厚度或約50密耳的厚度，密度約為13.3磅/英尺3(0.214克/厘米3)，可從美國羅得島的Middlefon Fulflex有限公司買到;以及交叉耦連的天然橡膠泡沫，它有一空載厚度或約50密耳的厚度，密度約為13.3磅/英尺3(0.214克/厘米3)，它可從俄亥俄州的Fremont的魯得羅(Ludlow)公司買到。
對后層5特別好的材料是包括有由45-90%的線性低密度的聚乙烯和10-55%聚丙烯的混合物。如果以非壓印的形式使用，在一般的情況下，后層材料5具有一個空載厚度或約1密耳的厚度。如必要，可以將后層壓印到約為5.5密耳的厚度以增強坯料的處理和外觀特性。已發現被使用的一般后層材料是可從印地安州的Terre Haute的Tredegar工業有限公司買到的RR8220混合物REDEM和RR5475的混合物ULAB。
一種特別適用于做透水頂層6的材料是一種疏水性無紡普核坯料，這種普梳坯料的基本重量約為18-20克/碼2，由約2.2丹尼爾的聚丙烯纖維組成，它可以代號P8從馬薩諸塞州的Walpole的國際紙品公司的一個部(Division of International Paper Co.)，Veratee有限公司買到。
當后層5，頂層6或這兩層由彈性的三維聚合坯料組成時，會使尿布坯料的“零應變”拉伸疊層部分獲得特別可取的美麗外觀。這種聚合坯料在于1982年8月3日授予Radel和Thompson的并已共同轉讓的美國專利4342314中基本公開。因此該專利通過引證結合在此。
后層材料5和頂層材料6的連續坯料最好在機器方向(即縱向)保持很小的拉伸(本質上是“零應變”)，以防止起皺，并易于與尿布體(diaper assembly)相配合和進行有關轉換工序直到將完成的尿布坯料用切刀22切成各個尿布2為止。
尿布坯料的形成工序僅在圖1以圖解方式作了說明。吸墊部分3以規則相間的預定間隔被送到由一對組合輥或積層輥15形成的輥隙。在一特別優選的方案中，吸墊件3最好是由被限制在一纖維織物封套內的氣氈組成，以保證吸墊在使用時的整體性。
正如早先已指出的，本發明的“零應變”拉伸疊層坯料即可采用間斷的粘結結構也可用基本連續的粘結結構來生產。通常，間斷粘結結構在下述這些情況下是可取的;即疊層材料中基本無彈性的坯料是可相對拉伸或可拉拔而無斷裂的，以及完成的疊層材料要求在Z方向的松散程度很高的。
而對連續粘結結構則與此相反，它通常在其Z方向的松散度是無關重要的，并且疊層材料中的一層或幾層相對無彈性的坯料在不產生斷裂的情況下是難以拉伸或拉拔的這些情況下才發現是可取的。在后者情況下，基本連續粘結結構在進行增量拉伸工序后將使疊層的所有層彼此具有相對緊密的粘連。因此，在進行增量拉伸工序時即使有一層或一層以上相對無彈性坯料被損壞到破裂點，但由于相對無彈性坯料的損壞部分與彈性層之間的相對緊密的粘結使最終用戶很難覺察出有任何損壞。如果相對無彈性坯料的斷裂不影響坯料所要求的功能，例如不透水性，在增量拉伸工序時對相對無彈性坯料產生的損壞作為最終產品的一個缺陷是覺察不出來的。
這樣，在本發明特別優選的“零應變”拉伸疊層坯料中從使用連續粘結結構獲得的一個意外效益是，它允許彈性件的生產者可以從可能在本發明的疊層材料被成功地使用的更大范圍的相對無彈性坯料材料中進行選擇。主要的，它允許采用相對無彈性坯料，而這些坯料在本發明的“零應變”拉伸疊層坯料中通常都不認為能拉伸到任何明顯程度的。因此，在本發明書和權利要求書中使用的“可拉伸”一詞，除非清楚地說明，它都不意味著排除在增量拉伸工序中會受到一定程度變薄或損壞的相對無彈性坯料。
正如在圖1方案中可看到的，不透水可拉長后層材料的連續坯料是直接接近涂膠器10的。如果為在成品的Z方向獲得最大程度的蓬松(松散)而要求采用間斷粘結的疊層坯料，則可利用涂膠器10在將要在其上放置完全未拉伸的彈性墊4a的后層材料5的那些預定位置上，施加分離的、隔開的粘結劑。
在另外一種情況下，如果要求采用基本連續粘結的疊層坯料，則可采用涂膠器10在要放置基本未拉伸的彈性墊4a的那些預定區域上，將一基本均勻和連續施放的粘結劑10a加到后層材料5上。在后一種一個特別優選的方案中，選用的粘結劑是可延伸的，涂膠器10包括有一熱熔吹施裝置(melt blown application system)。
申請人發現了特別適用于生產本發明的基本連續粘結的“零應變”拉伸疊層坯料的這樣一種墊熔粘結劑吹施系統是型號為GM-50-2-1-GH熱熔體吹噴器，它可從Georgia(喬治亞)州的Gainesville J & M實驗室買到。后一系統采用一個每英寸長有20個孔的噴嘴，當沿其橫過機器方向測量時，它每孔的直徑約為0.02英寸。可從俄亥州(OChio)Findley Adhesives(快得利粘結劑公司)買到的Findley H-2176熱熔粘結劑，最好是將它加熱到約340°F的溫度并以每平方英寸7.5-10毫克的比率將其加到后層材料5上。在進行施加粘結劑時，通過粘結劑噴嘴的第二孔送出溫度約為425°F，壓力約為50磅/英寸2的熱壓縮空氣。
如圖1中10a大體上所表示的熱膠與后層坯料5在對尿布坯料的最后“零應變”拉伸疊層部分進行增量拉伸之前的緊密接觸可軟化后層材料5。對于某些坯料，例如普通的聚乙烯后層材料，業已發現，這種軟化對減少在進行坯料的增量拉伸工序期間后層材料的破壞有幫助。這在使有關坯料所生產的成品獲得某些功能，例如不透水功能的情況下是特別重要的。
在另外一種情況下，包含尿布坯料的“零應變”部分的部件可采用不加熱的粘結劑、熱粘結、壓力粘結、超聲粘結等間斷地或連續地粘結起來。在這些情況下，如果必要，可以利用有關人們熟悉的其它裝置，例如輻射加熱器(未畫出)，熱吹風機(未示出)等將熱能加到后層材料5，均可達到相同的效果。
兩卷彈性材料4以一定的速度和很小的拉伸(本質上是“零應變”)送到砧輥11上。在這個一定的速度下，每塊尿布獲得要求長度的彈性墊4a。輥11在它的周邊配備有真空壓吸孔(未示出)。切刀12給每個尿布作一次切割，基本未拉伸的彈性墊4a被真空固定到砧輥11周邊并隨它一起運動直至它們達到傳送點13。在點13，這些彈性墊4a最好用高壓鼓風機將其傳送到與粘結劑10a重合的后層材料5的預定部分。這種傳送是順序的。備有真空的砧輥11和后層材料5的表面速度基本上是相同的。
然后使具有被沿其長度固定到它的預定點的彈性墊4a的后層材料5通過一對疊層或組合輥15。
使諸如可拉伸纖維無紡坯料之類的透水頂層材料6的連續坯料靠近第二涂膠器14。這涂膠器最好能施加一按圖形分布的、尺寸和位置又完全與后層材料5的彈性墊4a的尺寸和位置相匹配的粘結劑14a。正如后層材料5，加到頂層材料6的按圖形分布的粘結劑，根據頂層材料6的性質和最后的“零應變”拉伸疊層坯料所要求的特性，它即可以是間斷的也可以是基本連續的。如必要，涂膠器14可以與涂膠器10相同。
使后層材料5，頂層材料6和吸墊3在組合輥15互相接觸。最好剛好在坯料和墊彼此接觸之前利用裝置(為了簡潔，此裝置未在圖1示出)對一坯料或兩坯料加些額外的粘結劑。這后一粘結劑將后層、頂層和吸墊的預定部分彼此固定起來以形成尿布坯料1。
之后最好使完全組成好的尿布坯料1繼續通過一對粘結固定輥16，這可能要求冷卻以減少粘膠滲出。
然后使完全組裝好的尿布1通過本發明的非均勻增量坯料拉伸系統。這系統在圖1中僅以一個方塊20來表示。可作為系統20使用的本發明的一個特別優選的非均勻增量坯料拉伸系統的具體細節是在圖2表示的。
參考圖2，包含有基本未拉伸的彈性墊4a的尿布坯料的定時是這樣的當尿布坯料1從最上面的波紋輥15的扇形塊24和具有連續波紋或槽的最下面的波紋輥21之間通過時，包含在尿布坯料內的基本未拉伸的彈性墊4a就完全與波紋或有槽的扇形塊24重合。如必要，有槽的扇形塊24當沿機器方向測量時可以有比彈性墊4a大的總長度，以使在完成的尿布中，在與彈性墊4a相鄰的那些頂層和后層部分有一定的拉伸性。
因為最上面和最下面的波紋輥的互補槽的具體結構、間距和深度是根據諸如已完全加工好的坯料的“零應變”拉伸疊層部分所要求的彈性量之類的因素而變化的，因此，在本發明的一個特別優選的方案中采用的峰至峰的槽距約為0.15英寸，在峰部測量的夾角約為12°，峰至谷的槽深約為0.3英寸。上述波紋輥的每一波紋的外峰在典型的情況下具有約為0.01英寸的半徑，而相鄰波紋之間形成的內槽在典型情況下具有約0.04英寸的半徑。當調整波紋輥使它們的相對峰彼此沿最上面的波紋輥的扇形塊的非均勻半徑搭接到0.15到0.175英寸之間的深度時，便已能在本發明的疊層坯料獲得顯著的非均勻彈性特性。本發明的疊層坯料由80密耳厚的彈性聚胺酯泡沫墊4a和1密耳厚的不透水聚合后層材料5以及一疏水無紡頂層材料6組成，其中的泡沫墊4a被完全連續粘結到頂、后層材料的相對表面上，頂層材料6的基本重量為18-20克/碼2并包含有大約2.2丹尼爾的聚丙烯纖維。
當然，上述波紋輥相對峰的搭接程度是可以按要求調整的，以便使坯料的最后“零應變”拉伸疊層部分產生或多或少的拉伸率。對于上述輥的幾何形狀和疊層坯料結構來說，其峰至峰的搭接深度從小至0.05英寸到大至0.225英寸都是可以的。
如可從圖2A看到的，尿布坯料1是由惰輥72、74將它卷繞到最下面的波紋輥21以完全將作用真空孔22復蓋住。這真空孔22是直接做在最下面輥21與每組槽23相鄰的位置上。真空孔22被定位到使其完全與最上面的波紋輥25的有槽扇形塊24相重合，它是通過輥21被內聯到一對真空岐管26的。真空岐管26用來當尿布坯料被最上面的波紋輥25的有槽扇形塊24作用時，對尿布坯料進行吸附的。
為了減少用來將未拉伸的彈性墊4a固定到透水頂層坯料6和不透水后層材料5的粘結劑或者是用來粘結頂層材料和后層材料的彼此重疊部分的粘結劑的聚積，最上面輥25的有槽扇形塊24和最下面輥21的連續槽23最好是用如特氟隆(Teflon)之類的低摩擦材料或涂有如503號的Permalon噴涂料之類的材料組成，后者可從依利諾斯州(Illinois)的Morris的微表面公司(Micro Surface)買到。
最下面輥21的真空孔22最好用如0.090英寸目的蜂窩結構之類的多孔材料44復蓋住，以對被真空作用的尿布坯料1的部分提供支承和對坯料提供良好的固定表面，無論坯料什么時候被真空作用，均可完全防止坯料在蜂窩表面產生橫向滑移或運動。
在最佳情況下，可給包含有彈性墊4a的尿布坯料1的“零應變”部分生產最大程度增量拉伸的是由最上面波紋輥25的扇形塊24上的槽和最下面波紋輥21上的連續波紋23之間的嚙合深度決定的。然而，申請人已發現，除非拉伸的疊層坯料在它通過嚙合的波紋輥時，可完全防止它在完全平行于坯料拉伸方向的滑移或收縮，否則增量拉伸的最佳程度是不能實現的。所以，本發明的增量坯料拉伸工序是以它的最佳形式進行的，因為正如圖2B的橫截面大概地表示的，組成“零應變”拉伸疊層復合材料的所有三層的最外面部分是受到控制的，因此當尿布坯料的“零應變”拉伸疊層部分通過順序嚙合的波紋輥時，就完全防止了它在平行于拉伸所要求的方向生產滑移或收縮。
但是，本發明也可通過僅限制復層坯料的可拉伸或可拉拔層，即，在并不絕對要求彈性墊4a的最外面部分也要在增量拉伸工序中進行控制的情況下，加以有利地利用。在后者情況下，可拉伸或可拉拔層在進行增量拉伸工序時仍然被永久拉長，但最后的“零應變”拉伸疊層坯料Z方向的蓬松在除去拉伸的張力時，可能有點不明顯。這是由于彈性層在這工序中受到較小程度的初始拉伸這一事實造成的。因此當它回到它的未變形結構時它只能受到同樣量的回縮。
上述類型的“零應變”拉伸疊層方案在可拉伸坯料或在緊挨著彈性件4a的相對邊區域的坯料也可能表現一定程度的不成比例的應變。如果是通常過用作不透水層的不透明聚合后層材料，這些不成比例應變的部分可能會變得很薄以至使它們可能出現透明，盡管它們沒有發生斷裂現象。在這種情況下，尿布坯料的“零應變”拉伸疊層部分的功能性，例如它的不透水性便不可能獲得。后種類型的方案通常使用在下述情況。即從產品的設計或結構觀點，最后成品的“零應變”拉伸疊層部分的美麗外觀是看不到的，或者即是能看到也是產品的使用者不關心的這些情況。
還有本發明的另一方案，在這一方案中，即使有一層或一層以上的可拉長的非彈性坯料已破裂，也不會使最后的“零應變”拉伸疊層坯料失去它的預定用途。例如，后層材料5的破裂也不會破壞這種疊層坯料預定用途的功能性，而只要疊層坯料的其它層仍能提供成品中所要求的功能。例如，如果彈性墊4a是由一不透水材料組成的，則可拉長的后層坯料5有些破裂也不會破坯所獲得的一次性使用的尿布坯料的不透水性。這對有關層之間采用完全連續粘結方法的那些“零應變”拉伸疊層坯料來說，更是如此。這些坯料層在經過增量拉伸之后彼此之間的相對緊密的粘結使這些層的破裂很難被產品的最終使用者發現。
因為圖1-2B所示的尿布坯料1由于有最上面的不透水的后層材料5，而完全不透氣，因此，必要時，可在直接相鄰于最下面波紋輥21的沿機器方向取向的每組槽23采用被多孔蜂窩結構材料44復蓋的真空孔22。如果彈性墊4a是完全透氣的，則由真空產生的吸力將通過透水頂層坯料6和彈性墊，以牢牢地吸住后層5的疊加部分。在這種情況下，組成尿布坯料的“零應變”拉伸疊層部分的所有三層將在增量拉伸期間被抑制住。
如果彈性墊4a不是完全透氣的，則需要(a)將真空孔22和疊加的蜂窩材料44剛好定位在彈性墊4a的相對邊的外面，使吸力能通過透水可拉長或可拉拔的頂層6作用在不透水的可伸長或可拉拔的后層材料5上;或者(b)利用能夠對尿布坯料1的相對表面作用的壓緊裝置將組成尿布坯料的“零應變”拉伸疊層部分的所有三層抑制住。這些裝置在前面提到的、現已提交的、共同轉讓的Geraod M.Weber，William R.Vinnage，Tr.，Dougles H.Benson和David A.Sabateili的題為“增量拉伸“零應變”拉伸疊層坯料使其產生彈性的方法和裝置”的美國專利申請中公開，其代理人的案號為4339，其內容通過引證結合在此。
利用通過多孔蜂窩結構材料44作用的真空孔22將吸力加到圖1-2B所示的尿布坯料1完全防止了帶有完全未拉伸的彈性墊4a的尿布坯料的那些部分當它們通過最下面波紋輥21的連續槽23和最上面波紋輥25的有槽扇形塊24之間的嚙合部分時，產生橫向向內滑移或收縮。
正如可從圖3看到的，最下面波紋輥21的連續波紋或槽23在它的整個圓周具有完全一致的半徑R4。然而，最上面波紋輥25的扇形塊24上的波紋或槽沿其與最下面波紋輥21的連續槽23的嚙合點，其半徑是不均勻的。特別是在扇形塊24導入部分的槽具有起始半徑R1，該起始半徑R1小于接近扇形塊24中心部分的槽的半徑R2。此外，半徑R1的始發點(原點)比半徑R2的始發點更接近有槽扇形塊24的圓周。同樣，扇形塊24尾部的槽，其半徑R3也小于有槽扇形塊中心部分的槽的半徑R2。半徑R3的原點(始發點)也比半徑R2的原點更接近有槽扇形塊24的圓周。雖然本發明并未作出要求，但在圖3所示的方案中，半徑R1是等于半徑R3的。
當沿平行于機器方向進行測量，扇形塊24槽半徑的不一致，導致了當尿布坯料1的“零應變”拉伸疊層坯料通過有槽扇形塊24和最下面波紋輥21的連續槽23之間時，它們之間嚙合程度的不一致。當具有最大半徑R2的有槽扇形塊24的那些部分與聯結波紋輥21，25的中心線對準時，產生波紋輥21和25的最大嚙合。這種最大的嚙合程度示于圖4A的橫截面，該圖是沿圖3的4A-4A線所取的橫截面圖。
另一方面，圖4B是表示當與圖3中線4B-4B重合的有槽扇形塊24的那部分與聯結波紋輥21，25的中心線重合時，波紋輥21和25之間發生的較小的嚙合程度的橫截面圖。當然，由于半徑R1和R3相對半徑R2的不同原點，在有槽扇形塊24的前沿和后沿將會出現最小的嚙合度。
由于有槽扇形塊24沿機器方向輪廓的不一致性，使得被嚙合的波紋輥21，25作用的“零應變”拉伸疊層坯料的部分沿坯料的長度被增量拉伸到不同的程度。因為包含有固定到其上的彈性墊4a、頂層6和后層5的“零應變”拉伸疊層坯料的中心部分受到最大程度的增量拉伸，所以它們在拉伸方向，即、在橫過機器方向具有最大的彈性。相反，因為包含有彈性件4a的坯料的“零應變”拉伸疊層坯料部分的前沿和后沿部分被增量拉伸到較小的程度，所以這些部分在橫過機器方向(橫向)具有較小程度的彈性。
圖4C的橫截面揭示了一種本發明的未拉伸間斷粘結的“零應變”拉伸疊層坯料的狀態，是作為在相當于它最大程度的增量拉伸點看到的。而圖4C的橫截面揭示的是本發明的另外一種同樣未拉伸的完全連續粘結的“零應變”拉伸疊層坯料的情況，也是作為在相應于它的最大程度增量拉伸點所看到的。雖然這兩種坯料在起始拉伸的方向，至少在起始拉伸點的范圍內是可彈性拉伸的，但圖4B所示的間斷粘結的“零應變”拉伸疊層坯料呈現出大得多的Z方向蓬松程度。
正如在此早先指出的，本發明的非均勻彈性的“零應變”拉伸疊層坯料特別適用于一次性尿布之類的衣物上，以提高當這些物品被加在受到不同運動程度的穿用者的有關部分，例如穿用者臀部分的相對表面時的適合性和舒適度。
在圖1中20所圖示的增量拉伸工序之后最好是讓完全組合好的尿布坯料1通過60所示的側切口裝置，其中預想的與穿著者的腿相一致的缺口是從完全組裝好的尿布坯料的橫邊緣部分切出的。
最后，將尿布坯料1沿其長度的預定位置用刀22切下以生產出水漏型(hourglass-shaped)的一次使用的尿布。這種尿布至少有一對側條，該側條在平行于尿布腰帶的方向，沿大致垂直于尿布腰帶的一軸線上各不同點可彈性拉伸到不同程度。
從包括在這里的敘述，很清楚，對生產各種完全由“零應變”拉伸疊層坯料部分組成的或是僅包括一、兩分開、獨立的“零應變”拉伸疊層坯料部分組成的彈性物品都可有利地利用本發明的改進方法及其裝置。
人們也認識到，雖然附圖中發現的是一對具有它們彼此完全平行對準的波紋的均勻輪廓的嚙合的波紋輥，但本發明同樣可方便地使用一對其波紋不是完全彼此平行取向的不均勻輪廓的波紋輥。而且這樣一對不均勻輪廓的波紋輥的波紋并不需要沿機器方向或橫機器方向平行對準。例如，如果在一次使用的尿布中要求有沿其長度是非均勻彈性的曲線腰帶或腿箍部分，則用來增量拉伸尿布的“零應變”部分使用的波紋輥的嚙合的輪廓不均勻的齒可按要求的曲線結構排列，以沿要求的輪廓而不是按直線產生程度不同的彈性。
還認識到“零應變”拉伸疊層坯料可使用一對具有沿其圓周有大致均勻的輪廓的槽或波紋的嚙合的波紋輥來進行非均勻的拉伸，以產生程度變化的彈性。在這種情況下，當坯料的“零應變”拉伸疊層部分通過兩波紋輥之間時，要提供有關裝置來改變它們之間的中心距離。結果，坯料的“零應變”拉伸疊層部分在整個增量坯料的拉伸過程中便會正比于所產生的變化的嚙合度被非均勻地拉伸。在一特別優的實施例中(未示出)，改變波紋輥之間中心距離的裝置可包括一組由預定的壓力控制的邏輯操作的液壓缸或氣缸，以使其中一個波紋輥相對于另一波紋輥運動，以此來改變當坯料的“零應變”拉伸疊層部分通過波紋輥之間時波紋輥之間的嚙合度。采用較普通的如凸輪和隨動器或偏心驅動的連桿系統之類的機械也可達到同樣的效果。
還進一步認識到，雖然這里發現的優選方法是采用嚙合的圓柱波紋輥的，但本發明的非均勻增量拉伸方法也可采用繼續的沖壓方法來實現。這種沖壓法采用嚙合程度變化的嚙合壓板以便將置于其間的坯料或物品的“零應變”拉伸疊層部分進行非均勻增量拉伸。
這樣一種沖壓工序如圖5所示。其中的尿布坯料101包括一透水的頂層6，不透水的后層5，吸墊3和完全未拉伸的彈性墊110和120。彈性墊110和120分別形成尿布坯料的“零應變”拉伸疊層腰帶部分210和曲線“零應變”拉伸疊層腿箍部分220。
使尿布坯料在至少一對嚙合壓板之間通過。下壓板440包括有用于增量拉伸尿布坯料腿箍部分的輪廓均勻的曲線齒520和用于增量拉伸尿布坯料的腰帶部分的直齒510。下壓板440通過具有與下壓板440的齒互補的但是輪廓不均勻的在齒部分的上嚙合壓板400，與支承在其上的尿布坯料101相配合。關于這點，應注意到，正如圖5A截面圖看到的，不僅上壓板400的各個齒沿其長度都是輪廓不同的，而且如圖5B的截面圖一般表示的，它的每個齒的大小幅度都與相鄰的齒不同的。結果，尿布坯料101的“零應變”拉伸疊層坯料部分210，220按照本發明在多方向被非均勻地拉伸。
為了保證在所有方向達到最大程度的增量坯料拉伸，下壓板440的有齒扇形塊510，520最好是用可變形的彈性窗口610，620包圍起來，這些可變形窗口以它們的周圍對著相應一組不變形的并包圍著上壓板400的互補齒的窗710，720，與尿布坯料101的“零應變”拉伸疊層部分210，220接觸并將它們壓緊。這種壓緊作用防止了坯料的“零應變”拉伸疊層部分在這套嚙合壓板上進行非均勻增量拉伸工序時在大致平行于任何拉伸方向的方向收縮。當然，可彈性變形的窗口610，620必須充分變形以適合進行增量拉伸工序時壓板400和440的相對齒要求的嚙合度。
在另外一種情況下，這些要增量拉伸的尿布坯料的“零應變”拉伸疊層部分210，220，在上嚙合壓板400能對尿布坯料的“零應變”拉伸疊層部分作用足夠的力，以引起它們在平行于拉伸方向的方向收縮之前，能利用圍繞著下壓板440的有齒扇形塊510，520的適當的真空裝置(未示出)而被抑制住。
雖然本發明以在一次性使用尿布坯料上提供彈性吊耳或彈性腰帶和/或在起始拉伸的一個方向或多個方向具有不同程度變化的彈性的腿箍為內容對它作了基本敘述，但可認識到，本發明在許多其它應用和環境也可加以有利使用。對熟知有關技術的人很明顯，可在不脫離本發明的精神和范圍的情況下進行各種變化和修改，因此打算在附加的權利要求書中包括屬于本發明范圍的所有修改。
權利要求
1.一種對零應變拉伸疊層坯料進行非均勻增量拉伸以使其在拉伸方向，至少在起始拉伸點的范圍內獲得程度變化的彈性的改進方法，該方法的特征在于它包括下列步驟(a)將一零應變拉伸疊層坯料送入一對具有三維表面的相對的施壓器之間，施壓器的三維表面彼此有一定程度的互補性，零應變拉伸疊層坯料包括一基本未拉伸的第一彈性層，而第一彈性層被間斷地固定到一基本未拉伸的第二層，這第二層是可拉伸的但比第一層具有較小的彈性；(b)通過使該施壓器的該相對的三維表面沿它們與疊層坯料的接觸點彼此有變化不同的嚙合度，將置于該相對三維表面之間的、該零應變拉伸疊層坯料的部分進行非均勻的增量拉伸，以此使該第二層被該非均勻增量拉伸永久伸長到變化不同的程度使得一旦將這起始的增量拉伸力從該零應變拉伸疊層坯料除去，該疊層坯料便在起始拉伸的方向，至少在起始拉伸點的范圍內是可非均勻地彈性伸長的。
2.一種非均勻地增量拉伸零應變拉伸疊層坯料以使它在拉伸的方向，至少在起始拉伸點的范圍內產生程度變化的彈性的改進方法，該方法特征在于包括如下步驟(a)將一零應變拉伸疊層坯料送入一對具有三維表面的相對的施壓器之間，施壓器的表面彼此有一定程度的互補性，零應變拉伸疊層坯料包括一基本未拉伸的第一彈性層，這第一彈性層被基本連續地固定到一基本未拉伸的第二層，這第二層是可拉伸的但比第一層具有較小的彈性恢復;(b)通過使該施壓器的該相對的三維表面沿它們與疊層坯料的接觸點彼此有變化不同的嚙合度，將置于該相對三維表面之間的該零應變拉伸疊層坯料的部分進行非均勻的增量拉伸，以此使第二層被該非均勻增量拉伸永久伸長到變化不同的程度，使得一旦將這起始的增量拉伸力從該零應變拉伸疊層坯料除去，該疊層坯料便在起始拉伸的方向，至少在起始拉伸點的范圍內是可非均勻地彈性伸長的。
3.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于該零應變拉伸疊層坯料的相對周邊部分是被抑制住的，以完全防止疊層坯料在其整個增量坯料拉伸過程中，在平行于非均勻增量拉伸方向的方向上產生收縮。
4.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于其相對的施壓器包括具有完全垂直于坯料的運動方向的回轉軸線的波紋輥，和其施壓器的三維表面包括有波紋，這些波紋當零應變拉伸疊層坯料通過它們之間時，彼此具有程度變化的嚙合度。
5.如權利要求3所述的方法，其特征在于該坯料的抑制是通過將吸力加到直接位于至少其中一個嚙合波紋輥的波紋附近的零應變拉伸疊層坯料來實現的。
6.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于該零應變拉伸疊層坯料的非均勻增量拉伸是在大致平行于坯料運動的方向的方向進行的。
7.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于該零應變拉伸疊層坯料的非均勻增量拉伸是在大致垂直于坯料運動的方向的方向進行的。
8.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于該零應變拉伸疊層坯料的非均勻增量拉伸是以非直線結構進行的。
9.如權利要求8所述的方法，其特征在于該零應變拉伸疊層坯料的該非均勻增量拉伸是以一曲線結構進行的。
10.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于該零應變拉伸疊層坯料的非均勻增量拉伸是在多方向進行的。
11.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于其零應變拉伸疊層坯料還包括一第三基本未拉伸的層，這個第三基本未拉伸層是可伸長的但比第一彈性層具有較小的彈性恢復并被固定到第一基本未拉伸的彈性層的表面，其中第一基本未拉伸彈性層與第二基本未拉伸層是相對的。
12.如權利要求11所述的方法，其特征在于該第二基本未拉伸層是不透水的。
13.如權利要求12所述的方法，其特征在于該第二基本未拉伸層是由一聚合薄膜組成的。
14.如權利要求13所述的方法，其特征在于其第二未拉伸層是由一彈性三維聚合薄膜組成的。
15.如權利要求11所述的方法，其特征在于該第三基本未拉伸層是透水的。
16.如權利要求15所述的方法，其特征在于該第三基本未拉伸的透水層是由一無紡纖維材料組成的。
17.如權利要求15所述的方法，其特征在于該第三基本未拉伸的透水層是由一彈性多孔三維聚合薄膜組成的。
18.一種非均勻拉伸一連續運動的零應變拉伸疊層坯料，使它在拉伸方向，至少在起始拉伸點的范圍內產生不同程度彈性的改進方法，這方法的特征在于包括如下步驟(a)將一零應變拉伸疊層坯料連續地送進到一對相對的施壓器之間，這零應變拉伸疊層坯料包括一基本未拉伸的第一彈性層，而這第一彈性層是被間斷地固定到一基本未拉伸的第二層上，而第二層包括一可伸長的但比第一層具有較小的彈性復恢的連續坯料，該施壓器包括具有一垂直于坯料的運動方向的回轉軸線的波紋輥，而波紋輥具有含有波紋的三維表面，它們的波紋彼此具有不同程度的互補性;(b)通過使該波紋輥的該波紋沿它們與該疊層坯料的接觸點彼此嚙合到不同的程度，將置于該施壓器的相對三維表面之間的并連續運動的零應變拉伸疊層坯料的部分進行非均勻的增量拉伸，以此使該第二可拉伸層被該非均勻增量拉伸永久伸長到變化不同的程度，使得該疊層坯料一旦從它除去起始增量拉伸力便會在起始的拉伸方向，至少在起始拉伸點的范圍內呈非均勻的可彈性伸長。
19.一種非均勻拉伸一連續運動的零應變拉伸疊層坯料，使其在拉伸方向，至少在起始拉伸點的范圍內產生不同彈性的改進方法，該方法的特征在于包括如下步驟(a)將一零應變拉伸疊層坯料送到一對相對的施壓器之間，施壓器包括具有一垂直于坯料運動方向的回轉軸線的波紋輥，而該波紋輥具有含有彼此不同的互補性的波紋的三維表面，而該零應變拉伸疊層坯料包括一被固定到一基本未拉伸的第二層的基本未拉伸的第一彈性層，而第二基本未波拉伸層包括有一可伸長的但比第一層具有較小的彈性恢復的連續坯料;(b)通過使波紋輥上的波紋沿它們與疊層坯料的接觸點彼此具有不同的嚙合程度，使該置于施壓器的相對三維表面之間的連續運動的零應變拉伸疊層坯料受到非均勻的增量拉伸，以此使該第二可伸長層被這非均勻增量拉伸過程永久拉伸到不同程度，使得一旦將起始增量拉伸力從這零應變拉伸疊層坯料除去時，這疊層坯料便會在起始的拉伸方向，至少在起始拉伸點的范圍內呈非均勻的彈性伸長特性。
20.如權利要求18或19所述的方法，其特征在于該連續運動的零應變拉伸疊層坯料的相對周邊部分是被抑制住的，以防止它在整個增量坯料的拉伸過程中，在平行于非均勻增量拉伸的方向收縮。
21.一種非均勻地拉伸一零應變拉伸疊層坯料，使其在拉伸方向，至少在起始拉伸點的范圍內呈現不同程度的彈性的改進裝置，該裝置的特征在于包括(a)將一零應變拉伸疊層坯料送入一對具有三維表面的相對的施壓器之間的裝置，施壓器的三維表面彼此之間具有不同程度的互補性，該零應變拉伸疊層坯料包括一基本未拉伸的第一彈性層、而第一彈性層被間斷地固定到一基本未拉伸的第二層，這第二層是可伸長的但比第一層具有較小的彈性恢復;(b)通過使施壓器的相對的三維表面沿它們與該疊層坯料的接觸點彼此有不同程度的嚙合，對被置于施壓器相對的三維表面之間的零應變拉伸疊層坯料進行非均勻的增量拉伸，以此使該第二可伸長層被這非均勻增量拉伸過程永久地拉伸到不同程度，使得一旦將這起始增量拉伸力從該零應變拉伸疊層坯料除去，它就會在起始拉伸的方向，至少在起始拉伸點的范圍內呈非均勻的彈性伸長性的裝置。
22.一種非均勻地拉伸一零應變拉伸疊層坯料使它在拉伸的方向，至少在起始拉伸點的范圍內獲得不同程度的彈性的裝置，這裝置的特征在于包括(a)將一零應變拉伸疊層坯料送入一對具有三維表面的相對的施壓器之間的裝置，施壓器的三維表面之間彼此有不同程度的互補性，零應變拉伸疊層坯料包括一基本未拉伸的第一彈性層，而這第一彈性層是被連續地固定到一基本未拉伸的第二層，而第二層是可伸長的但比第一層具有較小的彈性恢復;(b)通過使施壓器相對的三維表面沿它們與該疊層坯料的接觸點彼此嚙合到不同程度，對置于施壓器相對的三維表面之間的零應變拉伸疊層坯料進行非均勻的增量拉伸的裝置，以此使該第二可伸長層被這非均勻的增量拉伸過程永久地拉伸到不同程度，使得一旦將這起始增量拉伸力從該零應變拉伸疊層坯料除去，它就會在起始拉伸的方向，至少在初始拉伸的點的范圍內呈非均勻彈性伸長的特性。
23.如權利要求21或22所述的裝置，其特征在于它還包括將該零應變拉伸疊層坯料的相對周邊部分抑制住，以防止它在整個增量拉伸坯料拉伸過程中，在大致平行于非均勻增量拉伸的方向滑移或收縮的裝置。
24.如權利要求21或22所述的裝置，其特征在于該相對的施壓器包括有一大致垂直于坯料運動方向的回轉軸線的波紋輥，和該施壓器的該三維表面包括當該零應變拉伸疊層坯料在這三維表面之間通過時，它們彼此之間有不同的嚙合度。
全文摘要
一種如沿大致垂直于彈性方向的軸線的各點，并在彈性方向測量時，有不均勻程度變化彈性的“零應變”拉伸疊層坯料。并公開了非均勻地拉伸“零應變”拉伸疊層坯料使它在拉伸方向，至少在起始拉伸點的范圍內產生彈性的改進方法和裝置。這種“零應變”拉抻疊層坯料至少由兩層在基本未拉伸的條件下，至少沿它們的一部分共擴張表面彼此斷續地或基本連續固定起來的材料組成。該疊層坯料的機械拉伸可以是使該疊層坯料至少通過一對嚙合的波紋輥進行。
文檔編號B29C55/18GK1064239SQ92101348
公開日1992年9月9日 申請日期1992年2月28日 優先權日1991年2月28日
發明者K·B·比爾, J·R·米克, G·M·韋伯, J·W·理查森 申請人:普羅格特-甘布爾公司