特許 7534778 捕捉機構付き湾曲弾性体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-06

(45)【発行日】2024-08-15

(54)【発明の名称】捕捉機構付き湾曲弾性体

(51)【国際特許分類】

   B29C 65/08 20060101AFI20240807BHJP

   D06B 13/00 20060101ALI20240807BHJP

   A61F 13/15 20060101ALI20240807BHJP

【ＦＩ】

B29C65/08

D06B13/00

A61F13/15 355B

A61F13/15 311Z

【請求項の数】 23

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2020147443

(22)【出願日】2020-09-02

(65)【公開番号】P2021041161

(43)【公開日】2021-03-18

【審査請求日】2023-09-01

(31)【優先権主張番号】62/896,063

(32)【優先日】2019-09-05

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】518127956

【氏名又は名称】カート ジー．ジョア、インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110000659

【氏名又は名称】弁理士法人広江アソシエイツ特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】フリッツ，ジェフリー ダブリュ．

【審査官】▲高▼橋 理絵

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－０５６１５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／００３９０８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特表２０１８－５１６１８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／１５４６８０（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｆ １３／１５

Ｄ０６Ｂ １／００－２３／３０

Ｂ２９Ｃ ６５／００－６５／８２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

弾性複合材構造体（１０２）を製造するための接合装置アセンブリであって、
第１回転アンビル（３２）、および
第２回転アンビル（３２）を備え、
前記第１回転アンビル（３２）は、第１溶接線（６２）を、備え
前記第１溶接線（６２）は、前記第１溶接線（６２）の第１接触表面（８２）に形成された第１ノッチ（７４）を備え、前記第１ノッチ（７４）は、第１の弾性糸（１８）およびウェブ層（１２）の第１部分をその中に受容するように構成された第１内側部（８９）を有し、
前記第１ノッチ（７４）は、前記第１内側部（８９）の一部を画定する第１対向表面（８６、８８）を備え、
前記第１接触表面（８２）の平面に垂直な第１接触表面軸（９４）に対する前記第１対向表面（８６、８８）に垂直な第１面軸（９２）の最小配向角（９８、１００）は、９０度未満の第１角度であり、
前記第２回転アンビル（３２）は、第２溶接線（６２）を備え、
前記第２溶接線（６２）は、前記第２溶接線（６２）の第２接触表面（８２）に形成された第２ノッチ（７４）を備え、前記第２ノッチ（７４）は、第２の弾性糸（１８）および前記ウェブ層（１２）の第２部分を受容するように構成された第２内側部（８９）を有し、
前記第２ノッチ（７４）は、前記第２内側部（８９）の一部を画定する第２対向表面（８６、８８）を備え、
前記第２接触表面（８２）の平面に垂直な第２接触表面軸（９４）に対する第２対向表面（８６、８８）に垂直な第２面軸（９２）の配向角（９８、１００）は、前記第１面軸（９２）の前記最小配向角（９８、１００）とは異なる、接合装置アセンブリ。

【請求項2】

前記第２面軸（９２）の前記配向角（９８、１００）は、前記第２面軸（９２）の最小配向角（９８、１００）であり、９０度未満である、請求項１に記載の接合装置アセンブリ。

【請求項3】

前記第２面軸（９２）の配向角（９８、１００）は９０度である、請求項２に記載の接合装置アセンブリ。

【請求項4】

弾性複合材構造体を製造するための装置であって、
アンビルを備え、前記アンビルは、
前記アンビルの面から外側に延在するとともに、機械方向を横断する横断方向に離隔した第１の端縁および第２の端縁を有する第１接触表面であって、前記第１の端縁および前記第２の端縁の間に形成され、且つ、前記第１の端縁および前記第２の端縁から前記横断方向に離間する第１ノッチを含む第１接触表面を備え、
前記第１ノッチは、弾性糸の一部およびウェブ層の一部をその中に受容するように構成された内側部を有し、
前記第１ノッチは、前記内側部の少なくとも一部を画定する第１対向表面および第２対向表面を備え、
前記第１対向表面および前記第２対向表面のそれぞれは、前記第１接触表面に対して非垂直方向に配向され、前記第１接触表面の前記第１の端縁に向かうように角度を成している、装置。

【請求項5】

前記第１対向表面および前記第２対向表面が交差している、請求項４に記載の装置。

【請求項6】

前記ノッチの底面が湾曲している、請求項４に記載の装置。

【請求項7】

前記第１接触表面が、前記第１ノッチによって分離された一対のランド表面を備える、請求項４に記載の装置。

【請求項8】

前記第１接触表面が、前記アンビルの第１溶接線の一部を画定する、請求項４に記載の装置。

【請求項9】

前記アンビルの前記面上に配置された複数の溶接線をさらに備え、前記複数の溶接線の各溶接線は、接触表面を備えるとともに、前記弾性糸の一部および前記ウェブ層の一部をその中に受容するように構成された第１内側部を有する第１ノッチを含む、請求項４に記載の装置。

【請求項10】

前記複数の溶接線のうち１つの溶接線の第１ノッチは、前記複数の溶接線のうち別の溶接線の第１ノッチよりも幅広である、請求項９に記載の装置。

【請求項11】

前記ウェブ層を機械方向に移動させるように構成された第１ローラをさらに備える、請求項４に記載の装置。

【請求項12】

前記弾性糸のレイダウンパターンを案内するように構成されたレイダウンガイドをさらに備える、請求項４に記載の装置。

【請求項13】

超音波ホーンをさらに備える、請求項４に記載の装置。

【請求項14】

前記アンビルの前記面から外側に延在するとともに、第２ノッチを含む第２接触表面をさらに備え、前記第２ノッチは、第２の弾性糸の一部、および、前記ウェブ層の一部をその中に受容するように構成された前記第２ノッチの内側部の少なくとも一部を画定する、第１対向表面および第２対向表面を備え、前記第１対向表面および前記第２対向表面は、前記第２接触表面と垂直である、請求項４に記載の装置。

【請求項15】

弾性複合材構造体を製造するための装置であって、
アンビルの面から外側に延在するとともに、第１ノッチを含む第１接触表面を備えるアンビルを備え、
前記第１ノッチは、第１の弾性糸の一部、および、ウェブ層の一部をその中に受容するように構成された前記第１ノッチの内側部の少なくとも一部を画定する、第１対向表面および第２対向表面を備え、
前記第１対向表面および前記第２対向表面は前記第１接触表面に対して角度を成しており、前記第２対向表面の前記第１接触表面側の端縁は、前記第１の弾性糸の一部を前記第１ノッチ内に保持するのを補助するように、前記第１ノッチの内側に向けて張り出している、装置。

【請求項16】

前記第１ノッチの底面が湾曲している、請求項１５に記載の装置。

【請求項17】

前記第１ノッチの底面が平坦である、請求項１５に記載の装置。

【請求項18】

前記第１接触表面は、前記第１ノッチによって分離された一対のランド表面を備える、請求項１５に記載の装置。

【請求項19】

前記ウェブ層を機械方向に移動させるように構成された第１ローラと、
前記第１の弾性糸のレイダウンパターンを案内するように構成されたレイダウンガイドと、をさらに備える、請求項１５に記載の装置。

【請求項20】

前記アンビルの前記面から外側に延在するとともに、第２ノッチを含む第２接触表面を備え、
前記第２ノッチは、第２の弾性糸の一部、および、前記ウェブ層の一部をその中に受容するように構成された前記第２ノッチの内側部の少なくとも一部を画定する、第１対向表面および第２対向表面を備え、
前記第１対向表面および前記第２対向表面は、前記第２接触表面と垂直である、請求項１５に記載の装置。

【請求項21】

超音波ホーンをさらに備える、請求項１５に記載の装置。

【請求項22】

前記アンビルの前記面上に配置された複数の溶接線をさらに備え、前記複数の溶接線の各溶接線は接触表面を備えるとともに、前記弾性糸の一部および前記ウェブ層の一部をその中に受容するように構成された第１内側部を有する第１ノッチを含む、請求項１５に記載の装置。

【請求項23】

前記複数の溶接線のうち１つの溶接線の第１ノッチは、前記複数の溶接線のうち、別の溶接線の第１ノッチよりも幅広である、請求項２２に記載の装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

［関連出願の相互参照］
本出願は、その開示の全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０１９年９月５日に提出された同時係属中の米国特許出願第６２／８９６０６３号の非仮出願であり、その恩典を主張する。

【背景技術】

【0002】

使い捨ておむつなどの吸収性衛生製品は、通常、１つ以上の弾性糸を含む弾性複合材構造体を備えている。これらの弾性複合材構造体は、ウエストバンド、レッグカフ領域内を含む製品全体、ならびに製品の前面または背面パネルの全てまたは一部の、様々な場所に配置される。弾性複合材構造体の典型的な製造プロセスの間、弾性糸は張架状態にあり、不織布材料またはウェブの２つの対向する層の間に弾性糸を固着するために接着剤が使用される。その後、弾性糸の張力が解放され、接着した弾性糸を含む領域でウェブ材料にしわを寄せるかまたは折り畳む。

【0003】

弾性複合材構造体内の弾性糸と接合するための接着剤の使用は、消耗材に関連する費用および最終製品の望ましくない触覚特性（たとえば、剛性）を含む、最終製品および製造方法の両方における多くの不都合を呈する。弾性複合材構造体内の弾性糸を接合するための代替例として熱または超音波溶接技術が提案されてきたが、製造プロセス中のアンビル上のノッチの間または外側の弾性糸の移動または変位は、所与の弾性糸の破損またはその長さの１つ以上の部分にわたる未固定を生じる可能性がある。

【0004】

したがって、糸破損を低減し、弾性複合材構造体内の所定位置に弾性糸を固定する接合の信頼性を向上させる吸収性衛生製品の弾性複合材構造体を製造するための、改良された装置および方法の需要がある。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の実施形態は、概して吸収性衛生製品に関し、より具体的には、吸収性衛生製品で使用するための湾曲弾性捕捉機構を含む弾性複合材構造体を製造するための改良された装置および方法に関する。

【0006】

本発明の一態様によれば、弾性複合材構造体を製造するための装置は、ウェブ層を機械方向に搬送するように構成された第１ローラと、複数の弾性糸のレイダウンパターンを案内するように構成されたレイダウンガイド（ｌａｙｄｏｗｎ ｇｕｉｄｅ）とを含む。回転アンビルは、第１溶接線の接触表面に形成された第１ノッチを有する第１溶接線を備え、第１ノッチは、複数の弾性糸の第１の弾性糸の一部およびウェブ層の一部をその中に受容するように構成された第１内側部を有する。第１ノッチは、第１内側部の少なくとも一部を画定する対向表面を備える。接触表面に垂直な接触表面軸に対する対向表面に垂直な第１面軸の最小配向角は、９０度未満の第１角度である。

【0007】

本発明の別の態様によれば、弾性複合材構造体を製造するための接合装置アセンブリは、第１溶接線を備える第１回転アンビルを備え、第２溶接線を備える第２回転アンビルを備える。第１溶接線は、第１溶接線の第１接触表面に形成された第１ノッチを含み、第１ノッチは、第１の弾性糸およびウェブ層の第１部分をその中に受容するように構成された第１内側部を有する。第１ノッチは、第１内側部の一部を画定する第１対向表面を備え、第１接触表面の平面に垂直な第１接触表面軸に対する第１対向表面に垂直な第１面軸の最小配向角は、９０度未満の第１角度である。第２溶接線は、第２溶接線の第２接触表面に形成された第２ノッチを備え、第２ノッチは、第２の弾性糸およびウェブ層の第２部分をその中に受容するように構成された第２内側部を有する。第２ノッチは、第２内側部の一部を画定する第２退行表面を備え、第２接触表面の平面に垂直な第２接触表面軸に対する第２対向表面に垂直な第２面軸の配向角は、第１面軸の最小配向角とは異なる。

【0008】

本発明の別の態様によれば、弾性複合材構造体を製造する方法は、機械方向に、第１ローラを介して回転アンビルに隣接して第１ウェブ層を案内するステップと、レイダウンガイドを介して回転アンビルに隣接して弾性糸を案内するステップとを備える。回転アンビルは、溶接線の接触表面に形成されたノッチを有する溶接線を備え、ノッチは、弾性糸の一部および第１ウェブ層の一部をその中に受容するように構成された内側部を有する。ノッチは、内側部の少なくとも一部を画定する対向表面を備え、接触表面に垂直な接触表面軸に対する対向表面に垂直な第１面軸の最小配向角は、９０度未満の第１角度である。

【図面の簡単な説明】

【0009】

図面は、本発明を実行するために現在考えられる実施形態を示す。

【0010】

図中、

【0011】

【図1】弾性複合材構造体を製造するための製造ラインの一部の概略斜視図である。

【0012】

【図2】本発明の一実施形態による、図１の製造ラインの一部の概略斜視図である。

【0013】

【図3】本発明の一実施形態による、図１の製造ラインで使用可能な接合装置の概略断面図である。

【0014】

【図4】本発明の一実施形態による、回転アンビル上の固定溶接部と位置合わせされたホーンを示す、図３の接合装置の一部の詳細図である。

【0015】

【図5】本発明の一実施形態による、図１の製造ラインで使用可能な例示的なアンビルパターンの平坦化された表現である。

【0016】

【図5A】図５の回転アンビルの一部の詳細図である。

【0017】

【図6】本発明の別の実施形態による、図１の製造ラインで使用可能な例示的なアンビルパターンの平坦化された表現である。

【0018】

【図7】本発明の一実施形態による、図１の製造ラインで使用可能な接合ユニットの一部の断面図である。

【0019】

【図8】一実施形態による、回転アンビルスロットへの弾性ストランドの挿入中の、図７の接合ユニットの一部の断面図である。

【0020】

【図9】別の実施形態による、回転アンビルスロットへの弾性ストランドの挿入中の、図７の接合ユニットの一部の断面図である。

【0021】

【図10】別の実施形態による、回転アンビルスロットへの弾性ストランドの挿入中の、図７の接合ユニットの一部の断面図である。

【0022】

【図11】別の実施形態による、回転アンビルスロットへの弾性ストランドの挿入中の、図７の接合ユニットの一部の断面図である。

【0023】

【図12】一実施形態による、マルチセクション回転アンビルの概略図である。

【0024】

【図13】別の実施形態による、マルチセクション回転アンビルの概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

本発明の実施形態は、たとえば、おむつ、使い捨て成人用パンツ、または女性用ケア製品など吸収性衛生製品で使用可能な弾性複合材構造体を製造するための方法および装置を提供する。

【0026】

吸収性衛生製品の製造中、製品内に輪郭付けまたは弾性化された領域を形成するために、不織布材料の対向する層の間に弾性糸を固着することが望ましい場合が多い。このような製品は、通常、「機械方向」と呼ばれる縦方向で実質的に連続して製品が移動する、組み立てラインまたは製造ライン上で製造される。

【0027】

ここで図１を参照すると、本発明の一実施形態による例示的な製造ライン１０の一部が示されている。図示されるように、第１ウェブ層１２は機械方向１４に供給される。第２ウェブ層１６も同様に機械方向１４に供給される。第１ウェブ層１２および第２ウェブ層１６は、グルーなどの接着剤の中間層を使用せずにウェブ１２、１６の一方または両方を軟化または溶融および互いに結合させる印加エネルギーの印加時に、互いに融合することが可能な材料である。対向するウェブ層１２、１６の対は、代替実施形態により、同じタイプの材料であっても異なる材料であってもよい。非限定例として、第１および第２ウェブ層１２、１６は、不織布材料、織材料、フィルム、発泡体、および／またはこれらの材料タイプの複合体または積層体を含み得る。

【0028】

１つ以上の弾性糸１８は、第１および第２ウェブ層１２、１６の間に配置される。以下の説明は複数形の弾性糸に言及しているが、本明細書に記載される方法が、単一の弾性糸または任意の数の複数の弾性糸を含む弾性複合材構造体を製造するために使用され得ることは、理解されるべきである。弾性糸１８は、クリールアセンブリ（図示せず）または類似の装置からの張力下で機械方向１４に移動する。弾性糸１８は、非限定例として、たとえば熱可塑性エラストマー、天然または合成ゴム、またはＬＹＣＲＡのような弾性ストランドのシート、ストランド、またはリボンを含む、いずれか適切な弾性材料で構成され得る。各弾性糸１８は、個々のエラストマーストランドの形態で提供されてもよく、または単一の癒合した弾性糸１８を形成するために、乾式紡糸製造プロセスなどによって、互いに結合した多くの個々のエラストマーフィラメントを含む製造マルチフィラメント製品であってもよい。

【0029】

弾性糸１８は、所望の弾性、視覚的美観、および製造可能性を有する弾性複合材構造体の形成を容易にする、いずれの適切な断面形状を有してもよい。非限定例として、弾性糸１８は、各弾性糸１８がマルチフィラメント製品である場合のように、円形、長方形、正方形、または不規則な断面形状を有し得る。

【0030】

第１ウェブ層１２および第２ウェブ層１６は物理的に別個の構成要素として図１に示され本明細書に記載されているが、代替実施形態は、単一ウェブ構造の上層と下層との間に弾性糸１８を捕捉するために、折り畳まれた単一ウェブ構造を利用してもよいと考えられる。このような実施形態では、弾性糸１８の下に位置する単一構造の部分は第１ウェブ層１２と呼ばれ、弾性糸１８の上に位置する単一構造の部分は第２ウェブ層１６と呼ばれる。

【0031】

製造ライン１０は、弾性糸１８が接合装置２２に向かって機械方向１４に移動する際にこれらを正確に位置決めして（任意選択的に）張力をかけるために採用される、ガイドローラなどの１つ以上の供給アセンブリ２０を含む。接合装置２２のすぐ上には、第１および第２ウェブ層１２、１６ならびに弾性糸１８を接合装置２２に供給および案内する１つ以上のアセンブリがある。図示される実施形態では、これらの供給アセンブリ２０は、上部ローラ２４、下部ローラ２６、ならびに第１ウェブ層１２、第２ウェブ層１６、および弾性糸１８を含む複合アセンブリ３０を接合装置２２内に案内するストランド・ガイド・ローラ２８を含む。代替実施形態では、ローラ２４、２６、２８は他の既知のタイプの供給アセンブリに置き換えられてもよく、および／または単一のローラユニットまたは他の既知のタイプの供給アセンブリに置き換えられてもよいと考えられる。

【0032】

接合装置２２は、代替実施形態では、非限定例として回転超音波溶接システムまたはブレード超音波溶接システムを含む、いずれの既知の超音波溶接システムであってもよい。図示される実施形態では、接合装置２２は、回転アンビル３２と、第１ウェブ層１２を第２ウェブ層１６に接合（すなわち、融合）するために互いに協働する、ソノトロードとしても知られる超音波固定ブレードホーン３４とを含む。代替実施形態は、複数の固定ブレードホーン、または１つ以上の回転ホーンを含んでもよい。接合プロセス中、弾性糸１８は、以下に詳細に説明されるように、第１および第２ウェブ層１２、１６に対して所定位置に固着または固定される。

【0033】

接合装置２２はまた、超音波ホーン３４を駆動するモータ（図示せず）と、ホーン３４を超音波によって励磁してホーン３４を振動させる振動制御ユニット（図示せず）と、アンビル３２を駆動する第２のモータ（図示せず）とを支持および／または収容する、１つ以上のフレーム３６も含む。ホーン３４およびアンビル３２は、弾性糸１８がホーン３４とアンビル３２の間の空間内に保持されている間に第１および第２ウェブ層１２、１６を互いに超音波接合するのを容易にするために、互いに対して離間した関係で配置される。接合プロセス中、第１および第２ウェブ層１２、１６は、第１および第２ウェブ層１２、１６内の粒子の振動を増加させる、ホーン３４からの超音波放射に曝される。超音波放射またはエネルギーは、消耗接着剤を必要とせずに摩擦熱が第１および第２ウェブ層１２、１６を互いに融合する特定の接合点に集中する。接合装置２２は、第１ウェブ層１２を第２ウェブ層１６に超音波で融合する超音波接合アセンブリとして本明細書に記載されるが、本明細書に記載される技術は、音波、熱、または圧力接合技術、および業界で知られるその他の様々な形態の溶接を含む、接着剤を使用せずに２つ以上の材料層を融合するその他いずれの既知の溶接または接合技術にも及び得ると考えられる。

【0034】

図２は、超音波接合装置２２の上流の製造ライン１０の一部を機械方向１４に見た図である。図示されるように、弾性糸１８は、弾性糸１８間の分離を維持するために、供給アセンブリ２０のそれぞれの案内セクション３８の中に配置される。各案内セクション３８は、図示されるように単一の弾性糸１８を、または代替実施形態では複数の糸１８を案内するために使用され得る。図示される実施形態では、案内セクション３８は、弾性糸１８の位置合わせおよび案内を補助するノッチ４０を含む。ノッチは、図示されるようにＶ字型であってもよく、湾曲またはその他の代替的な幾何形状を有してもよく、または代替実施形態において完全に省略されてもよい。

【0035】

弾性糸１８の一部は、供給アセンブリ２０内のそれぞれの案内セクション３８からストランド・ガイド・ローラ２８に向かって外向きに供給される。図示される実施形態では、ストランド・ガイド・ローラ２８は、ホーン３４とアンビル３２との間に受容される際に弾性糸の位置合わせおよび案内を補助するノッチ４０のアレイを含む。これらのノッチ４０は、図示される方法でストランド・ガイド・ローラ２８の全てにわたって均一に離間していてもよく、または代替実施形態ではその一部のみに及んでもよい。さらに別の実施形態では、ノッチ４０は、得られた弾性複合材構造体の弾性糸１８の設計仕様ならびに所望の配置および間隔に応じて、ストランド・ガイド・ローラ２８の長さに沿って不規則な間隔で配置されてもよい。ノッチ４０による弾性糸１８の配置は、ウエストまたは腹部弾性部分などの弾性セクションのために、アンビル３２に沿った弾性糸１８の直線的な配置を可能にする。

【0036】

やはり図２には、概して側方に移動する（たとえば、揺動によって）、または側方に摺動するアーム４４によって側方移動する機能を有する、弾性レイダウンガイド４２が示されている。弾性レイダウンガイド４２の側方移動は、レッグまたはレッグカフ弾性部分もしくはその他の湾曲したウエスト弾性部分など、非直線的弾性セクションのためにアンビル３２に沿った弾性ストランドの弓状の弧を一般的に含む、レイダウンパターンをもたらし得る。各弾性レイダウンガイド４２は、１つ以上の弾性糸１８を同時に案内し得る。弾性レイダウンガイド４２はまた、直線的弾性セクションのための直線的パターンを置くように動作し得る。

【0037】

図３を参照すると、本発明の一実施形態によるアンビル３２が示されている。図示されるように、アンビル３２は、アンビル面４８から外向きに延在する別個の突起または溶接部４６の配置を含む。これらの溶接部４６は、（Ａ）第１および第２ウェブ層１２、１６を互いに融合し、（Ｂ）製造された弾性複合材構造体の中で第１および第２ウェブ層１２、１６に対して所定位置に弾性糸１８を保持または固定するように、構築される。以下により詳細に説明されるように、固定突起４６は、アンビル３２の面４８上の２つの隣り合う固定突起４６の間を通過する弾性糸１８が、一対の得られた接合部を弾性糸１８が摺動するのを防ぐ摩擦抵抗によって、第１および第２ウェブ層１２、１６に対して所定位置に固定されるように、設計されている。

【0038】

図３に示されるように、ローラアセンブリ５０は、弾性糸１８ならびに第１および第２ウェブ層１２、１６が接合装置２２に向かって移動する際にこれらを正確に位置決めして（任意選択的に）張力をかけるために採用される、ローラ２４、２６、２８を含む。代替実施形態では、ローラ２４、２６、２８は他の既知のタイプの供給アセンブリに置き換えられてもよく、および／または単一のローラユニットまたは他の既知のタイプの供給アセンブリに置き換えられてもよいと考えられる。

【0039】

固定突起４６の特定のサイズ、形状、および一般的な配置、ならびに図３に示される突起４６の総数は、アンビル３２上の突起の全体的なパターン４６の代表的で非限定的な例を示すことを意図している。代替実施形態は、最終製品上で所望の接合部のパターンを実現するために、任意の数の代替構成で配置された任意の数の突起４６を含み得る。突起４６のそれぞれの作用表面は、代替実施形態において類似のサイズおよび形状の接合部、または異なるサイズおよび／または形状の接合部を形成するように構成され得る。非限定例として、突起４６のそれぞれのランド表面は、円形、長方形、三日月形であってもよく、または最終製品上で所望の全体的なパターンを形成するために選択され得る不規則形状を有してもよい。得られた接合部のパターンは、１つ以上の弾性糸１８を張力下で第１および第２ウェブ層１２、１６に対して所定位置に固定する１つ以上の固定ゾーンを含むことになる。

【0040】

好適な実施形態では、突起４６は、アンビル３２の面４８に対して所望の突起４６の隆起パターンを作成するためにアンビル３２からバルク材料を除去する機械加工プロセスを使用して、アンビル３２上に形成される。あるいは、突起４６は、アンビル３２の面４８と機械的に結合される１つ以上のインサート上に設けられてもよい。

【0041】

さらに図３を参照すると、ホーン３４の作用表面５２は、非限定例な一実施形態では、平滑な、または実質的に平滑な表面輪郭を有する。あるいは、作用表面５２は、第１ウェブ層１２を第２ウェブ層１６に融合すること、および弾性糸１８を第１および第２ウェブ層１２、１６に対して所定位置に固着させることをさらに容易にするために、アンビル３２上の突起４６のパターンと一致または位置合わせした突起４６の配置を含んでもよい。

【0042】

製造プロセス中、第１および第２ウェブ層１２、１６は、図３に示されるように、アンビル３２の面４８とホーン３４の作用表面５２との間に配置される。弾性糸１８は、第１および第２ウェブ層１２、１６の間に張架状態で配置される。図３に一般的に示され、図４にさらに詳細に示されるように、ホーン３４の位置は、ホーン３４の作用表面５２と固定突起４６のランド表面５６との間にニップギャップ５４を維持するように制御される。ニップギャップ５４のサイズは、第１および第２ウェブ層１２、１６の間の接合を容易にするために、製造プロセスのパラメータに基づいて決定される。接合装置２２は、ホーン３４とアンビル３２との間に所望のニップギャップ５４を維持するためにホーン３４およびアンビル３２のうちの少なくとも１つに力を加える任意の既知の位置決め手段５８を含み得る。位置決め手段５８は、非限定例として、空気圧アセンブリ（図示せず）または機械的カムシャフト（図示せず）であってもよい。

【0043】

固定突起４６は、代替実施形態では、平らな作用表面、平らな側面、または湾曲および直線状の作用表面および側面の何らかの混合を有してもよい。図４に示される実施形態では、固定突起４６のランド表面５６は、平らな作用表面および側面を有する。ランド表面５６が弧状または湾曲した表面プロファイル代替実施形態では、この湾曲プロファイルは、第１および第２のウェブ層１２、１６が接合プロセス中にアンビル３２の面４８に対して滑ることを可能にし、こうして張架弾性ストランド１８ならびに第１および第２ウェブ層１２、１６を含む複合アセンブリ３０が接合装置２２に向かって前進する速度を、アンビル３２の回転速度に対して上昇または低下させる。複合ウェブ／糸アセンブリ３０がアンビル３２の速度よりも速い速度で前進するとき、得られた接合部は、アンビル面４８上の隣り合う突起４６の間の径方向間隔よりも長い距離だけ離間する。同様に、アンビル３２の速度に対して複合ウェブ／糸アセンブリ３０の供給速度を低下させることで、アンビル面４８上の隣り合う突起４６の間の径方向間隔よりも短い距離だけ離間した接合部となる。ウェブ速度とアンビル速度との間の速度のミスマッチまたは差は、最終製品におけるサイズの変化に対応するために制御され得る。その結果、ワンサイズのおむつ用の弾性複合材の接合は、ほとんどまたは全く滑りなしで実行され得るが、より大きいまたは小さいおむつ用の弾性複合材の接合は、より大量の滑りを伴って実行され得る。異なるサイズの製品で使用するための複数のサイズの弾性複合材構造体を製造するために同じアンビルを使用できるので、湾曲した表面プロファイルを有する突起４６を含むアンビルが設けられた製造ライン１０はこのように、製造ラインの工具設定を変更する必要なしに、動的なサイズ変更を提供する。

【0044】

図５は、アンビル３２が、固定ゾーンを形成する突起のパターン６０を含む実施形態による、アンビル３２の外周面４８の平坦化された表現である。突起のパターン６０は、アンビル面４８の周方向軸６４に沿って互いに離間した複数の固定溶接線６２を含む。固定溶接線６２は、突起のパターン６０の固定領域６６を画定する。上記の固定突起４６と同様に、好適な実施形態では、固定溶接線６２は、アンビル３２の面４８に対する固定溶接線６２の所望の隆起パターンを作成するためにアンビル３２からバルク材料を除去する機械加工プロセスを使用して、アンビル３２上に形成される。あるいは、固定溶接線６２は、アンビル３２の面４８と機械的に結合される１つ以上のインサート上に設けられてもよい。

【0045】

図５は、実質的に回転アンビル３２の縦方向６８全体（たとえば、線６２Ａ）にわたって延在する固定溶接線６２、ならびに縦方向に沿って部分的にのみ延在する短い固定溶接線６２（たとえば、線６２Ｂ）を示す。縦方向６８は、概して機械を横断する方向に延在する。固定溶接線６２Ｂのない回転アンビル３２のセクションによって形成される接合部または結合部は、固定溶接線６２Ｂを含むセクションによって形成される接合部よりもさらに離間している。弾性ウェブのウエストキャップ部分で弾性糸１８と第１および第２ウェブ層１２、１６（図５には図示せず；たとえば図１、図２、図３参照）を互いに接合するとき、固定溶接線６２Ｂを含むセクションによって形成される、間隔の狭い接合結合部の方が好ましい。しかしながら、隣接する固定溶接線６２の間の間隔、ならびに縦方向６８に沿った各固定溶接線６２の長さおよび配置は、完成品で望まれる接合パターンの設計の影響下にあり得る。

【0046】

図５Ａに提供される詳細図でより具体的に示されるように、各溶接線６２は、アンビル３２の面４８から離れて外向きに延在する別個の突起７０、７２のパターンを含む。突起７０、７２は、所与の対の隣接する突起７０、７２の間に位置するギャップ７６の幅によって画定されるノッチ７４によって、互いに離間している。ギャップ７６の幅またはサイズは、（１つまたは複数の）弾性糸１８が隣接する接合部の間にしっかりと保持されるように、突起７０、７２によって形成された隣接する接合部の間に１つ以上の弾性糸１８を固定し得る。このようにして、たとえば、隣接する接合部は、（１つまたは複数の）弾性糸１８が破損した場合に（１つまたは複数の）弾性糸１８が隣接する接合部の間に保持されるように、（１つまたは複数の）弾性糸１８を拘束する。

【0047】

アンビル３２は、追加または代替で、本明細書で積層または非固定突起７８と呼ばれる１つ以上の突起を含み得る。図５に示されるように、複数の積層突起７８が、固定溶接線６２Ａの１つの積層部分８０に示されている。保持または固定突起７０、７２と同様に、積層突起７８は第１および第２ウェブ層１２、１６を互いに融合する。積層突起７８は、第１および第２ウェブ層１２、１６に対して弾性糸１８を固定しないので、固定突起７０、７２とは異なる。したがって、破損した弾性糸１８は、固定溶接接合部に関して上記で説明されたものとは対照的に、隣接する積層溶接接合部の間のギャップから収縮する。このような積層突起７８は、接合されたウェブ層１２、１６の非弾性部分を作成するために弾性糸１８が意図的に破壊される弾性不活性化のために設計された領域で第１および第２ウェブ層１２、１６を積層するときに、有利である。図５にはいくつかの積層突起７８のみが示されているが、本発明の実施形態では、積層突起７８の任意の数および配置の使用または不使用が考えられる。

【0048】

再び図５Ａを参照すると、代替実施形態では、突起７０、７２の接触表面８２は異なる幾何形状を有し得ると考えられる。非限定例として、突起７０、７２は、円形、長方形、三日月形であってもよく、または最終製品上で所望の全体的なパターンを形成するために選択され得る不規則形状を有してもよい。さらに別の実施形態では、隣接する溶接線６２の対応する突起７０、７２は、周方向軸６４と平行な線内で互いに位置合わせされてもよい（図５）。あるいは、連続する溶接線６２の突起７０、７２は、機械を横断する方向で互いにずれていてもよく、これにより、第１および第２ウェブ層１２、１６上に形成された接合線を通る階段状または非直線的な通路を画定する。

【0049】

図６は、本発明の別の実施形態による固定溶接線６２の非直線的な配置を示す。弾性糸１８（図１）ならびに第１および第２ウェブ層１２、１６（図１）が互いに接合されたとき、図５に示される直線的な配置を使用して形成された集合パターンと比較して異なる集合パターンを作成する、正弦パターンが示されている。本発明の別の実施形態では、別の配置パターンが固定溶接線６２に形成され得ると考えられる。このような別の配置パターンは、弾性糸１８と第１および第２ウェブ層１２、１６とを互いに接合して、最終製品上で、直線、曲線に配置された、もしくはロゴ、写真、他の連続した繰り返しパターン、または他のデザインを作成するように別途配置された幾何学的またはその他のパターンにしてもよい。

【0050】

ここで図７を参照すると、本発明の一実施形態による、アンビル３２およびホーン３４の一部の断面図が提供されている。図示されるように、アンビル３２の面４８は、突起７０、７２の対応する対の間に位置する、少なくとも１つのノッチ７４によって画定された溶接線６２を含む。ノッチ７４および対応する対の突起７０、７２の１つの事例のみが図７に示されているが、アンビル３２上の各溶接線６２は代替的に複数のノッチ７４を含んでもよく、各ノッチ７４は対応する対の突起７０、７２の間に同様に配置されてもよいと考えられる。図示される実施形態では、ノッチ７４は、突起７０、７２の底面８４および対向表面８６、８８によって画定されたＵ字型の幾何形状を有する。表面８４、８６、８８は、ノッチ７４の内側部８９も画定する。対向表面８６、８８は、表面８６、８８に垂直な軸９２（たとえば、面軸）の角度９０がランド表面５６または接触表面８２に垂直な軸９４（たとえば、接触表面軸）に対して直交するように、配向される。表面８４、８６、８８の１つ以上は、図示されるように平らであってもよく、または代替実施形態では湾曲していてもよい。

【0051】

製造プロセス中、第１および第２ウェブ層１２、１６は、アンビル３２の面４８とホーン３４の面９６との間に配置される。弾性糸１８は、第１および第２ウェブ層１２、１６の間に張架状態で配置され、ノッチ７４の上方で位置合わせされる。図８に示されるように、弾性糸１８がノッチ７４に挿入されると、第２ウェブ層１６はノッチ７４内に引き込まれる。図示されるようにランド表面５６に対して直交配向のとき、表面８６、８８の配向により、第１ウェブ層１２は、特に、弾性レイダウンガイド４２（図１）が右に回転する際に弾性糸１８の張力が図８の右に向かって糸１８を引っ張る傾向がある、図２に示されるような湾曲した弾性セクションを作成するときに、ノッチ７４から弾性糸１８を滑り出させるノッチ７４内の傾斜表面を作成できる。弾性レイダウンガイド４２が左に回転するときも、同様の状況が生じる可能性がある。

【0052】

したがって、改良されたノッチの幾何形状が図９に示されている。図示されるように、対向表面８６および８８は、第１ウェブ層１２およびノッチ表面８４、８８に作用する弾性力が弾性ストランド１８をノッチ７４内に傾向があるように、非垂直方向に配向される。軸９２と軸９４との間の最小角度９８によって示されるように、対向表面８６、８８の配向は、突起７０、７２の接触表面８２またはランド表面５６に対して９０度未満である。

【0053】

弾性レイダウンガイド４２の側方移動は、弾性糸１８をノッチ７４の一方または他方の側に引っ張ることができる。図９に示されるように、弾性糸１８は、たとえば弾性糸１８について図９に示される位置よりも回転アンビル３２の右に向かってさらに遠い弾性レイダウンガイド４２によって、および弾性糸１８の張力によって引き起こされるであろうノッチ７４の右下コーナーに向かって着座している。一般に、弾性レイダウンガイド４２がそれぞれのノッチ７４の一方または他方の側に向かって遠くなり、弾性張力が強いほど、弾性糸１８はノッチ７４のそれぞれのコーナーにさらに引き込まれるかまたは押し込まれる。傾斜した対向表面８８を含む、本発明の実施形態は、ノッチ７４から弾性糸１８が滑り出すのを最小限に抑える。

【0054】

図１０はまた、対向表面８６、８８の配向は、突起７０、７２の接触表面８２またはランド表面５６に対して９０度未満であることを示している。代替の底面８４もまた、湾曲または丸みを帯びているものとして示されており、これは平坦な表面よりも丸みを帯びた弾性糸１８により適合できる。

【0055】

図９および図１０に示されるように、対向表面８６、８８の軸９４の配向は、軸９２に対して９０度未満の同じ最小角度９８であり得る。しかしながら、図１１に示されるように、両方の角度９８、１００が異なるが突起７０、７２の接触表面８２に対して９０度未満である、異なる配向角９８、１００が考えられる。底面８４はまた、図１１に示されるように省略されることも可能である。たとえば、対向表面８６、８８は、ノッチ７４の最大深さで互いに交差してもよい。

【0056】

固定溶接線６２内の各ノッチ７４の対向表面８６、８８の配向は変動して、互いに独立することができると考えられる。さらに、隣接する固定溶接線６２の各ノッチ７４の対向表面８６、８８の配向は、回転アンビル３２の外周に沿って異なっていてもよい。たとえば、弾性糸１８の弾性力が、弾性レイダウンガイド４２を介したその配置によって糸１８を右に引っ張る傾向がある回転アンビル３２の１つのセクションでは、ノッチ７４の対向表面８６、８８の配向は、図９、図１０、または図１１のいずれか、またはこれらのいずれかの組み合わせに示される通りであり得る。弾性糸１８の弾性力が、弾性レイダウンガイド４２を介したその配置によって糸１８を左に引っ張る傾向がある回転アンビル３２の別のセクションでは、ノッチ７４の対向表面８６、８８の配向は、図９、図１０、または図１１に示されるものに対して鏡映しの配向であり得る。このため、ノッチ対向表面８６、８８の配向は、対向表面８６、８８が垂直に配向されている配向を含み、回転アンビル３２の外周に沿って右向き弾性力配向から左向き弾性力配向へ揺動することができる。したがって、回転アンビル３２の異なるセクションは、望み通りに湾曲した弾性部分または直線的な弾性部分を受け入れるように準備することができる。

【0057】

図１２は、このような異なるセクションを有する回転アンビル３２の概略図を示す。おむつなどの使い捨て製品の前部または後部の形成に使用可能な弾性ウェブ１０２は、ウエストキャップ弾性部分１０４、腹部弾性部分１０６、および脚部弾性部分１０８を含む。ウエストキャップ弾性部分１０４は、固定溶接線６２の隣接するノッチ７４が使用されるように、弾性糸１８の密な部分を含むことができる。たとえば、図５を参照すると、隣接する溶接線６２Ａの対応するノッチ７４とともに、固定溶接線６２Ｂの８つ全てのノッチ７４が使用され得る。しかしながら、より少ない数の弾性糸１８が使用されてもよいと考えられる。腹部弾性部分１０６は、固定溶接線６２の使用されたノッチ７４の間に１つ以上の空のノッチ７４が存在し得るように、弾性糸１８のあまり密ではない部分を含むことができる。

【0058】

ウエストキャップ弾性部分１０４および腹部弾性部分１０６は、回転アンビル３２上にそれぞれ対応するウエストキャップアンビル部分１１０および腹部アンビル部分１１２を有し得る。ウエストキャップアンビル部分１１０および腹部アンビル部分１１２に置かれた弾性糸１８は実質的に直線的なので、これらの領域内で旋回弾性レイダウンガイド４２を使用する必要はないが、ストランド・ガイド・ローラ２８ではノッチ７４を使用する必要がある。しかしながら、一実施形態によれば、旋回弾性レイダウンガイド４２が使用され、静止位置に保持されてもよい。さらに、ウエストキャップアンビル部分１１０および腹部アンビル部分１１２のノッチ７４は、これらの領域の弾性糸１８に湾曲が予想されない場合、図７に示されるように垂直配向に配向されてもよい。

【0059】

脚部弾性部分１０８に対応する回転アンビル３２の脚部アンビル部分１１４は、本明細書に開示されるように角度がつけられて変動する固定溶接線６２のノッチ７４を有してもよい。たとえば、ノッチ７４は、図９～図１１などのいずれかに示されるように形成されてもよい。さらに、図１２に示される脚部弾性部分１０８について示されるように、弾性糸１８は、脚部弾性部分１０８の内側縁１１６からその外側縁１１８に向かって延在しながら湾曲して、この領域内に配置される。機械方向１４に移動しながら、弾性糸１８は、第１脚部分１２０内では内側縁１１６から外側縁１１８に向かって、第２脚部分１２２では外側縁１１８から内側縁１１６に向かって移動する。ウェブ投入動作において、第２脚部分１２２は、そこに形成される脚部開口に接するように意図される連続湾曲弾性領域を作成するために、第１脚部分１２０の直前に作られる。

【0060】

第１脚部分１２０に対応する固定溶接線６２の部分は、（１つまたは複数の）弾性レイダウンガイド４２によって弾性糸１８が配置されるときの弾性力の方向の変化に対応するために、第２脚部分１２２に対応するものと反対に角度がつけられたノッチ７４を有し得る。さらに、ノッチ７４の角度は、必要に応じてより鋭角または鈍角になるように、脚部分１２０、１２２内で変化または変動し得る。たとえば、回転アンビル３２が回転するにつれて弾性力が強くなるので、対応するノッチ７４の角度／配向はますます急峻になり得る。

【0061】

図１２は複数のセクション（たとえば、１１０、１１２、１１４）を有する単一の回転アンビル３２を示すが、本発明の実施形態は、互いに隣接して配置された相応に形成された固定溶接線６２を有する別個のアンビルを含む。好適な実施形態では、別個のアンビルは、類似の外周を有し、互いに隣接して配置され、共通の回転軸の周りを回転するように構成されている。別個のアンビルは、たとえば、同じ車軸を共有してもよい。しかしながら、各アンビル上の固定溶接線６２のパターンおよび配向は異なってもよい。

【0062】

図１３は、ウエストキャップアンビル部分１１０が、脚部アンビル部分１１４と接する腹部アンビル部分１１２と両側で接するように、鏡像セクションを有する回転アンビル３２の概略図を示す。したがって、所望の設計にしたがって、本明細書では、弾性ウェブ１０２の直線／湾曲セクションに対応するアンビル部分の異なる構成が考えられる。

【0063】

本明細書に示されるように、脚部弾性部分１０８に示されるもののような湾曲した弾性糸１８は、超音波接合を介して所定位置に保持され、接着剤は必要とされない。弾性ウェブ１０２の後続の処理は、弾性ウェブ１０２を別個のセクションに切断するステップと、脚部開口を形成して、第１および第２脚部分１２０、１２２の間に延在する弾性糸１８の部分を切除するために、線１２４（図１２）に沿って切断するステップとを含むことができる。

【0064】

したがって、本発明の一実施形態によれば、弾性複合材構造体を製造するための装置は、ウェブ層を機械方向に搬送するように構成された第１ローラと、複数の弾性糸のレイダウンパターンを案内するように構成されたレイダウンガイドとを含む。回転アンビルは、第１溶接線の接触表面に形成された第１ノッチを有する第１溶接線を備え、第１ノッチは、複数の弾性糸の第１の弾性糸の一部およびウェブ層の一部をその中に受容するように構成された第１内側部を有する。第１ノッチは、第１内側部の少なくとも一部を画定する対向表面を備える。接触表面に垂直な接触表面軸に対する対向表面に垂直な第１面軸の最小配向角は、９０度未満の第１角度である。

【0065】

本発明の別の実施形態によれば、弾性複合材構造体を製造するための接合装置アセンブリは、第１溶接線を備える第１回転アンビルを備え、第２溶接線を備える第２回転アンビルを備える。第１溶接線は、第１溶接線の第１接触表面に形成された第１ノッチを含み、第１ノッチは、第１の弾性糸およびウェブ層の第１部分をその中に受容するように構成された第１内側部を有する。第１ノッチは、第１内側部の一部を画定する第１対向表面を備え、第１接触表面の平面に垂直な第１接触表面軸に対する第１対向表面に垂直な第１面軸の最小配向角は、９０度未満の第１角度である。第２溶接線は、第２溶接線の第２接触表面に形成された第２ノッチを備え、第２ノッチは、第２の弾性糸およびウェブ層の第２部分をその中に受容するように構成された第２内側部を有する。第２ノッチは、第２内側部の一部を画定する第２退行表面を備え、第２接触表面の平面に垂直な第２接触表面軸に対する第２対向表面に垂直な第２面軸の配向角は、第１面軸の最小配向角とは異なる。

【0066】

本発明の別の実施形態によれ、弾性複合材構造体を製造する方法は、機械方向に、第１ローラを介して回転アンビルに隣接して第１ウェブ層を案内するステップと、レイダウンガイドを介して回転アンビルに隣接して弾性糸を案内するステップとを備える。回転アンビルは、溶接線の接触表面に形成されたノッチを有する溶接線を備え、ノッチは、弾性糸の一部および第１ウェブ層の一部をその中に受容するように構成された内側部を有する。ノッチは、内側部の少なくとも一部を画定する対向表面を備え、接触表面に垂直な接触表面軸に対する対向表面に垂直な第１面軸の最小配向角は、９０度未満の第１角度である。

【0067】

本発明は、限られた数の実施形態のみに関連して詳細に説明されてきたが、本発明がこのような開示された実施形態に限定されないことは、容易に理解されるべきである。むしろ、本発明は、これまでに説明されていないが、本発明の精神および範囲に相応の変形、変更、置換、または同等の構成をいくつでも組み込むように修正されることが可能である。加えて、本発明の様々な実施形態が説明されてきたが、本発明の態様が、記載された実施形態の一部のみを含み得ることは、理解されるべきである。したがって、本発明は、上記の説明によって限定されると見なされるべきではなく、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図5A】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】