(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】2024-09-11
(45)【発行日】2024-09-20
(54)【発明の名称】弾性不織布材料を製造するための装置
(51)【国際特許分類】
B32B 5/26 20060101AFI20240912BHJP
D06M 17/00 20060101ALI20240912BHJP
D04H 1/70 20120101ALI20240912BHJP
【FI】
B32B5/26
D06M17/00 H
D04H1/70
(21)【出願番号】P 2021556692
(86)(22)【出願日】2020-03-20
(86)【国際出願番号】 US2020023908
(87)【国際公開番号】W WO2020198025
(87)【国際公開日】2020-10-01
【審査請求日】2023-01-05
(32)【優先日】2019-03-22
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】519092897
【氏名又は名称】デューケイン アイエーエス エルエルシー
(74)【代理人】
【識別番号】110001379
【氏名又は名称】弁理士法人大島特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ベグロウ、ブランドン レオ
(72)【発明者】
【氏名】ソレンセン、ダニエル ジェームズ
(72)【発明者】
【氏名】エラート、トーマス デイビッド
(72)【発明者】
【氏名】モーリーン、ケイシー ジョン
【審査官】松岡 美和
(56)【参考文献】
【文献】特表2018-516189(JP,A)
【文献】米国特許出願公開第2016/0288407(US,A1)
【文献】国際公開第2018/118573(WO,A1)
【文献】米国特許出願公開第2018/0093444(US,A1)
【文献】特開2002-113042(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B32B 5/26
D06M 17/00
D04H 1/70
A61F 65/08
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
弾性不織布材料を製造するための装置であって、
第1の接合モジュールと、
第1の不織布、第2の不織布、及び、前記第1の不織布と前記第2の不織布との間の少なくとも1つの弾性ストランドを受け取るための、前記第1の接合モジュールに近接して配置可能な第2の接合モジュールとを備え、
前記第2の接合モジュールは、幅寸法及び円周方向軸を有するフェイスを有し、かつ、回転軸に関して回転可能であり、前記フェイスは、複数の第1のリッジ及び複数の第2のリッジを有し、
前記第1のリッジ及び前記第2のリッジは、1対の前記第2のリッジが前記円周方向軸に沿ってそれぞれの前記第1のリッジの反対側に配置されるように、交互のパターンで配置され、
前記第1のリッジは、複数の、互いに間隔を空けて配置されたランド及びノッチを画定し、
前記第2のリッジは、前記第1の接合モジュールに近接したときに、前記第1のリッジによって方向付けられた少なくとも1つの前記弾性ストランドを切断し、前記第1の不織布を前記第2の不織布に接合するように構成され、
前記第1のリッジ及び前記第2のリッジは、前記円周方向軸に沿って前記フェイス上に配置されることにより第1のゾーン及び第2のゾーンを画定し、
前記第1のゾーンは、前記円周方向軸に沿って連続的に配置された複数の前記第1のリッジを含み、
前記第2のゾーンは、前記円周方向軸に沿って1対の前記第2のリッジの間に配置された前記第1のリッジを含み、
前記フェイスは、前記第1のゾーン内の隣接する前記第1のリッジ間の表面を画定し、かつ、前記第2のゾーン内の隣接するリッジ間の高く位置した表面を画定し、これにより、前記第1の接合モジュールと前記表面との間に第1のギャップが画定され、前記第1の接合モジュールと前記高く位置した表面との間に第2のギャップが画定され、前記第1のギャップは前記第2のギャップよりも大きく、前記第2のギャップは、前記第2のリッジによって切断された少なくとも1つの前記弾性ストランドの跳ね返りの可能性を制限するように適合されていることを特徴とする装置。
【請求項2】
前記第1のリッジは、当該弾性不織布材料上に少なくとも1対の第1の接合部を形成するように構成され、
前記第1の接合部は、それらの間に少なくとも1つの前記弾性ストランドを捕捉するように構成され、
前記第2のリッジはそれぞれ、少なくとも1つの前記弾性ストランドを切断するように構成された少なくとも1つの第2の接合部を形成するように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の装置。
【請求項3】
前記第2の接合モジュールの前記フェイスと、複数の前記第1のリッジ及び前記第2のリッジの半径方向外側面との間にリッジ高さが画定され、
前記第1のゾーンにおける前記リッジ高さは、前記第2のゾーンにおける前記リッジ高さよりも高いことを特徴とする請求項1に記載の装置。
【請求項4】
前記第2のゾーンにおける前記リッジ高さが、前記第2のゾーンにおける前記ノッチのノッチ深さに略等しいことを特徴とする請求項3に記載の装置。
【請求項5】
前記第1のゾーンにおける隣接した前記第1のリッジ間の距離が、前記円周方向軸に沿った前記第2のゾーンにおける隣接したリッジ間の距離よりも大きいことを特徴とする請求項1に記載の装置。
【請求項6】
前記第2のリッジはそれぞれ半径方向外側面を有し、前記半径方向外側面は連続的であり、かつ、互いに間隔を空けて配置された前記ランド及び前記ノッチを有していないことを特徴とする請求項1に記載の装置。
【請求項7】
前記第2のリッジのそれぞれは、複数の、互いに間隔を空けて配置された前記ランド及び前記ノッチを画定することを特徴とする請求項1に記載の装置。
【請求項8】
前記第1のリッジの前記ノッチが、前記円周方向軸に沿って前記第2のリッジの前記ランドと実質的に整列し、前記第2のリッジの前記ランドが、少なくとも1つの前記弾性ストランドを切断するように構成されていることを特徴とする請求項7に記載の装置。
【請求項9】
弾性不織布材料を製造するための装置であって、
第1の接合モジュールと、
第1の不織布、第2の不織布、及び、前記第1の不織布と前記第2の不織布との間の少なくとも1つの弾性ストランドを受け取るための、前記第1の接合モジュールに近接して配置可能な第2の接合モジュールとを備え、
前記第2の接合モジュールは、幅寸法及び円周方向軸を有するフェイスを有し、かつ、回転軸に関して回転可能であり、前記フェイスは、複数の第1のリッジ及び複数の第2のリッジを有し、
前記第1のリッジ及び前記第2のリッジは、1対の前記第2のリッジが前記円周方向軸に沿ってそれぞれの前記第1のリッジの反対側に配置されるように、交互のパターンで配置され、
前記第1のリッジは、複数の、互いに間隔を空けて配置されたランド及びノッチを画定し、
前記第2のリッジは、前記第1の接合モジュールに近接したときに、前記第1のリッジによって方向付けられた少なくとも1つの前記弾性ストランドを切断し、前記第1の不織布を前記第2の不織布に接合するように構成され、
前記第2のリッジのそれぞれは、複数の、互いに間隔を空けて配置された前記ランド及び前記ノッチを画定し、
前記第1のリッジの前記ランドは、前記円周方向軸に沿って前記第2のリッジの前記ランドと実質的に整列し、前記第1のリッジの前記ノッチは、前記円周方向軸に沿って前記第2のリッジの前記ノッチと実質的に整列し、
前記第2のリッジの前記ノッチは、前記第1のリッジの前記ノッチに対して、幅または深さの少なくとも一方において小さく、
前記第2のリッジの前記ノッチは、前記弾性ストランドに対して、幅または深さの少なくとも一方において小さいことを特徴とする装置。
【請求項10】
弾性不織布材料を製造するための装置であって、
第1の接合モジュールと、
第1の不織布、第2の不織布、及び、前記第1の不織布と前記第2の不織布との間の少なくとも1つの弾性ストランドを受け取るための、前記第1の接合モジュールに近接して配置可能な第2の接合モジュールとを備え、
前記第2の接合モジュールは、幅寸法及び円周方向軸を有するフェイスを有し、かつ、回転軸に関して回転可能であり、前記フェイスは、前記フェイス上に配置された複数のリッジを有することにより、前記円周方向軸に沿って、第1のゾーン及び第2のゾーンを画定し、前記第1のゾーンにおける少なくとも1つの前記リッジは、少なくとも1つの前記弾性ストランドをそれらの間に捕捉するための少なくとも1対の、前記第1の不織布と前記第2の不織布との接合部である第1の接合部を形成するように構成され、前記第2のゾーンにおける少なくとも1つの前記リッジは、前記第1のゾーンにおいて捕捉された前記弾性ストランドと交差するように方向付けられた少なくとも1つの、前記第1の不織布と前記第2の不織布との接合部である第2の接合部を形成し、前記第1の接合モジュールに近接したときに、捕捉された前記弾性ストランドを切断するように構成された半径方向外側面を有し、前記第2のゾーンにおける少なくとも1つの前記リッジは、前記半径方向外側面が連続的で、かつ、互いに間隔を空けて配置されたランド及びノッチを有していない連続面リッジであり、
前記第1のゾーンは、前記円周方向軸に沿って連続的に配置された、複数の、互いに間隔を空けて配置された前記ランド及び前記ノッチを画定する複数の第1のリッジを含み、前記第2のゾーンは、前記円周方向軸に沿って1対の第2のリッジの間に配置された第
1のリッジを含み、
前記第2のリッジは、少なくとも1つの前記第2の接合部を形成するように構成され、
前記フェイスは、前記第1のゾーン内の隣接する前記第1のリッジ間の表面を画定し、かつ、前記第2のゾーン内の隣接するリッジ間の高く位置した表面を画定し、これにより、前記第1の接合モジュールと前記表面との間に第1のギャップが画定され、前記第1の接合モジュールと前記高く位置したリッジ面との間に第2のギャップが画定され、前記第1のギャップは前記第2のギャップよりも大きく、前記第2のギャップは、前記第2のリッジによって切断された少なくとも1つの前記弾性ストランドの跳ね返りの可能性を制限するように適合されていることを特徴とする装置。
【請求項11】
前記第2の接合モジュールの前記フェイスと、複数の前記リッジの前記半径方向外側面との間にリッジ高さが画定され、
前記第1のゾーンにおける前記リッジ高さは、前記第2のゾーンにおける前記リッジ高さよりも高いことを特徴とする請求項10に記載の装置。
【請求項12】
第1の不織布、第2の不織布、及び、前記第1の不織布と前記第2の不織布との間の少なくとも1つの弾性ストランドとを含む弾性不織布材料を製造するための方法であって、
第1の接合モジュールを第2の接合モジュールに近接して配置する配置ステップであって、前記第1の接合モジュール及び前記第2の接合モジュールのうちの少なくとも一方は、幅寸法及び円周方向軸と、少なくとも1つのリッジとを有するフェイスを含む、該配置ステップと、
前記第1の接合モジュール及び前記第2の接合モジュールのうちの少なくとも一方を回転させる回転ステップと、
前記第1の接合モジュールと前記第2の接合モジュールとの間に、前記円周方向軸に沿った機械方向に、前記第1の不織布、前記第2の不織布、及び、前記弾性ストランドを供給する供給ステップと、
前記弾性不織布材料を第1の領域において前記第1の不織布と前記第2の不織布とを接合する第1接合ステップであって、前記弾性ストランドの少なくとも一部が前記第1の領域に捕捉される、該第1接合ステップと、
前記弾性不織布材料を、少なくとも1つの前記リッジによって形成された接合部で、第2の領域において前記第1の不織布と前記第2の不織布とを接合する第2接合ステップであって、前記弾性ストランドが前記第2の領域で切断され、少なくとも1つの前記リッジは、前記接合部を形成するように構成され、かつ、少なくとも1つの前記リッジは、前記第1の領域において捕捉された前記弾性ストランドと交差して、当該弾性ストランドを切断するように方向付けられた半径方向外側面を有する、該第2接合ステップとを含み、
前記方法はさらに、
前記第1の領域において、前記第1接合ステップの実行中に、前記第1の不織布及び前記第2の不織布と、前記弾性ストランドとの間に第1の摩擦力を生成させる第1摩擦力生成ステップと、
前記第2の領域において、前記第2接合ステップの実行中に、前記第1の不織布及び前記第2の不織布と、前記弾性ストランドとの間に前記第1の摩擦力よりも大きい第2の摩擦力を生成させる第2摩擦力生成ステップであって、前記第2の摩擦力は、前記第2の領域において切断された前記弾性ストランドの跳ね返りの可能性を制限するのに十分な摩擦力である、該第2摩擦係合ステップとをさらに含み、
前記第1の摩擦力は、前記第1の領域において、前記第1の接合モジュールと前記少なくとも1つのリッジとの間の第1のギャップによって生成され、前記第2の摩擦力は、前記第2の領域において前記第2の接合モジュールと前記少なくとも1つのリッジとの間の第2のギャップによって生成され、前記第2のギャップは前記第1のギャップより小さいことを特徴とする方法。
【請求項13】
前記弾性ストランドは、個別のストランドセグメントを形成するように切断され、
前記弾性不織布材料を前記第2の領域において接合する前記第2接合ステップは、前記個別のストランドセグメントを前記第2の領域において捕捉する、捕捉ステップを含むことを特徴とする請求項12に記載の方法。
【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、2019年3月22日に出願された米国仮出願第62/822,449号の優先権を主張するものであり、その全体は参照により本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【0002】
弾性不織布材料は、パーソナルケア用品(例えば、成人用ブリーフ、ベビー用おむつ、子供/成人用プルオンパンツ、輪郭フィット型の衛生製品など)及び医療用衣服(例えば、マスク、キャップ、ガウン、履物など)を含む様々な物品において利用されている。
【0003】
弾性不織布材料を製造するための少なくともいくつかの従来の方法は、弾性ストランドに張力がかけられているときに、不織布の層の間に弾性ストランドを接着接合するステップを含む。弾性ストランドが収縮できるようになると、弾性ストランドは不織布の領域を集め、これにより不織布が弾性特性によって機能する。しかしながら、接着接合がクリープしやすく、時間の経過とともに弾性が失われる可能性があるので、これらの従来の方法によって製造された弾性不織布材料の耐久性は決して望ましくない。さらに、これらの従来の方法を使用して弾性不織布材料を製造することは、過度に費用がかかり得る。したがって、より費用効果の高い方法で、より耐久性のある弾性不織布材料を製造するためのシステムを提供することは有用であろう。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0004】
一実施形態では、弾性不織布材料を製造するための装置は、概して、第1の接合モジュール及び第2の接合モジュールを備える。第2の接合モジュールは、第1の不織布、第2の不織布、及び第1の不織布と第2の不織布との間の少なくとも1つの弾性ストランドを受け入れるために、第1の接合モジュールに近接して配置可能である。第2の接合モジュールは、幅寸法及び円周方向軸を有するフェイスを有し、かつ、回転軸に関して回転可能である。フェイスは、円周方向軸に沿って、第1のリッジ及び第1のリッジの反対側に配置された1対の第2のリッジを含む複数のリッジを有する。第1のリッジは、複数の、互いに間隔を空けて配置されたランド及びノッチを画定し、第2のリッジの対は、第1の接合モジュールに近接したときに少なくとも1つの弾性ストランドを切断するように構成されている。
【0005】
別の実施形態では、弾性不織布材料を製造するための装置は、概して、第1の接合モジュール及び第2の接合モジュールを備える。第2の接合モジュールは、第1の不織布、第2の不織布、及び前記第1の不織布と第2の不織布との間の少なくとも1つの弾性ストランドを受け入れるために、第1の接合モジュールに近接して配置可能である。第2の接合モジュールは、幅寸法及び円周方向軸を有するフェイスを有し、かつ、回転軸に関して回転可能である。フェイスは、フェイス上に配置された複数のリッジを有することにより、円周方向軸に沿って、第1のゾーン及び第2のゾーンを画定する。第1のゾーンにおける少なくとも1つのリッジは、少なくとも1つの弾性ストランドをそれらの間に閉じ込めるための少なくとも1対の第1の接合部を形成するように構成され、第2のゾーンにおける少なくとも1つのリッジは、第1の接合モジュールに近接したときに少なくとも1つの弾性ストランドを切断するための少なくとも1つの第2の接合部を形成するように構成されている。
【0006】
さらに別の実施形態では、弾性不織布材料を製造するための方法は、概して、第1の接合モジュールを第2の接合モジュールに近接して配置する配置ステップを含む。第1の接合モジュール及び第2の接合モジュールのうちの少なくとも一方は、幅寸法及び円周方向軸を有するフェイスを含む。本開示による方法はまた、第1の接合モジュール及び第2の接合モジュールのうちの少なくとも一方を回転させる回転ステップを含む。本開示による方法はさらに、第1の接合モジュールと第2の接合モジュールとの間に、円周方向軸に沿った機械方向に弾性ストランドを供給する供給ステップと、弾性不織布材料を第1の領域において接合する第1接合ステップであって、弾性ストランドの少なくとも一部が第1の領域に閉じ込められる、該第1接合ステップとを含む。本開示による方法はまた、弾性不織布材料を第2の領域において接合する第2接合ステップであって、弾性ストランドが第2の領域で切断される、該第2接合ステップを含む。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【
図1】弾性不織布材料を製造するためのシステムの概略図である。
【
図2】
図1のシステムにおいて使用するための回転式超音波接合装置の一実施形態の斜視図である。
【
図3】
図1のシステムにおいて使用するための回転式超音波接合装置の別の実施形態の斜視図である。
【
図5】
図1のシステムにおいて使用するための回転式超音波接合装置の別の実施形態の斜視図である。
【
図6】
図5の装置のピンチ装置の拡大側面図である。
【
図7】
図1のシステムにおいて使用するための回転式超音波接合装置のさらに別の実施形態の斜視図である。
【
図8】
図2-7の装置において使用するためのアンビルの一実施形態の環状フェイスの平置き図である。
【
図9】
図8のアンビルフェイスによって画定されるリッジの一実施形態の、
図8の平面9-9に沿って得られた断面図である。
【
図10】
図8のアンビルフェイスによって画定されるリッジの別の実施形態の、
図8の平面10-10に沿って得られた断面図である。
【
図11】
図8のアンビルフェイスによって画定されるリッジのさらに別の実施形態の、
図8の平面11-11に沿って得られた断面図である。
【
図12】
図2-7の装置において使用するためのアンビルの別の実施形態の環状フェイスの一部の平置き図である。
【
図15】
図1のシステムの実施形態を使用して製造された弾性不織布材料の概略図である。
【
図16】
図2-7の装置において使用するためのアンビルのさらに別の実施形態の、不連続のリッジを含む環状フェイスの一部の平置き図である。
【
図17】
図2-7の装置において使用するためのアンビルのさらに別の実施形態の、斜交軸に沿って延びるリッジを含む環状フェイスの一部の平置き図である。
【
図18】
図2-7の装置において使用するためのアンビルのさらに別の実施形態の、複数の別個のリッジを含む環状フェイスの一部の平置き図である。
【
図19】
図2-7の装置において使用するためのアンビルのさらに別の実施形態の、異なるパターンのリッジを含む環状フェイスの一部の平置き図である。
【
図20】
図2-7の装置において使用するためのアンビルのさらに別の実施形態の、対称なパターンのリッジを含む環状フェイスの一部の平置き図である。
【
図21】
図2-7の装置において使用するためのアンビルのさらに別の実施形態の、互いに対して実質的に垂直な角度に方向付けられたリッジを含む環状フェイスの一部の平置き図である。
【
図22】
図2-7の装置において使用するためのアンビルのさらに別の実施形態の、リッジを含む環状フェイスの一部の平置き図である。
【
図23】
図2-7の装置において使用するためのアンビルのさらに別の実施形態の環状フェイスの一部及び曲線に沿ってアンビルフェイスの幅全体にわたって延びる弾性ストランドの平置き図である。
【
図24】
図2-7の装置において使用するためのアンビルのさらに別の実施形態の環状フェイスの一部及び環状フェイスのリッジによって受け取られ、曲線に沿って方向付けられた弾性ストランドの平置き図である。
【
図25】
図1のシステムの実施形態及び断続的な捕捉プロセスを使用して製造された弾性不織布材料の概略図である。
【
図26】
図2-7の装置において使用するためのアンビルのさらに別の実施形態の環状フェイスの平置き斜視図である。
【
図27】
図26のシステムの実施形態を使用して製造された弾性不織布材料の概略図である。
【
図28】
図26のシステムの別の実施形態を使用して製造された弾性不織布材料の概略図である。
【
図29】
図26のシステムの別の実施形態を使用して製造された弾性不織布材料の概略図である。
【
図30】
図26のシステムの別の実施形態を使用して製造された弾性不織布材料の概略図である。
【
図31】
図26のシステムの別の実施形態を使用して製造された弾性不織布材料の概略図である。
【
図32】
図26のシステムの別の実施形態を使用して製造された弾性不織布材料の概略図である。
【
図33】
図26のシステムの別の実施形態を使用して製造された弾性不織布材料の概略図である。
【
図34】
図26のシステムの別の実施形態を使用して製造された弾性不織布材料の概略図である。
【
図35】
図26のシステムの別の実施形態を使用して製造された弾性不織布材料の概略図である。
【
図36】
図2-7の装置において使用するためのアンビルの一実施形態の環状フェイスの平置き図である。
【
図43】
図2-7の装置において使用するためのアンビルの一実施形態の環状フェイスの平置き図である。
【
図50】
図2-7の装置において使用するためのアンビルの一実施形態の環状フェイスの平置き図である。
【0008】
対応する参照符号は、複数の図にわたって対応する部分を示す。
【発明を実施するための形態】
【0009】
図面、特に
図1を参照すると、弾性不織布材料を製造するためのシステムは、一般にシステム100として示される。図示のシステム100は、一般に供給ステーション102として示される供給ステーション、一般に処理ステーション104として示される処理ステーション、及び一般に収集ステーション106として示される収集ステーションを含む。本開示の範囲から逸脱することなく、他の適切なステーションも企図される。
【0010】
図示の実施形態では、供給ステーション102は、それぞれが不織布を包含する複数の供給ロール、すなわち、第1の不織布112を包含する第1の供給ロール110、及び第2の不織布116を包含する第2の供給ロール114を含む。また、供給ステーション102は、それぞれが弾性ストランドを包含する複数の供給スプール、すなわち、第1の弾性ストランド120を包含する第1の供給スプール118、第2の弾性ストランド124を包含する第2の供給スプール122、第3の弾性ストランド128を包含する第3の供給スプール126、及び第4の弾性ストランド132を包含する第4の供給スプール130を含む。弾性ストランド120、124、128、132は、弾性ストランド120、124、128、132が本明細書に記載されるように機能できるようにすることを容易にする任意の適切な断面形状(例えば、円形、矩形(例えば、比較的平坦な)、正方形などの断面形状)を有し得る。
【0011】
図示の処理ステーション104は、以下でより詳細に説明するように、不織布112、116の間に弾性ストランド120、124、128、132を接合することにより弾性不織布材料134を作製するための回転式超音波接合装置(一般に装置200として示される)を含む。収集ステーション106は、弾性不織布材料134を収集するための任意の適切な装置(例えば、プーラーロール136)を含む。他の実施形態では、供給ステーション102は、装置200が本明細書に記載されるように機能できるようにすることを容易にする任意の適切な構成を有する任意の適切な量の供給ロール及び供給スプールを有していてもよい。
【0012】
図2-7は、回転式超音波接合装置(装置200)の様々な実施形態である。図示の実施形態では、装置200は、以下により詳細に記載されるように不織布112、116の間の弾性ストランド120、124、128、132の接合動作を実行するために協動する接合モジュール、例えば、アンビルモジュール202及びホーンモジュール204を有する。
【0013】
図示の実施形態では、ホーンモジュール204は、ディスク状の回転ホーン208が取り付けられたフレーム206、適切な駆動列212を介してホーン208の回転を駆動するためのモータ210、及びホーン208を振動させる振動制御ユニット(図示せず)の少なくとも一部を包含するハウジング214を含む。ホーン208は、実質的に連続した輪郭を有するフェイス216を有する(すなわち、ホーンフェイス216は、その表面領域全体にわたって実質的に滑らかな(すなわち、途切れていない)輪郭を有する)。他の実施形態では、ホーンフェイス216は、ホーン208が本明細書に記載されるように機能できるようにすることを容易にする任意の適切な輪郭を有していてもよい。
【0014】
いくつかの実施形態では、振動制御ユニット(図示せず)は、発電機に対して電気的に接続可能なコンバータに対し、機械的に接続された少なくとも1つのブースター(例えば、駆動ブースター及び一体型ブースター)を含む。コンバータは、発電機によって供給される高周波電気エネルギーを、ブースターを介して、ホーン208に選択的に伝達される機械的エネルギー(すなわち、振動)に変換することができる。ブースターは、コンバータからホーン208に伝達される振動を加減(すなわち、増加または減少)することができ、これにより、ホーン208(特に、ホーン208のフェイス216)は、以下でより詳細に説明するように、接合動作中にホーン208が回転している間、振動する。ホーンモジュール204は、ホーン208が本明細書に記載されるように機能できるようにすることを容易にする任意の適切な方法で配置された任意の適切な動作構成要素を有し得ることが企図される。
【0015】
図示の実施形態では、アンビルモジュール202は、ディスク状の回転式アンビル220が取り付けられたフレーム218と、適切な駆動列224を介してアンビル220の回転を駆動するためのモータ222とを含む。アンビル220は、以下でより詳細に説明するように、その輪郭が連続的ではない(すなわち、途切れている)環状のアンビルフェイス226を有する。アンビルモジュール202は、アンビルフェイス226がホーンフェイス216に近接して回転可能であって、逆もまた同様であるようにホーンモジュール204に対して配置され、これにより、以下でより詳細に説明するように、弾性ストランド120、124、128、132が装置200を横切って張力をかけられた状態に保たれているときに不織布112、116間の弾性ストランド120、124、128、132の超音波接合が容易になる。本明細書で使用するとき、「近接」という用語は、ホーン208が超音波振動していないときに、アンビルフェイス226がホーンフェイス216と接触しているか、またはホーンフェイス216から最小限の間隔をおいて配置されている場合を指す。
【0016】
いくつかの実施形態では、装置200は、アンビルモジュール202及びホーンモジュール204の少なくとも一方が、以下のいずれかの場合に動作可能である適切な変位機構を介して、他方に対して変位可能であるように構成され得る:(A)システム100がオンラインであり、かつホーン208が静止している場合(すなわち、ホーン208が回転または振動していない場合)、または(B)システム100がオンラインであり、かつホーン208がアクティブである場合(すなわち、ホーン208が回転及び振動している場合)。
【0017】
図2の実施形態を特に参照すると、装置200は、ホーンモジュール204が以下のようになる連続ニップ装置として構成され得る:(A)システム100がオンラインであり、かつホーン208がアクティブである場合、アンビルモジュール202に対して所定の位置に固定される、(B)システム100がオフラインであり、かつホーン208が静止している場合、アンビルモジュール202に対して変位可能である。そのような変位は、フレーム206、218を互いに対して接続する選択的に作動可能な空気圧シリンダ228(または他の適切なリニアアクチュエータ)によって容易になる。このようにして、ホーンフェイス216とアンビルフェイス226との間の間隔は、主に、システム100がオフラインであるときに装置200を整備するために調整可能である。
【0018】
ここで
図3及び4の実施形態を参照すると、装置200はまた、システム100がオンラインであり、かつホーン208がアクティブである場合に、ホーンモジュール204がロータリーカム装置230を介してアンビルモジュール202に対して変位可能である間欠ニップ装置として構成され得る。ロータリーカム装置230は、ホーンモジュールフレーム206に取り付けられたフォロワ232と、アンビルモジュールフレーム218に取り付けられ、サーボモータ236を介して回転可能なカムホイール234とを有する。カムホイール234は不規則なカム表面238を有するため、カムホイール234がサーボモータ236を介して回転するときに、フォロワ232が不規則なカム表面238に沿って動くことにより、ホーンモジュールフレーム206をアンビルモジュールフレーム218に対して所定の周波数で周期的に変位させる。このようにして、ホーンフェイス216とアンビルフェイス226との間の間隔、及び/またはホーンフェイス216がアンビルフェイス226に接触する頻度は、選択的に調整可能である。ホーンモジュール204及びアンビルモジュール202の他の変位可能な配置もまた、本開示の範囲から逸脱することなく企図される。
【0019】
図5及び
図6の実施形態に示すように、装置200はまた、ピンチ装置260を含み得る。図示の実施形態では、ピンチ装置260は、基部262と、少なくとも1つの付勢要素266を介して基部262に対して浮動支持されたローラ264とを含む。また、ピンチ装置260は、基部262及びローラ264をフレーム206及びフレーム218の少なくとも一方に取り付けるためのブラケットアセンブリ265を含むため、基部262及びローラ264が少なくとも2つの自由度で(以下でより詳細に記載されるように)アンビル220に関連して調整可能となり、ピンチ装置260を異なるサイズのアンビルと組み合わせて使用することが容易になる。
【0020】
図示のブラケットアセンブリ265は、第1のブラケット267及び第2のブラケット268を含む。第1のブラケット267は少なくとも1つの直線状スロット269を有し、ボルト271(ホーンモジュール204のフレーム206またはアンビルモジュール202のフレーム218のいずれかに固定される)は直線状スロット269を通って延在し、直線状スロット269に沿ってスライド可能であり、これにより、第1のブラケット267はフレーム206及び/または218に対して平行移動可能になる。第2のブラケット268は、少なくとも1つの実質的にアーチ状のスロット272を有し、ボルト270(第1のブラケット267に固定されている)はスロット272を通って延在し、スロット272に沿ってスライド可能であり、これにより、第2のブラケット268は第1のブラケット267に対して回転可能になる。基部262は第2のブラケット268に取り付けられ、これにより、基部262(及び、したがってローラ264)は、第2のブラケット268の回転によって第1の自由度で回転可能に調整でき、第1のブラケット267の平行移動によって第2の自由度で平行移動可能に調整できる。
【0021】
基部262、及び、したがってローラ264の位置は、ボルト270及びボルト271によって固定可能であり、これにより、ローラ264とアンビルフェイス226との間の所望のピンチ接触が達成される。例えば、図示の実施形態では、基部262及びローラ264は、
図6のように見た場合にアンビル220の回転軸に対して実質的に垂直に向く付勢力を付勢要素266が加えるように、方向付けられている。他の実施形態では、ピンチ装置260は、ピンチ装置260が(例えば、基部262及びローラ264が少なくとも2つの自由度(例えば、2つの並進自由度、または1つの並進自由度及び1つの回転自由度など)で調整可能となることを容易にする任意の適切なブラケットアセンブリ上で)本明細書に記載のピンチ動作を実行できるようにすることを容易にする任意の適切な方法で配置され、かつ移動可能(例えば、平行移動可能及び/または回転可能)な任意の適切な構成要素を有していてもよい。
【0022】
このようにして、ピンチ装置260は、接合動作中にホーン208とアンビル220との間で切断される弾性ストランド120、124、128、132の跳ね返り(スナップバック)の可能性を制限する。より具体的には、ピンチ装置260は、ローラ264とアンビル220との間の途切れた(切断された)弾性ストランド120、124、128、132を効果的に捕捉することにより、切断された弾性ストランド120、124、128、132がそれぞれの供給スプール118、122、126、130に跳ね返りすることを防ぐ。さらに、ローラ264は、アンビル220と接触することによって回転するので、切断された弾性ストランド120、124、128、132は、ローラ264とアンビル220との接触面で捕捉され、ホーン208とアンビル220との間の接触面へ自動的に戻される。したがって、ピンチ装置260は、切断された弾性ストランド120、124、128、132のためのセルフ・スレッディング装置として機能する。
【0023】
特に、装置200は、装置200が本明細書に記載されるように機能できるようにすることを容易にするべく互いに協動する任意の適切な量のアンビルモジュール202及び/またはホーンモジュール204を有し得る。例えば、
図7の実施形態に示すように、装置200は、1対のアンビル220が配置されるアンビルドラム274を備えて構成され、ドラム274は、互いに間隔をおいて配置された1対の所定の環状のアンビルフェイス226を有する。このようにして、別個のホーンモジュール204のホーン208は、そのようなアンビルフェイス226のそれぞれに対して専用に設けられ、これにより、部分的な弾性のみが望まれる、より大きな不織布の限定された領域での接合動作が容易になる(例えば、弾性が望まれない、これらのより大きな不織布のセグメントは、関連するホーン208との相互作用を回避するために、ドラム274の非接触領域277に沿って移動し得る)。
【0024】
接合動作中にホーン208とアンビル220との間で切断される弾性ストランド120、124、128、132の発生を最小限に抑えることを容易にするために、不織布112、116がホーン208とアンビル220との間で一緒に接合されている間、弾性ストランド120、124、128、132をアンビルフェイス226のノッチ内の所定の位置に効果的に保持することが望ましい。少なくとも以下の動作パラメータは、接合動作中に切断される弾性ストランド120、124、128、132の発生を最小限に抑えることに寄与する:(A)特定のエネルギー源(例えば、ホーン208の振動の振幅及びアンビル220に接触するときのその圧力)、(B)エネルギーディレクター(例えば、アンビルフェイス226の形状)、及び(C)材料システム(例えば、弾性ストランド120、124、128、132のデシテックス及び張力、並びに不織布112、116の坪量)。
【0025】
そのようなパラメータの1つ(すなわち、アンビルフェイス226の形状)に関して、
図8は、装置200のアンビルフェイス226の一実施形態の平置き図である。図示の実施形態では、アンビルフェイス226は、円周方向軸276と、円周方向軸276に対して垂直に方向付けられた幅寸法278とを有する。アンビルフェイス226が円周方向に間隔をおいて配置された複数のリッジ280を画定するという点において、アンビルフェイス226の輪郭は、円周方向軸276に沿って不規則である(すなわち、連続していない)。例えば、いくつかの実施形態では、リッジ280の隣接する対はそれぞれ、軸276に沿って測定された約0.10インチ~約1.00インチ(例えば、約0.20インチ~約0.50インチ)の間隔(すなわち、ピッチ)を有し得る。アンビルフェイス226上のリッジ280の隣接する対はすべて、図示の実施形態では互いに対して実質的に等間隔に配置されているが、他の実施形態では、リッジ280の隣接する対の間の間隔は軸276に沿って変化し得ると考えられる。
【0026】
図示の実施形態では、各リッジ280は、アンビルフェイス226の幅寸法278全体にわたって実質的に広がるように、円周方向軸276を横切って実質的に直線状に延びる。各リッジ280は、円周方向軸276に対して斜めに向けられた延長軸282を有する。
図9に示すように、各リッジ280は、その延長軸282に沿って互いに間隔をおいて配置された複数のランド284を含み、これにより、ランド284の隣接する各対は、ノッチ286によって離間(または隣接)される。ランド284及びノッチ286は、
図8において選択したいくつかのリッジ280のみに示されているが、アンビルフェイス226のすべてのリッジ280が同様に、それぞれの延長軸282に沿って1組のランド284及びノッチ286を有することが理解されよう。特に、各リッジ280のランド284のうち隣接する1組は、それらの間に画定された対応するノッチ286が円周方向軸276に実質的に平行に配向されるように形作られる(すなわち、図示の実施形態では、リッジ280及びノッチ286はそれぞれ、円周方向軸276に対して実質的に平行に配向された長さ寸法298を有する)。
【0027】
いくつかの実施形態では、アンビルフェイス226は、連続的な閉じ込め接合動作のために構成され得る。より具体的には、そのような実施形態では、リッジ280のそれぞれは少なくとも1つのノッチ286を有し、ノッチ286はそれぞれの他のリッジ280の対応するノッチ286と幅寸法278において整列し、それぞれの整列したノッチ286に隣接するランド284は、関連する弾性ストランド120、124、128、132をそれらの間の張力で恒久的に保持するべく、幅寸法278において互いに十分に近接している不織布112、116内に幅方向に隣接する接合を作成するために互いに離間されている。結果として、接合操作が完了し、不織布112、116がシステム100から取り外された後、弾性ストランド120、124、128、132のうちの少なくとも1つは、その後、円周方向に隣接する接合部の列の間で収縮することができるが、弾性ストランド120、124、128、132が延びる幅方向に隣接する接合部の間では収縮しない。したがって、閉じ込め接合操作は、弾性ストランド120、124、128、132のうちの少なくとも1つが、弾性ストランドが延びる方向に、各幅方向において隣接する接合部の対の間で恒久的に張力をかけられるようにされるという意味において連続的であると言える。
【0028】
アンビルフェイス226の連続的な閉じ込め構成の一実施形態では、各リッジ280のランド284及びノッチ286は、アンビルフェイス226の他のすべてのリッジ280のものと実質的に同一の、互いに対するサイズ(したがって、間隔)を有する。ノッチ286は、略U字型または略V字型であり、これにより、各ノッチ286に隣接するランド284の側壁は、
図9に示すようにノッチ286の断面プロファイルから見たときに、約1°~約140°の間(例えば、約60°~約100°の間)のくさび角を形成し得る。他の形状のノッチ286も企図されている。例えば、いくつかの実施形態では、側壁は、約0°の角度を形成し得る(すなわち、側壁は、互いに対して略平行であり得る)。
【0029】
特定の一実施形態では、弾性ストランド120、124、128、132が約300~約1240の間のデシテックスを有し、かつ不織布112、116が約8~約30の間の坪量(gsm)を有する場合、ランド284は、それらの頂部において約0.010インチ~約0.25インチ(例えば、約0.030インチ~約0.060インチ)の長さと、それらの頂部において約0.008インチ~約0.050インチ(例えば、約0.010インチ~約0.030インチ)の幅とを有し得る。また、その実施例では、ノッチ286は、約0.002インチ~約0.040インチの間(例えば、約0.004インチ~約0.02インチの間)の、それらの隣接するランド284の頂部から測定された深さと、約0.006インチから約0.016インチの間(例えば、約0.008インチから約0.015インチの間)の、それらの隣接するランド284の頂部において測定された幅と、約0.002インチから約0.02インチの間(例えば、約0.004インチから約0.015インチの間)の、それらの基部において測定された幅とを有し得る。
【0030】
ランド284及びノッチ286に上記の実施例の寸法を提供することにより、アンビルフェイス226は、ノッチ286における弾性ストランド120、124、128、132の把持の改善を容易にし、したがって、ノッチ286からの弾性ストランド120、124、128、132の引き抜きを防止し、切断された弾性ストランド120、124、128、132の発生を低減する。ランド284及びノッチ286の他の適切なサイズもまた、本開示の範囲から逸脱することなく企図される。
【0031】
他の実施形態では、アンビルフェイス226は間欠的な閉じ込め接合動作のために構成され、ノッチ286の少なくとも1つに隣接するランド284は、関連する弾性ストランド120、124、128、132をそれらの間の張力で恒久的に保持するべく、幅寸法278において互いに十分には近接していない不織布112、116内に幅方向に隣接する接合部を作成するために、互いに離間して配置されている。結果として、接合作業が完了し、不織布112、116がシステム100から取り外されると、その後、対応する弾性ストランド120、124、128、132はそれが通って延びる幅方向に隣接する接合間で収縮することができ、これにより、幅方向に隣接する接合間の弾性ストランドの張力が実質的に緩和される。したがって、閉じ込め接合動作は、弾性ストランド120、124、128、132のうちの少なくとも1つが、弾性ストランドが延びる方向に、幅方向において隣接する接合部のすべての対の間で、恒久的には張力が保持されないという意味において間欠的であると言える。
【0032】
アンビルフェイス226の間欠的な閉じ込め構成の一実施形態では、アンビルフェイス226は、少なくとも1つの円周方向領域288におけるリッジ280上のノッチ286(及び、したがってノッチ286に隣接するランド284)の寸法が、少なくとも1つの他の円周方向領域288におけるリッジ280上の幅方向に整列したノッチ286(及び、したがって幅方向に整列して配置されたノッチ286に隣接するランド284)の寸法とは異なるように、複数の別個の円周方向領域288を備えていてもよい。
【0033】
例えば、複数の第1の円周方向領域290、296における各リッジ280は、第1の円周方向領域290、296の間に間隔をおいて配置された複数の第2の円周方向領域292、294におけるリッジ280上に幅方向に整列して配置された少なくとも1つのノッチ286と比較して、異なるサイズの少なくとも1つのノッチ286を有し得る。この実施例では、第1の円周方向領域290、296内で、ノッチ286は、より大きな幅(
図9のように)を有するサイズであってもよく、これにより、弾性ストランド120、124、128、132が、これらの第1の円周方向領域290、296におけるリッジ280上の、幅方向に隣接して配置されたランド284に作成された幅方向に隣接する接合部を横切って遅れて閉じ込められることはない(すなわち、遅れてその間を滑ることができる)。一方で、第2の円周方向領域292、294内で、ノッチ286は、より小さな幅(
図10のように)を有するサイズであってもよく、これにより、弾性ストランド120、124、128、132が、第2の円周方向領域292、294におけるリッジ280上の、幅方向に隣接して配置されたランド284において作成された幅方向に隣接する接合を横切って後で閉じ込められる(すなわち、遅れてその間を滑ることはできない)。
【0034】
より具体的には、この実施例では、それぞれの第2の円周方向領域292、294における少なくとも1つのリッジ280は、連続的な閉じ込めの実施例について上記で説明したようなサイズのノッチ286を有していてもよく、一方、それぞれの第1の円周方向領域290、296における少なくとも1つのリッジ280は、約0.010インチ~約0.25インチ(例えば、いくつかの実施形態では約0.030インチ~約0.060インチの間、または、特定の一実施形態では約0.035インチ)の幅(隣接するランド284の頂部において測定される)を有するサイズのノッチ286を有していてもよい。したがって、弾性ストランド120、124、128、132のそれぞれの第1の円周方向領域290、296における少なくとも1つのリッジ280を横切る弾性ストランド120、124、128、132の適切な滑りは、特に弾性ストランド120、124、128、132が約300~約1240の間のデシテックスを有し、かつ不織布112、116が約8~約30の間の坪量(gsm)を有する場合に、促進される。
【0035】
連続的な捕捉構成及び間欠的な捕捉構成の両方において、アンビルフェイス226は、複数の別個の幅方向に配置されたセグメント281を有し得、幅方向に配置されたセグメント281はそれぞれ、比較的異なるサイズのランド284及び/またはノッチ286を有する。例えば、
図11に示す特定の一実施形態では、アンビルフェイス226は、第1のデシテックスの弾性ストランド120、124、128、132に適合するための第1の幅のノッチ286を画定するランド284を有する第1の幅方向セグメント283と、第1のデシテックスよりも小さい第2のデシテックスの弾性ストランド120、124、128、132に適合するための、第1の幅よりも小さい第2の幅のノッチ286を画定するランド284を有する第2の幅方向セグメント285とを有する。したがって、幅方向に配置されたセグメント281はそれぞれ、それが連続的または間欠的な捕捉のために構成されているかどうかに関係なく、異なるサイズの弾性ストランド120、124、128、132を収容するようなサイズであり得る。
【0036】
さらに他の実施形態では、アンビルフェイス226は、円周方向軸276を横切って非直線状に延びるリッジ280を有し得る。例えば、
図12-14に示す特定の一実施形態では、アンビルフェイス226は、それぞれが曲線軸(例えば、実質的にアーチ状の軸287)を有する複数のリッジ280を画定し得る。特に、非直線状のリッジ280を有するこれらの実施形態は、上記の実質的に直線状に延びるリッジ280の寸法と同一寸法のランド284及びノッチ286を有し、円周方向領域288及び幅方向の領域(セグメント281)間で、実質的に直線状に延びるリッジ280に関して上記で説明した寸法と同一寸法の変化を含む。
【0037】
図15は、システム100を使用して製造された弾性不織布材料300を示している。図示の実施形態では、上記の装置200の実施形態の1つを使用して、不織布112、116(それらの間に弾性ストランド120、124が挟まれている)に対して間欠的な捕捉接合プロセスが実行された。材料300を製造するために利用されるアンビル220の実施形態は、上記の実施形態のいくつかに記載されるように、円周方向領域288にわたってサイズが変化するノッチ286を備えたアンビルフェイス226を有する。このようにして、不織布112、116及び弾性ストランド120、124が装置200全体にわたって張力をかけられて保持された状態で、ホーンフェイス216及びアンビルフェイス226は、アンビルフェイス226のランド284に対応する位置に接合部302を作成した。
【0038】
接合された不織布112、116(及び、それらの間に挟まれた弾性ストランド120、124)がその後システム100から取り外されると、弾性ストランド120、124の張力は部分的に緩和され、これにより、各弾性ストランド120、124のセグメントが収縮して材料300を作成することができた。より具体的には、各弾性ストランド120、124の第1のセグメント304は、より狭い幅のノッチ286を画定するリッジ280に対応する接合部302の隣接する列の間に閉じ込められた。一方、各弾性ストランド120、124の第2のセグメント306は、より広い幅のノッチ286を画定するリッジ280に対応する列において、幅方向に隣接する接合部302を横切って滑ることができた。このようにして、不織布112、116は、より間隔の狭い、幅方向に隣接する接合部302を有する材料300の領域308に集められ(しかし、より間隔の大きい、幅方向に隣接する接合部302を有する領域310には集められなかった)、弾性特性を有する材料300が効果的に提供にされた。特に、間欠的な捕捉作業の代わりに連続的な捕捉作業が利用された場合、材料300は、滑りが許容される第2のセグメント306を有さず、その代わりに第1のセグメント304のみを有し、これにより、不織布112、116は材料300の全体に沿って集まる。
【0039】
図16-24は、
図2-7に示す装置200において使用するためのアンビル220の実施形態の環状のアンビルフェイス226の一部の平置き図である。
図16-24に示すアンビルフェイス226は、アンビル220及びホーン208が装置200の動作中に連続的な走行接触をもたらすことを可能にするパターンで配置されたリッジ280を含む。本明細書で使用するとき、「連続的な走行接触」という用語は、アンビル220の環状のアンビルフェイス226が、装置200の動作全体を通してホーン208から実質的に連続的に力を受けるように構成されていることを意味する。例示的な実施形態では、連続的な走行接触により、アンビル220及びホーン208は、動作全体にわたって実質的に均一な力を受ける。したがって、装置200を操作するために必要なエネルギーが低減される。さらに、ホーン208及びアンビル220の摩耗は、既知のシステムと比較して低減されている。さらに、装置200の動作に関連する振動及び/または騒音を低減することができる。
【0040】
環状のアンビルフェイス226の実施形態は、弾性不織布材料の取り付け点間の間隔を大きくすることを可能にし、個々の弾性ストランド120、124、128、132の、弾性不織布に対する、より独立した動きを可能にし得る。したがって、弾性ストランド120、124、128、132は、取り付けられていない弾性ストランドと同様に、向上した弾性特性及び機能を有し得る。例えば、環状のアンビルフェイス226は、取り付け点を最大約150mmの距離、または約100mm~約150mmの範囲で離間させ得る。代替実施形態では、弾性ストランド120、124、128、132は、弾性ストランドが本明細書に記載されるように機能することを可能にする任意の取り付け点を有していてもよい。いくつかの実施形態では、接合部を取り付け点の間に使用することにより、ストランドを取り付けることなく、弾性ストランド120、124、128、132を配向してもよい。さらに、接合部を使用することにより、連続的な走行接触を提供してもよい。
【0041】
図16は、リッジ280及びギャップ279を含むアンビルフェイス226の実施形態の平置き図である。図示の実施形態では、各リッジ280は、円周方向軸276を横切って実質的に直線状に延び、アンビルフェイス226の幅寸法278の一部にわたって広がっている。さらに、リッジ280は不連続であり、隣接するリッジ280の間にはギャップ279が画定される。ギャップ279は、隣接するリッジ280の間の円周方向軸276を横切って実質的に直線状に延在し、アンビルフェイス226の幅寸法278の一部にわたって広がっている。したがって、ギャップ279は、ホーン208(
図2-7に示す)から力を受けるアンビルフェイス226の表面領域の量を減少させる。結果として、装置200の動作中に、不織布に接合部を形成するために必要な力が減少する。さらに、弾性ストランド120、124、128、132(
図1に示す)は、ストランドが幅寸法278において均一に取り付けられている場合よりも、互いに対してより独立して動く。
【0042】
各リッジ280は、円周方向軸276に対して斜めに向けられた延長軸282を有する。さらに、リッジ280は、各リッジ280が隣接するリッジ280と円周方向軸276に沿って重なるように、配置される。したがって、リッジ280は、装置200(
図2-7に示す)の動作中に、ホーン208(
図2-7に示す)とアンビル220(
図2-7に示す)との間の連続的な走行接触を提供するように構成される。さらに、斜めの延長軸282は、リッジ280間の間隔を増加させる。また、リッジ280が追加の接触点を必要とせずに連続的な走行接触を提供するので、ホーン208から力を受けるアンビル220の部分が減少し得る。
【0043】
さらに、図示の実施形態では、リッジ280は整列し、リッジ280及びギャップ279の交互のパターンが各延長軸282に沿って延びる。代替実施形態では、リッジ280は、アンビルフェイス226が本明細書に記載されているように機能することを可能にする任意のパターンで配置される。例えば、いくつかの実施形態では、少なくともいくつかの隣接するリッジ280は、互いに対して或る角度で配置され得る。
【0044】
いくつかの実施形態では、各リッジ280は、それぞれの延長軸282に沿って、約1.5mm~約10mmの範囲の距離だけ延びている。ギャップ279は、それぞれの延長軸282に沿って、約0.5mm~約20mmの範囲の距離だけ延びている。代替実施形態では、リッジ280及びギャップ279は、アンビルフェイス226が本明細書に記載されるように機能することを可能にする任意の距離だけ延びていてよい。
【0045】
図17は、装置200(
図1-7にす)のアンビルフェイス226の別の実施形態の平置き図である。アンビルフェイス226は、第1の領域312に第1のリッジ311を含み、第2の領域314に第2のリッジ313を含む。第1の領域312において、各リッジ311は、延長軸316に沿って延びる。各延長軸316は、延長軸及び円周方向軸276が角度318を画定するように、円周方向軸276に対して斜めに配向されている。第2の領域314において、各リッジ313は、延長軸320に沿って延びる。各延長軸320は、円周方向軸276及び延長軸が角度322を画定するように、円周方向軸276に対して斜めに配向されている。延長軸320は、延長軸316に対して斜めに配向されている。さらに、第1の領域312のリッジ311は、第2の領域314のリッジ313からオフセットされている。その結果、リッジ311、313の間の間隔は増加し、リッジ311、313は連続的な走行接触のために構成される。
【0046】
図18は、装置200(
図1-7に示す)のアンビルフェイス226のさらに別の実施形態の平置き図である。アンビルフェイス226は、第1のリッジ311及び第2のリッジ313を含む。図示の実施形態では、各第1のリッジ311は、円周方向軸276及び幅寸法278に対して斜めに配向された延長軸316を有する。さらに、各第1のリッジ311は、幅寸法278において隣接する第1のリッジから離間し、円周方向軸276に沿って配置されている。各第2のリッジ313は、円周方向軸276及び幅寸法278に対して斜めに配向された延長軸320を有する。また、各第2のリッジ313は、幅寸法278において隣接する第2のリッジから離間し、円周方向軸276に沿って配置されている。さらに、第1の延長軸316は、第2の延長軸320に対して斜めに配向されている。代替実施形態では、アンビルフェイス226は、アンビルフェイスが本明細書に記載されているように機能することを可能にする任意のリッジ311、313を含み得る。
【0047】
第1のリッジ311及び第2のリッジ313は、アンビルフェイス226全体にわたって混在している。例えば、第2のリッジ313は、第1のリッジ311の間に画定されたギャップ279を通って延びる。また、第1のリッジ311は、第2のリッジ313の間に画定されたギャップ279を通って延びる。したがって、各第1のリッジ311は、円周方向軸276及び幅寸法278に沿って隣接する第2のリッジ313とオーバーラップする。各第2のリッジ313は、円周方向軸276及び幅寸法278に沿って隣接する第1のリッジ311とオーバーラップする。
【0048】
リッジ311、313は、アンビルフェイス226上のパターンを画定する。いくつかの実施形態では、リッジ311、313のパターンは、不織布弾性材料の所望の特性を提供するように構成される。例えば、オーバーラップするリッジ311、313のパターンは、所望の特性(サイズ、間隔、張力など)を有するひだ(ruffling)を提供するように構成され得る。結果として、ひだは、(1)美的品質(例えば、外観、柔らかさ)、及び/または(2)機能的特性(例えば、ウエストバンド、パネル、レッグカフ用など)を、弾性不織布材料の1以上のゾーンに提供し得る。代替実施形態では、第1のリッジ311及び第2のリッジ313は、アンビルフェイス226が本明細書に記載されるように機能することを可能にする任意のパターンで配置され得る。
【0049】
また、いくつかの実施形態では、第1のリッジ311及び/または第2のリッジ313は、円形、多角形、矩形、正弦波形、及び卵形のうちの少なくとも1つの形状を含み得る。さらなる実施形態では、第1のリッジ311及び/または第2のリッジ313は、弾性不織布材料内にイメージ及び/または英数字を画定するように構成され得る。そのような実施形態では、第1のリッジ311及び/または第2のリッジ313のうちのいくつかは、弾性不織布材料の所望の外観を形成することを容易にするべく、実質的に連続した表面を有し得る。
【0050】
図19は、複数のパターンで配置されたリッジ280を含む、装置200(
図1-7に示す)のアンビルフェイス226の別の実施形態の平置き図である。
図19に示すように、アンビルフェイス226は、第1の領域402、第2の領域404、及び第3の領域406を含む。第1の領域402及び第3の領域406において、リッジ280は、各リッジ280が円周方向軸276及び幅寸法278に対して斜めに配向された延長軸282を有する第1のパターンで配置されている。第2の領域404において、リッジ280は、各リッジ280が円周方向軸276及び幅寸法278に対して斜めに配向された延長軸316、320を有する第2のパターンで配置されている。延長軸316は、延長軸320に対して斜めに配向されている。さらに、第2の領域404において、リッジ280は、それらの間にギャップ279を画定し、隣接するリッジが円周方向軸276及び幅寸法に沿ってオーバーラップするように、混在している。したがって、第1のパターン及び第2のパターンにより、装置200の動作中に利用されるアンビルフェイス226の部分が増加する。
【0051】
図20は、リッジ280の対称パターンを含む、装置200(
図1-7に示す)のアンビルフェイス226の別の実施形態の平置き図である。アンビルフェイス226は、リッジ280を含む第1の領域410と、リッジ280を含む第2の領域412とを含む。第1の領域410において、各リッジ280は、円周方向軸276及び幅寸法278に対して斜めに配向された延長軸282を有する。第2の領域412において、各リッジ280は、円周方向軸276及び幅寸法278に対して斜めに配向された延長軸282を有する。対称軸408は、第1の領域410と第2の領域412との間に延びる。第1の領域410のリッジ280は、対称軸408について、第2の領域のリッジ280と対称である。さらに、アンビルフェイス226は、リッジ280が繰り返しの対称パターンを形成するように、複数の対称軸408を含む。図示の実施形態では、各対称軸408は、円周方向軸276に対して斜交している。代替実施形態では、アンビルフェイス226は、アンビルフェイスが本明細書に記載されるように機能することを可能にする任意の対称軸408を有し得る。
【0052】
図21は、実質的に垂直な角度に配向されたリッジ414、416を含むアンビルフェイス226の別の実施形態の平置き図である。アンビルフェイス226は、第1のリッジ414及び第2のリッジ416を含む。第1のリッジ414は、円周方向軸276及び幅寸法278に対して斜めに配向された延長軸413を有する。第2のリッジ416は、円周方向軸276及び幅寸法278に対して斜めに配向された延長軸415を有する。第1のリッジ414の延長軸413は、第2のリッジ416の延長軸415に対して垂直である。したがって、第1のリッジ414及び第2のリッジ416は、(1)連続的な走行接触を提供し、(2)ホーン208とアンビル220との接触領域を減らし、(3)アンビル220全体に荷重を分散させる、パターンを形成する。
【0053】
図22は、第1のリッジ417及び第2のリッジ418を含む装置200のアンビルフェイス226の別の実施形態の平置き図である。各第1のリッジ417は、複数のランド419及びノッチ421を含む。各第2のリッジ418は、実質的に連続した輪郭を有し、不織布に接合部を提供する。第1のリッジ417及び第2のリッジ418は、アンビルフェイス226全体にわたって混在している。具体的には、各第1のリッジ417は、隣接する第2のリッジ418の間に延び、各第2のリッジ418は、隣接する第1のリッジ417の間に延びている。第2のリッジ418は第1のリッジ417の間の間隔を増大させ、弾性不織布材料及び/または連続的な連続接触における接合を改善する。
【0054】
第1のリッジ417及び第2のリッジ418は、任意の適切な形状を有し得る。例えば、第1のリッジ417及び/または第2のリッジ418は、直交線、点、楕円形、多角形、折れ線、正弦波線、テキスト、及び/または他の任意の適切な形状を含み得る。図示の実施形態では、第1のリッジ417及び第2のリッジ418は矩形である。
【0055】
さらに、第1のリッジ417は、円周方向軸276及び幅寸法278に対して斜めに延びている。第2のリッジ418は、円周方向軸276に対して平行に延びている。したがって、第1のリッジ417は、第2のリッジ418に対して斜めである。代替実施形態では、第1のリッジ417及び第2のリッジ418は、装置200が本明細書に記載されるように動作することを可能にする任意の方向に延びていてよい。例えば、いくつかの実施形態では、第2のリッジ418のうちの少なくともいくつかは、円周方向軸276及び/または幅寸法278に対して斜めに延びていてよい。
【0056】
図23は、装置200のアンビルフェイス226の別の実施形態の平置き図である。弾性ストランド420は、円周方向軸276に対し、曲面422に沿ってアンビルフェイス226の幅寸法278を横切って延びる。弾性ストランド420は、供給ステーション102(
図1に示す)によって、曲面422に沿って導かれる。例えば、
図1、2、及び23を参照すると、供給ステーション102は、アンビル220が回転するときに往復運動して弾性ストランド420を分配するように構成され、これにより、弾性ストランド420がアンビルフェイス上のリッジ280によって受け取られる。往復運動に起因して、弾性ストランド420はリッジ280の様々な部分によって受け取られ、これにより、弾性ストランド420が曲面422に沿って導かれる。代替実施形態では、弾性ストランド420は、弾性不織布材料が本明細書に記載されるように機能することを可能にする任意の方法で導かれてもよい。
【0057】
図24は、装置200のアンビルフェイス226の別の実施形態の平置き図である。アンビルフェイス226は、アンビルフェイス226の幅寸法278の一部を横切って延びるリッジ280を含む。リッジ280の一部は、円周方向軸276と比較して、曲面424に対応している。リッジ280は、アンビル220(
図2に示す)が回転すると、弾性ストランド420を、曲面424に沿ってアンビルフェイス226の幅を横切って導くように構成される。代替実施形態では、弾性ストランド420は、弾性不織布材料が本明細書に記載されるように機能することを可能にする任意の方法で導かれ得る。
【0058】
いくつかの実施形態では、弾性ストランド420は、供給ステーション102(
図1に示す)によって少なくとも部分的に導かれ得る。例えば、リッジ280は、弾性ストランド420を受け取り、往復運動に対応して曲面424に沿って弾性ストランドを導くように構成され得る。他の実施形態では、供給ステーション102は、静止位置から弾性ストランド420を分配し、弾性ストランドは、任意の適切な手段によって曲面424に沿って導かれてもよい。
【0059】
弾性ストランド420は、連続的な捕捉プロセス及び/または間欠的な捕捉プロセス中に、曲面424に沿って導かれ得る。さらに、弾性ストランド420は、弾性不織布材料の一部において曲面424に沿って導かれてもよく、必ずしも材料全体にわたって導かれる必要はない。
【0060】
図25は、システム100及び間欠的な弾性捕捉プロセスを使用して製造された弾性不織布材料500の概略図である。弾性不織布材料500は、少なくとも1つの弾性ストランド504及び不織布506を含む。弾性不織布材料500は、第1の領域508、第2の領域510、及び第3の領域512をさらに含む。弾性ストランド504は、少なくとも第1の領域508及び第3の領域512において不織布506上に保持される。例えば、弾性ストランド504は、本明細書に記載のシステム及び方法を使用して、不織布506内に閉じ込められ得る。
【0061】
図示の実施形態では、弾性ストランド504は、切断装置514によって、第1の領域508と第2の領域510との間、及び第2の領域510と第3の領域512との間で切断される。これにより、ストランド504は、第2の領域510において、少なくとも部分的に固定されない。いくつかの実施形態では、弾性ストランド504は、弾性不織布材料500の長手方向に対して実質的に垂直な線に沿って切断され得る。他の実施形態では、弾性ストランド504は、長手方向に対して少なくとも部分的に斜めの角度で、及び/または、平行に延びる線に沿って切断され得る。さらなる実施形態では、弾性ストランド504は、曲線に沿って切断され得る。代替実施形態では、弾性ストランド504は、弾性不織布材料500が本明細書に記載されるように機能することを可能にする任意の方法で切断され得る。
【0062】
弾性不織布材料500は、領域508、510、512において異なる弾性特性及び外観を有し得る。例えば、第1の領域508及び第3の領域512において、弾性ストランド504は張力を受けており、不織布506を寄せ集める。第2の領域510では、弾性ストランド504は緩和され、不織布506は弾性ストランドによって寄せ集められない。
【0063】
不織布506は、第2の領域510に、弾性ストランドが切断装置514によって切断されたときに不織布上に弾性ストランド504を保持するように構成された少なくとも1つの接合部516を含む。具体的には、不織布506は第1の切断部518と第2の切断部520との間で接合され、弾性ストランド504の自由端522は接合部516のいずれかの側に延びる。さらに、接合部516は、固定されていない弾性ストランド504がデブリとして分配され、弾性不織布材料500及び装置200(
図1に示す)に損傷を与えるか、または乱雑にすることを防ぐ。結果として、接合部516は、弾性不織布材料500を組み立てるためのコストを削減する。
【0064】
図26は、
図2-7の装置で使用するためのアンビルのさらに別の実施形態の環状フェイスの平置き斜視図である。図示の実施形態では、アンビルフェイス226は、リッジ280(すなわち、第1のリッジ)と切断及び接合リッジ524(すなわち、第2のリッジ)とを含む、アンビルフェイス226上に形成された複数のリッジを有する。リッジ280及びリッジ524は、円周方向軸276を横切って直線状及び/または斜めに延び、アンビルフェイス226の実質的に幅寸法278全体にわたって延び、隣接するリッジ280及びリッジ524は、円周方向軸276に沿って互いに実質的に等間隔に配置される。リッジ280及びリッジ524はまた、円周方向軸276を横切って非直線状に延びていてもよく、円周方向軸276に沿って、任意の適切な規則的または不規則的な距離によって互いに離間して配置されてもよい。
【0065】
1つの適切な実施形態では、少なくとも1つのリッジ280が、円周方向軸276に沿って1対のリッジ524の間に配置される。例えば、リッジ280及びリッジ524はアンビルフェイス226上に配置され、これにより、円周方向軸276に沿って第1の領域526及び第2の領域528が画定される。第1の領域526は、1対のリッジ524の間に配置された少なくとも1つのリッジ280を含み、より具体的には、円周方向軸276に沿って交互に配置された複数のリッジ280及び複数のリッジ524を含む。第2の領域528は、円周方向軸276に沿って連続的に配置された複数のリッジ280を含む。
【0066】
各リッジ524は、アンビルフェイス226の幅寸法278に沿って延びるように配置された複数の接合・切断部材530を含む。以下でより詳細に説明するように、リッジ524の接合・切断部材530は、弾性不織布材料500(
図25に示す)などの弾性不織布材料に対して接合及び切断操作を実行するように構成されている。接合操作中、弾性ストランド504は、隣接するリッジ280のノッチ286に沿って導かれ、接合部516(
図25に示す)によって不織布506上に保持される。さらに、弾性ストランド504は接合・切断部材530によって切断され、弾性ストランド504の自由端522は接合部516のいずれかの側に延びる。したがって、1つの適切な実施形態では、少なくとも1つの接合・切断部材530は、円周方向軸に沿って、隣接するリッジ280の隣接するノッチ286と整列している。
【0067】
図27は、
図26のシステムの実施形態を使用して製造された弾性不織布材料の概略図である。図示の実施形態では、弾性不織布材料500は、少なくとも1つの弾性ストランド504及び不織布506を含む。弾性不織布材料500は、第1の領域508、第2の領域510、及び第3の領域512をさらに含む。弾性ストランド504は、少なくとも第1の領域508及び第3の領域512において、不織布506上に保持される。例えば、弾性ストランド504は、アンビルフェイス226(
図26に示す)上の第2の領域528のリッジ280によって、不織布506の第1の領域508及び第3の領域512内に閉じ込められ得る。例えば、リッジ280上のランド284(
図26に示す)は、弾性不織布材料500上の複数の接合部532を画定し、接合部532は、隣接する接合部532間の弾性ストランド504の保持及び閉じ込めを容易にするために、互いに間隔をあけて配置される。
【0068】
第2の領域510において、弾性ストランド504は、リッジ524の接合・切断部材530によって切断され得る。その結果、弾性ストランド504は、第2の領域510において少なくとも部分的に固定されず、弾性ストランド504の自由端522は接合部532のいずれかの側に延びる。さらに、接合部532は、固定されていない弾性ストランド504がデブリとして分配され、弾性不織布材料500及び装置200(
図1に示す)に損傷を与えるか、または乱雑にすることを防ぐ。
【0069】
図示の実施形態では、接合・切断部材530(
図26に示す)は、不織布506に作用することにより、弾性ストランド504を切断し、同時に、不織布506の不織布シート(不織布112)及び不織布シート(不織布116)(
図1に示す)を接合する。例えば、接合・切断部材530は、接合及び切断操作の実行中に、不織布506上に複数の接合部534を画定する。したがって、不織布シート(不織布112)及び不織布シート(不織布116)は、第2の領域510で一緒に接合されるが、領域508及び512とは異なる弾性特性を有し得る。例えば、第1の領域508及び第3の領域512において、弾性ストランド504は張力を受けており、不織布506を寄せ集める。第2の領域510では、弾性ストランド504は緩和され、不織布506は弾性ストランドによって寄せ集められない。したがって、領域508、510、512において、不織布506は同様の全体的な外観を有するが、異なる弾性特性を有するパターンによって形成され得る。
【0070】
図28-35は、
図26のシステムの他の実施形態を使用して製造された弾性不織布材料の概略図である。すなわち、リッジ524及び接合・切断部材530は、システムが本明細書に記載されているように機能することを可能にする任意の形状、サイズ、及び/または構成を有し得る。様々なリッジ524及び接合・切断部材530によって弾性不織布材料500内に形成され得る様々な接合部のバリエーション、及び接合部のグループ化が、
図28-35に示されている。
【0071】
図36-38は、
図2-7の装置で使用するためのアンビル600の一実施形態の環状フェイスの平置き図である。図示の実施形態では、アンビル600は、複数の第1のリッジ604及び複数の第2のリッジ606を含む、アンビル600上に形成された複数のリッジを有するアンビルフェイス602を含む。リッジ604及びリッジ606は、円周方向軸276を横切って直線状及び/または斜めに延び、アンビルフェイス602の実質的に幅寸法278全体にわたって延びる。リッジ604及び606はまた、円周方向軸276を横切って非直線状に延びていてもよく、以下でより詳細に説明するように、円周方向軸276に沿って、任意の適切な規則的または不規則的な距離によって互いに離間して配置されてもよい。
【0072】
1つの適切な実施形態では、リッジ604及びリッジ606は、円周方向軸276に沿って第1のゾーン608及び第2のゾーン610を画定するために、アンビルフェイス602上に配置される。第1のゾーン608は、円周方向軸276に沿って連続的に配置される複数の第1のリッジ604を含む。複数の第1のリッジ604は、上記のように、連続的な閉じ込め接合操作を実行するように構成された、互いに離間して配置された複数のランド284及びノッチ286を画定する。すなわち、第1のゾーン608において、第1のリッジ604のそれぞれは、隣接する第1のリッジ604の対応するノッチ286と幅寸法278において整列する少なくとも1つのノッチ286と、張力がかかった少なくとも1つの弾性ストランド504(
図27に示す)をそれらの間に恒久的に保持する(すなわち、閉じ込める)べく、幅寸法278において十分に互いに近接している不織布112、116(
図1に示す)に、幅方向に隣接する1対の接合部を作成するために互いに間隔をおいて配置された整列した各ノッチ286に隣接するランド284と、を有する。
【0073】
第2のゾーン610は円周方向軸276に沿って交互に配置された複数の第1のリッジ604及び複数の第2のリッジ606を含み、少なくとも1つの第1のリッジ604は、円周方向軸276に沿って1対の第2のリッジ606の間に配置される。第2のリッジ606は、第2のゾーン610内に延びる弾性ストランド504を切断するように構成される。その結果、弾性ストランド504は、複数の別個のストランドセグメント612(
図27に示す)を画定するように切断される。1つの適切な実施形態では、個別のストランドセグメント612は、第2のリッジ606の対の間に配置された第1のリッジ604によって形成される接合部532によって不織布112、116の間に閉じ込められる。したがって、不織布112、116に対する個別のストランドセグメント612の動きは制限される。
【0074】
図37を参照すると、第1のリッジ604上のランド284及びノッチ286の寸法は、接合操作中に切断される弾性ストランド504の発生を最小限に抑えながら、連続的な閉じ込め接合操作を実行するように適合されている。特定の一実施形態では、弾性ストランド504が約300~約1240の間のデシテックスを有し、かつ不織布112、116が約8~約30の間の坪量(gsm)を有する場合、ランド284は、約0.010インチ~約0.25インチの間(例えば、約0.030インチ~約0.060インチの間)の、それらの頂部における円周方向軸276に対する長さ614と、約0.008インチ~約0.050インチの間(例えば、約0.010インチ~約0.030インチの間)の、それらの頂部における幅616とを有する。また、その実施例では、ノッチ286は、約0.006インチ~約0.016インチの間(例えば、約0.008インチ~約0.015インチの間)の、それらの隣接するランド284の頂部において測定された幅618と、約0.002インチ~約0.02インチの間(例えば、約0.004インチ~約0.015インチの間)の、それらの基部において測定された幅とを有し得る。
図40及び41に示すように、ノッチ286はまた、約0.005インチ~約0.02インチの間(例えば、約0.075インチ~約0.0125インチの間)のノッチ深さ620を有し得る。
【0075】
図38を参照すると、第2のリッジ606は、その前縁624と後縁626との間に画定された放射状の外面622を有する。図示の実施形態では、放射状の外面622は連続的であり、離間したランド及びノッチは設けられていない。したがって、第2のリッジ606は、不織布112、116内に実質的に連続的な接合領域を形成する。実質的に連続的な接合領域は、不織布112、116の間で機械方向に導かれた弾性ストランド504の経路と交差するように配向される。したがって、実質的に連続的な接合領域の形成中に生成される熱及び/または圧力は、弾性ストランド504の切断を容易にする。
【0076】
第2のリッジ606は、弾性ストランド504を切断するために十分な熱及び/または圧力を生成することを可能にする任意の適切なプロファイルまたは断面形状を有し得る。図示の実施形態では、放射状の外面622は、前縁624から後縁626まで、アンビルフェイス602から一定の高さで画定される。したがって、実質的に均一な圧力分布が、不織布112、116を貫通することなく弾性ストランド504を切断するための熱及び/または圧力を生成するために、放射状の外面622全体にわたって形成される。代替実施形態では、第2のリッジ606は、弾性ストランド504を切断することを可能にする任意の断面形状を有し得る。1つの適切な実施形態では、第2のリッジ606は、アンビルフェイス602上に切断刃を画定する断面形状を有する。そのような実施形態では、第2のリッジ606は、円周方向軸276に沿って、より短い長さを有していてもよく、及び/または、
図41に示す放射状の外面622よりも小さい曲率半径を有していてもよい。
【0077】
上記のように、弾性ストランド504は、弾性不織布材料134を形成するときに、張力をかけられた状態で不織布112、116の間に供給される。したがって、第2のリッジ606によって切断されると、弾性ストランド504は、機械方向に跳ね返りする傾向があり、これにより、弾性ストランド504が隣接するリッジを越えて縮み、その後、閉じ込め接合操作を実行することができる。本明細書に記載のアンビル600は、接合及び切断操作中にホーン208とアンビル600との間で切断される弾性ストランド504の跳ね返りの可能性を制限するための1以上の機構を含む。
【0078】
例えば、図示の実施形態では、各第1のリッジ604は、前縁628を有する。第1のゾーン608では、第1のリッジ604は、円周方向軸276に沿って連続的に配置され、第1のピッチ距離630は、隣接する第1のリッジ604の前縁628の間に画定される。第1のピッチ距離630は、装置200の動作中に連続的な走行接触を提供することを容易にする任意の長さであり得る。1つの特定の実施形態では、第1のピッチ距離630は、約0.2インチ~約0.3インチの間、例えば約0.225インチ~約0.275インチの間である。
【0079】
弾性ストランド504の跳ね返りの可能性を制限するために、第2のゾーン610における隣接する第1のリッジ604の前縁628及び第2のリッジ606の前縁624の間に第2のピッチ距離632が画定される。第2のピッチ距離632は、第1のピッチ距離630よりも短い。1つの適切な実施形態では、第2のピッチ距離632は、第1のピッチ距離630よりも約0.5倍未満(例えば、約0.4倍未満)短い。第2のゾーン610において隣接する第1のリッジ604及び第2のリッジ606の間の間隔を減少させると、隣接するリッジ604及びリッジ606との間の跳ね返り距離が減少する。したがって、弾性ストランド504が第2のリッジ606によって切断されると、隣接する第1のリッジ604は、切断された弾性ストランド504が隣接する第1のリッジ604を越えて縮む前に、切断された弾性ストランド504に接触し、切断された弾性ストランド504を不織布112、116に接合するように配置される。1つの特定の実施形態では、第2のピッチ距離632は、約0.075インチ~約0.1インチの間、例えば約0.085インチ~約0.095インチの間である。
【0080】
図39-41は、アンビル600の側面図であり、
図42は、アンビルフェイス602の一部の斜視図である。上記のように、本明細書に記載のアンビル600は、接合及び切断操作中にホーン208とアンビル600との間で切断される弾性ストランド504の跳ね返りの可能性を制限するための機構を含む。図示の実施形態では、アンビル600のアンビルフェイス602は、弾性ストランド504の跳ね返りの可能性を制限するために、第2のゾーン610において生成される摩擦力が第1のゾーン608と比較して増大するように適合されている。例えば、第1のリッジ604及び第2のリッジ606は、ホーン208がアンビル600に近接して配置されたときにホーン208とアンビルフェイス602との間にギャップが画定されるように、アンビルフェイス602に対して高く位置している。ギャップは、ホーン208とアンビルフェイス602との間の不織布112、116及び弾性ストランド504を圧縮して、接合操作の実行中に摩擦力を生成するようなサイズとなっている。第1のゾーン608及び第2のゾーン610におけるギャップサイズ、及びそれによって形成される摩擦力は、弾性ストランド504の跳ね返りの可能性を制限するように適合され得る。
【0081】
図示の実施形態では、アンビルフェイス602は、第1のゾーン608における隣接する第1のリッジ604の間の表面634を画定し、第2のゾーン610における隣接する第1のリッジ604及び第2のリッジ606の間の隆起した表面636を画定する。したがって、第1のギャップは、ホーン208と表面634との間に画定され、第2のギャップは、ホーン208と隆起した表面636との間に画定される。表面634及び高く位置した表面636は、第1のギャップが第2のギャップよりも大きくなるように、アンビル600の中心線に対して、互いに径方向にオフセットされている。第2のゾーン610内のアンビルフェイス602とホーン208との間のギャップ距離が減少していることにより、不織布112、116、及びアンビルフェイス602とホーン208との間を通る弾性ストランド504に、第1のゾーン608内に提供される圧縮と比較して、さらなる圧縮が提供される。さらなる圧縮により、第1のゾーン608と比較して、弾性ストランド504の跳ね返りの可能性を制限するために第2のゾーン610において生成される摩擦力が増大する。したがって、弾性ストランド504が切断されると、摩擦力が増大することにより、弾性ストランド504が不織布112、116に対して縮む速度が低下し、これにより、個別のストランドセグメント612を第2のゾーン610内に閉じ込めることが可能になる。
【0082】
ホーン208がアンビル600に近接して配置される場合、ホーン208とアンビルフェイス602との間に画定されるギャップは、アンビルフェイス602に対するそれぞれの第1のリッジ604及び第2のリッジ606の高さに略等しい。
図40に示すように、第1のリッジ高さ638は、アンビルフェイス602の表面634と第1のリッジ604の放射状の外面622との間に画定される。
図41に示すように、第2のリッジ高さ640は、アンビルフェイス602の高く位置した表面636と、第1のリッジ604及び第2のリッジ606の放射状の外面622との間に画定される。
【0083】
1つの特定の実施形態では、弾性ストランド504が約300~約1240の間のデシテックスを有し、かつ不織布112、116が約8~約30の間の坪量(gsm)を有する場合、第1のリッジ高さ638(すなわち、ホーン208と表面634との間の第1のギャップ)は、約0.02インチ~約0.04インチの間(例えば、約0.025インチ~約0.035インチの間)であり得、第2のリッジ高さ640(すなわち、ホーン208と高く位置した表面636との間の第2のギャップ)は、約0.005インチ~約0.02インチの間(例えば、約0.075インチ~約0.0125インチの間)であり得る。不織布112、116の坪量は、実質的に同一であってもよく、または互いに異なっていてもよい。
【0084】
このような例では、第1のゾーン608におけるホーン208とアンビルフェイス602との間のギャップは、第2のゾーン610におけるホーン208とアンビルフェイス602との間のギャップよりも大きい。したがって、弾性不織布材料134は、第1のゾーン608において、第1の摩擦力によってホーン208とアンビルフェイス602との間で摩擦係合し、第2のゾーン610において、第2の摩擦力によってホーン208とアンビルフェイス602との間で摩擦係合する。材料(すなわち、不織布112、116及び弾性ストランド504)の同一の体積及び/または質量が、第1のゾーン608のように、第2のゾーン610においてホーン208とアンビルフェイス602との間を通過するので、第2の摩擦力は第1の摩擦力よりも大きい。不織布112、116及び弾性ストランド504の圧縮の増加の結果として生成される第2の摩擦力は、弾性ストランド504の跳ね返りの可能性を制限する。
【0085】
図43-49は、
図2-7の装置で使用するためのアンビル642の一実施形態の環状フェイスの図である。図示の実施形態では、アンビル642は、複数の第1のリッジ604及び複数の第3のリッジ644を含む、アンビル642上に形成された複数のリッジを有するアンビルフェイス602を含む。複数の第3のリッジ644はそれぞれ、互いに離間して配置された複数のランド646及びノッチ648を画定する。
【0086】
1つの適切な実施形態では、第1のリッジ604及び第3のリッジ644は、アンビルフェイス602上に配置されることにより、円周方向軸276に沿って第1のゾーン608及び第2のゾーン650を画定する。第1のゾーン608は、円周方向軸276に沿って連続的に配置された複数の第1のリッジ604を含む。第2のゾーン650は、円周方向軸276に沿って交互に配置された複数の第1のリッジ604及び複数の第3のリッジ644を含み、少なくとも1つの第1のリッジ604が円周方向軸276に沿って1対の第3のリッジの間に配置される。第3のリッジ644は、第2のゾーン650内に延びる弾性ストランド504(
図27に示す)を切断するように構成される。
【0087】
図示の実施形態では、第3のリッジ644のノッチ648は、第2のゾーン650内に延びる弾性ストランド504を切断するように構成される。すなわち、第2のゾーン650において、第3のリッジ644のノッチ648は、第1のリッジ604のノッチ286に対して幅または深さの少なくとも一方において小さく、これにより、ノッチ648の体積がノッチ286の体積よりも小さい。接合操作の実施全体を通して、或る体積の材料(すなわち、不織布112、116及び弾性ストランド504)が、ホーン208とアンビル642との間を通過する。ノッチ648の幅及び深さの寸法は、ノッチ648に含まれる弾性ストランド504を切断するために、ノッチ648を通過する材料の体積を制限するように適合される。弾性ストランド504は、ノッチ648に隣接するランド646によって生成される熱及び/または圧力の結果として切断され得る。
【0088】
図示の実施形態では、第1のリッジ604のランド284は、隣接する第3のリッジ644の対応するランド646と幅寸法278において整列し、第1のリッジ604のノッチ286は、隣接する第3のリッジ644の対応するノッチ648と幅寸法278において整列する。したがって、弾性ストランド504は、ノッチ286と円周方向に整列し、対応して整列したノッチ648は、第1のリッジ604によって捕捉され、第2のリッジ606によって切断され得る。
【0089】
整列した各ノッチ648に隣接するランド646は、不織布112、116(
図1に示す)ではなく、複数の接合部(例えば、
図27に示す接合部534)を作成するように間隔をあけられる。第2のリッジ606によって形成された連続接合領域(
図36に示す)。したがって、弾性不織布材料134の美的外観は、第1のリッジ604及び第3のリッジ644によって作成された接合パターンに一貫性を提供することによって強化され得る。
【0090】
1つの特定の実施形態では、弾性ストランド504が約300~約1240の間のデシテックスを有し、かつ不織布112、116が約8~約30の間の坪量(gsm)を有する場合、ランド646は、約0.010インチ~約0.25インチの間(例えば、約0.030インチ~約0.060インチの間)の、それらの頂部における円周方向軸276に対する長さ614と、約0.008インチ~約0.050インチの間(例えば、約0.010インチ~約0.020インチの間)の、それらの頂部における幅652とを有する。また、その実施例では、ノッチ648は、約0.0025インチ~約0.01インチの間(例えば、約0.005インチ~約0.007インチの間)の、それらの隣接するランド646の頂部において測定された幅656と、約0.007インチ以下(例えば、約0.005インチ以下)の、それらの基部において測定された幅とを有し得る。
図47及び48に示すように、ノッチ286はまた、約0.005インチ~約0.02インチの間(例えば、約0.075インチ~約0.0125インチの間)のノッチ深さ620を有し得、ノッチ648は、約0.001インチ~約0.005インチの間(例えば、約0.003インチ~約0.0045インチの間)の、それらの隣接したランド646の頂部から測定されたノッチ深さ654を有し得る。
【0091】
ノッチ286、648の底部の形状、及び図示のノッチ286、648の角度は、現在の製造技術の結果である。これらの特徴は、それ自体が必ずしもアンビルの機能にとって重要であるとは限らず、必要に応じて変更されてもよい。例えば、図示のように、ノッチの基部は半径フィレットによって画定される。しかしながら、ノッチの基部は、三角形、正方形、またはその他の様々な形状であってもよい。同様に、ノッチ286、648の壁角度は、必要に応じて、垂直であるか、あるいはそれより小さい角度であってもよい。さらに、各ノッチ286、648の深さ及び幅は、アンビル上の他のノッチ286、648とは独立して制御及び画定されてもよい。ノッチ286、648の体積(または断面領域)は、弾性ストランドを捕捉及び/または切断するためのアンビルの能力を画定し、切断能力は、同様に、処理中の材料に基づくノッチ286、648の幅に依存する。したがって、ノッチ286、648の深さを独立して正確に制御することは、弾性ストランドを捕捉及び/または切断するためのノッチ容積(または断面領積)を画定することを容易にする。
【0092】
図50-56は、
図2-7の装置で使用するためのアンビル658の一実施形態の環状フェイスの図である。図示の実施形態では、アンビル658は、複数の第1のリッジ604、複数の第4のリッジ660、及び複数の第5のリッジ662を含む、アンビル658上に形成された複数のリッジを有するアンビルフェイス602を含む。1つの適切な実施形態では、第1のリッジ604、第4のリッジ660、及び第5のリッジ662は、アンビルフェイス602上に配置されることにより、円周方向軸276に沿って第1のゾーン608及び第2のゾーン664を画定する。第1のゾーン608は、上記のように連続的な接合操作を実行するために、円周方向軸276に沿って連続的に配置される複数の第1のリッジ604を含む。
【0093】
第2のゾーン664は、円周方向軸276に沿って交互に配置された複数の第4のリッジ660及び複数の第5のリッジ662を含む。第4のリッジ660は、互いに間隔をあけて配置された複数のランド666及びノッチ668を画定し、複数の第5のリッジ662は、互いに間隔をあけて配置された複数のランド670及びノッチ672を画定する。第4のリッジ660及び第5のリッジ662は、弾性ストランド504(
図27に示す)に対して間欠的な捕捉・切断操作を実行するように構成される。すなわち、図示の実施形態では、隣接するリッジ660、662のランド666、670及びノッチ668、672は、幅寸法278において互いにずれており、第2のゾーン664における弾性ストランド504の間欠的な捕捉及び切断を提供する。より具体的には、隣接するリッジ660、662のノッチ668、672は、幅寸法278において互いにずれており、これにより、約0.01インチ~約0.03インチの間、例えば約0.015インチ~約0.025インチの間の溝のオフセット674を画定する。
【0094】
図示の実施形態では、第1のリッジ604、第4のリッジ660、及び第5のリッジ662は、アンビルフェイス602の第1のゾーン608から第2のゾーン664への移行にしたがって連続的に配置される。したがって、動作中、第4のリッジ660は、隣接する第1のリッジ604から機械方向に送られた弾性ストランド504を受け取り、第5のリッジ662は、隣接する第4のリッジ660から機械方向に送られた弾性ストランド504を受け取る。
【0095】
1つの適切な実施形態では、第4のリッジ660のランド666は、幅寸法278において、隣接する第1のリッジ604の、少なくとも2つのランド284及び他のすべてのノッチ286と整列し得る。リッジ660のノッチ668は、幅寸法278において、隣接する第1のリッジ604の対応するノッチ286と整列し得る。図示の実施形態では、ノッチ668と整列する対応するノッチ286は、第4のリッジ660のランド666と整列しないものである。したがって、整列したノッチ286、668と円周方向に整列した弾性ストランド504は、不織布112、116内の第1のリッジ604及び第4のリッジ660によって捕捉され得る。あるいは、ノッチ286及び対応して整列したランド666と円周方向に整列した弾性ストランド504は、第1のリッジ604によって閉じ込められ、第4のリッジ660によって切断され得る。
【0096】
さらに、第4のリッジ660のランド666は、隣接する第5のリッジ662の対応するノッチ672と幅寸法278において整列し、第4のリッジ660のノッチ668は、隣接する第5のリッジ662の対応するランド670と幅寸法278において整列し得る。したがって、ランド666及び対応して整列したノッチ672と円周方向に整列した弾性ストランド504は、第4のリッジ660によって切断され、第5のリッジ662によって不織布112、116内に閉じ込められ得る。ノッチ668及び対応して整列したランド670と円周方向に整列した弾性ストランド504は、第4のリッジ660によって不織布112、116内に閉じ込められ、第5のリッジ662によって切断され得る。したがって、対応するランド666、670及びノッチ668、672の円周方向軸276に沿った千鳥配置により、幅寸法278における弾性ストランド504の横方向の動きが説明され、これにより、第2のゾーン664内で弾性ストランド504が少なくとも1回切断される。
【0097】
特定の一実施形態では、弾性ストランド504が約300~約1240の間のデシテックスを有し、かつ不織布112、116が約8~約30の間の坪量(gsm)を有する場合、ランド666、670は、それらの頂部において約0.010インチ~約0.25インチの間(例えば、約0.030インチ~約0.060インチの間)の長さ614と、それらの頂部において約0.02インチ~約0.04インチの間(例えば、約0.025インチ~約0.035インチの間)の幅676とを有し得る。また、その実施例では、ノッチ668、672は、約0.006インチ~約0.016インチの間(例えば、約0.008インチ~約0.015インチの間)の、それらの隣接するランド666、670の頂部において測定された幅618と、約0.002インチ~約0.02インチの間(例えば、約0.004インチ~約0.015インチの間)の、それらの基部において測定された幅とを有し得る。
図54及び55に示すように、ノッチ668、672はまた、約0.005インチ~約0.02インチの間、例えば約0.075インチ~約0.0125インチの間のノッチ深さ620を有し得る。
【0098】
本明細書に記載の回転式超音波接合システム及び方法は、張力をかけられた弾性体を不織布内に接着剤を使用することなく直接閉じ込めるために利用され、これにより、様々な機能的及び商業的利点を提供する。本システム及び本方法は、接着剤による接合プロセスに関連する複雑な接着剤送達システム及び高価な接着剤材料を排除し、本システム及び本方法は、より低い電力消費及びより低い材料コストによって、より単純で、よりクリーンで、かつ、より安全な(例えば、より低温の)製造環境を提供する。また、従来の接着剤で接着された材料では一般的である接着剤のブリードスルー、オーバースプレー、硬化、及びクリープなどの、接着剤で接着された材料の様々な機能上の欠陥が排除される。したがって、より低コストの不織布/フィルム基板及び弾性材料を利用することができる。
【0099】
さらに、本明細書に記載のシステム及び方法は、少なくとも部分的に、接着剤に関連するクリーニング操作、接着剤システムの配送/信頼性の問題、メンテナンスイベントに先立つ加熱機器の冷却期間、冷間起動期間、及び、再加熱または清掃時の較正イベントが必要ないことに起因して、より連続的な製造シーケンス(すなわち、プロセス稼働時間の増加)を容易にする。さらに、システムがオンラインのときに切断された弾性ストランドの自動スレッディング(すなわち、セルフ・スレッディング)、及び連続走行する回転弾性スプールの使用により、より連続的な製造シーケンスがさらに容易になる。
【0100】
さらに、本明細書に記載のシステム及び方法は、切断/チョッピングプロセス、縫合プロセス、エッジトリミングプロセスなどの他の弾性処理ステップを実行しながら、弾性ストランドを取り付ける(例えば、閉じ込める)ために使用可能である。本システム及び本方法はさらに、既存の資本資産基盤に適応することができ、改造性能(必要に応じてカスタマイズ可能な構成を有する)、及び、ソフトウェアインターフェイスによる、取り付けゾーンの長さが変更される際のより迅速なグレード変更性能を提供する。
【0101】
本システム及び本方法はまた、弾性性能を最大化することを容易にする。例えば、本システム及び本方法は、他の取り付け方法と比較して、伸長時の張力を低下させることを容易にする(例えば、本システム及び本方法は、少なくともいくつかの基板が利用される場合、応力対ひずみに対して略純粋な弾性応答を提供することができる)。本システム及び本方法はまた、影響を受けやすい中間バインダー材料によって基板に取り付けられるのとは対照的に、弾性ストランドは、熱可塑性基板に閉じ込めることができるという事実に少なくとも部分的に起因して、クリープ(または性能の低下)を最小限に抑えることを容易にする(例えば、本システム及び本方法は、温度、時間、及びエンドユーザの溶媒(例えば、皮膚軟化剤)によって、より堅牢な弾性材料を生成する)。
【0102】
本システム及び本方法は、カスタマイズされた美的利益及び機能的利益をさらに促進する。例えば、ギャザーは、サイズ、形状、及び頻度が選択可能であるように、接合パターン及び/またはストランドフィードの位置決めによって生成される。また、ゾーン分けされた張力が可能になり、張力は、所望のファブリック構成に応じて(例えば、ファブリック内の所望の交差方向配向(レーン間)及び/またはファブリック内の長手方向配向(レーン内)に応じて)弾性セグメントによって制御され得る。必要に応じて、湾曲した取り付けも容易になる。さらに、弾性体の基板に対する間欠的または連続的な取り付けが選択可能であるため、フィット感を調整可能にするためにスリップ/クリープを制御することは容易であり、これにより、弾性を有するセグメント及び非弾性セグメントの配置/ゾーニングが可能になる。また、本システム及び本方法は、弾性ストランドを既知のシステムよりも正確に隣接して配置することを可能にする。例えば、本システムは、弾性ストランドの互いに対する配置を制限し得る接着剤ディスペンサを含まないので、本明細書に記載のシステム及び方法は、弾性ストランドに対して既知のシステムよりも広い範囲の位置を提供する。
【0103】
また、本システム及び本方法は、不織布の接合部及び取り付け点を、機械内、及び機械を横切る方向の様々な場所に配置することを可能にする。結果として、本システム及び本方法は、弾性ストランドからの力に起因して、両方向に崩壊する不織布を制御する能力を提供する。さらに、本システム及び本方法は、弾性不織布材料の機能的及び美的特性に対する制御を向上させる。また、実施形態は、弾性不織布材料において機能的及び美的幾何学的、及び/またはテキストの特徴を生成する能力を提供する。さらに、本明細書に記載のシステム及び方法は、不均一な係合ゾーンを低減することによって、接合モジュールの摩耗特性を制御する能力を提供し得る。
【0104】
上記のシステム及び方法の実施形態に加えて、他の実施形態も企図される。例えば、非回転式の取り付けシステム(例えば、静止(またはブレード)超音波ホーン、熱、圧力など)が企図される。また、上記の回転式の実施形態と組み合わせて、接着剤システムは、代替実施形態で使用可能であり得る。さらに、いくつかの実施形態では、張力をかけた弾性体の代わりに潜在性の弾性体を使用してもよい。また、本システム及び本方法は、破損の発生が少ない弾性ストランドの湾曲(またはシフト)を容易にし、本システム及び本方法は、張力のマトリックス(例えば、チェッカーボード効果)、特異的なラフリング、不感帯、及び/または異なるデシテックスの弾性ストランドの同時組み込みをさらに容易にする。
【0105】
特に、本明細書に記載のシステム及び方法は、パーソナルケア用品(例えば、成人用ブリーフ、ベビー用おむつ、子供/成人用プルオンパンツ、輪郭フィット型の衛生製品など)または医療用衣服(例えば、マスク、キャップ、ガウン、履物など)などの様々な物品において使用可能な、様々な弾性不織布材料の製造を容易にする。さらに、物品の個々の構成要素(例えば、スクリム/ネット、おむつの耳、目立たないパネルなど)を、上記のシステム及び方法によって製造された弾性不織布材料を使用して製造することができる。不織布材料を利用できる他の企図される製品には、断熱材またはフィルタ(例えば、ラフリング(ruffling)またはブラウジング(blousing)に関連する)、及び上部が弾性を有するゴミ袋、非接着タイプの包帯、ヘアネット、家庭用のラップなどが含まれる。
【0106】
本開示の要素またはその好ましい実施形態を導入する場合、冠詞「a」、「an」、「the」及び「said(前記)」は、1以上の要素の存在を意味することを意図している。「備える」、「含む」及び「有する」という用語は、包括的であることを意図しており、列挙された要素以外の追加の要素が存在し得ることを意味する。
【0107】
本開示の範囲から逸脱することなく上記の構成に様々な変更を加えることができるので、上記の説明に含まれる、あるいは添付の図面に示されるすべての事項は、限定的な意味ではなく例示として解釈されることが意図される。