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特許7634672エネルギー機構アセンブリおよびエネルギーを品目に提供する方法
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(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】2025-02-13
(45)【発行日】2025-02-21
(54)【発明の名称】エネルギー機構アセンブリおよびエネルギーを品目に提供する方法
(51)【国際特許分類】
   B23K 20/10 20060101AFI20250214BHJP
   A61F 13/15 20060101ALI20250214BHJP
【FI】
B23K20/10
A61F13/15 210
A61F13/15 355B
【請求項の数】 19
(21)【出願番号】P 2023530222
(86)(22)【出願日】2020-12-17
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2023-12-27
(86)【国際出願番号】 US2020065512
(87)【国際公開番号】W WO2022132149
(87)【国際公開日】2022-06-23
【審査請求日】2023-12-15
(73)【特許権者】
【識別番号】310007106
【氏名又は名称】キンバリー クラーク ワールドワイド インコーポレイテッド
(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】ヒルト、ロナルド、エー.
(72)【発明者】
【氏名】ファーマー、ケリー、ディー.
(72)【発明者】
【氏名】ロブレ、クレイグ、アール.
(72)【発明者】
【氏名】オプスティーン、マシュー、ディー.
(72)【発明者】
【氏名】ヴァーブーメン、ジェイソン、エー.
【審査官】柏原 郁昭
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第2019/212767(WO,A1)
【文献】特開2015-130940(JP,A)
【文献】特許第5089821(JP,B1)
【文献】特表2013-501619(JP,A)
【文献】特許第6307660(JP,B1)
【文献】特開2004-248825(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B23K 20/10
A61F 13/15
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
品目にエネルギーを提供する方法であって、前記品目はウェブであり、前記方法は、
エネルギー機構アセンブリを提供することであって、前記エネルギー機構アセンブリが、
第一のエネルギー機構および第二のエネルギー機構であって、前記第一のエネルギー機構および前記第二のエネルギー機構のうちの少なくとも一方が、平面および前記平面から延在する複数の接合要素を備える、第一のエネルギー機構および前記第二のエネルギー機構と
前記第二のエネルギー機構に結合され、第一の位置と第二の位置との間で前記第二のエネルギー機構を移動するように構成された並進運動システムであって、前記並進運動システムが、前記第一の位置と前記第二の位置との間で、少なくとも第一の軸および第二の軸に沿って前記第二のエネルギー機構を移動するようにさらに構成される、並進運動システムと、を備える、該エネルギー機構アセンブリを提供することと、
前記エネルギー機構アセンブリの前記第一のエネルギー機構と前記第二のエネルギー機構との間に前記品目を位置付けることであって、前記品目が前記第一のエネルギー機構と前記第二のエネルギー機構との間に配置されている間、前記第一の軸が前記品目である前記ウェブの表面に対して実質的に垂直に配向され、前記第二の軸が前記第一の軸に対して実質的に垂直に配向される、位置付けることと、
前記並進運動システムによって、前記第二のエネルギー機構を前記第一の位置から前記第二の位置に、前記品目を前記第一のエネルギー機構と前記第二のエネルギー機構との間に配置して、移動することと、
前記並進運動システムによって、前記第二のエネルギー機構が前記品目と接触している間、前記第二のエネルギー機構を前記第二の軸に沿って第一の長さだけ移動することと、
前記第二のエネルギー機構が前記品目に接触する間、前記エネルギー機構アセンブリに、少なくとも前記品目へのエネルギーを提供することと、を含む、方法。
【請求項2】
前記第二の軸が、前記品目の平面と実質的に平行である、請求項1に記載の方法。
【請求項3】
前記第二のエネルギー機構が、前記第一の位置にある時に前記第一の軸に沿った第一の位置と前記第二の軸に沿った第一の位置と、前記第二の位置にあるときに、前記第一の軸に沿った第二の位置と前記第二の軸に沿った第二の位置とを有し、前記第一の長さだけ前記第二の軸に沿った前記第二のエネルギー機構の前記移動が、前記第二のエネルギー機構が前記第一の軸に沿った前記第二の位置にある後に発生する、請求項1に記載の方法。
【請求項4】
前記第二のエネルギー機構が、前記第一の位置にあるとき、前記第一の軸に沿った第一の位置と、前記第二の軸に沿った第一の位置を有し、前記第二の位置にあるとき、前記第一の軸に沿った第二の位置と前記第二の軸に沿った第二の位置とを有し、前記第二のエネルギー機構が前記第一の軸に沿って前記第一の位置から前記第二の軸に沿って前記第二の位置へ移動している間に、前記第一の長さだけ前記第二の軸に沿った前記第二のエネルギー機構の前記移動の少なくとも一部分が発生する、請求項1に記載の方法。
【請求項5】
前記第二のエネルギー機構が、前記第一の位置にあるとき、前記第一の軸に沿った第一の位置と、前記第二の軸に沿った第一の位置を有し、前記第二の位置にあるとき、前記第一の軸に沿った第二の位置と前記第二の軸に沿った第二の位置とを有し、前記第二のエネルギー機構が前記第一の軸に沿って前記第二の位置から前記第一の軸に沿って前記第一の位置へ移動している間に、前記第一の長さだけ前記第二の軸に沿った前記第二のエネルギー機構の前記移動の少なくとも一部分が発生する、請求項1に記載の方法。
【請求項6】
前記第一の長さだけの前記第二のエネルギー機構の前記移動が、前記第二の軸に沿って前記第一の位置から離れて延在する方向に発生する、請求項1に記載の方法。
【請求項7】
前記第一の長さだけの前記第二のエネルギー機構の前記移動が、前記第二の軸に沿って前記第一の位置から前記第二の位置に向かって延びる方向に発生する、請求項1に記載の方法。
【請求項8】
前記エネルギー機構アセンブリによって前記品目に加えられた力を測定することをさらに含み、前記第一の長さが、前記測定された加えられた力が目標力値の50%~100%である間、前記第二の軸に沿って前記第二のエネルギー機構の移動の長さの総和として決定される、請求項1に記載の方法。
【請求項9】
前記第一の長さが、0.75mm~5mmである、請求項8に記載の方法。
【請求項10】
前記エネルギー機構アセンブリによって前記品目に加えられた力を測定することをさらに含み、前記第一の長さが、前記測定された加えられた力が、目標力値のおよそ100%である間、前記第二の軸に沿って前記第二のエネルギー機構の移動の長さの総和として決定される、請求項1に記載の方法。
【請求項11】
前記第一の長さが0.5mm~4mmである、請求項10に記載の方法。
【請求項12】
品目の材料を接合する方法であって、
前記品目はウェブであり、前記材料は複数のシート要素を含み、前記方法は、
エネルギー機構アセンブリを提供することであって、前記エネルギー機構アセンブリが、
第一のエネルギー機構および第二のエネルギー機構であって、前記第一のエネルギー機構および前記第二のエネルギー機構のうちの少なくとも一方が、平面と、前記平面から延在する複数の接合要素であって、前記複数の接合要素が接合面領域の総面積を有する、複数の接合要素とを備える、第一のエネルギー機構および第二のエネルギー機構と、
前記第二のエネルギー機構に結合され、第一の位置と第二の位置との間で前記第二のエネルギー機構を移動するように構成された並進運動システムと、を備える、該提供することと、
前記エネルギー機構アセンブリの前記第一のエネルギー機構と前記第二のエネルギー機構との間に前記品目を位置付けることと、
前記並進運動システムによって、前記第二のエネルギー機構を前記第一の位置から前記第二の位置に、前記品目を前記第一のエネルギー機構と前記第二のエネルギー機構との間に配置して、移動することと、
前記エネルギー機構アセンブリに、複数の接合を形成するために前記品目にエネルギーを提供することと、を含み、
前記複数の接合が、合計接合面積を有し、前記複数の接合の前記合計接合面積が、前記複数の接合要素の前記接合面領域の総面積よりも少なくとも10%大きい、材料を接合する方法。
【請求項13】
前記複数の接合の前記合計接合面積が、前記複数の接合要素の前記接合面領域の総面積よりも少なくとも30%大きい、請求項12に記載の方法。
【請求項14】
前記複数の接合の前記合計接合面積が、前記複数の接合要素の前記接合面領域の総面積よりも少なくとも40%大きい、請求項12に記載の方法。
【請求項15】
前記並進運動システムが、少なくとも第一の軸および第二の軸に沿って前記第一の位置および前記第二の位置から前記第二のエネルギー機構を移動するようにさらに構成され、前記接合要素が前記品目と接触している間に、前記第二の軸に沿って前記移動の少なくとも一部が発生する、請求項12に記載の方法。
【請求項16】
前記エネルギー機構アセンブリによって前記品目に加えられた力を測定することをさらに含み、前記並進運動システムが、少なくとも第一の軸および第二の軸に沿って前記第一の位置および前記第二の位置から前記第二のエネルギー機構を移動するようにさらに構成され、前記測定された加えられた力が、目標力値の50%~100%の間、前記第二の軸に沿った前記移動の少なくとも一部が発生する、請求項12に記載の方法。
【請求項17】
前記品目が不織布材料の少なくとも二つの層を備え、前記接合が不織布材料の前記少なくとも二つの層を一緒に接合する、請求項12に記載の方法。
【請求項18】
記複数の接合の各々の形状が、前記接合の形成中に前記第二のエネルギー機構が移動している間に対応する前記接合要素の前記接合面領域が前記材料に接触した状態で通過した通過跡の領域の形状である、請求項12に記載の方法。
【請求項19】
前記複数の接合の各々の形状が、楕円形状である、請求項18に記載の方法
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、エネルギー機構アセンブリおよびエネルギーを品目に提供する方法に関する。より具体的には、本開示は、超音波接合装置およびそれを利用する方法に関する。
【背景技術】
【0002】
さまざまな製造設備およびプロセスにより、エネルギーを品目に伝達するためのさまざまな技術が用意されており、これは異なるタスクを達成するためであり得る。エネルギー伝達機構には、切断、シーリング、エンボス加工、圧力接合、および超音波接合などのために構成された装置を含むことができる。一部の吸収性物品の製造において、超音波接合装置は、吸収性物品の一つまたは複数の構成要素に超音波接合を提供するために利用され得る一つのエネルギー伝達装置である。一例として、一部の吸収性物品は、サイドパネルを形成するウェブ材料を横断するアンビルおよび超音波ホーンと一般的に言及される超音波接合装置のそれぞれの構成要素から超音波エネルギーを伝達させることにより形成され得るサイドシーム接合部を有するサイドパネルを含む。
【0003】
現在の超音波接合装置は、一部の吸収性物品構成および製造工程条件に十分な接合を提供することができるが、製造速度および/または吸収性物品構成の増加は、接合される材料における望ましくない接合強度を生み出し得る。従って、エネルギーを品目に提供する改善されたエネルギー装置および方法に対する要望がある。より具体的には、超音波エネルギーを品目に提供する改善された超音波接合装置および方法の要望がある。
【発明の概要】
【0004】
一実施形態では、エネルギーを品目に提供する方法は、品目をエネルギー機構アセンブリに近接して位置付けることであって、エネルギー機構アセンブリが、第一のエネルギー機構および第二のエネルギー機構と、第一のエネルギー機構および平面と平面から延びる複数の接合要素を備える第二のエネルギー機構のうちの少なくとも一方と、第二のエネルギー機構に結合され、第一の位置と第二の位置との間で第二のエネルギー機構を移動するように構成された並進運動システムであって、並進運動システムが、第二のエネルギー機構を、第一の位置と第二の位置との間で、少なくとも第一の軸と第二の軸に沿って移動するようにさらに構成される、並進運動システムと、を備える、エネルギー機構アセンブリに近接して位置付けることを含み得る。方法は、品目が第一のエネルギー機構と第二のエネルギー機構との間に配置される間、第一の軸は品目に対して実質的に垂直に配向され、第二の軸は第一の軸に対して実質的に垂直に配向される、品目を第一のエネルギー機構と第二のエネルギー機構との間に位置付けることと、第二のエネルギー機構を、第一の位置から第二の位置に、品目を第一のエネルギー機構と第二のエネルギー機構との間に配置して、並進運動システムにより移動することと、第二のエネルギー機構を、第二のエネルギー機構が品目と接触している間、第一の長さだけ第二の軸に沿って、並進運動システムにより移動することと、第二のエネルギー機構が品目に接触する間、エネルギー機構アセンブリに少なくとも品目へのエネルギーを提供することとをさらに含み得る。
【0005】
別の実施形態では、材料を接合する方法は、エネルギー機構アセンブリに近接して品目を位置付けることであって、エネルギー機構アセンブリが、第一のエネルギー機構および第二のエネルギー機構であって、第一のエネルギー機構および第二のエネルギー機構のうちの少なくとも一方が、平面と平面から延在する複数の接合要素を備え、複数の接合要素が接合面領域の総面積を有する、第一のエネルギー機構および第二のエネルギー機構、および第二のエネルギー機構に結合され、第一の位置と第二の位置との間で第二のエネルギー機構を移動するように構成された並進運動システムを備える、品目を位置付けることを含み得る。方法はさらに、第一のエネルギー機構と第二のエネルギー機構との間に品目を位置付けることと、並進運動システムにより第二のエネルギー機構を第一の位置から第二の位置に、品目を第一のエネルギー機構と第二のエネルギー機構との間に配置して移動することと、エネルギー機構アセンブリに、複数の接合を形成するため品目にエネルギーを提供することと、であって、複数の接合が、総接合面積を有し、複数の接合の総接合面積が、複数の接合要素の接合面領域の総面積よりも少なくとも10%大きい、エネルギーを提供することと、を含み得る。
【0006】
さらに別の実施形態では、接合された材料が、複数の接合であって、複数の接合のそれぞれが変形された形状を有し、複数の接合がエネルギー機構アセンブリによって材料にエネルギーを与えることによって形成され、エネルギー機構アセンブリが、第一のエネルギー機構および第二のエネルギー機構であって、第一のエネルギー機構および第二のエネルギー機構の少なくとも一方が、平面から延在する複数の接合要素を有する平面を備え、接合要素のそれぞれが表面形状を有する、第一のエネルギー機構および第二のエネルギー機構と、第二のエネルギー機構に結合され、第一の位置と第二の位置との間で第二のエネルギー機構を移動するように構成された並進運動システムであって、並進運動システムが、第二のエネルギー機構を、第一の位置および第二の位置から少なくとも第一の軸および第二の軸に沿って移動するようにさらに構成され、第二の軸が第一の軸に垂直である、並進運動システムと、を備える、複数の接合を備え得る。複数の接合のそれぞれの変形した形状は、接合要素のうちの一つの表面形状の変形した形状であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【0007】
当業者を対象とした、本明細書の完全かつ実施可能な開示は、以下の添付の図を参照し、本明細書の残りの部分でさらに具体的に記載する。
【0008】
図1図1は、本開示のエネルギー装置の好ましい実施形態の斜視図であり、明確にするためにエネルギー装置の特徴の一部を除去する。
図2図2は、図1のエネルギー装置の例示的なエネルギー機構アセンブリおよび並進運動システムの概略図である。
図3A図3Aは、図1のエネルギー装置の例示的なエネルギー機構アセンブリおよび並進運動システムの概略図であり、第二のエネルギー機構は第一の位置にある。
図3B図3BAは、図1のエネルギー装置の例示的なエネルギー機構アセンブリおよび並進運動システムの概略図であり、第二のエネルギー機構は第二の位置にある。
図4図4は、接合要素を含む例示的な第二のエネルギー機構の斜視図である。
図5図5は、本開示の態様による例示的な接合パターンの平面図である。
図6図6は、本開示の態様による、さらなる例示的な接合パターンの平面図である。 本明細書および図面での参照文字の反復使用は、本開示の同一または類似の特徴または要素を示すことを意図している。
【発明を実施するための形態】
【0009】
一実施形態では、本開示は一般に、エネルギーを品目14に提供するための一つ以上のエネルギー機構アセンブリを対象とする。エネルギー機構アセンブリは、一部の実施形態では、品目14を超音波接合するための超音波エネルギーを提供するように構成され得る。しかしながら、記載されたエネルギー機構アセンブリは、熱シールのための熱エネルギー伝達を含むが、これに限定されない、超音波エネルギー以外のエネルギーを提供するために、異なる形態のエネルギーを品目14に提供できることが意図されている。少なくとも一つの好ましい実施形態では、一つ以上のエネルギー機構アセンブリは、エネルギー装置10の一部として実装されてもよい。エネルギー装置10は、さまざまな製造環境およびさまざまな品目に利用することができる。本開示の態様によれば、本明細書のエネルギー装置10は、横方向のパンツ(CDパンツ)などの吸収性物品の構成要素上に超音波接合を提供することに関して論じられる。図1および装置10の実施形態では、品目14は、依然として織り合わされた吸収性物品のウェブの形態の吸収性物品を表し、本開示全体を通してウェブ14として記載され得る。当然のことながら、本明細書に記載のエネルギー機構アセンブリおよび/またはエネルギー機構アセンブリを備えるより大きいエネルギー装置10は、その他のパーソナルケア物品、パーソナルケア物品の特定の部分、消費財、および包装を含むがこれに限定されない、他の製造された消費財に対して利用され得る。
【0010】
それぞれの例および実施形態は、限定ではなく、説明の目的で提供されている。例えば、一つの実施形態または図の一部として図示または記述された特徴は、別の実施形態または図とともに使用して、またさらなる実施形態を生じ得る。従って、本開示の態様はこのような修正および変形を網羅することが意図されている。本開示またはその好適実施形態の要素を紹介する時、冠詞「a」、「an」、「the」および「said(前述の)」は要素の一つまたは複数があることを意味する。「備える」、「含む」および「有する」という用語は包括的であることを意図し、記載された要素よりも他の追加的要素があり得ることを意味する。本明細書で使用される場合、「第一の」、「第二の」、「第三の」などの用語は、特定の順序を指定しないか、またはこうした用語を使用することを言及する品目を順次提示しなければならないが、本開示に記載される異なる特徴間で区別する手段として使用される。本開示の精神および範囲を逸脱することなく、本開示の多くの変更および変形をなし得る。従って、上述の例示的実施形態は本発明の範囲を制限するために使用されるべきでない。
【0011】
用語の定義
「吸収性物品」という用語は本明細書で使用する場合、身体から排出されるさまざまな液体、固体、および半固体の滲出物を吸収および包含するために、着用者の身体に接触して、または着用者の身体に近接して(すなわち、身体と隣接して)配置し得る物品をさす。このような吸収性物品は、再使用のために洗濯またはその他の方法で復元するのではなく、限定された使用期間後は廃棄することが意図される。本開示は、オムツ、オムツパンツ、トレーニングパンツ、幼児パンツ、水泳パンツ、生理用パッドまたはパンツを含むがこれに限定されない女性用衛生用品、大人用分便失禁衣類含むがこれに限定されない失禁用製品、医療用衣類、手術用パッドおよび包帯、その他のパーソナルケアまたはヘルスケア衣類などを含むがこれらに限定されないさまざまな使い捨て吸収性物品に、本開示の範囲から逸脱することなく適用されることを理解すべきである。
【0012】
「接合」、「連結」という用語は本明細書で使用する場合、二つの要素の接合、接着、接続、付着などをさす。二つの要素は、それらが互いに直接的に、または各々が中間要素に直接接合しているときのように互いに間接的に、接合、接着、接続、付着などしているとき、ともに接合、連結されていると見なされるであろう。一つの要素の別の要素との接合、または結合は、連続的または断続的な接合物を介して発生し得る。
【0013】
「フィルム(film)」という用語は、本明細書において、キャストフィルム押出またはブローンフィルム押出プロセスなどの押出および/または成形プロセスを使用して作られる熱可塑性フィルムをさす。本用語は、液体移動フィルムを構成する有孔フィルム、スリットフィルム、およびその他の多孔性フィルム、ならびにバリアフィルム、充填フィルム、通気性フィルム、および配向フィルムなどであるがこれらに限定されない流体を移動しないフィルムを含む。
【0014】
本明細書で使用する時、「メルトブローン」という用語は、溶融熱可塑性材料を溶融糸またはフィラメントとして、通常は円形の複数の細いダイスキャピラリーを通して、高速な収束速度の加熱ガス(例えば空気)流中に押出すことによって形成された繊維を意味するが、高速ガス流は溶融熱可塑性材料のフィラメントを希釈して、場合によってはマイクロ繊維の直径までその直径を小さくする。その後、メルトブローン繊維は、高速度ガス流により運ばれ、収集表面上に積層されて不定期に分散されるメルトブローン繊維のウェブを形成する。かかるプロセスは、例えば、Butinらの米国特許第3,849,241号で開示されており、参照により本明細書に組み込まれる。メルトブローン繊維は連続的または断続的であり得るミクロ繊維であり、一般に約0.6デニールよりも小さく、収集表面上に積層された時、粘着性で自己接合し得る。
【0015】
「不織布」という用語は本明細書で使用する場合、織物製織または編組プロセスの助けなしに形成される材料およびウェブ材料をさす。材料およびウェブ材料は、間に差し込むことができるが、編物でのように識別可能な様式ではない個別の繊維、フィラメント、または糸(まとめて「繊維」と呼ばれる)の構造を有し得る。不織布材料またはウェブは、メルトブローンプロセス、スパンボンドプロセス、カーデッドウェブプロセスなどであるがこれらに限定されない多くのプロセスで形成し得る。
【0016】
「スパンボンド」という用語は本明細書で使用する場合、円形またはその他の形状を有する紡糸口金の複数の細かいキャピラリーからフィラメントとして溶融熱可塑性材料を押出すことによって形成され、次に押出されたフィラメントの直径は、例えば抽出引出しなどの従来型プロセス、および米国特許第4,340,563号(Appelら)、米国特許第3,692,618号(Dorschnerら)、米国特許第3,802,817号(Matsukiら)、米国特許第3,338,992号および第3,341,394号(Kinney)、米国特許第3,502,763号(Hartmann)、米国特許第3,502,538号(Peterson)、および米国特許第3,542,615号(Doboら)に記述されるプロセスによって急激に減少し、これらのそれぞれは参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。スパンボンド繊維は一般に連側的であり、しばしば約0.3より大きな平均デニールを有し、一実施形態では約0.6、5、および10~約15、20、および40の間の平均デニールを有する。スパンボンド繊維は、収集表面上に堆積したとき、一般に粘着性はない。
【0017】
図1を参照すると、回転ドラム12上に移送される品目にエネルギーを提供するように構成されたエネルギー装置10が示されている。本明細書に記載の実施形態では、エネルギー装置10は、さまざまな不織布材料、フィルム、セルロースおよび超吸収性材料の層状アセンブリである機械方向16に移送されるウェブ14などの品目に超音波エネルギーを提供するように構成される。材料は、切断された後、個別の吸収性物品を形成する。いくつかの実施形態では、ウェブ14は、スパンボンドメルトブローンスパンボンド(「SMS」)材料および弾性素材(例えば、ストランドまたはシート)の積層物を含むことができる。ウェブ14は、回転ドラム12に移送され、コンベヤー20およびローラ22a、22bを含むがこれに限定されない、周知のウェブ取り扱い機器およびプロセスで、回転ドラム12から取り外され得る。一実施形態では、エネルギー装置10は、図1に示すように、吸収性物品の各側にサイドシーム24を形成するために、超音波接合を提供するように構成され得る。本明細書で説明したエネルギー装置10のその他の構成要素の明瞭さのために、ウェブ14は、図1の回転ドラム12上の位置に示されず、図1において、回転ドラム12に係合する前に上流位置に示され、回転ドラム12から係脱した後下流位置に示される。当然のことながら、ウェブ14は、ローラ22aを通過した後、ドラム12と係合し、ドラム12の周りを移動し、ローラ22bを通過した後、ドラム12と係脱する。典型的には、ウェブ14は、ドラム12の周りを走行する時に張力下で保持され得る。いくつかの典型的な張力値は、リニアインチ当たり0.5ポンド(PLI)(87.5n/m)~5PLI(875n/m)とすることができる。本明細書に記述した実施形態では、エネルギー装置10は、ウェブ14が個別の吸収性物品に切断される前にウェブ14上のサイドシーム24を形成することができるが、エネルギー装置10は、個別の吸収性物品などの個別の品目にエネルギーを提供するように構成され得ることが意図されている。
【0018】
エネルギー装置10は、第一のエネルギー機構26および第二のエネルギー機構28を含み得る。一緒に、第一のエネルギー機構26および第二のエネルギー機構28の対は、第一のエネルギー機構26および第二のエネルギー機構28が共に作用して、ウェブ14などの品目にエネルギーを付与する、エネルギー機構アセンブリを画定し得る。第一のエネルギー機構26は、図1に示すように、回転ドラム12の内側に取り付けられるように構成されてもよい。エネルギー装置10は、二つ以上の第一のエネルギー機構26および二つ以上の第二のエネルギー機構28を含み得る。いくつかの実施形態では、エネルギー装置10は、二つ、三つ、四つ、五つ、六つ、またはそれ以上の対の、第一および第二のエネルギー機構26、28を含むことができ、二つ、三つ、四つ、五つ、六つ、またはそれ以上のエネルギー機構アセンブリを提供する。例えば、図1に示すように、エネルギー装置10は、第一のエネルギー機構26および第二のエネルギー機構28の六つの対を含み得る。こうした実施形態では、回転ドラム12は、第一および第二のエネルギー機構26、28の各対のシェル15を含むように構成され得る。下記にさらに詳細に説明する通り、各シェル15は、それぞれの第一および第二のエネルギー機構26、28がウェブ14にエネルギーを提供することを可能にするスロット17を含み得る。全体を通して、単一の第一のエネルギー機構26または単一の第二のエネルギー機構28への任意の言及は、別段の記載がない限り、実施形態に存在するこのようなエネルギー機構26、28の全てを参照することを意図するものである。
【0019】
第一のエネルギー機構26は、回転ドラム12に固定して連結され、回転ドラム12とともに回転するように構成され得る。言い換えれば、第一のエネルギー機構26は、回転ドラム12とともに回転するように構成され得るが、軸方向27および半径方向29で静止したままである。一部の実施例では、第一のエネルギー機構26は回転ドラム12に固定的に結合され得るが、減衰システムを備え、半径方向29へのいくらかの移動を可能にする。図1に示すように、第一のエネルギー機構26は、回転ドラム12のシェル15の少なくとも一部分内に配置され得る。第二のエネルギー機構28は、以下でより詳細に説明する通り、回転ドラム12の円周30または外部表面の周りに回転するように構成され得る。エネルギー装置10がウェブ14に超音波エネルギーを提供するよう構成されている本明細書に記述された実施形態では、第一のエネルギー機構26は、超音波ホーンとすることができ、第二のエネルギー機構28は、アンビルであるように構成され得る。もちろん、代替実施形態では、エネルギー装置10は、回転ドラム12の円周(外面)30の内側でドラム12に固定して結合される第一のエネルギー機構26はアンビルであり得、ドラム12の円周30の周りに回転するように構成される第二のエネルギー機構28は超音波ホーンであり得るように、構成することができると考えられる。
【0020】
エネルギー機構アセンブリは、回転ドラム12を備える装置10に関連して本明細書に記述されているが、これは、記載されるエネルギー機構アセンブリの一つの意図される実装に過ぎないことが理解されるべきである。こうした装置10は、吸収性物品またはその他の類似の物品を形成するための一部の高速製造工程に特に適し得る。しかしながら、第一のエネルギー機構26と第二のエネルギー機構28との間に記載される特定の調整を含む、本明細書に記載のエネルギー機構アセンブリは、装置10とは別個の、または記載される装置10とは異なる装置においてさえ、個別の様式で実施され得ることが企図される。したがって、本明細書に記載のエネルギー機構アセンブリの任意の特定の実装は、記載されるエネルギー機構アセンブリに関する本開示の範囲を限定すると解釈されるべきではない。
【0021】
図2は、第一のエネルギー機構26および第二のエネルギー機構28を備えるエネルギー機構アセンブリの概略図である。本開示の態様によれば、第二のエネルギー機構28は、例えば、図3Aに示すように、第一の位置と、例えば、図3Bに示すように、第二の位置との間で第二のエネルギー機構28を移動するように動作可能な並進運動システム32に結合され得る。以下でより詳細に説明するように、並進運動システム32は、第一の位置と第二の位置との間で第二のエネルギー機構28を、垂直軸に沿って垂直方向と水平軸に沿って水平方向の両方に移動するように構成されてもよく、水平軸は垂直軸に対して垂直である。本明細書で使用される場合、垂直軸は第一の軸とみなされてもよく、水平軸は第二の軸とみなされてもよい。エネルギー機構アセンブリが装置10の一部である図1の実施形態に従って記載される場合、水平方向は、ドラム12の回転軸に平行な方向に延在する軸方向27と同等であり、垂直方向は、ドラム12の回転軸から半径方向に延在する半径方向29と同等である。
【0022】
第一の位置にある時、第二のエネルギー機構28は、図3Aに示すように、一般に第一のエネルギー機構26から離れて配置され得る。第二の位置にある時、第二のエネルギー機構28は、図3Bに示すように、一般に第一のエネルギー機構26に近接して配置され得る。一部の実施形態によれば、第二のエネルギー機構28は、ある期間、第一の位置および第二の位置において静止するように構成され得る。しかしながら、他の実施形態では、第二のエネルギー機構28は、第一の位置および/または第二の位置に任意の相当な時間を費やすように構成されない場合がある。一般に、第一の位置および第二の位置は、第二のエネルギー機構28の移動における並進運動を画定し得る。例えば、第一の位置から、第二のエネルギー機構28は、第二の位置に向かって動き始めることができる。すなわち、第二のエネルギー機構28は、第一の軸に沿って第一の位置から、および第二の軸に沿って第一の位置から、第一の軸に沿って第二の位置に、および第二の軸に沿って第二の位置に向かって移動し始めることができる。逆に、第二の位置から、第二のエネルギー機構28は、第一の位置に向かって動き始めることができる。すなわち、第二のエネルギー機構28は、第一の軸に沿って第二の位置から、および第二の軸に沿って第二の位置から、第一の軸に沿って第一の位置に、および第二の軸に沿って第一の位置に向かって移動し始めることができる。
【0023】
一部の意図された実施形態では、第一の軸および第二の軸に沿った第二のエネルギー機構28の移動は、別々の時間に発生し得る。例えば、並進運動システム32は、第二のエネルギー機構28を第二の軸に沿って第一の位置から第二の軸に沿って第二の位置にまず移動するように構成されてもよい。次に、第二のエネルギー機構28が第二の軸に沿って第二の位置にあると、並進運動システム32は、第二のエネルギー機構28を第一の軸に沿って第一の位置から第一の軸に沿って第二の位置に移動させ得る。反対に、第二のエネルギー機構28が第二の位置から第一の位置に移動するとき、並進運動システム32は、第一の軸に沿って第二の位置から第一の軸に沿って第一の位置に、第二のエネルギー機構28をまず移動するように構成されてもよい。次に、第二のエネルギー機構28が第一の軸に沿って第一の位置にあると、並進運動システム32は、第二のエネルギー機構28を第二の軸に沿って第二の位置から第二の軸に沿って第一の位置へ移動させ得る。
【0024】
他の意図された実施形態では、第一の位置と第二の位置との間の第二のエネルギー機構28の移動は、少なくとも部分的に同時に発生してもよい。例えば、並進運動システム32は、第二のエネルギー機構28を第一の軸に沿って第一の位置と第一の軸に沿って第二の位置との間、および第二の軸に沿って第一の位置と第二の軸に沿って第二の位置との間で少なくとも部分的に同時に移動するように構成されてもよい。
【0025】
一部の意図された実施形態では、並進運動システム32は、移動の一部分が同時に発生するように、第二のエネルギー機構28を第一の軸に沿って第一の位置から、および第二の軸に沿って第第一の位置から、第一の軸にそって第二の位置におよび第二の軸に沿って第二の位置に向かって移動するように構成され得る。これらの意図された実施形態の一部では、第二のエネルギー機構28は、第二のエネルギー機構28が第二の軸に沿って第二の位置に到着する前に、第一の軸に沿って第二の位置に到着してもよい。しかしながら、これらの意図された他の実施形態では、第二のエネルギー機構28は、第二のエネルギー機構28が第一の軸に沿って第二の位置に到着する前に、第二の軸に沿って第二の位置に到着してもよい。
【0026】
さらなる意図された実施形態では、並進運動システム32は、移動の一部分が同時に発生するように、第二のエネルギー機構28を、第一の軸に沿って第二の位置から、および第二の軸に沿って第二の位置から第一の軸に沿って第一の位置に、および第二の軸に沿って第一の位置に向かって移動するように構成され得る。これらの意図された実施形態の一部では、第二のエネルギー機構28は、第一の軸に沿って第二の位置から第一の軸に沿って第一の位置に向かって移動し始める前に、第二の軸に沿って第二の位置から第二の軸に沿って第一の位置に向かって移動し始めてもよい。しかしながら、第二の位置から第一の位置への第二のエネルギー機構28の移動の少なくとも一部分は、第二の軸に沿って第二の位置から、第二の軸に沿って第一の位置に向かって、および第一の軸に沿って第二の位置から、第一の軸に沿って第一の位置に向かう第二のエネルギー機構28の同時移動を含み得る。
【0027】
これらの企図された他の実施形態では、第二のエネルギー機構28は、第二の軸に沿って第二の位置から第二の軸に沿って第一の位置に向かって移動し始める前に、第一の軸に沿って第二の位置から第一の軸に沿って第一の位置に向かって移動し始めてもよい。こうした実施形態では、第二の位置から第一の位置への第二のエネルギー機構28の移動の少なくとも一部分は、第一の軸に沿って第二の位置から第一の軸に沿って第一の位置に向かって、および第二の軸に沿って第二の位置から第二の軸に沿って第一の位置に向かう第二のエネルギー機構28の同時移動を含み得る。
【0028】
さらにさらなる実施形態では、並進運動システム32は、第二のエネルギー機構28の移動が同時に開始および/または停止するように、第一の位置と第二の位置との間で第二のエネルギー機構28を移動するように構成され得る。例えば、並進運動システム32は、第二のエネルギー機構28が第一の軸に沿って第二の位置および第二の軸に沿って第二の位置に同時に到着するように、第二のエネルギー機構28を第一の位置から第二の位置に移動するように構成され得る。他の意図された実施形態では、並進運動システム32は、第二のエネルギー機構28が第一の軸および第二の軸の両方に沿って同時に移動を始めるように、第二のエネルギー機構28を第二の位置から第一の位置に移動するように構成され得る。
【0029】
第二の位置にある時、第二のエネルギー機構28および第一のエネルギー機構26は、概して、ウェブ14にエネルギーを提供するように構成され、それによって、ウェブ14に接合パターンを形成する。第二の位置にある時、第二のエネルギー機構28は、第一のエネルギー機構26と締り嵌めを有するように構成されてもよい。しかしながら、他の実施形態では、第二のエネルギー機構28は、第一のエネルギー機構26に対して圧力を加えるように構成され得る。さらにさらなる実施形態では、第二のエネルギー機構28は、第二のエネルギー機構28が第二の位置にある時に、第二のエネルギー機構28と第一のエネルギー機構26との間にギャップ56があるように構成されてもよい。第二のエネルギー機構28と第一のエネルギー機構26との間のこうした間隔の明細は、第一のエネルギー機構26に供給されるエネルギーの量、ウェブ14への所望のエネルギー伝達、ウェブ14の特性、およびさらに他の多くの要因に従ってなど、いくつかの要因に従って設定されてもよい。
【0030】
一部の実施形態によれば、本開示のエネルギー機構アセンブリは、第二のエネルギー機構28が第一のエネルギー機構26に近接している間、第一のエネルギー機構26に対する第二のエネルギー機構28の全移動中にエネルギーがウェブ14に提供され得るように、連続的に第一のエネルギー機構26にエネルギーを提供するように構成されてもよい。しかしながら、他の実施形態では、本開示のエネルギー機構アセンブリは、第二のエネルギー機構28が第一のエネルギー機構26に近接する間で、第二のエネルギー機構28が第一のエネルギー機構26から離れて配置されていない間に、エネルギーが第一のエネルギー機構26に提供されるように断続的に第一のエネルギー機構26にエネルギーを提供するように構成されてもよい。
【0031】
任意の実施形態では、エネルギー機構アセンブリおよび並進運動システム32は、本明細書では接合長さ58と称される場合がある、第二のエネルギー機構28がウェブ14と接触している間、第一の長さ58だけ第二の軸に沿って移動するように構成されてもよい。接合形成中の第二の軸に沿ったこのような移動は、形成された接合パターンの結合強度の増加をもたらすことが見出された。上述のように、並進運動システム32が、第一の軸に沿って同時に移動するか、または第一の軸に沿って移動が開始もしくは停止する前あるいは後に移動する間、第二の軸に沿って、第一の位置から第二の位置へ移動するか、または第二の位置から第一の位置へ移動する、このような移動を達成するように構成され得る、いくつかの異なる様式がある。第二のエネルギー機構28は、接合長さ58だけ移動すると本明細書に記載されるが、他の実施形態では、第一のエネルギー機構26が、接合長さ58だけ移動するように構成され得ることが理解されるべきである。例えば、第二のエネルギー機構28が第二の位置に、または少なくとも第二の位置に近い位置にあると、第一のエネルギー機構26は、第二の軸に沿って一定の長さだけ移動するように構成されてもよく、第一のエネルギー機構26の移動の長さは、接合長さ58とみなされてもよい。
【0032】
第二のエネルギー機構28がウェブ14と接触している間に、第二の軸に沿って第二のエネルギー機構28のこうした動きを提供することは、a)第二のエネルギー機構28がウェブ14と接触している間に第二の軸に沿って移動しない場合に形成された結合パターン、およびb)第二のエネルギー機構28が、ウェブ14と接触している間に第二の軸に沿って移動せず、形成された接合の領域が同等である場合に形成された接合パターン、の両方と比較して、比較的増加した接合強度を有する結合パターンを形成することができることが見出された。すなわち、ウェブ14と接触している間に第二のエネルギー機構28が第二の軸に沿って移動する接合を形成することは、同等の接合された領域を有するが、ウェブ14と接触している間に第二のエネルギー機構28が第二の軸に沿って移動しない場合に形成された接合パターンと比較しても、優れた接合強度を有する接合パターンを生成することが見出されている。理論に拘束されるものではないが、ウェブ14と接触している間の第二の軸に沿った移動は、ウェブ14を含む材料の繊維の一部をより良好にからませ、それによってその全体的な接合強度を向上させることができると考えられる。
【0033】
本開示のエネルギー機構アセンブリが超音波エネルギーアセンブリを含む場合、こうしたアセンブリは、第一のエネルギー機構26および第二のエネルギー機構28を一緒にまとめて、標的力の測定基準を達成して、エネルギーが第一のエネルギー機構26に供給されている間に接合を形成するように構成され得る。こうしたエネルギー機構アセンブリは、例えば、第一のエネルギー機構26と第二のエネルギー機構28との間に配置される、および/または第一のエネルギー機構26と第二のエネルギー機構28を一緒にする機構の一部に結合される、一つ以上のセンサを追加的に備えてもよい。これらの一つ以上のセンサからの情報を使用して、力の測定基準を決定してもよく、この判定された力は、目標力値と比較されてもよい。特定の目標力値は、特定のエネルギー機構アセンブリセットアップ、ウェブ14を含む特定の材料、形成される特定の接合パターンなどのいくつかの要因に応じて、異なる状況下で異なって設定され得る。理論に拘束されるものではないが、接合形成は、判定された力値が上昇し始めた後のある時点で開始すると考えられる。しかしながら、接合形成は、判定された力値が目標力値の100%に達する前に開始されると考えられる。
【0034】
この理解および理論に基づいて、例えば、少なくとも判定された力値がゼロを超えた後に、接合形成中に接合長さ58だけ第二の軸に沿って第二のエネルギー機構28の移動が発生することが望ましい。本開示の一部の実施形態によれば、接合長さ58は、判定された力値が目標力値の50%以上である間、第二の軸に沿ったエネルギー機構28の移動の長さと判定され得る。判定された力値が、目標力値の50%以上である間、第二のエネルギー機構28が、第二の軸に沿って、第二上の第二の位置に向かう方向、および第二上の第二の位置から離れる方向の両方に移動する実施形態では、接合長さ58は、判定された力値が、目標力値の50%以上である、第二の軸に沿って第二の位置に向かう方向、および第二の位置から離れる方向の両方における、第二の軸に沿った第二のエネルギー機構28の移動の長さの総和であってよい。
【0035】
判定された力値が目標力値の50%から100%に増加している間に第二の軸に沿った移動の全体が発生するか、または判定された力値が目標力値の100%から50%に減少している間に第二の軸に沿った移動の全体が発生する実施形態では、接合長さ58は、0.75mm~5mm、またはより好ましくは1.5mm~4mmであってもよい。接合長さ58が大きすぎないこと、またはこの接合方法は、接合の代わりにウェブ14に開口を生成し得ることが重要である。これらの実施形態における接合長さ58は、接合形成ではなく開口形成を防止するために概して8mm未満であってもよく、他の実施形態では7mm未満であってもよいと考えられる。
【0036】
判定された力値が目標力値の50%から100%に増加する間(例えば、第二の軸に沿って第二の位置に向かって移動するとき)、第二のエネルギー機構28は第二の軸に沿って移動し、判定された力値が、目標力値の100%から50%に減少する間(例えば、第二の軸に沿って第二の位置から離れて移動する時)、第二のエネルギー機構28が第二の軸に沿って移動する実施形態では、接合長さ58は、1mm~8mmとすることができ、またはより好ましくは、2mm~6mmとすることができる。接合長さ58が大きすぎないこと、またはこの接合方法は、接合の代わりにウェブ14に開口を生成し得ることが重要である。これらの実施形態の接合長さ58は、接合形成ではなく開口形成を防止するために一般的に12mm未満、または他の実施形態では10mm未満であってもよいと考えられる。
【0037】
しかしながら、さらにさらなる実施形態では、接合長さ58は、判定された力値が、目標力値のほぼ100%に等しい間、第二の軸に沿ったエネルギー機構28の総移動量であってもよい。こうした実施形態では、有用な接合長さ58は、0.5mm~4mm、またはより好ましくは1mm~3mmであってもよい。これらの実施形態の接合長さ58は、接合形成ではなく開口形成を防止するために、概して6mm未満であってもよいと考えられる。これらの実施形態による一特定の例では、約2.3mmの接合長さ58を使用した。この方法によって、および図4の例示的な接合要素62を使用して作製される図6に示されるパターン65bなどの接合パターンは、接合長さ58がゼロであった図4の例示的な接合要素62によって作製される接合パターン65aよりもおよそ7.4%大きい接合強度を有することが見出された。
【0038】
図4は、例示的な第二のエネルギー機構28を示す。典型的には、第二のエネルギー機構28は、図4に示すように、表面から突出する複数の接合要素62を含む比較的平坦な表面を備え得る。接合要素62の各々は、動作中に第一のエネルギー機構26に面するように構成された表面61を一般的に有し、接合要素62の各々の表面61は、例えば、表面61の周囲によって形成される、表面形状63を一般的に画定する。図4の例では、接合要素62は、その表面61が各々、概ね円形の表面形状63を画定するピンとして示されている。集合的に、接合要素62の表面形状63は、パターン64を画定する。接合要素62は、第一のエネルギー機構26と相互作用し、第一のエネルギー機構26によって供給されるエネルギーと併せて、一つ以上の接合66を形成する。一つ以上の接合66は、接合要素62のパターン64に対応する、一つの例示的な接合パターンは、図5に示すパターン65である、接合パターンを集合的に形成する。
【0039】
第二のエネルギー機構28は、接合形成中に接合長さ58だけ第二の軸に沿って移動する、本開示の態様によれば、第二のエネルギー機構28の移動は、その接合要素の接合面の移動をもたらし、その結果、接触した接合面の通過跡の領域に対応する歪んだ形状68を有する接合66を生成する。図5は、接合長さがゼロであった接合プロセスで使用される、図4に示す第二のエネルギー機構28の一部分によって形成される接合66を含む、例示的な接合パターン65aを示す。見ることができるように、接合66の形状は、接合要素62の表面形状63に厳密に対応する。対照的に、図6は、接合66を含む例示的な接合パターン65bを示す。こうした接合パターン65bは、接合長さ58がゼロよりも大きかった接合プロセスで使用される、図4の第二のエネルギー機構28の一部分によって形成され得る。
【0040】
見ることができるように、接合パターン65bの接合66は、歪んだ形状68を含む。こうした歪んだ形状68は、接合要素62の表面形状63に概ね対応するが、表面形状63とは異なる。図4の例では、接合要素62は円形表面形状63を有し、結果として生じるパターン65bの歪んだ形状68は、ほぼ楕円形状であってもよい。ただし、必ずしも形成された接合66が明確に識別可能な形状を有し得るわけではない。形成された接合66の特定の歪んだ形状68は、接合要素62の特定の表面形状63、ならびに接合プロセス中に接合66がどのように正確に形成されるかによって異なっていてもよいことが理解されるべきである。こうした歪んだ形状68の多くは、任意の種類の周知の形状用語によって説明を拒み得るが、一般的に、例えば、少なくとも第二の軸に沿って、ウェブ14の平面の表面形状63を並進させることによって達成される。
【0041】
接合パターン65bの接合66は、接合66を形成するために使用される接合要素62の対応する表面形状63よりも大きな接合領域を有することが理解されるべきである。例えば、図6に示す接合66は、接合長さが約2.3mmであり、図4に示す第二のエネルギー機構を利用した接合プロセス中に形成された接合66を表し、対応する接合要素62(図4)の表面領域より広い領域を有することを見ることができる。接合66を形成するために使用される接合要素62の表面形状63の領域に対する接合66のより大きな接合領域は、接合長さ58がゼロである場合、例えば、第二のエネルギー機構28がウェブ14に接触した後に第二の軸に沿った第二のエネルギー機構28の移動がない場合に形成された接合パターン65aよりも大きな強度を有する接合パターン65bを提供する。上述のように、パターン65bの接合66の接合強度は、接合長さ58がゼロであるプロセスによって形成された接合66と同等の領域を有する接合よりも強くてもよい。本明細書に記載の方法は、接合要素62の表面形状63のより大きな領域が、接合66を形成することができるように、第一のエネルギー機構26に供給される相対的により多くのエネルギーを必要とするときに、さらに有利である。したがって、本開示の方法は、第一のエネルギー機構26に供給される相対的に少ない量のエネルギーで、ならびに改善された接合強度を有する相対的により大きな接合66の形成を可能にする。
【0042】
接合66の歪んだ形状68は、合計接合面積を有するとみなされ得るが、接合を形成するために使用される接合要素62の表面形状63は、接合要素の接合面領域の総面積を有するとみなされ得る。図6で明らかであるように、歪んだ形状68の合計接合面積は、接合要素62の接合面領域の総面積よりも大きい。本開示のいくつかの態様によれば、記載した技術は、歪んだ形状68の合計接合面積が、接合要素62の接合面領域の総面積よりも少なくとも10%大きい例を達成できる。本開示のさらなる態様によれば、記載した技術は、歪んだ形状68の合計接合面積が、接合要素62の接合面領域の総面積よりも少なくとも15%大きい例を達成できる。本開示のさらにさらなる態様によれば、記載した技術は、歪んだ形状68の合計接合面積が、接合要素62の接合面領域の総面積よりも少なくとも20%大きい、少なくとも30%大きい、少なくとも40%大きい、少なくとも50%大きい、または少なくとも60%大きい例を達成することができる。
【0043】
当然のことながら、任意の適切な機構を使用して、第一の位置から第一の軸および第二の軸の両方に沿って第二の位置へ第二のエネルギー機構28を移動し、ウェブ14に接触した後に第一の長さ58だけ第二のエネルギー機構28をさらに移動してもよい。本開示では、図1~3は、回転ドラム12を含む装置10などの装置での使用に適し得る第二のエネルギー機構28のこの特定の動きを提供するための、一つの例示的な機構、並進運動システム32を示す。しかしながら、移動機構のこの例示的な実施形態は、第二のエネルギー機構28の具体的に記載される動きを達成する方法に関して、いかなる方法でも本開示を制限するものと解釈されるべきではない。例示的な並進運動システム32のさらなる詳細を以下に提供する。
【0044】
図2および3A、3Bに最もよく例証されるように、並進運動システム32は、例えば、軸方向27および半径方向29の両方に、第一の位置と第二の位置との間で第二のエネルギー機構28を移動するように構成され得る。並進運動システム32は、第二のエネルギー機構28を、軸方向27および半径方向29で移動させるようさまざまな方法で構成できるが、一つの好ましい実施形態が本明細書の図に図示されており、以下に説明されていることが意図されている。
【0045】
一つの好ましい実施形態では、並進運動システム32は、図2に概略的に図示される、リブ35を有する第一の駆動側カムおよび少なくとも一つのカムフォロア36を含み得る。カムフォロア36は、第一の駆動側カムのリブ35によって提供される経路38を移動するように構成され得る。図示するように、好ましい実施形態では、第一の駆動側カムはリブカムであり、従って、経路38は、第一の駆動側カムを取り囲むリブ35によって提供されることを含む。しかし、第一の駆動側カムは、バレルカムなどであるが、これに限定されない、その他のタイプのカムの形態であり得ることが意図されている。
【0046】
並進運動システム32はまた、そり40を含むことができる。図2に概略的に示すように、そり40は、コネクタフレーム37を通してカムフォロア36に結合されてもよく、また第二のエネルギー機構28に結合され得る。リブ35は、その円周位置に応じて軸方向位置に変化する経路38を提供し、従って、第二のエネルギー機構28の軸方向移動を提供することを助けることができる。図2に示すように、そり40は、ハウジング(図2の概略図には図示されない)上に取り付けられたレール41に沿って軸方向に移動するように構成され得る。
【0047】
並進運動システム32はさらに、第二の駆動側カム44(図2に概略的に示す)を含み得る。並進運動システム32はまた、第二のカムフォロア45およびそり40に結合できる第一の接続リンク42を含むことができる。第二のカムフォロア45は、第二の駆動側カム44によって提供される経路に沿って追従することができる。並進運動システム32はまた、第一の接続リンク42に結合され得る第二の接続リンク46を含むことができる。並進運動システム32は、フレーム50に結合されることによって、第二の接続リンク46と第二のエネルギー機構28に結合され得る第三の接続リンク48をさらに含み得る。以下にさらに説明されるように、第二の接続リンク46は、第一のピボット点P1を旋回するように構成され得る、および第三の接続リンク48は、第二のピボット点P2を旋回するように構成され得る。フレーム50は、そり40に取り付けられたレール52をスライドさせて、第二のエネルギー機構28の半径方向の移動を提供するように構成され得る。
【0048】
並進運動システム32はまた、アクチュエータ54を含むことができる。図2に示すように、アクチュエータ54は、第一の接続リンク42および第二の接続リンク46に結合され、第二のエネルギー機構を第一の位置(図3Aに示す)および第二の位置(図3Bに示す)との間で移動するように選択的に伸縮可能であってよい。第二のエネルギー機構28が第二の位置にある時、アクチュエータ54は拡張され、第一の接続リンク42と第二の接続リンク46との間の所望の角度αを維持することができる。第二の位置から第一の位置へ移動する間、アクチュエータ54は、その長さが縮小されて、第一のピボット点P1の周りで第二の接続リンク46を旋回し、第二の接続リンク46と第三の接続リンク48との間の第二のピボット点P2の周りで第三の接続リンク48を旋回して、第二のエネルギー機構28を半径方向29に上昇するのを支援して、第二のエネルギー機構28を第二の位置から第一の位置(図3Aに示す)に移動することができる。第一の位置にある間、アクチュエータ54は収縮され、角度βは角度αよりも小さい、第一の接続リンク42と第二の接続リンク46との間の角度βを維持する。
【0049】
実施形態
実施形態1:
第一の実施形態では、エネルギーを品目に提供する方法は、品目をエネルギー機構アセンブリであって、エネルギー機構アセンブリが、第一のエネルギー機構および第二のエネルギー機構であって、第一のエネルギー機構ならびに平面および平面から延びる複数の接合要素を備える第二のエネルギー機構のうちの少なくとも一方と、第二のエネルギー機構に結合され、第一の位置と第二の位置との間で第二のエネルギー機構を移動するように構成された並進運動システムであって、並進運動システムが、第二のエネルギー機構を、第一の位置と第二の位置との間で、少なくとも第一の軸と第二の軸に沿って移動するようにさらに構成される、並進運動システムと、を備える、エネルギー機構アセンブリに近接して位置付けることを含み得る。方法は、品目が第一のエネルギー機構と第二のエネルギー機構との間に配置される間、第一の軸は品目に対して実質的に垂直に配向され、第二の軸は第一の軸に対して実質的に垂直に配向される、品目を第一のエネルギー機構と第二のエネルギー機構との間に位置付けることと、第二のエネルギー機構を、第一の位置から第二の位置に、品目を第一のエネルギー機構と第二のエネルギー機構との間に配置して、並進運動システムにより移動することと、第二のエネルギー機構を、第二のエネルギー機構が品目と接触している間、第一の長さだけ第二の軸に沿って、並進運動システムにより移動することと、第二のエネルギー機構が品目に接触する間、エネルギー機構アセンブリに少なくとも品目へのエネルギーを提供することとをさらに含み得る。
実施形態2:
第二の軸は、品目の平面と実質的に平行であってもよい、実施形態1に記載の方法。
実施形態3:
第二のエネルギー機構が、第一の位置にある時に第一の軸に沿った第一の位置と第二の軸に沿った第一の位置と、第二の位置にある時に第一の軸に沿った第二の位置と、第二の軸に沿った第二の位置とを有し、第一の長さだけ第二の軸に沿った第二のエネルギー機構の移動が、第二のエネルギー機構が第一の軸に沿った第二の位置にある後に発生し得る、実施形態1または2に記載の方法。
【0050】
実施形態4:
第二のエネルギー機構が、第一の位置にあるとき、第一の軸に沿った第一の位置と、第二の軸に沿った第一の位置とを有し、第二の位置にあるとき、第一の軸に沿った第二の位置と第二の軸に沿った第二の位置とを有し、第二のエネルギー機構が第一の軸に沿って第一の位置から第二の軸に沿って第二の位置へ移動している間に、第一の長さだけ第二の軸に沿った第二のエネルギー機構の移動の少なくとも一部分が発生し得る、実施形態1から3のいずれか一つに記載の方法。
【0051】
実施形態5:
第二のエネルギー機構が、第一の位置にあるとき、第一の軸に沿った第一の位置と、第二の軸に沿った第一の位置を有し、第二の位置にあるとき、第一の軸に沿った第二の位置と第二の軸に沿った第二の位置とを有し、第二のエネルギー機構が第一の軸に沿って第二の位置から第一の軸に沿って第一の位置へ移動している間に、第一の長さだけ第二の軸に沿った第二のエネルギー機構の移動の少なくとも一部分が発生し得る、実施形態1から4のいずれか一つに記載の方法。
実施形態6:
第一の長さだけの第二のエネルギー機構の移動は、第二の軸に沿って第一の位置から離れて延在する方向に発生し得る、実施形態1から5のいずれか一つに記載の方法。
実施形態7:
第一の長さだけの第二のエネルギー機構の移動は、第二の軸に沿って第一の位置から向かって延在する方向に発生し得る、実施形態1から6のいずれか一つに記載の方法。
実施形態8:
実施形態1から7のいずれか一つに記載の方法は、エネルギー機構アセンブリによって品目に加えられた力を測定することをさらに含み、第一の長さは、測定された加えられた力が目標力値の50%~100%である間、第二の軸に沿った第二のエネルギー機構の移動の長さの総和として決定され得る。
実施形態9:
第一の長さは、0.75mm~5mmであり得る、実施形態8に記載の方法。
実施形態10:
実施形態1~7のいずれか一つに記載の方法は、エネルギー機構アセンブリによって品目に加えられた力を測定することをさらに含み、第一の長さは、測定された加えられた力が目標力値のおよそ100%である間、第二の軸に沿った第二のエネルギー機構の移動の長さの総和として決定され得る。
実施形態11:
第一の長さは、0.5mm~4mmであり得る、実施形態10に記載の方法。
実施形態12:
材料を接合する方法は、エネルギー機構アセンブリに近接して品目を位置付けることであって、エネルギー機構アセンブリが、第一のエネルギー機構および第二のエネルギー機構であって、第一のエネルギー機構および第二のエネルギー機構のうちの少なくとも一方が、平面と平面から延在する複数の接合要素であって、複数の接合要素が接合面領域の総面積を有する、複数の接合要素とを備える、第一のエネルギー機構および第二のエネルギー機構、および第二のエネルギー機構に結合され、第一の位置と第二の位置との間で第二のエネルギー機構を移動するように構成された並進運動システムを備える、品目を位置付けることを含み得る。方法はさらに、第一のエネルギー機構と第二のエネルギー機構との間に品目を位置付けることと、並進運動システムにより第二のエネルギー機構を第一の位置から第二の位置に、品目を第一のエネルギー機構と第二のエネルギー機構との間に配置して移動することと、エネルギー機構アセンブリに、複数の接合を形成するため品目にエネルギーを提供することと、であって、複数の接合が、合計接合面積を有し、複数の接合の合計接合面積が、複数の接合面領域の総面積よりも少なくとも10%大きい、エネルギーを提供することと、を含み得る。
実施形態13:
複数の接合の合計接合面積が、複数の接合要素の接合面領域の総面積よりも少なくとも30%大きくてもよい、実施形態12に記載の方法。
実施形態14:
複数の接合の合計接合面積が、複数の接合要素の接合面領域の総面積よりも少なくとも40%大きくてもよい、実施形態12に記載の方法。
実施形態15:
並進運動システムが、少なくとも第一の軸および第二の軸に沿って第一の位置および第二の位置から第二のエネルギー機構を移動するようにさらに構成されてもよく、接合要素が品目と接触している間に、第二の軸に沿って移動の少なくとも一部が発生してもよい、実施形態12~14のいずれか一つに記載の方法。
実施形態16:
実施形態12~15のいずれか一つに記載の方法は、エネルギー機構アセンブリによって品目に加えられた力を測定することをさらに含み、並進運動システムは、少なくとも第一の軸および第二の軸に沿って第一の位置および第二の位置から第二のエネルギー機構軸を移動するようにさらに構成され、測定された加えられた力が目標力値の50%~100%の間、第二の軸に沿った移動の少なくとも一部が発生し得る。
実施形態17:
品目は、不織布材料の少なくとも二つの層を備えてもよく、接合は、不織布材料の少なくとも二つの層を一緒に接合する、実施形態12~16のいずれか一つに記載の方法。
実施形態18:
接合された材料は、複数の接合であって、複数の接合のそれぞれが歪んだ形状を有し、複数の接合がエネルギー機構アセンブリによって材料にエネルギーを与えることによって形成され、エネルギー機構アセンブリが、第一のエネルギー機構および第二のエネルギー機構であって、第一のエネルギー機構および第二のエネルギー機構のうちの少なくとも一方が、平面から延在する複数の接合要素を有する平面を備え、接合要素のそれぞれが表面形状を有する、第一のエネルギー機構および第二のエネルギー機構と、第二のエネルギー機構に結合され、第一の位置と第二の位置との間で第二のエネルギー機構を移動するように構成された並進運動システムであって、並進運動システムが、第二のエネルギー機構を、第一の位置および第二の位置から少なくとも第一の軸および第二の軸に沿って移動するようにさらに構成され、第二の軸が前記第一の軸に垂直である、並進運動システムと、を備える、複数の接合を備え得る。複数の接合のそれぞれの歪んだ形状は、接合要素のうちの一つの表面形状の歪んだ形状であってもよい。
実施形態19:
歪んだ形状は、接合された材料における接合の形成中に第二のエネルギー機構を第二の軸に沿って移動することによって形成され得る、実施形態18に記載の方法。
実施形態20:
複数の接合の歪んだ形状は、概して楕円形状であってもよい、実施形態17または18に記載の方法。
詳細な説明に引用されている全ての文書は、該当部分において、参照により本明細書に組み込まれる。いかなる文書の引用も、本発明に関して先行技術であることを承認するものとして解釈されるべきではない。本文書に記載された用語の任意の意味または定義が、参照により本明細書に組み込まれる文書のいずれかの意味または定義と矛盾する範囲において、本文書の用語に割り当てられた意味または定義を適用するものとする。
本発明の特定の実施形態が例示され、説明されてきたが、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、さまざまな他の変更および修正を行うことができることが当業者には明らかであろう。従って、本発明の範囲内であるそのような変更および修正全てを添付の請求項に網羅することが意図される。
図1
図2
図3A
図3B
図4
図5
図6