專利名稱：流水線生產(chǎn)一次性衛(wèi)生吸收產(chǎn)品的設(shè)備和方法以及由該設(shè)備和方法生產(chǎn)的產(chǎn)品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及生產(chǎn)由具有不同流體控制特性的熔融紡絲單絲形成的多層一次性衛(wèi)生吸收產(chǎn)品的設(shè)備和方法。本發(fā)明還涉及產(chǎn)品，如尿布、婦女護(hù)理用品以及其它一次性衛(wèi)生吸收產(chǎn)品。
背景技術(shù)：
用于制造一次性衛(wèi)生吸收產(chǎn)品如尿布、衛(wèi)生巾、成人失禁墊及類似物的設(shè)備通常指的是轉(zhuǎn)換器設(shè)備和轉(zhuǎn)換方法。轉(zhuǎn)換器設(shè)備將單個(gè)輥筒的原材料加工為產(chǎn)品。轉(zhuǎn)換器設(shè)備通常包括下面這些制造一次性衛(wèi)生吸收產(chǎn)品的工位(a)吸收芯層形成工位，包括被喂送濕漿卷原料如超吸收或非超吸收的纖維素材料的錘磨機(jī)。錘磨機(jī)將漿體纖維化，接著纖維化的漿體就形成鼓輪形或平板篩狀?？蛇x地，吸收芯層材料可以輥筒形狀被供應(yīng)。
(b)頂層工位提供頂層或覆蓋料層，包括無(wú)紡布如紡粘的聚丙烯。頂層從輥筒解開(kāi)并被施加于芯層。
(c)底層工位提供不透水的底片如聚乙烯膜。底層從輥筒解開(kāi)并施加于頂層/芯層復(fù)合體。底層鄰近芯層以形成頂層/芯層/底層復(fù)合體。
與現(xiàn)有的轉(zhuǎn)換器設(shè)備共有的特征和方法在于它們只使用卷材或捆材以形成一次性衛(wèi)生吸收產(chǎn)品的各層。卷材被單獨(dú)制造為輥?zhàn)樱貏e是外置的，接著被傳送至使用位置。這些輥?zhàn)颖晦D(zhuǎn)換器設(shè)備加工以形成產(chǎn)品。
轉(zhuǎn)換器設(shè)備典型地包括需要巨大水平和垂直設(shè)備空間的大型復(fù)合層壓機(jī)。復(fù)合設(shè)備持續(xù)裝載卷材并需要經(jīng)常調(diào)試。此外，轉(zhuǎn)換器設(shè)備通常為單線輸出因此單元輸出與線速度直接成正比。因此，轉(zhuǎn)換器設(shè)備必須極高速運(yùn)行才能較為經(jīng)濟(jì)，例如700-1200ft./min.。
因?yàn)檗D(zhuǎn)換器設(shè)備僅處理已完成的卷材，就具有嚴(yán)重的操作缺陷。也就是說(shuō)，一旦安裝多個(gè)輥?zhàn)?，卷材自身的結(jié)構(gòu)、特性或尺寸無(wú)法改變。為生產(chǎn)不同類型的一次性衛(wèi)生吸收產(chǎn)品或同一類型但具有不同特性的一次性衛(wèi)生吸收產(chǎn)品，就必須關(guān)閉轉(zhuǎn)換器并且用新的輥?zhàn)哟娆F(xiàn)有的輥?zhàn)?。這就可能引起大量的現(xiàn)有卷材的廢棄。此外，在申請(qǐng)?zhí)岢龅焦?yīng)商交貨有很長(zhǎng)的交付周期，例如要改變輥?zhàn)拥慕Y(jié)構(gòu)、特性和/或尺寸。
美國(guó)申請(qǐng)US 6502615公開(kāi)了一種可省除一個(gè)或更多傳統(tǒng)卷材以形成一次性衛(wèi)生吸收產(chǎn)品的不同層的流水線操作。該申請(qǐng)的申請(qǐng)人為俄亥俄(Ohio)州韋斯特萊克(Westlake)的Nordson Corporation，在此引入該申請(qǐng)作為參考。盡管US 6502615做出了一些改進(jìn)，但還可做出其它有利的改進(jìn)，以利于產(chǎn)生商業(yè)上靈活且經(jīng)濟(jì)的流水線方法并可使一次性衛(wèi)生吸收產(chǎn)品的每一層的流體控制特性最優(yōu)化。特別地，優(yōu)選最好在使用壓延步驟時(shí)通過(guò)減少穿過(guò)產(chǎn)品的“z”方向(即，高度或厚度)發(fā)生的熱熔合面積來(lái)維持纖維或單絲矩陣。如圖1所示，壓延步驟使用輥?zhàn)訑D壓并粘合各個(gè)無(wú)紡層2、4、6的纖維或單絲以形成例如截頭錐形的凹陷2a、4a、6a。此外，當(dāng)層2、4、6使用壓延法被粘合在一起時(shí)，在整個(gè)層狀復(fù)合體上形成了額外的凹陷8a。貫穿所得到的復(fù)合體分布的每個(gè)凹陷2a、4a、6a、8a形成了重要的小型不透水區(qū)域2b、4b、6b、8b，阻礙了液體在層間和層內(nèi)的流動(dòng)。每層2、4、6和整個(gè)復(fù)合體典型地在其表面區(qū)域具有15-20％的不透水凹陷。當(dāng)設(shè)計(jì)一次性衛(wèi)生吸收產(chǎn)品使其具備適當(dāng)?shù)牧黧w分布控制能力時(shí)，區(qū)域2b，4b、6b、8b引起的顯著水流障礙變成了一種麻煩。例如，通過(guò)使用增加量的材料以產(chǎn)生足夠的毛細(xì)作用可典型地抵消壓延作業(yè)的影響。增加的材料導(dǎo)致花費(fèi)增多并且產(chǎn)品笨重。
因此，期望用流水線方法制造一次性衛(wèi)生吸收產(chǎn)品以解決這種缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的方法和設(shè)備涉及以流水線方法熔融加工人造樹(shù)脂如熱塑材料以形成一次性衛(wèi)生吸收產(chǎn)品。熔融加工可包括擠出膜或熔融紡絲如紡粘和/或熔吹。
在一個(gè)實(shí)施例中，形成一次性衛(wèi)生吸收產(chǎn)品的流水線系統(tǒng)包括底層形成工位，芯層形成工位，采集層形成工位和頂層形成工位。每個(gè)工位都包括至少包括一個(gè)排出單絲層或纖維的噴絲板的至少一個(gè)熔融紡絲設(shè)備。術(shù)語(yǔ)單絲和纖維在此處可以互換使用。底層形成工位的熔融噴絲板排出第一層單絲以形成基本不透水的底層。底層可包括多層或多片，例如觸感柔軟的最外層以及提供額外的液體阻斷特性的內(nèi)阻斷層，這樣每層或每片都需要單獨(dú)的熔融噴絲板。這種構(gòu)造提供的工位可為具有多個(gè)噴絲板的單個(gè)工位或改為使用多個(gè)工位。芯層形成工位包括第二熔融紡絲設(shè)備，包括排出第二層單絲以形成吸收芯層的噴絲板。采集層形成工位包括第三熔融紡絲設(shè)備，包括排出第三層單絲以形成流體采集層的噴絲板。頂層形成工位包括第四熔融紡絲設(shè)備，包括排出第四層單絲以形成透水頂層的噴絲板，術(shù)語(yǔ)“貫穿空氣粘合機(jī)”意味著這樣的粘合機(jī)1.向單絲導(dǎo)入能量，使至少單絲的一部分充分粘化以形成物理粘合；2.在至少單絲的一部分發(fā)粘時(shí)抽吸空氣穿過(guò)層，對(duì)單絲施壓并控制層的厚度或z-方向上的長(zhǎng)度；以及3.防止圖1所示的由壓延作業(yè)導(dǎo)致的防水凹陷。
在優(yōu)選實(shí)施例中通過(guò)加熱抽吸空氣將能量導(dǎo)向單絲。本領(lǐng)域技術(shù)人員可了解，可與抽吸空氣間隔開(kāi)來(lái)或同時(shí)使用加熱和/或其它形式的能量。加熱之外的能量形式包括但不局限于紅外線、紫外線、射頻、微波或其組合。貫穿空氣粘合機(jī)位于各個(gè)工位的下游并且接收以及熱粘合至少包括底層、芯層、采集層和頂層的單絲。這樣使用的貫穿空氣粘合機(jī)克服了與壓延各個(gè)層有關(guān)的問(wèn)題并且提供了單絲-單絲粘合同時(shí)保持并提供了通過(guò)更有效地使用毛細(xì)作用從而最優(yōu)化了層內(nèi)的流體控制特性。
在本發(fā)明的另一個(gè)流水線系統(tǒng)的實(shí)施例中，系統(tǒng)包括如第一個(gè)實(shí)施例所述的底層形成工位、芯層形成工位、采集層形成工位和頂層形成工位。但是，第一貫穿空氣粘合工位被定位為接收并熱粘合包括底層的單絲。第二貫穿空氣粘合工位被定位為接收并熱粘合芯層、采集層和頂層為復(fù)合結(jié)構(gòu)。另一個(gè)熔融加工工位，可為薄膜擠出機(jī)或其它一個(gè)或多個(gè)熔融噴絲板，被定位在底層工位的下游以形成液體阻斷層。在使用一個(gè)或多個(gè)額外的熔融噴絲板用于阻斷層時(shí)，可使用另一個(gè)貫穿空氣粘合機(jī)以粘合底層、阻斷層和復(fù)合層。在使用擠出機(jī)產(chǎn)生膜阻斷層時(shí)，或如果熔融紡絲阻斷層不能承受使用貫穿空氣粘合機(jī)的足量氣流時(shí)，優(yōu)選用粘合劑施加器來(lái)粘合膜層至熔融紡絲底層和復(fù)合結(jié)構(gòu)。
流水線系統(tǒng)優(yōu)選包括分別具有帶有各自的噴絲板的第五和第六熔融紡絲設(shè)備的第一和第二芯層形成工位，該噴絲板排出第五和第六層單絲以形成各個(gè)第一和第二芯密封層從而將芯層夾在其間。這樣，芯層可包括噴射或施加于芯層單絲上的超吸收材料。芯密封層被設(shè)計(jì)為在芯層內(nèi)包括超吸收材料。熔融噴絲板可根據(jù)所需的不同層結(jié)構(gòu)包括紡粘噴絲板和/或熔吹噴絲板。例如，底層可包括一個(gè)紡粘層和一個(gè)熔吹層，而采集層、芯層和頂層每個(gè)都包括紡粘單絲。此外，熔融噴絲板優(yōu)選包括多組分單絲生成噴絲板，例如雙組分噴絲板或產(chǎn)生由不同人工樹(shù)脂熱塑材料形成的單絲混合物的噴絲板。每個(gè)多組分單絲包括一段或多段相對(duì)較低熔點(diǎn)的人工樹(shù)脂和一段或多段相對(duì)較高熔點(diǎn)的人工樹(shù)脂。低熔點(diǎn)樹(shù)脂被暴露以與同一單絲和/或不同單絲上其它暴露的低熔點(diǎn)樹(shù)脂部分粘合。單絲也可或選擇地為部分由相對(duì)較低熔點(diǎn)的人工樹(shù)脂并且另一部分由相對(duì)較高熔點(diǎn)的人工樹(shù)脂形成的單絲?？蛇x地，一層或多層單絲可為此處所述的具有不同熔點(diǎn)的不同熱塑材料構(gòu)成的單絲，并且一層或多個(gè)其它層單絲可為此處所述的多組分單絲。實(shí)際上，根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的系統(tǒng)的每個(gè)工位可包括多個(gè)單絲和/或多組分單絲制造噴絲板。每種情形下，高熔點(diǎn)的人工樹(shù)脂結(jié)構(gòu)在穿過(guò)空氣粘合步驟期間和之后仍然完整，也就是說(shuō)，象單絲一樣完整，而低熔點(diǎn)樹(shù)脂至少部分熔化(即，充分軟化或粘化)以與交叉單絲或纖維粘合。
本發(fā)明還考慮了一次性衛(wèi)生吸收產(chǎn)品的流水線制造，主要涉及上述設(shè)備的使用方法，以及根據(jù)本發(fā)明的方法制造的產(chǎn)品和本發(fā)明的設(shè)備的使用。
本發(fā)明的一個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)——特別是與現(xiàn)有技術(shù)的壓延作業(yè)為基礎(chǔ)的方法相比——在于不透水區(qū)域被最小化或在必須通過(guò)毛細(xì)作用控制流體移動(dòng)的區(qū)域被省除。因?yàn)槊繉記](méi)有發(fā)生明顯的擠壓，所以得到的產(chǎn)品的厚度被更好地控制。此外，由于建立了單絲-單絲的粘合，許多特性如毛細(xì)作用、空隙容積和流體分布速率都得到了更有效的控制并且在最終產(chǎn)品中被最優(yōu)化。
根據(jù)下面對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的詳述并參照附圖，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)于本發(fā)明的其它的特性、優(yōu)點(diǎn)和目的將會(huì)得到更清晰的了解。


圖1為使用壓延作業(yè)形成的常規(guī)層狀復(fù)合無(wú)紡布的截面示意圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)流水線制造設(shè)備的示意圖；圖3A和3B為一個(gè)一次性衛(wèi)生吸收產(chǎn)品分別沿圖2中的直線3A-3A和3B-3B的截面示意圖，分別示出產(chǎn)品粘合前和粘合后的狀態(tài)；圖3C為粘合步驟前分別由不同材料形成的交叉單絲的透視圖；圖3D為圖3C所示的交叉單絲在貫穿空氣粘合步驟后粘合在一起的透視圖；
圖3E為在粘合步驟前交叉雙組分單絲的透視圖；圖3F為圖3E所示的交叉雙組分單絲在貫穿空氣粘合步驟后粘合在一起的透視圖；圖4為根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的另一個(gè)流水線制造設(shè)備的示意圖；圖5A和5B為由圖4所示的設(shè)備制造的另一個(gè)一次性衛(wèi)生吸收產(chǎn)品的截面示意圖，分別示出產(chǎn)品的粘合前和粘合后狀態(tài)；圖6為根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的又一個(gè)流水線制造設(shè)備的示意圖；圖7為可能在本發(fā)明的任一實(shí)施例中使用的貫穿空氣粘合機(jī)的截面示意圖；圖8為可與貫穿空氣粘合機(jī)一同使用以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明及其不同實(shí)施例的另一個(gè)鼓輪。
具體實(shí)施例方式
圖2示出一種流水線制造設(shè)備或系統(tǒng)10，包括可選一個(gè)附加噴絲板以產(chǎn)生阻斷單絲14的底層工位12、中心工位16、采集層工位18以及頂層工位20。在流水線步驟的終端，貫穿空氣粘合機(jī)22接收多層組分，如圖3A所示，并如圖3B所示將不同的層粘合在一起。為清楚顯示，圖3A所示的層被分離，但實(shí)際上這些層會(huì)以不同層在流水線步驟中放置的順序彼此疊加。每個(gè)工位12、16、18、20都包括至少一個(gè)熔融紡絲設(shè)備，例如一個(gè)或多個(gè)紡粘單元和/或一個(gè)或多個(gè)熔吹單元，以直接地將單絲堆積在移動(dòng)的收集器或傳送帶24上。優(yōu)選地，每個(gè)工位堆置多組分單絲、單絲或其組合物以形成多層復(fù)合材料，例如圖3B所示包括底層30、可能作為底層30的一部分形成的阻斷層32、芯層34、采集層36和頂層38。例如，單絲可以皮芯構(gòu)造形成，其中芯由聚丙烯形成并且皮由聚乙烯形成。其它類型的多組分截面構(gòu)造和材料的不同類型可根據(jù)具體應(yīng)用需要來(lái)選擇。如上所述，另一個(gè)選擇是使用由不同材料分別形成的單絲。某些層，例如在工位34形成的阻斷層32，可包括相對(duì)高熔點(diǎn)單一材料的單絲，這樣在制造過(guò)程中單絲之間只會(huì)發(fā)生薄弱的熱粘合。這是因?yàn)檫@些層不需要結(jié)構(gòu)一致性(即，抵抗層的單絲之間或相鄰層的單絲之間的切變的能力)。
每個(gè)層34、36、38通過(guò)在毛細(xì)結(jié)構(gòu)中傳遞液體以控制流體，同時(shí)層30和32優(yōu)選為可透氣(即，允許水汽的通過(guò))但不可透水的。例如，頂層38收集液體并在接觸皮膚的部分創(chuàng)造了舒適干爽的表面。采集層36以z-方向(即，穿過(guò)垂直于頂層38的產(chǎn)品厚度)移動(dòng)液體并且在基本垂直于z-方向的x-y方向分散液體。吸收層或芯層34保持該液體并可能包括不同的非熔融紡絲(即，非纖維化)纖維或非纖維材料以助于液體保持，包括但不局限于超吸收材料。為利于在芯層34內(nèi)保留超吸收材料，例如可使用帶有外層30、38之一或兩個(gè)的多層構(gòu)造，后者搭在芯層34側(cè)面上的面積更大。此外，這些最外層30、38可用比芯層34更細(xì)的單絲形成以減小任何超吸收材料從芯層34的偏移。底層30可提供一個(gè)障礙，防止從多層結(jié)構(gòu)中惱人的液體溢出。也就是說(shuō)，底層30基本為不透水的因此它至少能耐受700mm高度的水柱。在其它實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)額外的液體阻斷層32可與底層30結(jié)合。液體阻斷保護(hù)層的數(shù)量可根據(jù)具體需要來(lái)決定。例如，尿布可能需要耐受700mm高的水柱，而女性護(hù)理用品可能需要更小的阻斷能力。
優(yōu)選地，頂層38由約2-3單絲旦數(shù)(dpf)的單絲構(gòu)成。采集層36由約5.0-9.0dpf的單絲構(gòu)成。吸收芯層34由約1.3-9.0dpf的單絲構(gòu)成。阻斷層32內(nèi)的纖維優(yōu)選為熔吹的并且直徑在1.0-2.0微米之間。構(gòu)成底層30的纖維大約為1.30-2.0dpf。必須了解，不同工位/噴絲板的順序可以改變并且工位/噴絲板可根據(jù)制造產(chǎn)品的需要進(jìn)行添加。
圖3C和3D示出當(dāng)使用貫穿空氣粘合機(jī)和由具有不同熔點(diǎn)的材料形成的各個(gè)單絲時(shí)發(fā)生的單絲-單絲的粘合。例如，聚乙烯單絲37可與聚丙烯單絲39共同被使用。將單絲37、39加熱至足以輕微熔解聚乙烯單絲37但仍低于聚丙烯單絲39的熔點(diǎn)時(shí)，聚乙烯單絲37如圖3D粘合于聚乙烯單絲。聚乙烯單絲37還粘合于其它交叉聚乙烯單絲。聚丙烯單絲39仍然完好并且結(jié)構(gòu)堅(jiān)固。
圖3E和3F示出當(dāng)使用貫穿空氣粘合機(jī)和多組分單絲時(shí)發(fā)生的單絲-單絲的粘合，例如使用由具有不同熔點(diǎn)的材料形成的雙組分單絲。例如，單絲41、43可具有皮芯構(gòu)型，聚乙烯皮41a、43a圍繞著聚丙烯芯41b、43b。只要相對(duì)較低溫度的組分至少部分呈現(xiàn)熔解或部分熔解以使粘合發(fā)生，就可使用單絲的其它多組分類型。將單絲41、43在貫穿空氣粘合機(jī)中加熱至足以輕微熔解聚乙烯皮41a、43a但仍低于聚丙烯芯41b、43b的熔點(diǎn)時(shí)，聚乙烯皮41a、43a如圖3F彼此粘合。聚丙烯芯41b、43b仍然完好并且結(jié)構(gòu)堅(jiān)固。
例如貫穿空氣粘合機(jī)22被構(gòu)造將單絲加熱至大約270°同時(shí)以大約50cfm～500cfm的速率貫穿多層組分抽吸熱空氣。溫度和空氣流速可例如根據(jù)不同的參數(shù)而變化，如貫穿空氣粘合機(jī)內(nèi)的停留時(shí)間、貫穿空氣粘合機(jī)內(nèi)使用的鼓輪的表面積、單絲材料和粗度、層厚度或織物厚度等。在貫穿空氣粘合機(jī)步驟之后，多層復(fù)合產(chǎn)品可進(jìn)一步被加工，例如根據(jù)將要生產(chǎn)的產(chǎn)品進(jìn)行剪切步驟和其它制造步驟，如上面引用的美國(guó)專利申請(qǐng)US 6502615所述。
圖4示出涉及流水線步驟的本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例。在設(shè)備40中，沿移動(dòng)采集器或傳送帶42提供多個(gè)熔融紡絲工位，包括芯密封工位44、芯工位46、芯密封工位48、采集層工位50以及頂層工位52。與第一個(gè)實(shí)施例類似，每個(gè)熔融紡絲工位44、46、48、50、52可為一個(gè)或多個(gè)紡粘單元和/或熔吹單元。在頂層工位52的下游設(shè)有貫穿空氣粘合機(jī)56，將頂層、采集層、芯層和位于芯層兩側(cè)的兩個(gè)芯密封層的單絲熱粘合在一起，如下所述并大致與圖3C-3F聯(lián)系被描述。提供一個(gè)單獨(dú)的頂層形成工位60，貫穿空氣粘合機(jī)62位于其下游。可選在熔融加工工位64將隔膜層擠至底層上或象第一個(gè)實(shí)施例那樣，改為流水敷設(shè)阻斷纖維或單絲。因此，術(shù)語(yǔ)熔融工藝包括不同的熔融步驟，包括但不局限于擠出成膜和熔融紡絲。如果單獨(dú)的頂層和/或阻斷層纖維不足以實(shí)現(xiàn)流體密封，可使用多層結(jié)構(gòu)。如圖所示，可各個(gè)粘合工位54a、54b施用粘合劑，將阻斷膜粘合至從貫穿空氣粘合機(jī)56出來(lái)的底層和復(fù)合結(jié)構(gòu)。也可采用粘合劑之外的其它粘合方法。例如，在工位64形成的層可直接粘合于一個(gè)或兩個(gè)相鄰的層而不需任何粘合劑。當(dāng)阻斷纖維或單絲而非膜在工位64被敷設(shè)時(shí)，最終的復(fù)合產(chǎn)品68可通過(guò)第三個(gè)貫穿空氣粘合機(jī)(未示出)。這樣，粘合工位54a、54b就可被省除。
圖5A和5B示出完全由流水線擠壓工藝形成的最終的多層一次性衛(wèi)生吸收產(chǎn)品的構(gòu)造，包括頂層70、采集層72、芯密封層74、芯層76、芯密封層78、流體密封膜層80、底層82和粘合層84a、84b。形成這些層的單絲的不同粗度根據(jù)第一個(gè)實(shí)施例如上所述，額外的芯密封層74、78由大約1.5-2.0dpf的單絲形成。
圖6示出另一個(gè)流水線設(shè)備，將不同工位的位置顛倒設(shè)置。因此，頂層工位52在采集器或傳送帶42上敷設(shè)一層或多層。采集層工位50、芯密封工位、芯工位46和芯密封工位44分別位于多層工位52的下游，依次敷設(shè)額外的單絲層，包括流體采集層、芯層和芯層上下的芯密封層。工位形成的復(fù)合單絲層結(jié)構(gòu)被導(dǎo)入一個(gè)貫穿空氣粘合機(jī)62。在如前所述將復(fù)合結(jié)構(gòu)單絲粘合在一起的貫穿空氣粘合機(jī)62的下游，熔融加工工位在復(fù)合結(jié)構(gòu)上形成流體密封底層或底片以形成一次性衛(wèi)生吸收產(chǎn)品。因?yàn)樗谪灤┛諝庹澈蠙C(jī)的下游，該熔融加工工位例如可在從貫穿空氣粘合機(jī)62出來(lái)的復(fù)合結(jié)構(gòu)上僅擠出一個(gè)膜層以完成一次性衛(wèi)生吸收產(chǎn)品的制造。根據(jù)本發(fā)明形成的其它一次性衛(wèi)生吸收產(chǎn)品從公開(kāi)并示出的的流水線設(shè)備出來(lái)，可能經(jīng)歷其它工藝步驟，例如剪切和粘合工藝以及其根據(jù)產(chǎn)品需要添加附屬件的步驟。還要了解，不同的層可根據(jù)產(chǎn)品需要以不同順序敷設(shè)并且本發(fā)明的流水線工藝和設(shè)備構(gòu)造可包括單獨(dú)的傳送帶或采集器如圖2和6所示，或包括具有成切線進(jìn)入的一個(gè)或多個(gè)部件的線路，如圖4所示。
圖7示出前述實(shí)施例使用的貫穿空氣粘合機(jī)(22，56，62)類型的截面，但要了解，本發(fā)明也可使用其它不同的貫穿空氣粘合機(jī)類型。貫穿空氣粘合機(jī)(22，56，62)包括一個(gè)在其內(nèi)安裝有至少一個(gè)圓柱形鼓輪的外殼90(盡管示出一對(duì)圓柱形鼓輪92、94)。例如，鼓輪92、94緊貼放置并且繞平行軸旋轉(zhuǎn)。外殼內(nèi)部的空氣例如借助通過(guò)一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)管98被導(dǎo)入外殼90內(nèi)的熱空氣源96加熱。各個(gè)真空源100、101通過(guò)鼓輪外表面的孔92a、94a和各個(gè)導(dǎo)管102、104將空氣抽入鼓輪92、94。如果，例如需要不同的空氣流率因此需要對(duì)復(fù)合材料106的不同側(cè)面施加不同量壓力，真空源100、101可被設(shè)定為不同真空級(jí)別。這種觀點(diǎn)也適用于本發(fā)明的其它實(shí)施例。例如，需要對(duì)復(fù)合材料106的底層或底片施加更大的壓力以利于流體密封。也可使用其它調(diào)節(jié)進(jìn)入鼓輪92、94并穿過(guò)復(fù)合材料106的空氣流率的方式。要了解，可使用不同的空氣移動(dòng)裝置、使用正負(fù)空氣壓來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
由一層或多層擠出單絲構(gòu)成的復(fù)合無(wú)紡布106被導(dǎo)入各個(gè)輥筒108、110與一對(duì)鼓輪92、94之間，如圖所示。一對(duì)緩沖器93、95被分別置于鼓輪92、94內(nèi)以確保抽吸入鼓輪92、94內(nèi)的空氣大體穿過(guò)復(fù)合材料106。當(dāng)復(fù)合材料106通過(guò)鼓輪92、94時(shí)，熱空氣96被抽吸從而通過(guò)構(gòu)成復(fù)合材料106的單絲并因此如前所述加熱并粘合單絲。要了解，也可使用其它貫穿空氣粘合機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，只要它們普遍被構(gòu)造為引導(dǎo)熱空氣在任一方向通過(guò)復(fù)合材料106以實(shí)現(xiàn)必需量的單絲粘合。這樣的空氣移動(dòng)可在負(fù)或正壓力系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)。
不同的空氣流率或壓力和/或不同熱量或其它能量被導(dǎo)入復(fù)合無(wú)紡材料106的不同部分以利于在最終產(chǎn)品中形成所需特性。例如，在鼓輪92中被抽吸穿過(guò)復(fù)合材料一側(cè)的空氣流率異于在鼓輪94中被抽吸穿過(guò)復(fù)合材料106相反側(cè)的空氣流率。這就造成在復(fù)合材料106兩側(cè)的密度不同。類似地，貫穿空氣粘合機(jī)可被構(gòu)造為根據(jù)所需復(fù)合材料106的特性變換加熱空氣的溫度，或者更一般說(shuō)來(lái)，變換能量。例如，增加熱度可影響構(gòu)成單絲的聚合體的晶體結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致單絲卷曲增多，并因此導(dǎo)致復(fù)合材料106的厚度增加。增加熱度和降低熱度也相應(yīng)地增加和減少單絲之間的粘合點(diǎn)或粘合面積。
通常，使用本發(fā)明的貫穿空氣粘合機(jī)在單絲-單絲粘合過(guò)程中對(duì)每個(gè)單絲施加的壓力比使用傳統(tǒng)的壓延機(jī)輥筒施加的物理壓力更為均一。使用壓延機(jī)輥筒的情形下，壓力易于集中在與輥筒直接接觸的外層上。此外，壓延作業(yè)不能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品特性的選擇性調(diào)控，例如本發(fā)明的容積密度離散。
圖8示出一個(gè)改進(jìn)的鼓輪92’，可用于根據(jù)本發(fā)明的原理和實(shí)施例的貫穿空氣粘合機(jī)內(nèi)。同鼓輪92一樣，鼓輪92’包括孔92a，空氣通過(guò)這些孔被抽吸穿過(guò)復(fù)合材料106(圖7)從而進(jìn)入鼓輪92’，這和前述的鼓輪92基本相同。圖8示出的改進(jìn)再于添加了一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)孔區(qū)112、114、116、118。這些網(wǎng)孔區(qū)阻礙了所選區(qū)域的空氣流動(dòng)并且根據(jù)網(wǎng)材料的密度阻礙所需量的空氣流動(dòng)。因此，在復(fù)合材料106直接通過(guò)的被網(wǎng)孔材料112、114、116、118覆蓋的鼓輪92’上的區(qū)域，復(fù)合材料106的單絲上所受的氣流壓力較小。在這些經(jīng)歷較小壓力的區(qū)域的復(fù)合材料106將比直接通過(guò)具有較大氣流量的暴露孔92a的區(qū)域的復(fù)合材料106具有更大厚度(即，更小密度)。這樣的密度差異可通過(guò)在加工方向使用間隔的網(wǎng)孔區(qū)116、118或通過(guò)其它限制氣流的方法如更小孔92a，并在橫向加工方向上使用網(wǎng)孔區(qū)112、114，或使用其它限制氣流的方法完全圍繞鼓輪92’的周圍來(lái)實(shí)現(xiàn)。可選地，但未示出，網(wǎng)孔區(qū)112、114可為孔區(qū)92a，同時(shí)整個(gè)鼓輪92’的中部可被網(wǎng)孔材料覆蓋，或使用其它限制氣流的方法，使得復(fù)合材料106的中心區(qū)域比復(fù)合材料106的邊緣厚度更大(圖7)。要了解，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)要制造的產(chǎn)品的所需厚度特性使用其它多種不同方法。
本發(fā)明通過(guò)描述不同的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了說(shuō)明，這些實(shí)施例被示出某些細(xì)節(jié)，但申請(qǐng)人并沒(méi)有意圖用這些細(xì)節(jié)限制或以任何方式限定所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。其它優(yōu)點(diǎn)和改進(jìn)對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是非常明顯的。本發(fā)明的不同特征可單獨(dú)使用或根據(jù)使用者的需要和偏好進(jìn)行各種組合。這就是對(duì)于本發(fā)明的描述，以及實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的現(xiàn)有優(yōu)選實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種形成一次性衛(wèi)生吸收產(chǎn)品的流水線系統(tǒng)，包括底層形成工位，具有構(gòu)造成排出第一層單絲以形成基本不透液體的底層的第一熔融噴絲板；芯層形成工位，具有構(gòu)造成排出第二層單絲以形成吸收芯層的第二熔融噴絲板；采集層形成工位，具有構(gòu)造成排出第三層單絲以形成流體采集層的第三熔融噴絲板；頂層形成工位，具有構(gòu)造成排出第四層單絲以形成可滲透液體的頂層的第四熔融噴絲板；所述底層形成工位、芯層形成工位、采集層形成工位和頂層形成工位被安排為流水線作業(yè)，以制造出包括作為外層的底層和頂層以及位于外層之間作為內(nèi)層的吸收芯層和流體采集層的層狀結(jié)構(gòu)；以及貫穿空氣粘合機(jī)，構(gòu)造成接收并將包括底層、芯層、采集層和頂層的單絲熱粘合到一起以形成一次性衛(wèi)生吸收產(chǎn)品。
2.如權(quán)利要求1所述的流水線系統(tǒng)，還包括第一芯密封層工位，具有構(gòu)造成排出第五層單絲以形成第一芯密封層的第五熔融噴絲板；第二芯密封層形成工位，具有構(gòu)造成排出第六層單絲以形成第二芯密封層的第六熔融噴絲板；所述第一和第二芯密封層工位與所述芯形成工位流水線布置以在吸收芯層的相對(duì)側(cè)上排出第五和第六層單絲。
3.如權(quán)利要求1所述的流水線系統(tǒng)，還包括阻斷層形成工位，具有構(gòu)造成在底層和吸收芯層之間排出第五層單絲以形成流體阻斷層的第五熔融噴絲板。
4.如權(quán)利要求1所述的流水線系統(tǒng)，其中所述第一、第二、第三和第四熔融噴絲板還包括多組分噴絲板。
5.如權(quán)利要求1所述的流水線系統(tǒng)，其中每個(gè)所述第一、第二、第三和第四熔融噴絲板還包括構(gòu)造成同時(shí)排出具有不同熔點(diǎn)的不同熱塑材料的單絲的噴絲板。
6.如權(quán)利要求1所述的流水線系統(tǒng)，其中所述第一、第二、第三和第四熔融噴絲板之中至少一個(gè)還包括一個(gè)多組分噴絲板，并且所述第一、第二、第三和第四熔融噴絲板之中至少一個(gè)還包括構(gòu)造成同時(shí)排出具有不同熔點(diǎn)的不同熱塑材料的單絲的噴絲板。
7.如權(quán)利要求1所述的流水線系統(tǒng)，其中所述貫穿空氣粘合機(jī)還包括構(gòu)造成在相反方向中引導(dǎo)空氣穿過(guò)層狀結(jié)構(gòu)的獨(dú)立調(diào)節(jié)的第一和第二空氣移動(dòng)裝置。
8.如權(quán)利要求1所述的流水線系統(tǒng)，其中所述貫穿空氣粘合機(jī)被構(gòu)造為引導(dǎo)空氣以不同速率沿層狀結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度穿過(guò)層狀結(jié)構(gòu)。
9.如權(quán)利要求1所述的流水線系統(tǒng)，其中所述貫穿空氣粘合機(jī)被構(gòu)造為引導(dǎo)空氣以不同速率沿層狀結(jié)構(gòu)的寬度穿過(guò)層狀結(jié)構(gòu)。
10.一種形成一次性衛(wèi)生吸收產(chǎn)品的流水線系統(tǒng)，包括底層形成工位，具有構(gòu)造成排出第一層單絲以形成基本不透液體的底層的第一熔融噴絲板；第一貫穿空氣粘合機(jī)，構(gòu)造成接收并將包括底層的單絲熱粘合到一起，芯層形成工位，具有構(gòu)造成排出第二層單絲以形成吸收芯層的第二熔融噴絲板；采集層形成工位，具有構(gòu)造成排出第三層單絲以形成流體采集層的第三熔融噴絲板；頂層形成工位，具有構(gòu)造成排出第四層單絲以形成可滲透液體的頂層的第四熔融噴絲板；所述芯層形成工位、采集層形成工位和頂層形成工位被安排為流水線作業(yè)，以制造出包括位于吸收芯層和頂層之間的流體采集層的層狀結(jié)構(gòu)；第二貫穿空氣粘合機(jī)，構(gòu)造成接收并將芯層、采集層和頂層熱粘合為復(fù)合結(jié)構(gòu)，以及第三粘合工位，構(gòu)造成接收并將底層和復(fù)合結(jié)構(gòu)熱粘合到一起。
11.如權(quán)利要求10所述的流水線系統(tǒng)，還包括位于所述第一貫穿空氣粘合機(jī)下游、構(gòu)造成排出液體阻斷層以形成底層的一部分的熔融加工工位。
12.如權(quán)利要求11所述的流水線系統(tǒng)，其中所述第三粘合工位包括至少一個(gè)構(gòu)造成將粘合劑排出到液體阻斷層上以將液體阻斷層與復(fù)合結(jié)構(gòu)粘合的粘合劑分配器。
13.如權(quán)利要求10所述的流水線系統(tǒng)，其中所述熔融加工工位還包括薄膜擠出機(jī)。
14.如權(quán)利要求10所述的流水線系統(tǒng)，其中所述第一、第二、第三和第四熔融紡絲噴絲板還包括多組分噴絲板。
15.如權(quán)利要求10所述的流水線系統(tǒng)，其中每個(gè)所述第一、第二、第三和第四熔融噴絲板還包括構(gòu)造成同時(shí)排出具有不同熔點(diǎn)的不同熱塑材料的單絲的噴絲板。
16.如權(quán)利要求10所述的流水線系統(tǒng)，其中所述第一、第二、第三和第四熔融噴絲板中至少一個(gè)還包括多組分噴絲板，并且所述第一、第二、第三和第四熔融噴絲板中至少一個(gè)還包括構(gòu)造成同時(shí)排出具有不同熔點(diǎn)的不同熱塑材料的單絲的噴絲板。
17.如權(quán)利要求10所述的流水線系統(tǒng)，其中所述第一和第二貫穿空氣粘合機(jī)中至少一個(gè)還包括獨(dú)立調(diào)節(jié)的第一和第二空氣移動(dòng)裝置。
18.如權(quán)利要求10所述的流水線系統(tǒng)，其中所述的至少一個(gè)貫穿空氣粘合機(jī)被構(gòu)造成引導(dǎo)空氣以不同速率沿相應(yīng)的底層或復(fù)合結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度穿過(guò)。
19.如權(quán)利要求10所述的流水線系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)貫穿空氣粘合機(jī)被構(gòu)造成引導(dǎo)空氣以不同速率沿相應(yīng)的底層或復(fù)合結(jié)構(gòu)的寬度穿過(guò)。
20.一種流水線生產(chǎn)一次性衛(wèi)生吸收產(chǎn)品的方法，包括至少熔融紡絲一個(gè)第一層單絲至采集器上以形成基本不透液體的底層；至少熔融紡絲一個(gè)第二層單絲以形成吸收芯層；至少熔融紡絲一個(gè)第三層單絲以形成流體采集層；至少熔融紡絲一個(gè)第四層單絲以形成液體可透的頂層；對(duì)每層的至少一些單絲施加足以使之粘化的能量；以及通過(guò)引導(dǎo)空氣穿過(guò)底層、芯層、流體采集層和頂層的每一個(gè)將每層中單絲粘合到一起。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，還包括至少熔融紡絲一個(gè)第五層單絲以形成第一芯層密封層；至少熔融紡絲一個(gè)第六層單絲以形成第二芯層密封層；以及在將每層的單絲粘合在一起之前在第五和第六層之間將吸收芯層包起。
22.如權(quán)利要求20所述的方法，其中每個(gè)熔融紡絲步驟還包括熔融紡絲具有不同熔點(diǎn)的至少兩種不同熱塑材料并且熔點(diǎn)較低的材料被暴露，對(duì)單絲施加能量的步驟還包括加熱熔點(diǎn)較低的材料至足以使之粘化的溫度并與其它交叉單絲粘合，同時(shí)保持熔點(diǎn)較高的材料的溫度低于其熔點(diǎn)溫度。
23.如權(quán)利要求20所述的方法，其中每個(gè)熔融紡絲步驟還包括熔融紡絲具有不同熔點(diǎn)的至少兩種不同熱塑材料如多組分單絲并且熔點(diǎn)較低的材料被暴露，對(duì)單絲施加能量的步驟還包括加熱熔點(diǎn)較低的材料至足以使之粘化的溫度并與其它交叉單絲粘合，同時(shí)保持熔點(diǎn)較高的材料的溫度低于其熔點(diǎn)溫度。
24.如權(quán)利要求20所述的方法，其中每個(gè)熔融紡絲步驟還包括熔融紡絲具有不同熔點(diǎn)的至少兩種不同熱塑材料如部分由較低熔點(diǎn)材料構(gòu)成而另一部分由較高熔點(diǎn)材料構(gòu)成的單絲，對(duì)單絲施加能量的步驟還包括加熱熔點(diǎn)較低的材料至足以使之粘化的溫度并與其它交叉單絲粘合，同時(shí)保持熔點(diǎn)較高的材料的溫度低于其熔點(diǎn)溫度。
25.如權(quán)利要求20所述的方法，其中粘合單絲的步驟還包括以第一速率和第一方向引導(dǎo)空氣穿過(guò)底層、芯層、流體采集層和頂層；以及以第二速率和與所述第一方向相反的第二方向引導(dǎo)空氣穿過(guò)底層、芯層、流體采集層和頂層。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，其中第一和第二速率是不同的。
27.如權(quán)利要求20所述的方法，其中粘合單絲的步驟還包括引導(dǎo)空氣以不同速率沿底層、芯層、流體采集層和頂層的長(zhǎng)度穿過(guò)。
28.如權(quán)利要求20所述的方法，其中粘合單絲的步驟還包括引導(dǎo)空氣以不同速率沿底層、芯層、流體采集層和頂層的寬度穿過(guò)。
29.如權(quán)利要求20所述的方法，還包括對(duì)所述芯層添加非纖維吸收材料。
30.一種流水線生產(chǎn)一次性衛(wèi)生吸收產(chǎn)品的方法，包括至少熔融紡絲一個(gè)第一層單絲至采集器上以形成基本不透液體的底層；對(duì)第一層的至少第一部分單絲施加足以使第一部分單絲粘化的能量；抽吸空氣穿過(guò)底層以將至少第一部分單絲粘合到一起；至少熔融紡絲一個(gè)第二層單絲以形成吸收芯層；至少熔融紡絲一個(gè)第三層單絲以形成流體采集層；至少熔融紡絲一個(gè)第四層單絲以形成液體可透的頂層；對(duì)第二、第三和第四層的至少第二部分單絲施加足以使之粘化的能量；抽吸空氣穿過(guò)芯層、流體采集層和頂層以將芯層、流體采集層和頂層的單絲粘合為復(fù)合結(jié)構(gòu)；以及將底層粘合至復(fù)合結(jié)構(gòu)。
31.如權(quán)利要求30所述的方法，其中每個(gè)熔融紡絲步驟還包括熔融紡絲具有不同熔點(diǎn)的至少兩種不同熱塑材料并且熔點(diǎn)較低的材料被暴露，每個(gè)施加能量的步驟還包括加熱熔點(diǎn)較低的材料至足以使之粘化的溫度并與其它交叉單絲粘合，同時(shí)保持熔點(diǎn)較高的材料的溫度低于其熔點(diǎn)溫度。
32.如權(quán)利要求30所述的方法，其中每個(gè)熔融紡絲步驟還包括熔融紡絲具有不同熔點(diǎn)的至少兩種不同熱塑材料如多組分單絲并且熔點(diǎn)較低的材料被暴露，每個(gè)施加能量的步驟還包括加熱熔點(diǎn)較低的材料至足以使之粘化的溫度并與其它交叉單絲粘合，同時(shí)保持熔點(diǎn)較高的材料的溫度低于其熔點(diǎn)溫度。
33.如權(quán)利要求30所述的方法，其中每個(gè)熔融紡絲步驟還包括熔融紡絲具有不同熔點(diǎn)的至少兩種不同熱塑材料如部分由較低熔點(diǎn)材料構(gòu)成而另一部分由較高熔點(diǎn)材料構(gòu)成的單絲，每個(gè)施加能量的步驟還包括加熱熔點(diǎn)較低的材料至足以使之粘化的溫度并與其它交叉單絲粘合，同時(shí)保持熔點(diǎn)較高的材料的溫度低于其熔點(diǎn)溫度。
34.如權(quán)利要求30所述的方法，還包括將不透液體的薄膜擠出到底層上。
全文摘要
本發(fā)明涉及流水線熔融加工人造樹(shù)脂或樹(shù)脂如熱塑材料的方法、設(shè)備(10)以及一次性衛(wèi)生吸收產(chǎn)品。熔融加工工藝可為熔融紡絲工藝?yán)缂徴澈?或熔吹樹(shù)脂。在該工藝中使用一個(gè)或多個(gè)貫穿空氣粘合機(jī)(22)以提供不同層(30、32、34、26、38)纖維或單絲之間的粘合，同時(shí)保持一次性衛(wèi)生吸收產(chǎn)品內(nèi)的纖維或單絲的液體控制特性。其它熔融加工工藝，例如擠出成膜，也可用于形成一次性衛(wèi)生吸收產(chǎn)品中的一層或多層。
文檔編號(hào)D04H1/56GK101035492SQ200580034099
公開(kāi)日2007年9月12日 申請(qǐng)日期2005年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月9日
發(fā)明者拉凱利·L·本特利, 史蒂芬·D·貝爾納爾, 帕特里克·L·克拉內(nèi) 申請(qǐng)人:諾信公司