阅读说明：本技术 成形用于女性卫生的棉塞的方法 (Method of forming a tampon for feminine hygiene ) 是由 K·A·佩利 于 2015-11-11 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种形成成形的尺寸上稳定的棉塞的过程,该过程包括如下步骤：径向压缩棉塞坯料,以形成具有脱脂棉中间体直径和纵向轴线的尺寸上稳定的脱脂棉中间体；将脱脂棉中间体置于中空载体中,并且将脱脂棉中间体和中空载体插入模具中；经由支撑在容纳在中空载体内的脱脂棉中间体的端部上的冲头来促使脱脂棉中间体进入模具中,并且从模具抽出中空载体,以允许脱脂棉中间体的暴露端基本上填充模具并形成成形的尺寸上稳定的棉塞；从模具取出成形的尺寸上稳定的棉塞；以及将成形的尺寸上稳定的棉塞封装在适形于该棉塞的形状的初级包装件中。模具具有进入开口,中空载体可通过该进入开口抽出。(The present invention provides a process for forming a shaped, dimensionally stable tampon comprising the steps of: radially compressing the tampon blank to form a dimensionally stable intermediate pledget having an intermediate pledget diameter and a longitudinal axis; placing the intermediate absorbent cotton in a hollow carrier, and inserting the intermediate absorbent cotton and the hollow carrier into a mold; urging the intermediate pledget into the mold via a punch supported on an end of the intermediate pledget contained within the hollow carrier and withdrawing the hollow carrier from the mold to allow the exposed end of the intermediate pledget to substantially fill the mold and form a shaped, dimensionally stable tampon; removing the formed dimensionally stable tampon from the mold; and enclosing the shaped dimensionally stable tampon in a primary package that conforms to the shape of the tampon. The mould has an access opening through which the hollow carrier can be withdrawn.)

成形用于女性卫生的棉塞的方法

本申请是名称为“成形用于女性卫生的棉塞的方法”、申请日为2017年5月15日、进入中国的申请号为201580061860.9、国际申请日为2015年11月11日、国际申请号为PCT/US2015/060098的分案申请。

技术领域

本发明涉及用于成形具有非圆柱形的纤维棉塞的方法。

背景技术

用于个人卫生制品的单个吸收制品通过通常称为包装物或外包裹物的材料片而免受环境污染。具体地讲，棉塞使用包装物，其中每个棉塞都装在独立的初级包装件中，然后可以将大量的该初级包装件装入次级包装件(通常为盒子)中进行售卖。棉塞通常分为两种类型：涂药棉塞和手指棉塞。涂药棉塞基本上为容纳在施用器内的棉塞。施用器可为塑料或硬纸板并且可包括设计元件，诸如手指抓握部或花瓣部以便于***。

涂药棉塞的包装物通常是细长宽松的，并且凸缘或翅片密封在末端处，其中一端具有小切口或凹口，使用者可使用该切口或凹口以纵向方式撕开包装物。

手指棉塞基本上为被压缩的圆柱形物体并且可包括渐缩的***端。因为手指棉塞不容纳在施用器内，所以它们通常容纳在包装物内。手指棉塞的包装物通常是紧密配合的，通常围绕周边完全接触棉塞的外表面，并且抵靠棉塞在***端和抽出端密封。这种紧密包装可以帮助保持棉塞的形状并防止变形。

以前，包装物一直由透光型材料诸如塑料(例如聚丙烯)或赛璐玢制成。由于手指棉塞通常还包含吸收材料上的覆盖物，因此包括增滑剂或抗静电剂有时是必要的，以确保棉塞从包装物轻松取出并且在***期间包装物的部分不附着到棉塞。

多年来手指棉塞的包装物出现了许多问题。有时棉塞在压缩后“松驰”，并且由于紧密贴合而难以从包装物中取出。一些包装物材料实际上会粘在棉塞的外表面上，并且由于材料的相互作用而难以取出棉塞，从而导致使用者从棉塞撬开外包裹物。请参见例如WO2004/080362。其他时候，根据所选择的包装物材料，棉塞与包装物之间可能存在静电荷，从而导致在毁坏包装物密封并取出棉塞之后，包装物片附着到使用者的手指。

对手指棉塞的新改进包括成形棉塞的主体、改变沟槽，以及提供表面畸变诸如***或凹陷。制备这些类型的成形或图案化棉塞的方法通常涉及分体式模具腔，这允许在不破坏棉塞形状或表面的情况下从模具取出棉塞。对待通过手指***的成形棉塞来说，提供包装物以确保清洁可具有挑战。成形棉塞可能需要非圆柱形包装以维持其形状。

本发明提出了形成成形棉塞以及提供包装物的解决方案，该包装物提供清洁并在储存期间帮助维持棉塞的形状。

发明内容

出乎意料地，我们已发现提供成形的尺寸上稳定的棉塞的新方法，其中期望的最终棉塞形状具有垂直于纵向轴线的最大尺寸，该最大尺寸大于脱脂棉中间体的最大直径。在本发明的一个方面，形成成形的尺寸上稳定的棉塞的过程包括如下步骤：径向压缩棉塞坯料，以形成具有脱脂棉中间体直径和纵向轴线的尺寸上稳定的脱脂棉中间体；形成成形初级棉塞包装件，该包装件具有长度、第一封闭端、以及第二开口端；将脱脂棉中间体***成形初级棉塞包装件中，脱脂棉中间体的第一部分邻近成形初级棉塞包装件的第一扩大部分，并且脱脂棉中间体的第二部分邻近成形初级棉塞包装件的第二部分；展开脱脂棉中间体的第一部分以基本上填充成形初级棉塞包装件的第一扩大部分，以形成尺寸上稳定的棉塞；以及闭合成形初级棉塞包装件的第二开口端。

在本发明的另一方面，形成成形的尺寸上稳定的棉塞的过程包括如下步骤：径向压缩棉塞坯料，以形成具有脱脂棉中间体直径和纵向轴线的尺寸上稳定的脱脂棉中间体；将脱脂棉中间体置于中空载体中，并且将脱脂棉中间体和中空载体***模具中；经由支撑在容纳在中空载体内的脱脂棉中间体的端部上的冲头来促使脱脂棉中间体进入模具中，并从模具抽出中空载体，使得脱脂棉中间体的暴露端被迫抵靠模具，由此脱脂棉中间体上的轴向力提供从脱脂棉中间体的纵向轴线的径向伸展，以允许脱脂棉中间体的暴露端基本上填充模具并形成成形的尺寸上稳定的棉塞；从模具取出成形的尺寸上稳定的棉塞；以及将成形的尺寸上稳定的棉塞包封在适形于该棉塞的形状的初级包装件中。模具具有进入开口，中空载体可通过该进入开口抽出。

附图说明

图1为根据现有技术的棉塞的透视图。

图2为根据本发明的棉塞的透视图。

图3为根据本发明的一个实施方案的脱脂棉中间体的透视图。

图4为根据本发明的一个实施方案的初级棉塞包装件的侧视图。

图5A为在形成之前设置在成型芯轴上的初级棉塞包装件中间体的侧视图。

图5B为设置在图5A的成型芯轴上的初级棉塞包装件中间体的横截面。

图6A为包装件成型模具(横截面)中的成型芯轴上的初级棉塞包装件中间体的侧视图。

图6B为展开到包装件成型模具(横截面)中的成型芯轴上的图6A的初级棉塞包装件中间体的侧视图。

图7为图5-6的实施方案的初级棉塞包装件的侧视图。

图8为初级棉塞包装件、脱脂棉中间体、中空芯轴载体、以及在将组件置于棉塞成型模具中之前的冲头的组件的侧视图。

图9表示本发明的过程的步骤，并且是位于棉塞成型模具(横截面)中的图8的组件的侧视图，并且轴向力施加至棉塞的基部。

图10表示本发明的过程的步骤，并且为图8-9的组件以及形成于棉塞成型模具(横截面)中的成形的尺寸上稳定的棉塞的侧视图。

图11为在闭合其剩余开口端之前，形成于初级棉塞包装件中的成形的尺寸上稳定的棉塞的侧视图。

图12为图5-11的最终包装的成形产品的侧视图。

图13表示另选过程中的步骤，并且是位于棉塞成型模具(横截面)中的脱脂棉中间体、中空芯轴载体、以及冲头的组件的侧视图，并且轴向力施加至棉塞的基部。

图14表示图13的过程中的步骤，并且为图13的组件以及形成于棉塞成型模具(横截面)中的成形的尺寸上稳定的棉塞的侧视图。

图15A-C为另选棉塞形状的侧面图示。

图16A为另选棉塞形状的顶部平面图。

图16B为图16A的棉塞的侧正视图。

图16C为图16A-B的棉塞的端视图，示出了扩大部分的卵形横截面。

图17A为另选棉塞形状的顶部平面图。

图17B为图17A的棉塞的侧正视图。

图17C为图17A-B的棉塞的端视图，示出了扩大部分的卵形横截面。

具体实施方式

通过参考在附图中示出的本发明的实施方案，可以获得对上文简要概括的本发明的更具体描述。然而，应当注意到，附图仅示出了本发明的典型实施方案，因此，不应视为限制本发明的范围，本发明也容许其他等效的实施方案。

参见图1，根据现有技术用于女性卫生的径向压缩棉塞10为压缩纤维的基本上圆柱形主体20，其具有***端30和抽出端40，该抽出端具有从其延伸的抽出线50。此类棉塞具有足够的尺寸稳定性以允许***使用者的***，以便在不需要附加施用器的情况下吸收经液。这些棉塞通常被描述为手指棉塞并且可通过手指***(通过使用某人的手指，不用施用器)。通常，这些棉塞包括可渗透液体的外覆盖物60并且以产生多个基本上纵向延伸的沟槽70的方式被压缩，所述沟槽通过肋80隔开。沟槽可平行于中心纵向轴线对齐，如Friese等人的美国专利6,310,269中所述，围绕外表面螺旋地取向，如Schoelling的美国专利8,735,647中所述，或沿着产品长度以其它方式取向，诸如以下专利所述：Fung等人的美国专利8,460,262 B2；Kimball等人的美国专利8,827,975 B2和8,834,439 B2；以及Hysalma GmbH的欧洲专利1 459 720 B1。

我们已发现，将此类现有技术的棉塞转化成分销和销售给消费者的成形棉塞是可能的。具体地讲，我们已开发出将用于女性卫生的棉塞100成形到在其一端处具有扩大部分110的结构中的方法。根据本发明的此类棉塞100示于图2中。该棉塞具有压缩纤维的主体120，其具有***端130和抽出端140，该抽出端具有从其延伸的抽出线150。同样，该棉塞具有足够的尺寸稳定性，以允许通过手指***使用者的***中。此类棉塞通过下述过程形成。概括地说，棉塞被轴向地按压到分体式腔模具中，同时棉塞的至少一部分维持在中空芯轴的内部中。因此，如图2所示，棉塞100具有扩大的***部分110。在优选的实施方案中，棉塞100还具有覆盖物160、纵向沟槽170和纵向肋180。

图2的棉塞可根据我们的新过程制造。首先，具有脱脂棉中间体直径D_I(如图3所示)的传统的径向压缩的尺寸上稳定的基本上圆柱形脱脂棉中间体190可根据以下专利中的一个或多个制造：Friese等人的美国专利6,310,269，围绕外表面螺旋地取向，如Schoelling的美国专利8,735,647中所述，或沿着产品长度以其它方式取向，诸如以下专利所述：Fung等人的美国专利8,460,262 B2；Kimball等人的美国专利8,827,975 B2和8,834,439 B2；以及Hysalma GmbH的欧洲专利1 459 720 B1，所述专利的公开内容以引用方式并入本文。一般而言，脱脂棉中间体通过首先获得被称为棉塞坯料的成形吸收材料块而形成。该坯料的形式可以是一卷片状材料、一段连续的吸收材料、一块无规或基本上均一取向的吸收材料、单独制备或模制的吸收材料块等。棉塞坯料是相对未压缩的，并且具有相对的低密度。然后通过压缩使其形成总尺寸小于使用前的坯料的总体尺寸的脱脂棉中间体。然后进一步处理该脱脂棉中间体190以提供示于图2中的扩大部分110。

在该过程的一个实施方案中，形成了初级棉塞包装件200，该初级棉塞包装件具有长度、第一封闭端210以及第二开口端220(图4)，所述长度基本上大于垂直于其的尺寸并且限定纵向轴线X-X。初级棉塞包装件200具有从第一封闭端延伸的第一部分230以及第二部分240。该端部可如本领域普通技术人员已知的那样进行封闭。例如折叠的密封件，诸如端部周围的四个、或六个或更多个折叠部。更多个折叠部可更好地适形于圆柱形状。此外，还可使用弯曲的凸缘密封件。初级棉塞包装件200的第二部分240为具有基本上均匀的直径D_P的基本上圆柱形的，该直径D_P大于脱脂棉中间体190的直径D_I，而第一部分230沿着垂直于纵向轴线X-X的至少一个尺寸相对于第二部分240扩大。

在一个实施方案中，初级棉塞包装件200可通过围绕圆柱形芯轴包裹一片塑料包装材料并且密封片材以形成柱形管来形成。管的一端被闭合和密封，使得产生具有一个开口端的圆柱形细长初级棉塞包装件中间体。如图5A和图5B所示，然后将具有封闭端260的初级棉塞包装件中间体250置于具有成型端280的第二中空成型芯轴270上。中空成型芯轴270具有减小的直径(相比于大部分成型芯轴)和成型端280处的送气口282、送气口和回气口284以允许空气循环，如下所述。如图6A所示，将初级棉塞包装件中间体250和中空成型芯轴270置于热空气热成型器中的模具290中，该热成型器通过夹具292闭合以隔离成形腔室294。热空气穿过中空成型芯轴270的内部中的管道272递送至初级棉塞包装件中间体250内部的送气口282(如箭头286所示)，穿过芯轴的成形端280之间的间隙，并且穿过回气口284和中空成型芯轴270的环孔274(如箭头288所示)抽出以软化塑料材料。如图6B所示，堵塞来自环孔274的气流(例如，经由塞276)以对初级棉塞包装件250的内部加压，以使包装件的封闭端260展开到模具290的形式中。这产生初级棉塞包装件200的靠近其第一端210的扩大的第一部分230，如图4和图7所示。

为了将棉塞脱脂棉中间体190成形到期望的尺寸稳定的女性卫生棉塞中，使用了具有基本对应于初级棉塞包装件200的形状的分体式腔模具300的设备。基本上圆柱形的棉塞脱脂棉中间体190置于中空芯轴载体310中，并且将成形的初级棉塞包装件200置于载体/棉塞脱脂棉中间体310/190上方，如图8所示。将所得组件置于分体式腔模具300中，并且冲头320沿着初级棉塞包装件200的纵向轴线X-X与棉塞脱脂棉中间体190对齐。闭合分体式腔模具300(在其中***组件之前或之后)，并且进行棉塞成形过程。如图9所示，从棉塞脱脂棉中间体190周围抽出中空芯轴载体310，以在分体式腔模具300的扩大部分340中暴露增加量的脱脂棉190的端部330。随着中空芯轴载体310被抽出，冲头320沿着纵向轴线X-X施加力，以迫使棉塞脱脂棉中间体190的暴露端330抵靠分体式腔模具300。该轴向力(由箭头350表示)转化为棉塞脱脂棉中间体190的暴露端330的径向伸展(由箭头360表示)，以填充分体式腔模具300的扩大体积340和初级棉塞包装件200。随着中空芯轴载体310从分体式腔模具300持续抽出并且冲头320持续迫使棉塞脱脂棉中间体190抵靠分体式腔模具300，纤维结构完成其向分体式腔模具300的扩大部分330和初级棉塞包装件200中的伸展(如图10所示)。一旦中空芯轴载体310移出分体式腔模具300的扩大部分330并且纤维结构已填充模具330的扩大部分，冲头320便停止其向模具300中的行进。

中空芯轴载体310可从初级棉塞包装件200内完全抽出，并且可打开分体式腔模具300以允许成形棉塞100从其取出。当然，中空芯轴载体310可留在棉塞100的未展开部分周围，以有利于其从模具300取出。然后可闭合初级包装件200的开口端220(如图11所示)，以提供最终经包装件的成形的棉塞产品1000(如图12所示)。该端部还可如本领域普通技术人员已知的那样进行闭合。例如，如上所述的折叠的密封件、凸缘密封件(可选地具有凹口以使撕裂的传播能够打开包装件)。或者，初级棉塞包装件可包括强化的撕条。

在我们过程的另一个实施方案中(示于图13和图14中)，使用了具有基本对应于期望的棉塞成品的形状的分体式腔模具300’的设备。与先前的实施方案一样，基本上圆柱形的棉塞脱脂棉中间体190置于中空芯轴载体310中。然而，仅中空芯轴载体310和基本上圆柱形的棉塞脱脂棉中间体190形成置于分体式腔模具300’中的组件，并且冲头320沿着棉塞脱脂棉中间体190的纵向轴线X-X与棉塞脱脂棉中间体190对齐。闭合分体式腔模具300’(在其中***组件之前或之后)，并且进行棉塞成形过程。从棉塞脱脂棉中间体190周围抽出中空芯轴载体310，以在分体式腔模具300’的扩大部分340’中暴露增加量的脱脂棉的端部330。随着中空芯轴载体310被抽出，冲头320沿着纵向轴线X’-X’施加力，以迫使棉塞脱脂棉中间体190的暴露端330抵靠分体式腔模具300’。该轴向力(由箭头350表示)转化为棉塞脱脂棉中间体190的暴露端330的径向伸展(由箭头360表示)，以填充分体式腔模具300’的扩大体积340’。一旦中空芯轴载体310已移出分体式腔模具300’的扩大部分340’并且纤维结构已填充模具300’的扩大部分340’，冲头320便停止其向模具300’中的行进。中空芯轴载体310可从分体式腔模具300’内完全抽出，可打开该模具以允许成形棉塞100从其取出。当然，中空芯轴载体310可留在棉塞100的未展开部分周围，以促进从模具300’取出。然后可将成形棉塞100包封在初级棉塞包装件内，该包装件可先前被成形为容纳棉塞成品，或者它可例如通过收缩包装(如图12针对先前实施方案所示)而形成在棉塞成品周围。

虽然上文已相对于具有扩大端，尤其是扩大***端的棉塞描述了棉塞，但还设想了另选的实施方案，包括具有两个扩大端410,420、以及抽出线450的棉塞400(图15A)；具有两个压缩端510,520、扩大的中心部分530、以及抽出线550的棉塞500(图15B)；以及具有压缩***端610、和展开的抽出端620、以及抽出线650的棉塞600(图15C)等。这些实施方案将需要提供期望形状的经改进的分体式腔模具。此外，图15C的实施方案可能需要具有对应于抽出端尺寸的横截面尺寸的第二冲头。

此外，棉塞成品的横截面可为圆柱形或其它期望的形状。例如，图16示出具有不同横截面形状的棉塞700。棉塞成品700的压缩部分710的横截面可为基本上圆柱形，而扩大部分720的横截面可更像椭圆，如图16A-C所示。在另选的实施方案中，图17示出了具有不同横截面形状的棉塞800。棉塞成品800的压缩部分810的横截面可从圆柱形渐缩至椭圆形，而扩大部分820的横截面可更像椭圆，如图17A-C所示。

随着通过按压脱脂棉中间体形成棉塞，其被轴向地按压到分体式腔模具中，同时棉塞的至少一部分保持在中空芯轴的内部中。这导致向分体式腔模具中的径向伸展，如上所述。脱脂棉中间体长于棉塞成品。在一个实施方案中，棉塞成品的长度在形成其的脱脂棉中间体的长度的约80％和约95％之间。优选地，在该实施方案中，棉塞成品的长度在形成其的脱脂棉中间体的长度的约90％之间。

根据分体式腔模具的腔的体积以及脱脂棉中间体上的轴向力，棉塞成品的纤维密度可基本上类似于形成其的脱脂棉中间体的纤维密度，或者其可不同于该纤维密度。本领域的普通技术人员将知道调整力和体积以实现棉塞成品的扩大部分中的期望纤维密度。如说明书和权利要求中所用，术语“纤维密度”及其变型涉及在给定体积的纤维结构中，纤维与空隙体积的相对比例。

在一个优选的实施方案中，由脱脂棉中间体形成成形的棉塞所用的分体式腔模具在环境条件下操作。在另选实施方案中，根据过程中所用的材料，添加足够的热量可能有利于在扩大的形状中固定纤维。

实施例

将通过参照以下具体的实施例更一步理解本发明，所述实施例是生产本发明装置的组成、形式和方法的示例性实施例。应当理解，生产所述装置的组成、形式和方法的多种变型对本领域的技术人员来说将是显而易见的。以下的实施例，其中份数和百分数均以重量计，除非另有说明，仅仅是说明性的。

实施例1

手压制备十个类似于购自Energizer Holdings,Ltd.的那些的普通吸收性

棉塞(具有非织造物覆盖物)，并且将其成形到具有扩大端的包装物中，如上所述。对应的普通吸收性棉塞的裂断强度通常在约30至40牛顿(N)的范围内。测试所得产品的裂断强度，如下文所述。下表1中提供了尺寸和裂断强度。

表1

	平均值	标准偏差	最小值	最大值
					重量(g)	3.12	0.02	3.07	3.14
小直径(mm)	15.55	0.18	15.32	15.88
					大直径(mm)	16.52	0.28	16.16	17.10
长度(mm)	50.3	1.0	48.6	51.8
					裂断强度(N)	40.7	4.7	34.1	47.6

测试结果显示该产品保持使用者对于手指棉塞的***要求。令人意外的是得知产品裂断强度不按非圆柱形状显著变弱。

裂断强度测试：以压缩模式给棉塞加压直至它失去其硬度，并且测得建立这一点所需的所得力。

1.0精密度和准确度：

1.1负荷传感器，所施加的力的±1％

1.2负荷框架速度和位移±1％

1.3平衡精度±0.01g

2.0设备：

2.1 Instron张力计或等同物。

2.2能够测量至少100N(压缩)的经校准的负荷传感器。

2.3 Bluehill软件或等同物。

2.4模板保持器，参见15.5章中的图。

3.0样品制备：无

4.0操作条件：

4.1必须设定张力计以包括以下参数：

测试参数

测试速度700mm/min

信息参数

数据速率20Hz

断裂敏感度(可选)3.5％

行进距离3cm

模量(杨氏拉伸应力)0.5mm至16mm

所得偏移(杨氏拉伸应力)0.8mm

5.0过程：

5.1将模板保持器附接至张力计。将样品保持器之间的距离设置为3.5英寸。配衡该距离。

5.2针对待测试的格式将适当的模板置于模板保持器中。用螺钉将顶部模板保持器锁定在适当位置。

5.3配衡(归零)张力计上的力。

5.4解开棉塞并打开线。

5.5称重并将棉塞圆顶置于底板上的顶部上确保棉塞被竖直放置。

5.6启动张力计。夹头将以700mm的速度向下移动最多3cm或直至棉塞“断裂”。

5.6.1“断裂”点将自动被软件识别。负荷框架将回到初始位置。

5.6.2如果未识别到“断裂”点，测试将运行完整过程再停止并回到初始位置。然后可通过将光标指到图上的断裂点处并记录屏幕上的值来读取最大值。

5.6对剩余棉塞重复5.3至5.5。

5.7所有结果将针对每批进行打印、用首字母签名并记录日期。

实施例2

手压制备十个类似于购自Energizer Holdings,Ltd.的那些的普通吸收性

棉塞(具有非织造物覆盖物)，并且将其成形到具有扩大端的包装物中，如上所述。根据Syngina Test测试所得产品的吸收性，如21CFR部分801，子部分H，章节801.430(F)(2)【自2014年4月1日起被修订】中所描述。对应的普通吸收性

棉塞的吸收性通常在12至15克(g)的范围内。下表2中提供了本发明的棉塞的尺寸和吸收性。

表2

	平均值	标准偏差	最小值	最大值
					重量(g)	3.11	0.03	3.04	3.13
小直径(mm)	15.80	0.16	15.60	16.00
					大直径(mm)	16.58	0.18	16.30	16.90
长度(mm)	50.0	0.65	49.3	51.3
					吸收性(g)	15.2	0.49	14.4	16.1

测试结果显示，吸收性出乎意料地在相等重量的圆柱形产品的范围的上端处或以上。

以上提供的说明书和实施方案用以帮助完整且非限制性地理解本文所公开的发明。在不脱离本发明的实质和范围的情况下，可以做出本发明的许多变型和实施方案，因此本发明由以下所附的权利要求书限定。