柔性粘结
阅读说明：本技术 柔性粘结 (Flexible bond ) 是由 J.W.布施 J.L.图尔彻尔 S.D.康格莱顿 D.F.比特纳 于 2018-12-06 设计创作，主要内容包括：本发明提出了一种柔性粘结辊,所述柔性粘结辊包括一个或多个压力施加构件,所述柔性粘结辊被构造成可操作地接合砧辊。所述一个或多个压力施加构件包括一个或多个弹簧元件。当所述压力施加构件被所述砧辊的外圆周表面接合时,所述弹簧元件允许所述一个或多个压力施加构件压缩。所述压力施加构件的所述压缩允许在粘结期间相对减少对基底和设备的损坏。(A flexible bonding roll is provided that includes one or more pressure applying members and is configured to operably engage an anvil roll. The one or more pressure applying members comprise one or more spring elements. The spring element allows the one or more pressure applying members to compress when the pressure applying members are engaged by the outer circumferential surface of the anvil roll. The compression of the pressure applying member allows for relatively reduced damage to the substrate and equipment during bonding.)
技术领域
本公开涉及用于粘结在纵向上推进的吸收制品部件基底的设备和方法，并且更具体地涉及包括砧辊和具有一个或多个压力施加构件的粘结辊的方法和设备。
背景技术
可通过将各部件添加到推进的连续材料纤维网和/或以其它方式修改推进的连续材料纤维网来沿着装配线装配各种类型的制品，诸如卫生巾、尿布和其它吸收制品。例如，在一些工艺中，推进的材料纤维网与其它推进的材料纤维网相组合。在其它示例中，由推进的材料纤维网产生的各个部件与推进的材料纤维网相组合，继而与其它推进的材料纤维网相组合。在一些情况下，由推进的一个或多个纤维网产生的各个部件与由其它推进的一个或多个纤维网产生的其它各个部件相组合。用来制造尿布的材料纤维网和组成部件可包括：底片、顶片、腿箍、腰带、吸收芯部件、前耳片和/或后耳片、紧固部件、以及各种类型的弹性纤维网和诸如腿弹性部件、阻隔腿箍弹性部件、拉伸侧片和腰弹性部件的部件。用于制造卫生巾的材料纤维网和组成部件可包括：底片、顶片、第二顶片、吸收芯部件、防粘纸包裹物等。在将所期望的组成部件装配好之后，对推进的一个或多个纤维网和组成部件进行最终刀切以将一个或多个纤维网分离成离散制品。
在装配过程中，各种部件和/或推进的材料纤维网可按各种方式被粘结在一起。例如，在一些方法中，可用粘合剂将推进的纤维网和/或部件粘结在一起。在其它方法中，可用热量和/或压力将推进的纤维网和/或部件机械地粘结在一起而不使用粘合剂。此类机械粘结方法和设备的一个示例公开于美国专利4,854,984中，其中通过将两个层合体推进穿过图案化圆筒和砧座圆筒之间的辊隙而将它们粘结在一起。图案化圆筒上的图案元件抵靠砧辊对两个层合体施加压力以产生离散的粘结部位。更具体地，当极大的辊隙压力在图案元件和砧座之间的区域中使层合体材料压缩并屈服时，就产生了粘结部位。在粘结过程中，所产生的材料中的一些可从粘结部位流动至围绕图案元件周边的区域。
这些机械粘结方法可能由于在粘结部位中或围绕粘结部位形成孔和/或撕裂部而损坏所得的层合纤维网。例如，图案元件可包括锋利边缘，并可能在与粘结物相邻的区域中撕裂、切断或弱化粘结的纤维网。撕裂可从一个粘结部位向另一个粘结部分蔓延，造成纤维网的拉锁状。这经常产生消费者可看到的有缺陷的产品。此外，由于层合体的纤维网基重降低，粘结部可变得更易于在相对高的辊隙压力下产生粘结缺陷，诸如撕裂和孔。
因此，有益的是提供用于机械地粘结基底的方法和设备，该方法和设备可产生粘结部位，而对基底造成损坏的可能性相对低。此前对于解决这些问题的尝试由于成本和复杂性而不令人满意。希望利用压力施加构件来粘结，该压力施加构件使基底上施加的工艺应变最小，使得该施加的工艺应变小于目标基底的失效应变。需要减少或消除因粘结而产生的基底损坏诸如撕裂和孔。
发明内容
本公开涉及用于粘结在纵向上推进的吸收制品部件基底的方法和设备，并且更具体地涉及包括砧辊和具有一个或多个压力施加构件的粘结辊的方法和设备。在一些实施方案中，一种用于形成粘结部的方法包括：围绕旋转轴线旋转粘结辊，该粘结辊包括从粘结辊径向向外延伸的第一压力施加构件，其中第一压力施加构件包括第一弹簧元件；邻近粘结辊旋转砧辊，使得在粘结辊和砧辊之间形成辊隙；将第一基底在纵向上推进穿过辊隙；旋转粘结辊和砧辊，其中第一压力施加构件压缩第一基底的至少一部分，从而形成粘结部；以及将第一压力施加构件压缩第一压缩距离。
在一些实施方案中，一种用于粘结基底的设备包括砧辊和邻近砧辊定位的粘结辊。粘结辊可包括第一部分、第二部分和多个压力施加构件。多个压力施加构件可包括第一组压力施加构件和第二组压力施加构件。第一组压力施加构件中的每一者均可包括第一弹簧元件。第二组压力施加构件中的每一者均可包括第二弹簧元件。此外，第一组压力施加构件可设置在粘结辊的第一部分上，并且第二组压力施加构件设置在粘结辊的第二部分上。砧辊可操作地接合第一组压力施加构件和第二组压力施加构件中的每一者。第一组压力施加构件可压缩第一压缩距离，并且第二组压力施加构件可压缩第二压缩距离。第一压缩距离可不同于第二压缩距离。
在一些实施方案中，一种用于粘结基底的设备可包括砧辊和邻近砧辊定位的粘结辊。粘结辊可包括外圆周表面、与外圆周表面相对的第一粘结表面，以及定位在外圆周表面的径向内侧的内圆周表面。此外，多个压力施加构件可接合到粘结辊的外圆周表面。多个弹簧元件可设置在第一粘结表面和内圆周表面之间。多个弹簧元件中的每一者均具有弹簧常数，其中多个弹簧元件间的弹簧常数是可变的。
附图说明
图1A为粘结设备的侧视图；
图1B为粘结设备的透视图；
图2为粘结辊压力施加构件在各个高度处的应力的图表；
图3A为压力施加构件的透视图；
图3B为包括切除部分的压力施加构件的透视图；
图3C为压力施加构件的顶视图；
图3D为压力施加构件的侧视图；
图3E为包括弹簧元件和基座表面的压力施加构件的一部分；
图4A为压力施加构件的透视图；
图4B为包括切除部分的压力施加构件的透视图；
图5A为压力施加构件的透视图；
图5B为包括切除部分的压力施加构件的透视图；
图6为压力施加构件的透视图；
图7为压力施加构件的透视图；
图8为包括多个压力施加构件的粘结辊的透视图；
图9为包括多个压力施加构件的粘结辊的透视图；
图10为粘结设备的侧视图；
图11为粘结设备的侧视图；
图12A为压力施加构件的透视图；
图12B为压力施加构件的顶视图；
图13为吸收制品的顶视图；
图14为沿图13的线2-2截取的吸收制品的剖视图；
图15为图14的吸收制品剖面的分解图；
图16为胶粘尿布形式的示例性吸收制品的平面图，面向衣服的表面面对观察者，处于平面展开状态；
图17为图16的示例性吸收制品的平面图，面向穿着者的表面面对观察者，处于平面展开状态；
图18为处于扣紧位置的图16和图17的吸收制品的前透视图；
图19为裤形式的吸收制品的正面透视图；
图20为图19的吸收制品的背面透视图；和
图21为图19的吸收制品的平面图，该吸收制品平面放置，面向衣服的表面面对观察者。
具体实施方式
如本文所用，术语“吸收制品”包括一次性制品，诸如卫生巾、卫生护垫、棉塞、阴唇间装置、伤口敷料、尿布、成人失禁制品、擦拭物等。此类吸收制品中的至少一些旨在用于吸收体液，诸如经液或血液、阴道分泌物、尿液、和粪便。擦拭物可用来吸收体液，或可用于其它目的，诸如用于对表面进行清洁。上述各种吸收制品通常将包括液体可渗透的顶片、接合到顶片的液体不可渗透的底片、以及位于顶片和底片之间的吸收芯。
术语“裤”(也称为“训练裤”、“预闭合尿布”、“尿布裤”、“裤型尿布”、和“套穿尿布”)在本文中是指被设计成用于婴儿或成人穿着者的具有连续周边腰部开口和连续周边腿部开口的一次性吸收制品。裤可被构造成在穿着者穿上制品之前带有连续或闭合的腰部开口和至少一个连续的闭合腿部开口。裤可通过多种技术预成形，所述技术包括但不限于使用任何可重复紧固的闭合构件和/或永久性闭合构件(例如缝合、热粘结、压力焊接、粘合剂、胶粘剂粘结、机械紧固件等)来将制品的各部分接合在一起。裤可沿制品周围在腰区中的任何位置预成形(例如，侧边扣紧的或接缝的、前腰扣紧的或接缝的，后腰扣紧的或接缝的)。
术语“胶粘尿布”是指在穿用到穿着者身上之前具有包装时未扣紧、预扣紧或彼此连接的初始前腰区和初始后腰区的一次性吸收制品。胶粘尿布可围绕其侧向中心轴线折叠，其中一个腰区的内部以表面对表面方式与相对腰区的内部接触，而不将所述腰区扣紧或接合在一起。示例性胶粘尿布以各种合适构型公开于以下专利中：美国专利5,167,897；5,360,420；5,599,335；5,643,588；5,674,216；5,702,551；5,968,025；6,107,537；6,118,041；6,153,209；6,410,129；6,426,444；6,586,652；6,627,787；6,617,016；6,825,393；和6,861,57l。
如本文所用，术语“压力施加构件”是指在能够粘结两个或更多个基底的辊表面上的任何元件。
如本文所用，术语“接合”包括其中通过直接将元件固定地附接到或可移除地附接到另一元件而将该元件直接固定到另一元件的构型，以及其中通过将元件固定地附接到或可移除地附接到中间构件(中间构件继而固定地附接到或可移除地附接到另一元件)而将该元件间接固定到另一元件的构型。
术语“基底”在本文中用来描述主要为二维(即在XY平面中)材料，并且其厚度(在Z方向上)与其长度(在X方向上)和宽度(在Y方向上)相比相对较小(即1/10或更小)。基底的非限制性示例包括纤维网、一层或多层纤维材料、非织造材料、膜和箔诸如聚合物膜或金属箔。这些材料可单独使用或可包括被层压在一起的两个或更多个层(“复合基底”)。
因此，纤维网为基底。
术语“非织造材料”在本文中是指通过诸如纺粘法、熔喷法、梳理成网等工艺由连续(长)丝(纤维)和/或不连续(短)丝(纤维)制成的材料。非织造物不具有织造长丝或编织长丝图案。
术语“纵向”(MD)在本文中是指工艺过程中材料流的方向。此外，材料的相对放置和运动还可被描述为在纵向上从工艺上游至工艺下游流过工艺。
术语“横向”(CD)在本文中是指大致垂直于纵向的方向。
如本文所用，“Z方向”是指垂直于纵向和横向两者的方向。
术语“屈服”在本文中用来指由于使材料经受超过材料屈服应力的机械应力而产生的持久且不可逆的材料位移和/或由于使材料经受高于材料熔点的温度而产生的持久且不可逆的材料位移。
术语“极限”在本文中用来指由于使材料经受超过材料极限应力的机械应力而产生的材料失效。
本公开涉及用于制造吸收制品的方法和设备，并且具体地涉及用于将基底机械地粘结在一起的方法和设备。应当理解，粘结包括压花，其可在材料上以使材料固结或缠结的较低力或压力进行。这些设备可包括粘结辊和砧辊。粘结辊可包括径向向外凸出的多个粘结元件或压力施加构件，其中每个压力施加构件均包括粘结表面。并且粘结辊可邻近砧辊以限定粘结表面和砧辊之间的辊隙。粘结辊可朝向砧辊偏置以限定粘结表面和砧辊之间的辊隙压力。随着第一基底和第二基底在粘结辊和砧辊之间推进，第一基底和第二基底在砧辊和压力施加构件的粘结表面之间受到压缩以在第一基底和第二基底之间形成离散的粘结区域。更具体地，在粘结过程中，辊隙压力导致第一基底材料和第二基底材料屈服。并且屈服的材料被压制在一起以形成粘结区域。应当理解，一个或多个基底可经历粘结。例如，单个基底可经历粘结，已折叠的单个基底可经历粘结，或者彼此重叠一部分的两个或更多个基底可经历粘结。此外，在至少两种材料诸如两层或两个基底要粘结的情况下，可迫使具有较低屈服的材料进入较高屈服材料的结构中和其之间，从而形成其中材料被缠结的粘结部。
应当理解，本文的设备和方法的各种布置结构和构型均可用来将各种类型的基底粘结在一起。例如，如下文更详细地讨论，在吸收制品诸如卫生巾、失禁制品、尿布、卫生纸、纸巾和面巾纸的各种部件的制备期间，根据本公开的设备和方法可用来将各种基底粘结在一起。
图1A和图1B示出了粘结设备100的一个实施方案，该粘结设备可用于粘结单个基底或第一基底102和第二基底104以形成层合体105。粘结设备100可包括适于围绕旋转轴线108旋转的粘结辊106和适于围绕旋转轴线112旋转的砧辊110。如图1B所示，砧辊110包括外圆周表面114，该外圆周表面优选地为平滑的，并且粘结辊106包括外圆周表面118和一个或多个粘结元件或压力施加构件116。该一个或多个粘结元件(在本文中也称为压力施加构件116)可径向远离粘结辊106的外圆周表面118延伸。此外，粘结辊106可包括基于期望的粘结图案的任何数量的压力施加构件116。粘结辊106邻近砧辊110以便限定粘结辊106和砧辊110之间的辊隙126，并且更具体地限定每个压力施加构件116的粘结表面和砧辊110之间的辊隙126。应当理解，粘结辊106和砧辊110可被构造成能够旋转，使得粘结辊106上的粘结表面118和砧辊110的外圆周表面114以相同的速度或不同的速度移动。
在粘结操作期间，粘结辊106可在第一方向128上围绕旋转轴线108旋转，并且砧辊110可在与第一方向128相反的第二方向130上围绕砧辊110的旋转轴线112旋转。例如，第一基底102和第二基底104可在纵向MD上在粘结辊106和砧辊110之间推进。更具体地，第一基底102包括第一表面132和与第一表面132相对的第二表面134，并且第二基底104包括第一表面136和与第一表面136相对的第二表面138。因此，第一基底102的第一表面132被粘结辊106接触，并且第二基底104的第二表面138被砧辊110接触。第一基底102的第二表面134和第二基底104的第一表面136彼此接触。应当理解，第一基底102和第二基底104的任何部分可重叠，从而形成重叠部分。例如，如图1B所示，第一基底102与第二基底104的一部分重叠。在第一基底102和第二基底104推进穿过由一个或多个压力施加构件116的粘结表面和砧辊110形成的辊隙126时，一个或多个压力施加构件116接触第一基底102并在压力施加构件116的粘结表面和砧辊110之间压缩第一基底102和第二基底104。继而，在辊隙处产生的压力导致第一基底材料和第二基底材料屈服。粘结表面将第一基底102和第二基底104中的至少一者的屈服的基底材料140压制在一起以在第一基底102和第二基底104之间形成离散的粘结区域142。
因此，设备100可在不使用粘合剂的情况下形成包括第一基底102和第二基底104的层合体105，该第一基底和第二基底由离散的粘结区域142粘结在一起。然而，应当理解，粘结设备100也可与粘合剂结合使用。虽然图1A示出了将两个基底粘结在一起的设备100，但应当理解，该设备可将多于两个基底粘结在一起。此外，应当理解，该设备也可用于使单个基底固结，诸如将非织造材料的纤维粘结在一起。
应当理解，粘结设备100也可按各种不同的方式来构造。例如，可使用不同类型的电机布置结构来旋转粘结辊106和砧辊110。例如，可独立地利用两个独立电机来驱动粘结辊106和砧辊110。或者，可使用马达来直接驱动粘结辊，经由滑轮和带来驱动砧辊。或者，当使用支撑环时，可仅驱动其中一个辊，另一个辊通过支撑环的接触表面被驱动。此外，还可按各种方式来生成粘结表面和砧辊之间的辊隙压力。在一些实施方案中，粘结设备100被构造成在粘结表面160和砧辊110之间包括高于20,000PSI的辊隙压力。在一些实施方案中，粘结设备100被构造成在粘结表面160和砧辊110之间限定约20,000PSI至约120,000PSI，或约60,000PSI至约70,000PSI的辊隙压力。在一些实施方案中，粘结设备100被构造成在粘结表面160和砧辊110之间限定约60,000PSI的辊隙压力。例如，辊隙处的压力可部分地取决于粘结图案的面积、基底的基重、基底的模量、基底的类型和完成粘结的速度。
在旋转构型中，可认为粘结辊106和砧辊110具有如图1A和图1B所示的纵向MD。粘结辊和砧辊彼此相反地旋转，以在纵向MD上提供穿过辊隙126的运动方向。
压力施加构件可接合到粘结辊上，或者压力施加构件和粘结辊可整体地形成。
如前所述，压力施加构件116的粘结表面可操作地接合砧辊110的外圆周表面114以粘结一个或多个基底。粘结辊106可包括径向远离粘结辊106的外圆周表面118延伸的一个或多个压力施加构件116。传统上，包括一个或多个压力施加构件116的粘结辊106被设计成使得压力施加构件高度(从压力施加构件的粘结表面到粘结辊的外圆周表面118的高度)为实现期望粘结的最短可能高度。此外，压力施加构件被设计成当压力施加构件可操作地接合砧辊110时具有最小的压缩或增大的刚度。由于压力施加构件高度相对较短并且压力施加构件的压缩最小，因此操作参数诸如粘结表面和砧辊110的外圆周表面114之间的距离、待粘结的基底的厚度以及可通过压力施加构件施加在基底上的压力必须保持在相对紧密度容限内，以防止设备的过早失效和/或基底中的缺陷。更具体地，基底具有屈服强度和极限强度。压力施加构件和砧辊的可操作接合应当使得在粘结期间不超过基底的极限强度。如果在粘结期间超过极限强度，则基底可撕裂或者在粘结过程期间可形成孔。相比于柔顺的压力施加构件，相对刚性且短的压力施加构件在粘结期间将更快地达到材料的屈服强度和极限强度。
压力施加构件高度可相对较高但能够抵靠砧辊112的外圆周表面114进行压缩的压力施加构件116可不如传统压力施加构件一样快地超过基底材料的屈服强度。这允许在操作参数上具有更大的容限，因为存在其中压力施加构件可在基底诸如由于撕裂或形成孔，由于超过基底的极限强度而被损坏之前受到压缩的更大范围。如前所述，应当超过屈服强度以产生粘结部。
图2示出了使用两种不同类型的压力施加构件的粘结的一个示例。如图所示，将在利用相对刚性的压力施加构件与利用相对可压缩的压力施加构件达到基底的屈服强度和极限强度上的差值进行比较。如图所示，当被砧辊可操作地接合时可压缩的压力施加构件116不如刚性较大的压力施加构件一样快速地达到基底材料的极限强度。因此，可压缩性允许操作参数上的更大差异，同时仍产生有效的粘结，因为压力施加构件仍然能够达到屈服强度。同样，具有可压缩性的压力施加构件可达到屈服强度，同时允许操作参数上的更大差异。还应当理解，与刚性的压力施加构件相比，可压缩的压力施加构件也不太可能对设备产生不利影响。如图所示，刚性的压力施加构件比柔顺的压力施加构件更快达到设备材料的屈服强度。因此，具有柔顺的压力施加构件可对设备诸如砧辊和压力施加构件本身造成相对较小的不利影响。这可导致设备诸如砧辊和压力施加构件的使用寿命延长以及设备能够使用更多样的材料范围。
图3A-3E、图4A-4B和图5A-5B示出了压力施加构件116几何形状的示例。压力施加构件116可为大致圆柱形的，并且包括粘结表面160、与粘结表面相对的基座表面120，以及在粘结表面160和基座表面120之间的弹簧元件162。基座表面120可为与粘结辊106的外圆周表面118相同的表面或不同的表面，每个弹簧元件162从该表面径向向外凸出。
每个压力施加构件均包括在粘结表面160和基座表面120之间的压力施加构件高度Hn。压力施加构件高度可为约0.5mm至约4mm，或约1mm至约3mm，或约1.5mm至约2mm，包括指定范围和形成于其中的或由其形成的所有范围内的所有0.1mm增量。压力施加构件高度可部分地基于基底材料，诸如基重和压缩模量，以及模具模量和期望的弹簧刚度。在一些实施方案中，压力施加构件高度可大于被粘结的基底102、104中的每一者的厚度的总和。压力施加构件可被构造成相同或不同的高度。例如，粘结辊106可包括多个压力施加构件，并且多个压力施加构件中的每一者可具有相同或不同的高度。
粘结表面160可包括粘结表面区域。粘结表面可为任何形状，使得在基底中形成期望的粘结图案。例如，压力施加构件可具有限定椭圆形形状的周边。因而，在一些实施方案中，椭圆形压力施加构件可具有包括长轴和小于长轴的短轴的粘结表面。在一些情况下，粘结表面可被构造成使得所得的粘结区域也提供美观有益效果(诸如例如缝合样外观)以及对皮肤的相对平滑的质地感觉。粘结表面可基于粘结部在基底上的期望外观而改变。
应当理解，各种压力施加构件几何形状均可与本文的粘结设备和方法一起使用。压力施加构件可以是期望赋予基底的任何形状或图案。例如，压力施加构件可以是圆形、卵形、椭圆形、多边形、矩形或棒形、花形或弓形。还应当理解，压力施加构件可形成徽标，并且因此包括多种不同的形状和/或多个不同的字母。可按分组或图案来布置各种数量的压力施加构件以形成离散的粘结部。
压力施加构件116也可包括定位在粘结表面160和基座表面120之间的弹簧元件162。弹簧元件可包括近端部分164和与近端部分相对的远端部分166。近端部分164可接合到粘结表面160的一部分，并且远端部分166可接合到基座表面120的一部分。弹簧元件162可定位在刚度降低的区150中。这是粘结表面和基座表面之间的区。刚度降低的区150可包括一个或多个弹簧元件162。刚度降低的区150为压力施加构件116提供增大的挠曲，而不超过压力施加构件116的组分材料的强度。压力施加构件116可由于不超过压力施加构件116的组分材料的疲劳强度而具有期望的挠曲，从而与常规的压力施加构件116相比提供改善的抗疲劳性。任选地，压力施加构件116的刚度降低的区150可被设计成使得不超过压力施加构件116的组分材料的极限强度。此外，压力施加构件116的刚度降低的区150可被设计成使得当与砧辊相互作用并且压缩基底时，压力施加构件116不会达到基底材料的极限强度。
在一些实施方案中，弹簧元件162可基本上垂直于基座表面120。弹簧元件162也可相对于基座表面成弹簧角度α。弹簧角度α可为约20度至约95度和/或约65度至约90度和/或约75度至约85度，包括指定范围和形成于其中或由其形成的所有范围内的所有0.1度增量。弹簧元件可为基本上直的(非渐缩的)。应当理解，每个弹簧元件可以以不同的弹簧角度或相同的弹簧角度定位。在一些实施方案中，压力施加构件116可包括位于弹簧元件162的远端部分166处并且邻近基座表面120的曲线部分或根部半径122，如例如图3D和图3E所示。根部半径122可为约0.1mm至约0.5mm，或约0.2mm至约2mm，包括指定范围和形成于其中的或由其形成的所有范围内的所有0.1mm增量。由此，弹簧元件162可能与基座表面120不形成锐角。
如图3A和图3B所示，弹簧元件162可包括外圆周表面168和与外圆周表面168相对的内圆周表面170。内圆周表面170限定空隙172。该空隙172允许压力施加构件116在粘结过程期间具有相对较大的可压缩性。换句话讲，弹簧元件162的构型允许压力施加构件116具有较小刚性，并因此在与砧辊110可操作接合期间在Z方向上压缩。
图4A-4B和图5A-5B示出了包括多个弹簧元件162的压力施加构件116。弹簧元件162中的每一者均可包括接合到粘结表面160的近端部分164和接合到基座表面120的与近端部分相对的远端部分166。在相邻弹簧元件162之间可存在空隙172(不含材料)，如图4A和图5A所示。此外，弹簧元件162可具有多种形状，诸如例如直线的和曲线的。弹簧元件162的形状可特定于压力施加构件116中的压缩量和/或压力施加构件116在被砧辊110可操作地接合时可承受的力。
应当理解，多个弹簧元件中的每个弹簧元件162可为线性弹簧(即，服从虎克定律)或非线性弹簧(即，不服从虎克定律)。本领域的技术人员将知道，用于多个弹簧元件中的弹簧元件162的线性弹簧应理解为意指，只要每个弹簧元件162未被拉伸或压缩超过其弹性极限，则每个弹簧元件162将服从虎克定律，即弹簧元件162回弹的力与距其平衡长度的距离成线性比例，使得：
σ＝E∈
其中：
σ＝应力；
E＝弹性模量；并且
∈＝轴向统一变形。
以上公式可重写为：
F＝-kx
其中：
F＝所产生的力矢量(即，弹簧施加的恢复力的大小和方向)；
k＝弹簧常数(例如，也称为弹簧的力常数或刚度)。这是取决于弹簧的材料、形状和/或构造的常数。负号表示由弹簧施加的力在与其位移相反的方向上；以及
x＝位移矢量(即，弹簧从其平衡长度变形的距离和方向)。
根据该公式，所施加力F作为位移x的函数的曲线将为穿过原点的直线，其斜率为k。换句话讲，弹簧常数是弹簧的特性，它被定义为影响弹簧的力与由其引起的位移的比率。以举例的方式，适于用作弹簧元件162的弹簧可包括卷簧和服从虎克定律的其他常见弹簧。适于用作弹簧元件162的弹簧可基于简单梁弯曲，其可产生随位移非线性变化的力。此外，如果以恒定节距(线材厚度)制成，则锥形弹簧可具有可变速率。然而，可通过产生具有可变节距的弹簧，使适于用作弹簧元件162的锥形弹簧具有恒定速率。较大直径线圈中的较大节距和较小直径线圈中的较小节距将迫使弹簧在变形时以相同速率使所有线圈塌缩或延伸。
由于力等于质量m乘以加速度a，因此用于服从虎克定律的弹簧的力方程提供：
F＝ma→-kx＝ma
可能优选的是，与粘结表面160的质量相比，弹簧元件162的质量较小。由于加速度仅仅是x相对于时间的二阶导数，
这是位移作为时间的函数的二阶线性微分方程。重新排列：
其解为正弦和余弦的和：
其中：
A、B＝通过考虑质量块的初始位移和速度可找到的任意常数。
如本领域的技术人员将理解，弹簧元件可被视为通过拉紧弹性材料的原子之间的粘结部来存储势能，具体地弹性势能的装置。虎克弹性定律指出，弹性杆的延伸量(例如，其伸长长度减去其松弛长度)与其张力(用于拉伸它的力)成线性比例。类似地，收缩量(即，负延伸量)与压缩力(即，负张力)成比例。
虎克定律是以下事实的数学推论：当杆具有其松弛长度时，它的势能是最小的。一个变量的任何光滑函数在足够接近其最小点检查时近似于二次函数，如通过检查泰勒级数可观察到的。因此，力(其为能量相对于位移的导数)将近似于线性函数。完全压缩弹簧的力被提供为：
其中：
E＝杨氏模量；
d＝弹簧线材直径；
L＝弹簧的自由长度；
n＝有效线圈的数目；
v＝泊松比；以及
D＝弹簧外径。
本领域的技术人员将知道，用于弹簧元件162的非线性弹簧应理解为意指，在施加到弹簧元件的力和弹簧元件的所得位移之间存在非线性关系。本领域的技术人员将知道，由于具有变化的斜率，示出非线性弹簧元件的力对比位移关系的曲线比直线更复杂。换句话说，非线性弹簧元件不服从虎克定律，使得所施加的力与相对位移相关，使得：
F＝kF(x)
其中：
F＝所施加的力；
x＝自弹簧中间位置的弹簧位移；以及
k＝弹簧常数(即刚度)。
所得的弹簧常数被提供为：
因此，本领域的技术人员应当知道并理解，适用于压力施加构件116中的弹簧元件162可包括服从或不服从虎克定律的所有弹簧，而无论设计或形状如何。此外，本领域的技术人员可知道并理解，包括线性弹簧和非线性弹簧的任何组合的弹簧元件162可适用于压力施加构件116。换句话讲，弹簧元件的任何合适的组合可包括适用于压力施加构件116中以便提供期望程度的局部变形的服从或不服从虎克定律的所有弹簧，而无论设计、构造或形状如何。
多个弹簧元件中的每个弹簧元件162可具有相同的弹簧常数k。另选地，据信多个弹簧元件中的每个弹簧元件162可具有单独的弹簧常数k。换句话讲，多个弹簧元件中的第一弹簧元件可具有第一弹簧常数k1，并且多个弹簧元件中的第二弹簧元件可具有第二弹簧常数k2。第一弹簧常数k1可不同于第二弹簧常数k2(例如，第一弹簧常数k1可小于第二弹簧常数k2，或者第一弹簧常数k1可大于第二弹簧常数k2)。通过压力施加构件116的有益效果，多个弹簧元件中的每个弹簧元件可为压力施加构件116提供具有局部的离散的挠曲模量的能力，从而延长可操作寿命并减少可能的突然劣化。
在力学中，挠曲模量或弯曲模量E为强度特性，其计算为挠曲变形中应力与应变的比率，或材料弯曲的趋势。它由挠曲测试(诸如ASTM D790)产生的应力-应变曲线的斜率确定，并且以力/面积为单位。
对于表现为各向同性线性材料的矩形梁的3点测试，其中w和h为梁的宽度和高度，I为梁的横截面面积的二阶矩，L为两个外支撑件之间的距离，并且d为由于在梁的中间施加载荷F而产生的偏转，挠曲模量E由下式提供：
根据弹性梁理论，偏转d被提供为：
对于矩形梁，矩I由下式提供：
因此：
E弯曲＝E(即弹性模量)
本领域的技术人员将认识到，理想的是，挠曲或弯曲弹性模量相当于拉伸或压缩弹性模量。这些值可不同，尤其对于塑性材料。
多个弹簧元件中的每个弹簧元件162可为压力施加构件116的每个部分提供离散且不同的挠曲模量。可通过与砧辊110可操作接合，均匀地或不均匀地在Z方向上压缩每个压力施加构件116。例如，如图6和图7所示，当由砧辊110可操作地接合时，弹簧元件162在Z方向上压缩。压缩的量部分地取决于弹簧元件和由砧辊110施加到粘结表面160的力。多个弹簧元件可用于单个压力施加构件116中，诸如图6所示。多个弹簧元件中的每一者均可包括不同的特性，使得压力施加构件116在被砧辊110接合时以某种方式反应。
例如，砧辊110可以可操作地接合压力施加构件116，该压力施加构件具有包括第一弹簧常数的第一组弹簧元件和包括不同于第一弹簧常数的第二弹簧常数的第二组弹簧元件。具有不同弹簧常数的弹簧元件可在Z方向上压缩不同的量。更具体地，砧辊110可接合压力施加构件116，该压力施加构件包括具有第一弹簧常数的第一组弹簧元件，并且压力施加构件116的该部分可压缩第一压缩距离。砧辊110然后可接合压力施加构件116的包括具有第二弹簧常数的第二组弹簧元件的部分，从而导致压力施加构件116压缩第二压缩距离。然而，由于弹簧元件的不同弹簧常数，第一压缩距离可不同于第二压缩距离。应当理解，弹簧元件的其他特性可受到影响以改变压力施加构件116被压缩的量(在本文中也称为压缩距离)，其他特性诸如压力施加构件的高度、压力施加构件的形状和压力施加构件的材料。
在一些实施方案中，压力施加构件116可被构造成均匀地受到压缩。图7示出了压力施加构件116的压缩的示例。如图所示，压力施加构件116最初被定位在压力施加构件高度Hn处。压力施加构件高度Hn为压力施加构件116在与砧辊110可操作接合之前的位置。例如，在一些实施方案中，压力施加构件高度Hn可大于约0.5mm。一旦由砧辊110可操作地接合，压力施加构件116就被压缩到受压缩的压力施加构件高度CHn。压力施加构件高度Hn和受压缩的压力施加构件高度CHn之间的差值为压缩距离Dc。压缩距离Dc可大于约1×10-9m或大于约1×10-6m或大于约1×10-5m或大于约1×10-4m。在一些实施方案中，压缩距离Dc可为约1×10-6m至约1mm，包括所引用范围之间的所有增量。如前所讨论，压力施加构件高度和压力施加构件压缩的能力允许在操作参数上具有更大的灵活性并且最大程度减少在粘结过程中被损坏的基底。
在一些实施方案中，诸如图8和图9所示，粘结辊106包括多个压力施加构件116。压力施加构件116可按各种图案布置。此外，压力施加构件116可具有不同的特性，诸如高度、形状、材料和弹簧常数，使得多个压力施加构件116中的每一者单独地并且在不同程度上压缩。例如，粘结辊106可包括第一压力施加构件和第二压力施加构件。第一压力施加构件可压缩第一压缩距离，并且第二压力施加构件可压缩第二压缩距离。第一压缩距离可不同于第二压缩距离。压力施加构件独立作用的能力允许具有不同厚度的基底粘结在单个辊上。这也允许将非均衡图案赋予基底。如图9所示，压力施加构件的图案可包括各种尺寸和形状，并且可将这些压力施加构件放置在粘结辊上的各种位置中。传统上，需要使粘结图案均衡，使得在粘结过程期间在辊上施加相等的力。该均衡的力允许基底的均匀粘结。然而，由于压力施加构件116可被设计成具有不同的压缩距离，因此粘结图案可考虑不同的力，同时仍将期望的粘结图案赋予基底。
还应当理解，彼此邻近定位的压力施加构件116组可具有不同的特性，诸如弹簧常数、高度和材料。例如，如图8所示，多个压力施加构件116可分成第一组压力施加构件174、第二组压力施加构件176和第三组压力施加构件178。第一组压力施加构件174可具有第一弹簧常数，并因此压缩第一压缩距离。第二组压力施加构件176可具有第二弹簧常数，并因此压缩第二压缩距离。类似地，第三组压力施加构件178可具有第三弹簧常数，并因此压缩第三压缩距离。第一弹簧常数可不同于第二弹簧常数和第三弹簧常数。第二弹簧常数可不同于第一弹簧常数和第三弹簧常数。还应当理解，对于这些组中的任一者，弹簧常数可以是相同的。例如，第一弹簧常数和第三弹簧常数可以是相同的。此外，第一压缩距离可不同于第二压缩距离和第三压缩距离。还应当理解，对于这些组中的任一者，压缩距离可以是相同的。例如，第一压缩距离可与第三压缩距离相同。然而，由于单个压力施加构件压缩的能力，任何给定的压力施加构件均可压缩不同的量。可压缩性的差异也可部分地归因于例如基底中的不同厚度或砧辊中的缺陷。
压力施加构件116可按一体成型构造的形式制造。此类一体成型构造通常能够通过使用典型技术一次一层来构建部件，该典型技术诸如SLA/立体光刻、SLM/选择性激光熔化、RFP/快速冷冻成型、SLS/选择性激光烧结、EFAB/电化学制造、DMDS/直接金属激光烧结、LENS/激光工程化净成形、DPS/直接光成型、DLP/数字光处理、EBM/电子束加工、FDM/熔融沉积制造、MJM/多相喷射成型、LOM/层压物体制造、DMD/直接金属沉积、SGC/掩模固化法、JFP/喷射光聚合物、EBF/电子束制造、LMJP/液体金属喷射印刷、MSDM/模具形状沉积制造、SALD/选择区激光沉积、SDM/形状沉积制造以及它们的组合等。然而，如本领域技术人员将认识到的，可使用这些技术通过将它们与本领域技术人员已知的其他技术诸如铸造组合来构造此类一体成型压力施加构件116。
此外，可利用手动控制的装置(诸如手轮或手杆)或机械自动装置，由常规机加工技术制造压力施加构件116。利用由在存储介质上编码的精确编程的命令(计算机命令模块，通常位于装置上)操作的计算机数字控制(CNC)自动化机床，压力施加构件116可由机加工技术制造。此类CNC系统可使用计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助制造(CAM)程序提供端对端部件设计。这些程序产生计算机文件，该计算机文件被解释为通过使用后置处理程序来提取操作特定机器所需的命令，然后被加载到CNC机器以供生产。由于任何特定部件均可能需要使用多种不同工具(钻、锯等)，因此现代机器通常将多个工具组合到单个“单元”中。在其他装置中，多台不同的机器与外部控制器一起使用，并且使用人员或机器操作员将部件从一台机器移动到另一台机器。在任一种情况下，产生任何零件所需的一系列步骤是高度自动化的，并且产生与原始CAD设计紧密匹配的零件。
在任一方面，沿多个轴(通常至少两个(X和Y))和在Z(深度)上移动的工具主轴来控制机器运动。工具的位置由直接驱动步进马达或伺服马达驱动以便提供高度精确的运动，或在较旧的设计中，通过一系列减速齿轮的马达驱动。只要力保持足够小并且速度不太快，开环控制就有效。在市售金属加工机器上，闭环控制是标准的并且是必需的，以便提供所要求的准确性、速度和可重复性。CNC可包括激光切割、焊接、摩擦搅拌焊接、超声焊接、火焰和等离子切割、弯曲、纺丝、孔冲压、钉、粘合、织物切割、缝合、带和纤维铺放、布线、拾取-贴装(picking and placing)以及锯切。
另选地，压力施加构件116可由多种材料制成，以便利用形成压力施加构件116的每个零件(诸如粘结表面160、弹簧元件162和基座表面120)的材料的独特物理特性。通过非限制性举例的方式，粘结表面160可由具有第一组材料特性的第一材料形成，并且弹簧元件162可由具有第二组材料特性的第二材料形成。另选地，多个弹簧元件中的每个弹簧元件162可由具有不同材料特性的材料形成，以便向压力施加构件116的对应部分提供差别弯曲模量。每个压力施加构件116可包括由不同材料形成的弹簧元件162，使得每个压力施加构件116可被压缩到单独的压缩距离。
在一些实施方案中，压力施加构件116的每个部分可单独制造并组合以形成压力施加构件116。这可有利于压力施加构件116的零件的装配和修复工作，诸如涂覆、机加工、加热等。在此类技术中，压力施加构件116的在范围上与本公开相称的部件中的两者或更多者可组合成单个整体零件。
本领域的技术人员可对特定压力施加构件形状、弹簧形状、物理设计元素、材料特性等进行建模，以使用多种建模技术(包括但不限于有限元分析(FEA))来提供压力施加构件和弹簧元件的期望特性。此类分析工具可用于提供本公开所设想的基底粘结操作所必需的压力施加构件的几乎任何设计。该分析也可用于包括多个压力施加构件的粘结辊和与砧辊可操作接合的粘结辊的设计和构型。
还应当理解，弹簧元件162可布置为成对的弹簧元件。一对弹簧元件中的每个弹簧元件可在近端处接合到粘结表面160，并且一对弹簧元件中的每个弹簧元件的远端可接合到基座表面120。在该布置结构中，一对弹簧元件中的第一弹簧元件可相对于基座表面120在MD、CD和/或Z方向的第一组合中的第一方向上偏转，并且一对弹簧元件中的第二弹簧元件可相对于基座表面120在MD、CD和/或Z方向的第二组合中的第二方向上偏转。这可能可接受地适应当压力施加构件116与相对的砧辊可操作地接合时相对于基座表面120施加到压力施加构件116并且由其经历的任何扭转力。
换句话讲，应当理解，提供布置为成对的弹簧元件的多个弹簧元件可有利于将压力施加构件116偏转到MD、CD和/或Z方向的任何期望组合中。由于压力施加构件116被设计成被设置成与相对的砧辊以旋转方式接触接合并且在其间设置有基底，因此本领域的技术人员将可能知道，由相对的砧辊以及设置在其间的任何基底设置在粘结辊上的力可能不仅限于在Z方向上的力。因此，为每个压力施加构件116提供因给定的一对弹簧元件中的每个弹簧元件提供的单独弯曲而三维运动的可能性可减少由压力施加构件116的重复平面外变形引起的任何磨损，该重复平面外变形可导致粘结表面160的快速劣化。
应当理解，弹簧元件可不仅由空隙区域限定，而且可由材料较少的区域诸如其中压力施加构件已变薄或材料的一部分被移除的区域限定。可通过从压力施加构件中机加工出组分材料以在压力施加构件中留下空隙来提供空隙。任选地，增材制造可用于构建压力施加构件，而不沉积材料或在其中期望空隙或刚度降低的区域位置处不沉积那么多的材料。刀的空隙和刚度降低的区的示例可见于2016年12月7日提交的美国专利申请15/371,596和2017年3月1日提交的美国专利申请15/446,378中。
压力施加构件116也可包括肩部，诸如美国专利公布2015/0173961中公开的。具有明显的肩部或边缘断开部的压力施加构件已被证明可改进粘结强度并减少基底例如顶片剥离的倾向。据信改进的压力施加构件产生更强的粘结部，这部分地归因于与粘结部位相邻的纤维/细丝更少的撕裂。据信纤维剪切或撕裂减少是改善粘结强度的原因。
在一些实施方案中，参见图10，粘结辊106可包括外圆周表面118和内圆周表面124。外圆周表面118从内圆周表面124径向向外定位。粘结辊106还可包括第一粘结表面144，该第一粘结表面与外圆周表面118相对并且与内圆周表面124成面对关系。粘结辊106可包括接合到外圆周表面118的多个压力施加构件116，诸如先前所述。粘结辊106也可包括多个弹簧元件162，诸如先前所述。多个弹簧元件162可定位在第一粘结表面144和内圆周表面124之间。更具体地，弹簧元件的近端部分可接合到第一粘结表面144，并且弹簧元件的远端部分可接合到内圆周表面124。在一些实施方案中，各个压力施加构件116可不包括弹簧元件，并且存在于粘结辊106中的弹簧元件用于在粘结过程期间提供期望的可压缩性。在一些实施方案中，各个压力施加构件116包括弹簧元件，并且粘结辊包括附加的弹簧元件以在粘结过程期间提供期望的可压缩性。应当理解，多个弹簧元件中的每一者的弹簧常数可相同或不同，诸如先前所公开的。
如图11所示，在一些实施方案中，可使用两个粘结辊来粘结基底。更具体地，第一粘结辊106可以可操作地接合第二粘结辊146，该第一粘结辊包括具有弹簧元件的第一多个粘结压力施加构件，该第二粘结辊包括具有弹簧元件的第二多个粘结压力施加构件。第一粘结辊106可与第二粘结辊146对齐，使得第一多个压力施加构件可操作地接合第二多个压力施加构件以当基底在纵向MD上横穿时粘结基底。
还应当理解，可向压力施加构件116的基座表面120添加附加的可压缩性或可压缩性，诸如图12A和图12B所示。例如，基座表面120可包括空隙区域或材料厚度减小的区域180。空隙区域或材料厚度减小的区域180可为任何形状，使得向压力施加构件添加可压缩性。
概括地说，一种形成粘结部的方法包括以下步骤。粘结辊可围绕旋转轴线旋转。粘结辊可包括从成形辊径向向外延伸的第一压力施加构件。第一压力施加构件可包括第一弹簧元件。砧辊可邻近粘结辊定位并且可围绕旋转轴线旋转。砧辊和粘结辊相对于彼此定位，使得在砧辊和粘结辊之间形成辊隙。将第一基底和第二基底在纵向上推进；第一基底和第二基底可形成重叠部分。将第一基底和第二基底在纵向上推进穿过辊隙。粘结辊和砧辊随着基底穿过辊隙而旋转，从而导致粘结辊和砧辊可操作地接合。更具体地，随着粘结辊和砧辊旋转，第一压力施加构件压缩重叠部分的至少一部分，从而形成粘结部。应当理解，压力施加构件可接合基底的除重叠部分之外的一部分，并且单个基底可推进穿过辊隙。还应当理解，可折叠单个基底并且折叠部分可推进穿过辊隙。当第一压力施加构件接合基底和砧辊时，第一压力施加构件可被压缩第一压缩距离。第一压缩距离可大于约1×10-9m。
粘结辊可包括任何数量的压力施加构件，使得将期望的粘结部赋予基底。例如，粘结辊可包括具有第二弹簧元件的第二压力施加构件。此外，第一压力施加构件的第一弹簧元件包括第一弹簧常数，并且第二压力施加构件的第二弹簧元件包括第二弹簧常数。第一弹簧常数和第二弹簧常数可不同或相同。还应当理解，第一压力施加构件和第二压力施加构件中的每一者均可产生随位移非线性变化的力。第二压力施加构件可被压缩第二压缩距离。第一压缩距离可不同于第二压缩距离。
基底穿过包括一个或多个粘结部的辊隙。基底可在纵向上继续推进到下游工艺。
根据本公开的以卫生巾或失禁衬垫形式显示的示例性吸收制品5在图13-15中示出。该吸收制品仅仅为了说明的目的示出，因为本公开可用于制备多种其它吸收制品。图13为处于平展状态的示例性吸收制品5的顶视图，其中部分结构被切除以更清楚地显示吸收制品5的构造。图14为沿线2-2截取的图13的吸收制品的剖视图，而图15为图14的吸收制品的分解剖视图。
参见图13，吸收制品5可具有基本上平面的构型和质心40。质心40为吸收制品5的质量的平面内中心。质心40位于纵向中心线L和横向中心线T的交汇处。横向中心线T正交于纵向中心线L。吸收制品5可为但不是必须为关于横向中心线T对称的。吸收制品5具有面向身体的表面10和面向衣服的表面(未示出)。
吸收制品5包括多个层以促进某些液体处理行为。示例层包括液体可透过的顶片30和吸收芯90。一些实施方案也可包括顶芯22，如图所示。吸收芯90可具有多种合适的布置结构，例如吸收芯90可具有薄纸外部包封物92(图15)。吸收制品还可具有背衬材料82和背片80。
为了有助于确保流体流入吸收芯90中，一些吸收制品被构造成具有有时被称为第二顶片20(“STS”)，其位于顶片30和吸收芯90之间。这种第二顶片20被设计用于获取在液体可透过的顶片30上的流体并将其分配到下面的吸收芯90。为了有助于确保第二顶片20将流体输送至吸收芯90，第二顶片20可具有充分的毛细管作用以牵引流体通过液体可渗透的顶片30。为了确保流体继续流动到吸收芯90上，第二顶片20通常被设计成具有比吸收芯90更高的渗透性和比吸收芯90更低的毛细管作用。例如，第二顶片可以是气流成网的薄纸幅材，其由纤维素纤维和聚乙烯粉末制得，有时被称为气流成网STS。或者，第二顶片可以是水刺法纤维网。水刺纤维网可为水力缠络法纤维结构，其具有介于约35克/平方米(gsm)和约85gsm之间的基重。水刺纤维网可包含按重量计约30％至约60％的纤维素纤维，按重量计约5％至约30％的非纤维素纤维、和按重量计约30％至约55％的基于聚烯烃的粘结剂纤维。再次参见图13和图14，在一个实施方案中，第一基底102包括第二顶片，并且第二基底104包括顶片。例如，第一基底102可包括水刺法STS，并且第二基底104可包括薄膜-非织造物复合体顶片，诸如聚乙烯膜-聚乙烯非织造物复合体顶片。
应当理解，本文的设备和方法可用来将各种类型的基底粘结在一起。基底可包括这样的材料，所述材料可通过在设备的辊隙中压缩而变形超越其屈服点。例如，在一些实施方案中，所述设备可用来粘结非织造基底，诸如聚丙烯非织造织物、聚乙烯膜、双组分非织造织物或膜、聚对苯二甲酸乙二酯非织造织物或膜。在一些实施方案中，本文的设备和方法可用来粘结如下基底，所述基底包括纤维素纤维和聚乙烯或聚乙烯-聚丙烯双组分纤维或颗粒的混合物。在一些实施方案中，基底可具有约6gsm至约100gsm的基重。其它类型的基底可夹置在两层非织造织物或膜之间。
基底可包括任何合适的织造材料、非织造材料、膜、任何前述材料的组合或层压体。合适基底的非限制性示例包括纤维素、薄膜(诸如聚合物或热塑性薄膜)、箔(诸如金属箔，例如铝、黄铜、铜等)、纤维网(包括供应充足的聚合物)、泡沫、纤维非织造幅材(包括合成纤维，例如，)、胶原蛋白膜、壳聚糖膜、人造丝、玻璃纸等。合适的纤维网还包括这些材料的层压体或共混物。合适的膜包括流延膜和吹胀膜。适合用作第二基底的示例性热塑性膜为低密度聚乙烯(“LDPE”)、线性低密度聚乙烯(“LLDPE”)以及LLDPE和LDPE的共混物。膜可以是开孔的。
底片也可任选地包括用来向材料赋予颜色的着色剂诸如颜料、色淀、调色剂、染料、墨或其他试剂，从而改善基底或所得层合体的视觉外观。本文合适的颜料包括无机颜料、珠光颜料、干涉颜料等。合适的颜料的非限制性示例包括滑石、云母、碳酸镁、碳酸钙、硅酸镁、硅酸铝镁盐、二氧化硅、二氧化钛、氧化锌、红氧化铁、黄氧化铁、黑氧化铁、炭黑、群青颜料、聚乙烯粉末、甲基丙烯酸酯粉末、聚苯乙烯粉末、丝粉、结晶纤维素、淀粉、钛酸云母、氧化铁钛酸云母、氯氧化铋等。合适的着色纤维网描述于US 2010/0233438A1和US 2010/0233439A1中。
虽然已在图13-15中所示的女性卫生制品5的上下文中描述了设备和方法，但应当理解本文的方法和设备可用于组装和粘结各种基底和/或弹性层合体，该各种基底和/或弹性层合体可与各种工艺构型和/或吸收制品，诸如例如胶粘尿布或尿布裤一起使用。
胶粘尿布在图16-18中示出。图16为示例性吸收制品300的平面图，面向衣服的表面302面对观察者，处于平面展开状态(即，无弹性收缩)。吸收制品300可包括前腰区312、裆区314和后腰区316。裆区314可在前腰区312与后腰区316中间延伸。前腰区312、裆区314和后腰区316可各自为吸收制品300的长度的1/3。吸收制品可包括前端边318、与前端边318相对的后端边320以及由基础结构352限定的纵向延伸的横向相对的侧边322和324。
吸收制品可包括液体可透过的顶片326、液体不可透过的底片328，以及至少部分地定位于顶片与底片中间的吸收芯330。吸收制品也可包括具有或不具有弹性部件333的一对或多对阻隔腿箍332、一对或多对腿弹性部件334、一个或多个弹性腰带336，以及/或者一种或多种采集材料338。一种或多种采集材料338可定位在顶片326与吸收芯330中间。外覆盖件材料340诸如非织造材料可覆盖底片328的面向衣服的一侧。吸收制品可包括位于后腰区316中的后耳片342。后耳片342可包括紧固件346并且可从吸收制品300的后腰区316延伸并且(使用紧固件346)附接到吸收制品300的前腰区312的面向衣服部分上的着陆区区域或着陆区材料344上。吸收制品300也可具有位于前腰区312中的前耳片347。吸收制品300可具有中心侧向(或横向)轴线348和中心纵向轴线350。中心侧向轴线348垂直于中心纵向轴线350延伸。
在其他情况下，吸收制品可为具有永久性或可重复扣紧的侧缝的裤的形式。合适的可重复扣紧的接缝公开于美国专利申请公布2014/0005020A1和美国专利9,421,137中。参见图19-21，其示出了裤形式的示例性吸收制品300。图19为吸收制品300的正面透视图。图20为吸收制品300的背面透视图。图21为吸收制品300的平面图，该吸收制品平面放置，面向衣服的表面面对观察者。吸收制品300可具有前腰区312、裆区314和后腰区316。区域312、314和316中的每一者可为吸收制品300的长度的1/3。吸收制品300可具有基础结构352(有时称为中心基础结构或中心片)，该基础结构包括顶片326、底片328和至少部分地设置在顶片326与底片328中间的吸收芯330，以及任选的采集材料338，该采集材料类似于上文相对于图16-18所述的采集材料。吸收制品可包括位于前腰区312中的前带354和位于后腰区316中的后带356。基础结构352可接合到前带354和后带356的面向穿着者的表面304上，或接合到带354、356的面向衣服的表面302上。前带354的侧边323和325可分别接合到后带356的侧边327和329，以形成两个侧缝358。侧缝358可为本领域的技术人员已知的任何合适的接缝，例如诸如邻接接缝或重叠接缝。当侧缝358永久地形成或可重复扣紧地闭合时，裤形式的吸收制品300具有两个腿部开口360和腰部开口周边362。侧缝358可使用例如粘合剂或粘结永久地接合，或者可使用例如钩环紧固件可重复扣紧地闭合。
前带354可包括前内带层和前外带层，并且后带356可包括后内带层和后外带层，其中弹性体材料(例如，股线或膜(其可为开孔的))至少部分地设置在内带层与外带层之间。弹性元件或膜可为松弛的(包括被切割的)以减小在吸收芯上的弹性应变，或者可另选地在整个吸收芯上连续分布。弹性元件在带的任何部分中可在它们之间具有均匀的或可变的间距。弹性元件也可预应变相同的量或不同的量。前带354和/或后带356可具有一个或多个弹性元件自由区，在该一个或多个弹性元件自由区中基础结构与带354、356重叠。在其他情况下，弹性元件中的至少一些可在基础结构352上连续延伸。
前内带层和后内带层以及前外带层和后外带层可使用粘合剂、热粘结、压力粘结或热塑性粘结来接合。各种合适的带层构型可见于美国专利公布2013/0211363 A1中。
前带端边和后带端边可纵向延伸到前基础结构端边319和后基础结构端边321之外(如图21所示)，或者它们可为共末端的。前带侧边和后带侧边可侧向延伸超过基础结构侧边322和324。前带354和后带356可为从带侧边至带侧边连续的(即，具有至少一个连续的层)。另选地，前带354和后带356可为从带侧边至带侧边不连续的，使得它们为离散的。
如美国专利7,901,393所公开的，后带356的纵向长度(沿中心纵向轴线350)可大于前带354的纵向长度，并且当后带具有比邻近或紧邻侧缝58的前带更大的纵向长度时，这可尤其可用于增加臀部覆盖范围。
前外带层和后外带层可彼此分离，使得这些层是离散的，或者另选地，这些层可为连续的，使得层从前带端边连续地延伸至后带端边。对于前内带层和后内带层也可以如此—即它们也可以是纵向离散的或连续的。此外，前外带层和后外带层可以是纵向连续的，而前内带层和后内带层是纵向离散的，使得在它们之间形成间隙。
前带354和后带356可包括狭缝、洞和/或穿孔，该狭缝、洞和/或穿孔提供增加的透气性、柔软性和衣服样的纹理。内衣样外观可通过在侧缝358处基本上对齐腰部边缘和腿部边缘来增强。
前带354和后带356可包括图形。图形可基本上围绕吸收制品300的整个圆周延伸并且可横跨侧缝和/或横跨近侧前带接缝和后带接缝设置；或者另选地，以美国专利9,498,389中所述的方式邻近接缝，以形成更近似内衣样的制品。图像也可为不连续的。
另选地，可将离散的侧片附接到基础结构的侧边上，而不是将带附接到基础结构以形成裤。包括离散侧片的裤的合适形式公开于美国专利6,645,190；8,747,379；8,372,052；8,361,048；6,761,711；6,817,994；8,007,485；7,862,550；6,969,377；7,497,851；6,849,067；6,893,426；6,953,452；6,840,928；8,579,876；7,682,349；7,156,833和7,201,744中。
顶片326为吸收制品300的与穿着者皮肤接触的一部分。如本领域普通技术人员所公知的，顶片326可接合到底片328、吸收芯330、阻隔腿箍332和/或任何其他层的部分上。顶片326可为柔顺的、感觉柔软的，并且对穿着者的皮肤无刺激。此外，顶片的至少一部分或全部可为液体可透过的，允许液体身体流出物容易渗过其厚度。适宜的顶片可由许多各种不同的材料制成，诸如多孔泡沫、网状泡沫、开孔塑料膜、织造材料、非织造材料、天然纤维(例如，木纤维或棉纤维)、合成纤维或长丝(例如，聚酯纤维或聚丙烯纤维或PE/PP双组分纤维或它们的混合物)或天然纤维与合成纤维的组合的织造或非织造材料。顶片可具有一个或多个层。顶片可为开孔的(图17，元件331)，可具有任何合适的三维特征，并且/或者可具有多个压花(例如，粘结图案)。顶片可通过过度粘结材料并且随后通过环轧制使过度粘结处破裂进行开孔，例如公开于在1997年5月13日授予Benson等人的美国专利号5,628,097中并公开于授予Arora等人的美国专利申请公布US 2016/0136014 A1中。顶片的任何部分均可涂覆有护肤组合物、抗菌剂、表面活性剂和/或其他有益剂。顶片可为亲水性或疏水性的或可具有亲水性和/或疏水性部分或层。如果顶片为疏水性的，则通常将存在孔，以使得身体流出物可穿过顶片。
底片328通常为吸收制品300接近吸收芯330的面向衣服的表面定位的那部分。可通过本领域技术人员已知的任何附接方法将底片328接合到吸收制品的顶片326、外覆盖件材料340、吸收芯330和/或任何其他层的部分上。底片328防止或至少抑制吸收芯所吸收和容纳的身体流出物弄脏制品，诸如床单、内衣和/或衣服。底片通常为液体不可透过的，或至少基本上为液体不可透过的。底片可例如为或包括薄型塑料膜，诸如热塑性膜，其具有约0.012mm至约0.051mm的厚度。其他合适的底片材料可包括透气材料，其允许蒸气从吸收制品逸出，同时仍然防止或至少抑制身体流出物透过底片。
外覆盖件材料(有时称为底片非织造材料)340可包含接合到底片328并覆盖底片328的一种或多种非织造材料。外覆盖件材料340形成吸收制品300的面向衣服表面302的至少一部分并且有效地“覆盖”底片328，使得膜不存在于面向衣服的表面302上。外覆盖件材料340可包括粘结图案、孔和/或三维特征。
如本文所用，术语“吸收芯”330是指具有最大吸收容量并包含吸收材料的吸收制品的部件。在一些情况下，吸收材料可定位在芯袋或芯包裹物内。根据具体的吸收制品，吸收材料可以是异形的或不是异形的。吸收芯330可包含、基本上由或由下列组成：芯包裹物、吸收材料和包封在芯包裹物内的胶。吸收材料可包含超吸收聚合物、超吸收聚合物和透气毡的混合物、仅透气毡、和/或高内相乳液泡沫。在一些情况下，吸收材料可包含按吸收材料的重量计至少80％、至少85％、至少90％、至少95％、至少99％、或至多100％的超吸收聚合物。在此类情况下，吸收材料可不含透气毡，或至少大部分不含透气毡。吸收芯周边(其可以为芯包裹物的周边)可限定任何合适的形状，诸如例如矩形“T”、“Y”、“沙漏”或“狗骨”形状。具有大致“狗骨”形状或“沙漏”形状的吸收芯周边可沿其宽度朝向吸收制品300的裆区314渐缩。
吸收芯330可具有含很少吸收材料或不含吸收材料的区域，其中芯袋的面向穿着者的表面可接合到芯袋的面向衣服的表面。这些具有很少吸收材料或不具有吸收材料的区域可被称为通道。这些通道可体现任何合适的形状，并且可提供任何合适数量的通道。在其他情况下，吸收芯可以压花以产生通道的印痕。
参见图16和图17，例如，吸收制品300可包括一对或多对阻隔腿箍332和一对或多对腿弹性部件334。阻隔腿箍332可定位在腿弹性部件334的侧向内侧。每个阻隔腿箍332可由材料件形成，该材料件粘结到吸收制品300，从而其可从吸收制品300的面向穿着者的表面304向上延伸并提供在穿着者的躯干和腿部的接合处附近的改善的身体流出物的围堵。阻隔腿箍332由直接或间接地接合到顶片和/或底片的近侧边缘以及自由端边缘界定，其旨在接触穿着者的皮肤并与穿着者的皮肤形成密封。阻隔腿箍332可至少部分地在中心纵向轴线350的相对侧上的吸收制品300的前端边318和后端边320之间延伸，并且可至少存在于裆区314中。阻隔腿箍332可在自由端边缘附近或在自由端边缘处各自包括一个或多个弹性部件333(例如，弹性股线或条)。这些弹性部件333使阻隔腿箍332有助于围绕穿着者的腿部和躯干形成密封。腿弹性部件334至少部分地在前端边318与后端边320之间延伸。腿弹性部件334基本上使吸收制品300的靠近基础结构侧边322、324的部分有助于围绕穿着者的腿部形成密封。腿弹性部件334可至少在裆区14内延伸。
参见图16和图17，吸收制品300可包括一个或多个弹性腰带336。弹性腰带336可定位在面向衣服的表面302上或面向穿着者的表面304上。作为示例，第一弹性腰带336可存在于前带端边318附近的前腰区312中，并且第二弹性腰带336可存在于后端边320附近的后腰区316中。弹性腰带336可有助于围绕穿着者的腰部密封吸收制品300，并且至少抑制身体流出物通过腰部开口周边溢出吸收制品300。在一些情况下，弹性腰带可完全围绕吸收制品的腰部开口周围。
一种或多种采集材料338可至少部分地存在于顶片326与吸收芯330中间。采集材料338通常为提供对身体流出物的显著芯吸的亲水性材料。这些材料可使顶片326脱水并且将身体流出物快速移动到吸收芯330中。采集材料338可包括例如一种或多种非织造材料、泡沫、纤维素材料、交联的纤维素材料、气流成网纤维素非织造材料、水刺材料或它们的组合。在一些情况下，采集材料338的部分可延伸穿过顶片326的部分，顶片326的部分可延伸穿过采集材料338的部分，并且/或者顶片326可与采集材料338嵌套。通常，采集材料338可具有小于顶片326的宽度和长度的宽度和长度。采集材料可为女性衬垫上下文中的第二顶片。采集材料可具有如上文参考吸收芯330(包括压花型式)所述的一个或多个通道。采集材料中的通道可与吸收芯330中的通道对齐或不对齐。在一个示例中，第一采集材料可包括非织造材料，并且作为第二采集材料可包括交联的纤维素材料。
参见图16和图17，吸收制品300可具有在外覆盖件材料340的面向衣服的表面302的一部分中形成的着陆区区域344。如果吸收制品从前至后扣紧，则着陆区区域344可位于后腰区316中；或者如果吸收制品从后至前扣紧，则着陆区区域344可位于前腰区312中。在一些情况下，着陆区344可为或可包含一种或多种离散的非织造材料，该一种或多种离散的非织造材料附接到前腰区312或后腰区316中的外覆盖件材料340的一部分，这取决于吸收制品是在前面还是后面紧固。实质上，着陆区344被构造成接收紧固件346并且可包括例如被构造成与紧固件346上的多个钩接合的多个环，或反之亦然。
参见图16，本公开的吸收制品300可包括从面向衣服表面302可见的图形378和/或润湿指示标记380。图形378可印刷在着陆区340、底片328和/或其他位置上。润湿指示标记830通常被施加到底片328的面向吸收芯侧，使得它们可被吸收芯330内的身体流出物接触。在一些情况下，润湿指示标记380可形成图形378的部分。例如，润湿指示标记可出现或消失，并且在一些图形内产生/移除字符。在其他情况下，润湿指示标记380可与图形378协调(例如，相同的设计、相同的图案、相同的颜色)或不协调。
参见上文提及的图16和图17，吸收制品300可在胶粘尿布的情况下具有前耳片347和/或后耳片342。在大多数胶粘尿布中，只需要一组耳片。单组耳片可包括被构造成接合着陆区或着陆区区域344的紧固件346。如果提供两组耳片，则在大多数情况下，仅一组耳片可具有紧固件346，而另一组耳片不具有紧固件。耳片或其部分可为弹性的或可具有弹性片。在一个示例中，弹性膜或弹性股线可定位在第一非织造材料和第二非织造材料之间。弹性膜可为开孔的或可为不开孔的。耳片可为成型的。耳片可为一体的(例如，外覆盖件材料340、底片328和/或顶片326的延伸部分)，或者可为在面向穿着者的表面304上、在面向衣服的表面302上或者在两个表面304、302中间附接到吸收制品的基础结构352上的离散部件。
再次参见图16，本公开的吸收制品可包括用于监测吸收制品内的变化的传感器系统382。传感器系统382可与吸收制品300分离或与吸收制品300成一体。吸收制品可包括可感测与身体流出物(诸如尿液和/或BM)的侵袭相关联的吸收制品的各种方面的传感器(例如，传感器系统382可感测温度变化、湿度、氨或脲的存在、流出物(尿液和粪便)的各种蒸气组分、穿过吸收制品的面向衣服层的湿蒸气透过情况的变化、面向衣服层的半透明度的变化和/或透过面向衣服层的颜色变化)。另外，传感器系统382还可感测尿液的组分诸如氨或脲，以及/或者由于这些组分与吸收制品300反应而产生的副产物。传感器系统382可感测当尿液与吸收制品300的其他组分(例如，粘合剂、agm)混合时所产生的副产物。被感测的组分或副产物可按可穿过面向衣服层的蒸气形式存在。也可能期望在吸收制品中放置反应物，该反应物当与尿液或BM混合时改变状态(例如颜色、温度)或产生可测量的副产物。传感器系统382还可感测pH、压力、气味的变化，气体、血液、化学标记物或生物标记物的存在，或它们的组合。传感器系统382可在吸收制品上或吸收制品附近具有部件，该部件将信号传输到比吸收制品更远侧的接收器诸如例如iPhone。接收器可输出结果以向护理人员传达吸收制品300的状况。在其他情况下，可能不提供接收器，相反，吸收制品300的状况可从吸收制品上的传感器视觉上或听觉上显而易见。
可将其他材料视为基底，或包括基底作为最终产品的一部分。基底可包括膜。合适的膜包括水溶性膜或水分散性膜。膜可为可热成形的和/或可真空成形的。膜可包括聚合物材料。合适的聚合物材料包括聚乙烯醇、羟丙基甲基纤维素(HPMC)、它们的共聚物、它们的衍生物或它们的组合。膜还可包含一种或多种添加剂成分，诸如增塑剂、表面活性剂、清洁助剂、水或其他合适的助剂。如本领域已知的，可通过聚合物材料的浇铸、吹塑、挤出或吹胀挤出来获得膜。膜可具有约20微米至150微米，或约50微米至110微米的厚度。合适的水溶性膜可包括以商品名M8630、M8900、M8779、M9467和M8310由MonoSol,LLC(Merrillville,Indiana,USA)供应的那些膜，以及具有对应溶解度、变形性和/或密封特性的膜，诸如PVA膜。合适的膜也描述于US 6,166,117、US 6,787,512、US 2006/0213801A1、WO2010/119022、US 2011/0186468A1和US 2011/0188784A1中。
可例如通过热成形和/或真空成形将膜成形为组合剂量小袋，诸如单隔室小袋或多隔室小袋。可经由连续或不连续工艺将一个或多个膜成形为密封隔室的纤维网，并且可将该纤维网切割以形成单独的小袋。小袋可含有组合物，诸如织物护理组合物或硬质表面护理组合物。此类组合物可为液体、凝胶、固体、颗粒或它们的组合的形式。合适的小袋和用于制备此类小袋的方法描述于WO 2002/042408和WO 2009/098659中。可商购获得的小袋包括作为TIDE PODS、GAIN FLINGS和CASCADE ACTIONPACS销售的那些(各自可购自TheProcter&Gamble Company(Cincinnati,Ohio,USA))。
此外，基底可用于清洁产品中。例如，除尘器清洁制品可包括非织造片，该非织造片具有接合到其上的丝束纤维。清洁制品可具有纵向轴线。丝束纤维可在大致横向上并且尤其在垂直于纵向轴线的方向上接合到非织造片上，以提供两个层的层合体结构。
如果需要，清洁制品可包括附加层，该附加层在本文中也称为薄层。例如，丝束纤维可设置在两个非织造片中间。丝束纤维的多个薄层可设置在非织造片中间和/或其外侧。任选地，可将非织造片中的一者或多者切割以包括条。条可大致垂直于纵向轴线。
丝束纤维和/或非织造片可包含添加剂以有助于从目标表面移除灰尘和其他碎屑。添加剂可包括蜡如微晶蜡、油、粘合剂以及它们的组合。清洁制品可根据美国专利6,813,801并且根据共同转让的US 7,803,726、8,756,746、8,763,197和8,931,132来制备。
清洁制品的薄层可使用粘合剂、热粘结、超声焊接等接合在一起。如果需要，粘结线可大致平行于纵向轴线并且可根据需要为连续的或不连续的。可利用三条纵向平行的粘结线来限定两个套管。
两个套管可接纳柄部的一个或多个互补叉齿。叉齿可被可移除地插入到清洁制品的套管中以提供改善的人体工程学。柄部可为塑性的并且根据美国专利7,219,386、7,293,317、7,383,602和/或共同转让的8,578,564的教导制备。代表性除尘器由本发明受让人以商品名出售。
此外，基底可包括清洁片。清洁片可包含非织造材料。非织造材料可为合成的并且/或者在其中具有纤维素纤维。合成纤维可包括梳理成网纤维、短纤维、湿法成网纤维、气流成网纤维和/或纺粘纤维。非织造清洁片可根据水力缠络法制备以提供纹理和约20g/m2至约120g/m2的基重。
任选地，清洁片还可包含添加剂，以改善清洁性能和/或增强清洁体验。添加剂可包括蜡如微晶蜡、油、粘合剂、香料以及它们的组合。根据本发明的清洁片可根据共同转让的美国专利6,305,046；6,484,346；6,561,354；6,645,604；6,651,290；6,777,064；6,790,794；6,797,357；6,936,330；D409,343；D423,742；D489,537；D498,930；D499,887；D501,609；D511,251和/或D615,378来制备。
在一些实施方案中，清洁片可包括层，以提供沉积在目标表面上的清洁流体的吸收和储存。如果需要，清洁片可包含吸收胶凝材料以增加清洁片的吸收容量。吸收胶凝材料可以以避免快速吸收并缓慢吸收流体的方式分布在清洁片内，以提供清洁片的最有效使用。
清洁片可包括设置在层合体材料中的多个层。最低的或面向下的外层可包括允许清洁溶液通过其吸收并且促进目标表面的擦洗的孔。中间层可提供液体的储存，并且可包括吸收胶凝材料。如共同转让的美国专利6,003,191和6,601,261中所述，清洁片可具有每克干的清洁片至少10克、15克或20克清洁溶液的吸收容量。
顶部或面向上的外层可为液体不可渗透的，以便使吸收流体的损失最小化。顶层还可提供清洁片与清洁工具的可释放的附接。顶层可由聚烯烃膜如LDPE制成。
本专利申请要求于2017年12月7日提交的美国临时申请62/595,606的权益，该申请的全文以引用方式并入本文。
本发明提及的所有出版物、专利申请和公布的专利均全文引入以供参考。任何文献的引用并不是对其作为受权利要求书保护的本发明现有技术的可获得性的认可。
本文所公开的量纲和/或值不应理解为严格限于所引用的精确数值。相反，除非另外指明，每个此类量纲和/或值旨在表示所述量纲和/或值以及围绕该量纲和/或值功能上等同的范围。例如，公开为“40mm”的量纲旨在表示“约40mm”。
尽管已用具体实施方案来说明和描述了本发明，但对于本领域的技术人员显而易见的是，在不背离本发明的精神和保护范围的情况下可作出许多其他的变化和修改。因此，本文旨在于所附权利要求中涵盖属于本发明范围内的所有此类变化和修改。