在包装之前使层压弹性织物松弛的方法和设备

摘要

用一种层压机在预伸展条件下生产层压弹性织物。位于层压机下游的输送系统将层压弹性织物输送给包装机(如退出接合机和装饰机)。该输送系统以成比例地小于层压机的线速度的速度工作,从而该层压弹性织物从其伸展状态中松弛下来,并且在包装之前变得完全或几乎完全松弛和皱裥。在包装之前充分的松弛是重要的,这样该层压弹性织物就不会在包装期间出现伸展形式,或者在被包装后进一步松弛以在包装容器中产生无用空间。该输送系统优选包括一种后面带有多通道气流输送机的倾斜输送带。所述气流输送机的每条通道轻轻地把来自带式输送机中的层压弹性织物中的一个输送到相应的包装机中。

说明书

本发明涉及用于用弹性线制成的物品结构中的预制层压弹性(网状)织物的包装。具体地说，本发明涉及一种包装预制层压弹性织物的方法和设备，其使得该织物中的弹性能够在包装之前充分地松弛。

本发明的背景技术

许多一次性或非一次性物品具有形成该物品中的一个或多个可膨胀或可伸展部分的层压弹性部件。例如，常见的有层压弹性腰带。通常，该层压弹性部件由其间粘附有弹性绳的两层无纺织物构成。这些弹性绳在预伸展的条件下被层压到无纺层上。当这些弹性绳松弛时，该无纺材料会起皱裥。层压弹性部件的整个生产所需要的机器和工具非常复杂。本发明是在试图在厂区外生产预制的层压弹性织物的过程中被研制出来的，从而替换与相应的物品一起整体地生产出层压弹性部件的方法。

虽然生产并将预制层压部件安装到一次性或非一次性物品上看起来好象是一种似是而非的可选方案，但是在预制的层压弹性织物的包装和运输方面存在显著的问题。例如，如果该层压弹性织物以一种伸展的或半伸展的状态进行包装的话，则在运输和存放过程中的松弛会将无用空间引入存储容器。该无用空间经常引起织物在存储容器内部移位和倾倒，从而使得该织物难以被最终用户使用。另外，如果该层压弹性织物在包装之前没有充分地松弛的话，那么该织物在伸展状态下的伸展存放会使得弹性材料定形在伸展状态中，因此导致该织物变成次品。

本发明的目的在于提供在松弛的条件下包装预制的层压弹性织物的实际措施。

发明概述

本发明涉及一种弹性松弛方法，该方法在包装预制层压弹性织物之前实施。该方法通常是通过采用一种输送系统来实现的，该输送系统把层压弹性织物从层压机向下游输送到包装设备。该输送系统被设计成这样，以使得所述织物处于很小的或无张力的条件下一段时间，以足以在包装之前使所述弹性完全或几乎完全松弛。

当在层压机中生产层压弹性织物时，弹性材料(如弹性绳、薄膜等)在所述织物从该机器的出口夹缝中通过时沿着加工方向伸展。为了在层压机中使弹性材料伸展，该层压机向弹性材料施加正拉力。根据本发明，该弹性材料被预伸展(即伸展相对长度L_S)到其松弛程度的至少150％(即松弛相对长度L_R)，并且当采用优选材料时被预伸展到其松弛长度L_R的340％。该输送系统在一个或多个小于层压机的线速度的速度下运行，从而使该层压弹性织物在层压机出口夹缝的下游受到负拉力。该负拉力与包装之前的停顿时间结合会使该弹性材料松弛并且使该层压弹性织物在包装之前起皱裥。

根据本发明，在所述织物正在输送的过程中以及包装之前的停顿时间应该足以让预制的层压弹性织物能够皱裥成其相对长度不超过最大相对包装长度L_P。该最大相对包装长度L_P优选由下式来确定：

L_P≤(1－α)L_S＋αL_G

其中L_S为伸展的弹性织物在该弹性材料在层压机中被层压到织物中时的相对长度，L_G为完全皱裥的织物的相对长度，α为包装松弛系数(优选为0.75≤α≤1.00)；并且L_P为层压弹性织物的最大相对包装长度。

在其优选的实施例中，该方法采用一种输送系统来进行，该输送系统包括倾斜的输送带和后面的气流输送机。在弹性部件被预伸展了340％的系统中，输送带的优选工作速度大约为层压机的线速度的39％。气流输送机的优选的输送速度基本上与带式输送机的优选速度相同。

对于那些本领域普通技术人员来说，应该理解的是，当层压弹性织物到达该带式输送机时其速度的显著降低在正常的工作速度(如300米/分钟)下会产生显著的负拉力或推力，而这会有利于弹性织物的快速松弛。另一方面，当层压机的线速度降低时，当层压弹性织物到达带式输送机时，其上的负拉力或推力也降低。因此，本发明依靠具有足够的停顿时间，在这期间层压弹性织物在正被输送到包装设备的过程中受到很小的或零张力，从而能够进行适当的松弛和起皱裥。

在另一方面，本发明涉及一种设备，它包括：生产多个层压弹性织物的层压机；把来自层压机的多个织物向下游输送到气动输送上的带式输送机；以及多个设置在气流输送机下游的包装机。所述气流输送机具有多条单独的通道，每条通道接收来自带式输送机的多个层压弹性织物中的一个。从而该气流输送机的通道通过以低流速将空气吹在织物的底部，以稍微抬起所述织物来轻轻地输送相应的织物，并通过定向气流使所述织物沿着通道向前移动。每条通道将相应的层压弹性织物输送到指定的包装系统上。优选的包装系统由退出接合机(reject splicer)和其后面的装饰机构成，该包装系统将层状的织物包装在箱子或其它运输容器中。具有多条通道的气流输送机是一种尤其实用的装置，其用来轻轻地将松弛的且皱裥的层压弹性织物从带式输送机输送到相应的包装系统。

在考察以下附图和其说明的情况下，本发明的各种其它特征、目的和优点对于本领域普通技术人员来说将更加明显。

附图的简要说明

这些附图显示出实施本发明的最佳模式。

在这些附图中：

图1为根据本发明包装的预制层压弹性织物的透视图；

图2为总体示意图，显示出在制作和包装图1中所示的层压弹性织物中所用的设备；

图3为图1中所示的层压弹性织物的顶视图，显示出当该织物的弹性松弛时该层压弹性织物伸展的各种程度；

图4为沿着图3的直线4-4剖开的局部剖视图，显示出在相对皱裥的情况下的层压弹性织物；

图5为沿着图3的直线5-5剖开的局部剖视图，显示出在伸展的条件下的层压弹性织物；

图6为沿着图3的直线6-6剖开的局部剖视图，以放大形式示出了在两层织物之间的粘接剂粘接以及从中延伸穿过的弹性绳；

图7为沿着图6的直线7-7剖开的局部剖视图，进一步显示出固定在两层织物之间的弹性绳；

图8为顶视图，显示出在本发明的优选实施例中所用的多通道气流输送机；

图9为由图8中的直线9-9确定的区域的详细视图，进一步显示出气流输送机的各个通道；

图10为沿着图9的直线10-10剖开的局部剖视图，显示出气流支撑并输送层压弹性织物穿过气流输送机的通道；并且

图11为示意图，显示出在根据本发明生产和包装层压弹性织物的过程中的相对织物长度的变化。

本发明的详细说明

图1显示出根据本发明构成的预制的层压弹性织物10的条带。虽然在图1中只显示出一部分层压弹性织物10，但是应该理解的是该预制的层压弹性织物10具有连续的长度，其随后被用户切成所要求的长度。虽然该层压弹性织物10的宽度可以根据用途来改变，但是在其优选的实施例中，该层压弹性织物10宽度大约为2英寸。在本发明的优选实施例中，该层压弹性织物10包括8根沿着该织物10的连续长度方向纵向延伸的绳14。8根弹性绳14足以为宽度为2英寸的层压织物10提供所需要的弹性。应该理解的是，根据该层压弹性织物10特定的最终用途，按照本发明可以采用更多或更少的弹性绳14。在优选实施例中，该弹性绳是特殊的Lycra^绳，由Dupont在市场上销售。可以想到，可用其它类型的弹性材料来代替该弹性绳14，例如各种弹性薄膜、线或粘接剂。

现在具体参照图6，层压的弹性织物10优选包括内部织物层16和外部织物层18。应该指出的是，本发明并不限于具有两层织物的层压件。在这里所披露的松弛方法可以用于具有两层以上织物的层压弹性织物，或者甚至可以用于具有一层织物层的层压弹性织物。在图6中所示的优选结构中，内部织物层16和外部织物层18把弹性绳14固定在它们之间。在某些情况下，内部织物层16和外部织物层18可以是不同类型的无纺织物。作为特定的实施例，该优选的内部织物层16可以是一种由Fiberweb销售的商标名为SOFSPAN 200的纺粘无纺材料。该材料在与皮肤接触时的手感相对柔软并且舒适。外部织物层18可以是一种更便宜的无纺材料。如果成本方面不是问题的话，则内部织物层16和外部织物层18可以由同样的材料形成。

参照图6和7，弹性绳14通过粘接剂20被固定在内部织物层16和外部织物层18之间。弹性绳14与内部织物层16和外部织物层18两者都粘合在一起。合适的粘接剂20具有适当的粘附性能，以防止弹性绳15在织物层16和18之间滑动。另外，所选择的粘接剂20应该提供充分的粘接力，以将内部织物层16粘附到外部织物层18上。在本发明的优选实施例中，粘接剂20是一种压敏热熔融粘接剂，例如由本发明的受让人Ato Findley公司生产的产品No.H2385-01。在生产过程中，粘接剂层被喷涂在每个织物层16、18的表面上。该粘接剂20必须具有适当的“间隔”时间，该时间为从涂布粘接剂到该粘接剂硬化的时间，从而提供充分的粘接力并消除弹性绳14的滑动。

图2显示出用于制作和包装根据本发明的预制层压弹性织物的生产线。该层压的弹性织物10被包装进运输用的容器，例如纸板箱或类似的结构。如上所述，重要的是该预制的层压弹性织物10要在一种完全皱裥或几乎完全皱裥的状态下进行包装。在该层压弹性织物10被存储在包装容器期间的进一步松弛会引起无用空间，该无用空间对于存储和运输来说是不受欢迎的。或者，如果它没有充分松弛的话，该伸展的弹性会定形在伸展的状态中。根据本发明，在图2中的机器以这样一种方式来工作，以使得层压弹性织物10在包装之前充分松弛。

参照图2，层压机24接收来自弹性绳开卷机26的弹性绳14。该弹性绳开卷机26包括多个用于分发单根弹性绳14的卷轴28。这些弹性绳14从卷轴28中被拉出，并被预伸展到其松弛长度的至少150％。在本发明的优选实施例中，弹性绳14被预伸展到其松弛长度的大约340％。

一旦被预伸展，这些弹性绳14就被送进层压机24。该层压机24以优选为300英尺/分钟的线速度运行，但是可以根据不同条件来调整。通过织物输送装置(未示出)以该线速度把内部和外部织物层16和18都送进层压机24。优选的是，内部和外部织物层16、18是宽度大约为18英寸的无纺材料织物。这些织物最终在层压机24中被切成六块宽度为3英寸的层压织物。每两英寸的层压织物优选包含8根弹性绳14。因此从弹性绳开卷机26中把48根单根弹性绳14输送到层压机24上。在层压机24内部将粘接剂20(图6)涂布到织物层16和18之一或两者上。一旦涂布了粘接剂层20，并且在织物层16、18相互接触之前，该预伸展的弹性绳16就位于织物层16、18之间。然后使织物层16、18(其间具有弹性绳14)相互接触并且使它们受压以形成层压弹性织物10。粘接剂层20中的粘接剂“间隔时间”必须足够长，以在固化之前接收弹性绳14。如本领域所公知的一样，粘接剂“间隔时间”取决于粘接剂的类型、所涂布的量以及涂布温度。

在层压机24中，层压的弹性织物10形成有处于完全伸展状态的弹性绳，从而在织物10中就没有任何皱裥部分12。该层压机24在织物10上施加正拉力，该力使弹性绳14在粘接剂20固化期间保持在预伸展的状态下。压敏热熔融粘接剂的“间隔时间”必须足够短，以让粘接剂能够在织物10离开层压机24上的出口夹缝之前基本上固化，在该位置处张力(或正拉力)被释放。

如上所述，层压机24优选形成多个由预制层压弹性材料10构成的狭窄的织物(如通过将大的18英寸的织物切成6块两英寸的织物)。当织物10在伸展的状态下离开层压机24时，这六块狭窄的织物10一个接一个地相互对准。一旦离开层压机24，这些层压的弹性织物10就被送到输送系统32上，该输送系统从层压机24将这些层压弹性织物10送到几台包装机34之一上。该输送系统32包括带式输送机36和气流输送机38。

从层压机24的出口夹缝中，每块层压弹性织物10抵达并装在带式输送机26上。该带式输送机36包括移动的环形输送带37，该输送带以小于层压机24的线速度的速度运行。当这些织物10到达输送带26时，速度的降低在层压弹性织物10上产生负拉力或推力。该负拉力或推力有利于该层压弹性织物10的突然收缩、织物层16、18的起皱裥以及弹性绳14的松弛。但是通常在该过程中的这个位置处没有完成充分的松弛。图3为示意图，显示出当层压的弹性织物从层压机24上的出口夹缝24A(图2)运动到如由图2上的附图标记10A所示的带式输送机36时的各种程度的皱裥情况。

该层压的弹性织物10是通过使伸展的弹性绳14层压在两层织物16、18之间来制成的。参见图1、3和7。在皱裥状态中(如图4所示)，织物16、18的上下皱裥部分12紧密地聚集在一起。图5显示出处于更伸展状态中的层压弹性织物10。在图5中，皱裥的部分12相互间隔比图6中的更远，这就意味着图5中的层压弹性织物10的相对长度大于图6中的相对长度。

由于许多原因，应该谨慎地选择带式输送机36中的皮带37的速度。带式输送机36的运行越慢越能促进松弛；但是，如果带式输送机36太慢的话(与层压机线速度相比较)，则该层压的弹性织物10在正在被输送到带式输送机装置26上的时候将开始聚集、重叠并且可能缠结。在本发明的优选实施例中，弹性绳14被预伸展成它们松弛长度的大约340％，并且带式输送机36的最佳相对速度大约为层压机24的线速度的39％。因此，如果层压机24的速度大约为300米/分钟的话，则带式输送机装置36的优选速度大约为117米/分钟。重要的是要注意：即使在层压机24从通常的线速度减慢的时候(如在输入接合或退出接合等期间)，输送机36的线速度也最好与层压机24的线速度成比例地进行调节。另外，要注意带式输送机36的速度与层压机24的线速度的比率可以基本上大于或小于39％，这取决于所采用的弹性材料以及在生产织物10时其被预伸展的量。虽然松弛量和带式输送机36与层压机24的线速度相比的相对速度大约是线性相关的，但是该关系不是严格线性的。对于每个特定的层压弹性织物和线速度来说，带式输送机36的优选速度应该是由实验决定的。带式输送机36的优选速度可以主要根据材料和预伸展的程度来改变。

在本发明的优选实施例中，带式输送机36以向上的角度相对于层压机的出口倾斜。对于该倾斜的带式输送机来说其首要原因在于为了将层压弹性织物的高度提高到包装站34的进入位置的高度。如可以在图8中看出，气流输送机38具有多条通道40，每条通道终止在其中一个包装站34处。

现在参照图9，气流输送机38与带式输送机36的下游端42对准，这样由输送带37输送的层压弹性织物10就在气流输送机38上的相应通道中对准。导向件46把各个通道40隔开并且将织物10沿着向前的方向引导。

如在图10中所示，气流输送机38的每条通道40包括具有一系列形成在其中的气孔50的底壁48。这些气孔50与压缩空气源相通，该压缩空气被引入位于底壁48下面的压力通风系统52中。在底壁48中形成有两种类型的气孔50。第一种类型的气孔50A使压缩空气流笔直向上引导，如箭头54所示。第二种类型的气孔50B使压缩空气源沿着倾斜的方向向上并向前引导，如箭头56所示。沿着箭头56的方向引导压缩空气的倾斜气孔50B使得层压弹性织物10沿着下游方向轻轻地移动，如箭头58所示。这样，气流输送机38的每条通道将相应的层压弹性织物10支撑在压缩气体床上，同时将该压缩气体引导，以使织物10移动到下游。在正常操作条件下，小的空气流就足以使织物10以适当的速度移动。在本发明的优选实施例中，气流输送机38以和带式输送机36相同的速度使层压的弹性织物10向下游移动。例如，对于采用上述优选材料预伸展了340％来说，其相对速度为层压机24的线速度的39％。

如在图8中所示，气流输送机装置38的每条通道40用于指定的包装站34。包装站34沿着气流输送机38的长度方向交错排列，这样最短的通道40的长度显著地比最长的通道40的长度短。如果用普通的输送带装置代替气流输送机38的每条通道40的话，则需要一种很复杂的机械驱动系统。优选的是，每个层压弹性织物10在到达指定的包装站34时被松弛到其所要求的长度上。但是，还可以想到，如果需要的话，该包装站34可以以稍微较慢的速度进行操作，以利于额外的松弛。

优选的包装站34包括退出接合机(reject splicer)，该接合机从气流输送机38的各个通道中接收相应的织物。该退出接合机的操作员在相应的织物上进行质量保证检查。该退出接合机剔除该织物中的任何不符合生产规格的部分并且输出连续的织物。在本发明的优选实施例中，该退出接合机以层压站24的线速度的大约38％的速度进行操作。由于该退出接合机运行速度稍微比气流输送机32慢，所以该退出接合机可以使弹性材料10稍微进一步地松弛。

该优选的包装站34还包括一种普通的装饰机(festooner)60。该装饰机60接收来自相关联的退出接合机的相应的层压弹性织物，并将该织物成层状地包装在一种普通容器中，例如纸板箱。在本发明的优选实施例中，装饰机60以比退出接合机的速度稍微更慢的速度操作，这样该装饰机60就可以带给层压弹性织物10稍微更多的松弛。具体地说，该装饰机60以层压机24的线速度的大约37.5％进行操作。虽然弹性材料的包装已经被描述成包括使该材料饰边进箱子中，但是应该想到的是，根据本发明还可以采用其它类型的包装例如层压弹性织物的卷绕辊。

优选的是，要求层压弹性织物10在被放在包装容器之前至少为大约90％的完全皱裥。重要的是该层压弹性织物10在包装之前要几乎完全松弛，否则后面在包装容器中的松弛会引起层压弹性织物10倾倒或低效率的包装。另外，如果层压弹性织物10在没有正确松弛的情况下被包装，则扩展的存放会引起该弹性件在稍微伸展的状态下定形，从而致使该产品成为次品。

除了输送系统32操作的相对速度和层压机的线速度相比之外，输送系统32的长度或“停留时间”对于引起足够量的松弛来说是重要的。在本发明的优选实施例中，带式输送机36长为30英尺。另外，气流输送机装置38的最短的通道的长度为10英尺。因此，输送系统32加起来的有效长度为至少40英尺。对于在150米/分钟到300米/分钟的范围的层压机线速度内来说，已经发现该长度在该优选的弹性材料被预伸展了340％时能够提供足够的松弛。

为了在包装之前为弹性材料提供充分的伸展，该层压弹性织物的包装应该延迟一段规定的时间，以让该预制织物能够打皱裥成其相对长度不大于预定最大包装相对长度L_P。最大包装相对长度L_P的确定是结合图11来描述的，该图是在根据本发明的优选实施例的预制层压弹性织物的生产和包装过程中的相对织物长度的曲线图。在图11中，由箭头标记L_R所示的相对长度是层压弹性织物中的弹性材料的松弛的相对长度。该松弛的相对长度L_R在图11中被指定为100％。如上所述，弹性材料(优选为弹性绳)优选在它被层压到外部无纺织物上的时候沿着加工方向被伸展了340％。在图11中由箭头标记L_S所示的相对长度表示伸展的相对长度。一旦弹性材料被牢固地层压在外层织物里面，则该织物上的正拉力被减小，因此使得弹性材料能够松弛并且层压的弹性织物能够起皱裥。根据本发明，层压弹性织物的包装应该延迟直到该织物的相对长度不大于预选的最大包装相对长度L_P。在图11中，最大包装相对长度L_P由箭头标记L_P示出，其优选的相对长度为119％。这是采用该优选材料生产出的层压弹性织物的优选的最大包装相对长度L_P。在图11中，由箭头标记L_G表示的相对长度显示出完全皱裥的预制层压弹性织物的相对长度。如图11所示，用优选材料生产出的层压弹性织物的完全皱裥的相对长度L_G大约为109％。包装相对长度L_P和完全皱裥的相对长度L_G之间的差异反应了这个事实：在包装之后通常会出现少量的松弛和皱裥。但是，这种少量的进一步松弛和皱裥相对于包装效率相对不明显，并且未必能在弹性材料中产生出损坏的位置。

在包装之间的“停留时间”的选择对于本领域普通技术人员来说应该是很容易想到的，或者换句话说，最大包装相对长度L_P的选择很大程度上取决于用来生产该层压弹性织物的具体材料。例如外部织物层以及弹性材料和粘接剂的性能对伸展的相对长度L_S、完全皱裥的相对长度L_G的优选值以及L_S和L_G与最大包装相对长度L_P的相对关系有显著影响。最大包装相对长度L_P应该根据下式来确定：

L_P≤(1－α)L_S＋αL_G

其中α为包装松弛系数。松弛包装系数α的优选范围由下式给出：

0.75≤α≤1.00

各种改变和实施例都被认为是在下面具体指出并且清楚地要求了被认为是本发明的主题的权利要求的范围内。