将弹性构件固定在连续生产中的一次性穿着制品上的方法和装置

摘要

在连续生产的一次性穿着制品中使用的第一连续卷材(103)被沿着机器方向MD输送，并且第一连续弹性构件(121)通过能够使其沿着相对于机器方向MD的横向CD来回摆动的导向装置固定在第一连续卷材(103)上。导向装置包括能使转动轴(74)的转动方向反复地反向的第一伺服电动机(73)；与转动轴(74)直接相连并且沿着与其相交的方向延伸的第一臂(53)，该第一臂在转动轴(74)转动时绕着转动轴(74)转动；以及第一供给构件(52)，用来将第一连续弹性构件(121)引导至第一臂(53)的导向部分(54)。

说明书

技术领域

本发明涉及将弹性构件固定在处于连续生产中的一次性穿着制品例如一次性尿布或者排泄训练用短衬裤型一次性穿着制品上的方法和装置。

背景技术

在连续生产一次性穿着制品例如一次性尿布的过程中，已经公知将连续的弹性构件朝向作为制品的一个组成构件正沿着机器方向输送的单个连续卷材输送，同时使这些弹性构件相对于机器方向沿横向摆动，并且将处于拉伸状态下的这些连续的弹性构件固定在连续的卷材上。例如，在日本专利申请公开文本No.1999-332913A所披露的用于将弹性构件固定在短衬裤型尿布上的方法和装置中，设有用于弹性构件的定位的导向装置，以便与沿着机器方向连续输送的卷材相对。这些导向装置通过包括伺服机构的驱动装置沿着垂直于机器方向的横向摆动。

由上述公开文本中的装置所采用的伺服机构包括伺服电动机和将伺服电动机的输出轴与定位导向装置相连的正时皮带，从而定位导向装置可在正时皮带运行时沿着直线延伸的进给装置运动。在这种公知的装置中，伺服电动机的转速取决于多种因素，诸如安装在伺服电动机的输出轴上并与输出轴一起转动的定时皮带轮的惯性，运行皮带的惯性，沿着进给装置运动的定位导向装置，在皮带运行期间皮带的振动，以及在定位导向装置和进给装置之间的摩擦。这些因素会影响伺服电动机的高速转动，并且由此阻碍了尿布生产率的提高。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种用于制造一次性穿着制品的方法和装置，其改进之处在于，用于使朝着正沿机器方向运行的卷材输送的弹性构件摆动的电动机可以以所需的高速转动，并且能有效地利用电动机的这种高的转动速度来提高生产率。

上述目的是通过与方法有关的本发明的第一方面和与装置有关的本发明的第二方面而实现的。

根据本发明的第一方面，提供了一种通常具有如下步骤的方法，即，沿着机器方向输送作为处于连续生产中的一次性穿着制品的一个组成构件的至少一个单个连续卷材；在使所述连续的弹性构件相对于所述机器方向沿横向来回摆动的同时，朝着所述卷材的至少一个表面输送连续的弹性构件；以及根据所需的布置将处于拉伸状态下的连续弹性构件固定在所述一个表面上。

根据本发明第一方面的方法包括以下步骤：将卷材输送到在一对压辊之间的辊隙中，该压辊基本上彼此相互接触并且适于绕着沿横向彼此相互平行地延伸的相应轴线沿机器方向转动；以及经由导向装置将弹性构件从成对压辊的上游输送到在压辊之间的辊隙中，该导向装置适于沿所述横向使弹性构件来回摆动并且通过粘合剂将弹性构件固定在卷材上。每个所述导向装置包括：具有沿着与轴线相交的方向延伸的转动轴并适于反复地反向其转动方向的电动机；与转动轴直接相连并且沿着与转动轴相交的方向延伸的臂，该臂在其远端上形成有适于使弹性构件通过的导向装置，并且，该臂适于在转动轴转动时绕着转动轴摆动；以及至少一个供给构件，该构件在沿着机器方向看时位于转动轴的上游，并且适于将弹性构件引向导向装置。在经由导向装置从供给构件向成对的压辊运行的过程中，在通过与转动轴直接相连以便重复地使其摆动方向反向的臂使弹性构件沿横向来回摆动的同时，将弹性构件固定在卷材上。

与该方法有关的本发明的第一方面包括如下的实施方案。

(1)将伺服电动机用作所述电动机。

(2)伺服电动机由控制器致动，该控制器中包含有适于根据至少卷材的沿机器方向的运行速度和弹性构件所需的布置来旋转伺服电动机的程序。

(3)臂由复合材料形成，该复合材料包括从由碳纤维、玻璃纤维、金属纤维、合成纤维、半合成纤维和天然纤维构成的组中挑出的任意一个和从由热塑性合成树脂和热固性合成树脂构成的组中挑出的任意一个。

(4)成对的压辊的轴沿着水平方向延伸，电动机的转动轴沿着垂直方向延伸，臂沿着所述水平方向从转动轴向在成对压辊之间的辊隙延伸。

(5)弹性构件被从导向装置引向在成对压辊之间的辊隙，从而弹性构件与相对于其中使成对的压辊基本上彼此相互接触的区域的切线重合。

(6)弹性构件以与水平方向成10°或者更小的偏差角从供给构件延伸至导向装置。

根据与装置相关的本发明的第二方面，提供了一种用于沿机器方向输送作为在连续生产中的一次性穿着制品的一个组成构件的至少一个单个连续卷材的装置，在使连续的弹性构件相对于机器方向沿横向来回摆动的同时，朝着卷材的至少一个表面输送连续的弹性构件，并且根据所需的布置将处于拉伸状态下的连续的弹性构件固定在所述一个表面上。

根据本发明第二方面的装置包括：一对彼此平行地延伸且基本上相互接触的压辊，该对压辊绕着在横向上延伸的相应轴沿机器方向转动，以便沿机器方向输送所述卷材；以及导向装置，其在沿机器方向看时处于成对压辊的上游，以沿横向来回摆动弹性构件。每个导向装置包括：具有沿着与轴相交的方向延伸的转动轴并且适于重复反向其转动方向的电动机；与转动轴直接相连并且沿着与转动轴相交的方向延伸的臂，该臂在其远端上形成有适于使弹性构件通过的导向装置，并且臂适于在转动轴转动时绕转动轴摆动；以及至少一个供给构件，其在沿着机器方向看时位于转动轴的上游并且适于将弹性构件引向导向装置。

与装置相关的本发明第二方面包括以下的实施方案。

(1)所述电动机为伺服电动机。

(2)所述伺服电动机与其中包含有如下所述程序的控制器电连接，即，该程序适于根据至少卷材沿着机器方向的运行速度和弹性构件所需的布置而转动伺服电动机。

(3)臂包含一种复合材料，该复合材料包括从由碳纤维、玻璃纤维、金属纤维、合成纤维、半合成纤维和天然纤维构成的组中挑出的任何一个和由热塑性合成树脂和热固性合成树脂构成的组中挑出的任何一个。

(4)成对压辊的轴沿着水平方向延伸，电动机的转动轴沿着垂直方向延伸，并且臂沿着水平方向从转动轴伸向在成对压辊之间的辊隙。

(5)臂与相对于其中使成对的压辊基本上彼此接触的区域的切线基本上重合地延伸。

(6)供给构件和导向装置被这样布置，即，弹性构件以与水平方向成10°或者更小的偏差角从供给构件延伸至导向装置。

附图说明

图1为表示一次性穿着制品(尿布)的局部剖开的平面图；

图2为图1中所示尿布的分解透视图；

图3为示意性地表示制造图1所示尿布的部分方法的侧视图；

图4为表示沿图3中的箭头IV-IV所示方向的部分方法的俯视图；

图5为第一臂的局部透视图；

图6为表示一次性短衬裤型尿布的局部剖开的平面图；以及

图7为表示以不同于图1所示方法的方式做成的一次性尿布的平面图。

具体实施方式

参照附图，从下文所给出的作为典型示例的一次性尿布的描述中将可以更加充分地理解根据本发明的将弹性构件固定在处于连续生产中的一次性穿着制品上的方法和装置的细节。

图1为表示一次性尿布1的局部剖开的平面图，图2为该尿布1的分解透视图。尿布1包括透液的顶层2、不透液的底层3和介于这两层2、3之间的吸液芯体4。顶层2和底层3的向外延伸到芯体4的周边之外的部分叠置，并通过热熔体粘合剂(未示出)连接在一起，以便形成前和后端部折翼11以及左和右侧部折翼12。底层3包括面对顶层2的内层3a和面对内层3a的外层3b。这些层3a、3b在形状以及尺寸上彼此相同，并且用粘合剂或者焊接技术连接在一起。以这种方式构成的尿布1具有沙漏状平面形状，并且由前腰部区域6、后腰部区域7和在这两个腰部区域6、7之间延伸的裆部区域8构成。在裆部区域8中，侧部折翼12向尿布1的内侧弯曲以限定将要围绕穿着者的腿部的凹口10。在后腰部区域7中，侧部折翼12包括固定于其上的带式紧固件14。分别位于前和后腰部区域6、7中的端部折翼11包括以拉伸状态固定在顶层2和底层3中的至少一个上的腰部弹性构件16。在裆部区域8中及其附近，将多个前弹性构件21和多个后弹性构件22置于构成底层3的内层3a和外层3b之间并且连接在这些内层3a和外层3b中的至少一个的内表面上，从而使这些弹性构件21、22横跨尿布1地延伸并且沿相应的围绕腿部的凹口10延伸，形成朝着将尿布1的纵向尺寸平分的中心线C-C凸出的曲线。前和后弹性构件21、22至少部分地处于拉伸状态。如图1所示沿着垂直方向延伸的线D-D为平分尿布1的横向尺寸的中心线，尿布1相对该中心线对称。

在以如上所述的方式构造的尿布1中，前弹性构件21与后弹性构件22相配合，使得围绕腿部的凹口10的周边可弹性地拉伸和收缩。弹性构件21、22可以以适当的图案弯曲或者彼此更加靠近地设置或者相互交叉地设置，以便确保各凹口10能够顺滑地扩大和收缩。也可以如图1所示按照沿垂直方向延伸的假想线23在凹口10附近将处于拉伸状态的附加弹性构件固定在顶层2的内表面或者底层3的内表面上，从而使一个或者多个弹性构件与这些假想线23中的每一个相关联且与前和后弹性构件21、22相交地铺设。尿布1的顶层2可由非织造织物或者多孔的塑料薄膜形成。作为底层3的一个构件的内层3a可由不透液的或者透气且不透液的塑料薄膜或者非织造织物形成，而作为底层3的另一构件的外层3b可由可透气的非织造织物形成。内层3a用于使底层3不渗透液体，并且外层3b用于使底层3具有类似衣物的触感。在不脱离本发明范围的情况下，可由仅包括内层3a的底层或者仅包括外层3b的底层来替代这种底层3。

图3为表示在用于尿布1的连续生产的一系列工艺过程的步骤中使用的装置的侧视图，其中，把分别用于制成前和后弹性构件21、22的第一和第二连续弹性构件121、122固定在将要分别制成为底层3的内层3a和外层3b的第一和第二连续卷材103a、103b上；图4为表示该装置沿图3中的箭头IV-IV所示方向的俯视图。在这个步骤中，如图3所示，沿着机器方向MD从左手侧向右手侧地输送第一和第二连续弹性构件121、122。第一和第二连续卷材103a、103b如图3所示地分别从上和从下输送，并沿机器方向MD被驱动。

第一连续弹性构件121由第一供料辊52引导至第一臂53的第一导向装置54。第一连续弹性构件121在穿过第一导向装置54之后运行到在具有彼此相互平行地延伸的相应轴56a、57a的下和上压辊56、57之间的接触线60。这些下和上压辊56、57成对使用，以便形成所谓的夹辊，该夹辊适于绕相应的轴56a、57a沿着机器方向MD转动，该轴56a、57a沿着垂直于机器方向MD的横向CD、优选地在水平面内延伸。在这些成对的压辊56、57之间的接触线60指的是其中下压辊56和上压辊57如图3所示地沿垂直方向彼此最接近的一个区域。在该区域中，压辊56、57彼此配合以将第一和第二连续弹性构件121、122压靠在第一和第二连续卷材103a、103b上，换句话说，这些压辊56、57通过以这些构件121、122和卷材103a、103b为中介物而基本上彼此接触。图3中的接触线60沿平行于下和上压辊56、57的轴56a、57a的横向CD延伸，如图4所示。

从图4中将可明显地看出，第二连续弹性构件122由第二供料辊62引导至第二臂63的第二导向装置64。第二连续弹性构件122在穿过第二导向装置64之后运行到在下和上压辊56、57之间的接触线60。

在如图3所示地将第一连续卷材103a从上方引导至上压辊57的同时，第二连续卷材103b由涂布机80涂覆热熔体粘合剂(未示出)，然后被引导至下压辊56。

第一和第二连续弹性构件121、122以及第一和第二连续卷材103a、103b在处于下和上压辊56、57之间的接触线60上一起运动，从而可将弹性构件121、122夹在卷材103a、103b之间。这些构件和卷材通过涂覆在卷材103b上的热熔体粘合剂结合成一体以形成连续的复合材料卷材70。根据所示的实施方案，复合材料卷材70作为用于底层3的原材料沿机器方向MD基本上在水平面H上运行。为了将这些构件121、122和卷材103a、103b结合成一体，可以在不脱离本发明范围的情况下，除了或者不包括卷材103b，用热熔体粘合剂涂覆构件121、122或者卷材103a。

在该装置中，第一臂53具有形成有导向装置54的远端71和与远端71相对并与第一伺服电动机73的转动轴74直接相连的近端72。第一臂53沿着与转动轴74相交的方向、优选地在水平面H中朝着接触线60延伸。第一伺服电动机73通过支架76安装在底板77上，从而可以自由地调整伺服电动机73沿横向DC的位置。第一伺服电动机73的转动轴74沿着与下和上压辊56、57的相应轴56a、57a延伸的方向相交的方向、优选地在水平面上延伸，转动轴74的转动方向可以高频率地反复反转。与旋转轴74直接相连的第一臂53适于绕着转动轴74沿着由双向箭头A所示的方向以与转动轴74相同的角速度来回地摆动，从而可以高频率反复地反转摆动方向。第一臂53的这种来回摆动致使第一连续弹性构件121在它们穿过第一导向装置54时沿着横向CD摆动，并且由此在下和上压辊56、57于其上基本上彼此接触的接触线60上沿横向CD连续地改变这些弹性构件121的位置。当以这种方式连续地改变位置时，第一连续弹性构件121在机器方向上还是连续的，并且在横向CD上波动，从而可使第一连续弹性构件121根据需要的布置固定在第一和第二连续卷材103a、103b上。可以理解，第一连续弹性构件121被固定在如图4所示的第二连续弹性构件103b上。

第一连续弹性构件121以预先受拉伸的状态从第一供料辊52运行到第一导向装置54。当第一弹性构件121在下和上压辊56、57之间受到挤压时，第一臂53的来回摆动致使第一弹性构件121在接触线60附近以所需的百分比进一步地得到拉伸。在固定到第一和第二连续卷材103a、103b上之后，在第一连续弹性构件121的相应区域中沿纵向实现了所需的拉伸比。

第一臂53与通过其中包含有如下所述程序的控制器致动的第一伺服电动机73的转动轴74直接连接，即，该程序适于根据第一连续卷材103a和/或第二连续卷材103b的运行速度为第一连续弹性构件121提供所需的拉伸比和所需布置。以这种方式致动的第一臂53必须足够轻和坚硬，以便跟随由第一伺服电动机73快速反复的摆动方向的反转，换句话说，以便消除这样的担心，即，第一臂53的存在会影响摆动方向的反转应重复的频率。优选的第一臂53可由如下的复合材料制成，即，该复合材料包括从由例如碳纤维或者已知商标名为Kevlar的聚酰胺纤维的合成纤维、例如钛纤维的金属纤维、玻璃纤维、半合成纤维和天然纤维构成的组中挑选出的任何一个以及从由热塑性合成树脂和热固性合成树脂构成的组中挑选出的任何一个。由包括碳纤维和热固性合成树脂的复合材料构成的第一臂53为特别优选的实施方案中的一个。在该实施方案的情况下，经过试验已经发现，可将包含近端72的第一臂53的全部重量减少到96-121g，并且通过使用比重为1.5-1.8且弯曲模量为98-201GPa的碳纤维复合材料形成全长为250-350mm的第一臂53，可使与第一臂53直接相连的第一伺服电动机73的转动以高达15,000rad/sec²的最大角加速度反复地反转。在该试验中，第一臂53以这种方式直接与第一伺服电动机73的转动轴74相连，即，第一臂53相对于在下和上压辊56、57之间的接触线60大致形成一切线，并且实际上位于与辊56、57的轴56a、57a垂直的水平面H中。另外，第一供料辊52和第一导向装置54被定位成使得第一连续弹性构件121可借助第一导向装置54基本上在水平面H中从第一供料辊52运动到位于下和上压辊56、57之间的接触线60，并且可以将第一连续弹性构件121相对于水平面H的偏差角α在于第一供料辊52和第一导向装置54之间限定的路径内保持在0-10°的范围内。

重又参照图3和图4，第二连续弹性构件122遵循与第一连续弹性构件121基本上相同的工艺流程，直至用热熔体粘合剂(未示出)将它们固定在第一和第二连续卷材103a、103b上。具体地说，第二连续弹性构件122由第二供料辊62引导至第二臂63的第二导向装置64。第二连续弹性构件122在穿过第二导向装置64之后运动到在下和上压辊56、57之间的接触线60。第二臂63与由其中包含一如下所述程序的控制器(未示出)致动的第二伺服电动机83的转动轴84直接连接，即，该程序适于控制第二臂63的来回摆动，从而可根据取决于沿机器方向MD运行的已固定有第二连续弹性构件的连续卷材103b的运行速度的所需布置和所需拉伸比将第二连续弹性构件122固定在第二连续卷材103b上。在第二连续弹性构件122已被固定在第一和第二连续卷材103a、103b上之后，沿着纵向在第二连续弹性构件122的相应区域中得到所需拉伸比。在图示的实施方案中，第二连续弹性构件122在如下方面区别于第一连续弹性构件121，即，致动第二伺服电动机83的程序与致动第一伺服电动机73的程序不同，结果，在第二连续卷材103b上的布置和拉伸比不同于由第一连续弹性构件121所呈现出的布置和拉伸比。显然，可以通过同一个程序致动第一和第二伺服电动机73、83，从而可使第一和第二连续弹性构件121、122具有对这两个第一和第二连续弹性构件121、122来说共同的布置和拉伸比。虽然第二伺服电动机83在图中以与第一伺服电动机73的情形类似地被安装在底板77上，但可以将该第二伺服电动机83安装在一个与底板77分开设置的底板上。第二伺服电动机83可以与第一伺服电动机73相同或者不同。第二臂63的长度可以与第一臂53的长度相同或者不同。可以根据第一和第二连续弹性构件121、122所需的特定的安装布置适当地调整这些第一和第二臂53、63的长度。

图5为表示第一臂53的局部剖开的透视图。第一臂53的远端71形成有第一导向装置54，该第一导向装置54又形成有多个适于插入单个弹性构件121的通孔86。这些通孔86由管状构件88形成，每个管状构件88具有用来防止管状构件88沿机器方向MD脱落的凸缘87。构件88优选地由陶瓷制成以消除这样的担心，即，构件88可能阻止第一连续弹性构件121沿着机器方向MD高速运动，并由此在第一连续弹性构件121或多或少的借助摩擦通过这些管形构件88时使构件121受到磨损。第二臂63的导向装置64可以与第一臂53的导向装置54相同的方式形成。在第一导向装置54中，通孔86可由其它结构例如U形槽来代替，只要这样的替代结构适于引导第一连续弹性构件121即可。

参照图4，沿横向CD延伸的直线P、Q和分别与这些直线P、Q相交的环形假想线R、S分别表示图3所示复合材料卷材70要沿其切开和切掉的线条。应当注意的是，在图4中，剪切线和切除区域在复合材料卷材70上没有标示出，但是在第二连续卷材103b上标示出。复合材料卷材70可沿着线条P、Q、R、S切开以得到图1中示出的各个底层3。

图6为表示短衬裤型一次性尿布91的局部剖开的平面图。该尿布91是通过如下步骤得到的，即，从使用连续的复合材料卷材70制成的图1所示尿布1上拆掉带式紧固件14，将前和后腰部区域6、7彼此叠置并将顶层2置于其间以及通过粘合剂或热封技术沿着腰部区域6、7的相应折翼12在如图6所示的沿着垂直方向间隔布置的连接区域92中将腰部区域6、7连接在一起。如果需要的话，假想线93对应于图1中的假想线23，并且提示出将要布置和补充腿部弹性构件的位置。这样的尿布91也可用作失禁病人用的尿布或者婴儿用的排泄训练裤。

图7为与图1相似的表示根据另一个实施方案的一次性尿布101的视图。在该尿布101中，在图1所示尿布1中的前和后弹性构件21、22在这些构件21、22与纵向中心线D-D的交叉点处被切开，并且弹性构件21、22的部分X、Y已收缩到围绕腿部的凹口10附近。在尿布101的后弹性构件22被分成部分22a和部分22b的同时，尿布101中的前弹性构件21被分成部分21a和21b。在图4所示的步骤中，前弹性构件21和后弹性构件22仅在将要形成围绕腿部的凹口10的区域附近被固定在第二连续卷材103b上，并且在任何随后的步骤中被切成部分21a、21b、22a、22b。

由本发明提供的图1所示尿布1具有可仅由不透液的内层3a形成的底层3，并且在这种尿布1中，将前弹性构件21和后弹性构件22连接在内层3a的内表面上。或者，底层3可由具有固定在其外表面上的前弹性构件21和后弹性构件22的内层3a以及与内层3a的外表面相连的外层3b形成。为了获得这样的底层3，将第一连续卷材103a而不是第二连续卷材103b从下方输送给下压辊56，并且不向上压辊57输送卷材，或者将第二连续卷材103b预先连接于在如图3和图4所示步骤中从下方输送的第一连续卷材103a的下表面上。

在不脱离本发明范围的情况下，可沿机器方向MD间隔地布置其中分别包括伺服电动机和与该伺服电动机的转动轴直接相连的臂的多组成套装置，并且由此将连续弹性构件粘结在沿机器方向MD运行的连续卷材的两个表面上。通过以这种方式布置其中分别包括伺服电动机和臂的多组成套装置，可在第二连续卷材103b上使连续弹性构件121与第二连续弹性构件122相交。当分别包括伺服电动机和臂的这些成套装置沿机器方向MD间隔布置时，在每组成套设备的后面沿机器方向MD布置一对压辊。

本发明不仅适用于如具体的实施方案示出的一次性穿着制品，而且还适用于其它一次性穿着制品，例如在医疗场合使用的一次性长外衣或者运动型一次性穿着制品。

根据本发明的方法和装置的主要特征在于，通过每个与相关联的伺服电动机的转动轴直接相连的臂输送连续弹性构件，该伺服电动机具有适于以高频率重复地反转的旋转方向，从而连续弹性构件可相对于机器方向沿横向波动，并且以波状图案固定在沿着机器方向运行的连续卷材上。这种布置允许臂高频率地来回摆动，换句话说，这种结构使每单位时间内穿着制品的生产量得到提高。臂由碳纤维复合材料等制成，并且具有足够的硬度且重量轻，以确保即使在伺服电动机的转动方向高频率重复反转时也可使臂稳定地来回摆动。通过使臂与各伺服电动机的转动轴直接相连，可以消除在公知技术中通常必要的传动装置例如滑轮和皮带，并且由此消除了由于这些部件的磨损和/或损坏而带来的问题。