专利名称：高效率生产卫生制品的喷墨印刷方法
技术领域：
本发明涉及一种高效率生产具有印刷图案的卫生制品的喷墨印刷方法。
背景技术：
卫生制品，例如一次性吸收制品，包括妇女卫生制品、婴儿尿布、婴儿套穿制品、成人失禁制品等，包括印刷在其内表面和/或外表面上的图案，已公开于2001年12月19日提交的共同未决的、普通转让的美国专利申请10/025059中，此专利申请引入本文以供参考。
印刷图案可为单色调、多色调、单色或多色。这些图案应当是消费者可见的，以便向消费者提供多种所需的有益效果。所述有益效果包括改进的美观性、产品功能性有益效果，或消费者对于产品质量的意识。例如，
图1至3所示的双色调图案发出一种深度感，此深度感对于期望产品具有令人满意的液体吸收和保持能力的消费者来讲是非常重要的。深度感指示虽然产品单薄，但产品的性能却不会因其单薄而打折扣。
印刷图案通常通过这样的方式来提供使用各种印刷方法，例如柔性版印刷、卷筒纸凹版印刷、网版印刷、喷墨印刷等，将油墨印刷在基底材料上。典型地，印刷操作在高速印刷线上完成，与专用于制造一次性吸收制品的转换加工生产线是分开的。在印刷线上印刷之后，印刷基底被典型地以包括其上的印刷图案的连续纤维网的形式传送到转换加工生产线。然而，上述脱离转换加工生产线单独印刷基底的做法典型地增加了与基底的处理、卷绕和退绕、存储和运输相关联的附加成本。另外，上述步骤会负面地影响印刷基底的质量；由于卷内的压缩力的不均匀分布而导致卷内的基底的卷绕层不均匀并且常常过度变形。此外，单独地印刷基底常常要求专门的配准控制方法，以确保印刷图案与转换加工操作的适当定相，从而实现生产制品中的印刷图案的所需的和一致的定位。
然而，将印刷操作与以高速和高生产效率生产一次性吸收制品的转换加工生产线上的转换加工操作组合起来会导致重大生产损失，因为转换加工生产线的总效率常常受到制约。这通常归因于转换加工操作的多重性和复杂性，其中转换加工操作中的任一项的任何故障都会影响印刷操作的性能。反之亦然，即印刷操作的任何故障也会影响转换加工操作。另外，印刷操作常常要求定期维护规程，定期维护规程也会影响转换加工生产线的生产效率。由于转换加工生产线可为每分钟生产数百或数千件卫生制品的高速操作，因此生产过程的任何中断都会导致重大生产损失。
因此，有益的是提供一种将印刷操作与用于具有印刷图案的卫生制品的高效率生产的转换加工生产线上的转换加工操作组合起来的可靠方法。
发明概述本发明可提供一种在具有印刷图案的卫生制品的高效率生产中的喷墨印刷方法，它在转换加工生产线上包括至少两个喷墨印刷工位，其中喷墨印刷工位中的每一个均包括至少两个喷墨印刷头。此方法包括以下步骤(a)提供在纤维网方向上以第一速度移动的基底；(b)由第一印刷工位的第一喷墨印刷头和第二印刷工位的第一喷墨印刷头在基底上印刷第一多个图案，两个印刷工位均设置在基底附近，图案在纤维网方向上以间距相互隔开；(c)在基底继续其移动的同时，从第一印刷工位的第一喷墨印刷头切换至第一印刷工位的第二喷墨印刷头；和(d)由第一印刷工位的第二喷墨印刷头和第二印刷工位的第一喷墨印刷头在基底上印刷第二多个图案，两个印刷工位均设置在基底附近，图案以间距相互隔开；其中第一多个图案通过纤维网方向上的未印刷区与第二多个图案隔开，其中未印刷区不大于间距的50倍。
在本发明的另一个方面，未印刷区不大于间距的10倍。在本发明的另一个方面，未印刷区不大于间距的1倍。
在本发明的一个方面，喷墨头之间的切换步骤可包括以下步骤(a)由操作员启动第二启动信号给转换器控制器以用于启动第一印刷工位的第二喷墨印刷头；
(b)中止从转换器控制器向喷墨控制器发送第一输出信号；和(c)从转换器控制器向喷墨控制器发送第二输出信号。
在本发明的另一个方面，喷墨头之间的切换步骤可包括以下步骤(a)响应第一印刷工位的第一喷墨印刷头的故障模式而中止从喷墨控制器发送第一确定信号；(b)中止从转换器控制器向喷墨控制器发送第一输出信号；和(c)开始从转换器控制器向喷墨控制器发送第二输出信号。
在本发明的另一个方面，第一印刷工位和第二印刷工位可印刷不同的油墨，包括不同彩色油墨。
附图概述虽然本说明书通过特别指出并清楚地要求保护本发明的权利要求作出结论，但据信由下列说明并结合附图可更好地理解本发明，其中相同标号用于指示基本相同的元件，并且其中图1为具有印刷图案的示例性卫生制品的透视图；图2为图1的卫生制品的平面图；图3为卫生制品的可供选择的实施方案的平面图；图4为显示为灰度图像的示例性双色调图案；图5为显示为pcx图像的图4的双色调图案；图6为图5的pcx图像的一部分的放大图；图7图示说明各种灰度图像和pcx标度图像的并列比较；图8为本发明的方法的一个实施方案的简化正视图，此实施方案设计用来制造图1、图2和图3的卫生制品以及本文所限定的任何其它卫生制品；图8A为本发明的方法的另一个实施方案的简化正视图，此实施方案设计用来制造图1、图2和图3的卫生制品以及本文所限定的任何其它卫生制品。
图9为本发明的方法的控制系统的一个实施方案的方框图；图10为本发明的方法所述的喷墨印刷头的运行模式之间的切换逻辑的方框图；
图11为具有第一多个图案和通过未印刷区B与第一多个图案隔开的第二多个图案的基底的一部分的顶视图；图12图示说明具有灰度A及分辨率X的印刷图案；图13图示说明具有灰度A及分辨率X-30％的印刷图案；和图14图示说明具有灰度A+30及分辨率X-30％的印刷图案。
发明详述将根据一次性吸收制品来描述本发明，这种一次性吸收制品具有印刷在吸收制品的顶片表面上的至少一种颜色的多色调信号，它公开于2001年12月19日提交的共同未决并普通转让的美国专利申请10/025059中。具体地讲，将根据公开于上述专利申请中的妇女卫生制品来描述本发明。然而，本发明可应用到任何这样的一次性吸收制品它具有印刷在外表面和/或内表面上的单色图案和/或多色图案和/或单色调图案和/或多色调图案从而提供多种需要的有益效果，所述有益效果包括改进的产品性能、产品美观性、消费者意识、消费者感觉等。
定义术语“卫生制品”、“一次性吸收制品”或“吸收制品”在本文中是指正常吸收和保持流体的装置。在某些情形中，此短语是指紧贴或邻近穿着者的身体放置以吸收和容纳从身体排出的排泄物和/或渗出物的装置，并且包括这样的个人护理制品，例如妇女卫生制品、婴儿尿布、婴儿套穿制品、婴儿游泳制品、成人失禁制品等。在其它情形中，此短语是指防护制品例如能够吸收食物以防止脏污穿着者的衣服的进餐围兜。在其它情形中，此短语是指提供一些治疗有益效果(例如缓解疼痛、覆盖伤口或保持另一个装置或制品靠近身体)的装置。
术语“一次性的”在本文中用来描述通常不旨在被洗涤或换句话讲以它们的原有功能被恢复或被广泛地重新使用的产品，即优选地它们旨在数次使用之后或单次使用之后即被丢弃。
术语“基底”在本文中是指适于在其相对表面的至少之一上印刷图案的任何材料，优选地呈连续纤维网的形式。术语“基底”可包括薄膜(可透气或非可透气的)、非织造材料、机织材料、泡沫材料、或它们的任何组合。基底可为包括合成材料和/或天然材料的单层或多层。基底也可包括具有单层或多层的干研磨材料，包括木浆等。此外，基底可为卫生制品的任何组件，例如顶片、第二顶片、插件、底片、吸收芯或它们的任何组合的一部分。
本文所用术语“彩色”包括任何主要颜色，即白色、黑色、红色、蓝色、紫色、橙色、黄色、绿色和靛色，以及它们的任何变化或它们的混合。术语“非彩色”或“非彩色的”是指白色，它被进一步定义为L*值为至少90、a*值等于0±2、以及b*值等于0±2的那些颜色。本文所用色标值可用Hunter色度反射计作出，其描述可见于R.S.Hunter的文章“Photoelectric color difference Meter”，Journal of the Optical Society ofAmerica，卷48，第985至995页，1958年。专门为基于Hunter色标的颜色测量而设计的装置描述于1961年10月10日公布的授予Hunter等人的美国专利3,003,388中。
术语“妇女卫生制品”在本文中是指被妇女穿着用以吸收和容纳月经以及其它阴道渗出物和失禁渗出物的卫生巾、紧身短裤衬里、卫生栓和失禁制品。可具有用以产生深度感的多色调信号的妇女卫生制品的非限制性实施例包括由The Procter & Gamble Company of Cincinnati，Ohio制造的那些，例如带DriWeave的ALWAYS短裤护垫，根据美国专利4,324,246、4,463,045以及6,004,893制造；ALWAYS带护翼超薄细长最大量型，根据美国专利4,342,314、4,463,045、4,556,146、B1 4,589,876、4,687,478、4,950,264、5,009,653、5,267,992以及Re.32,649制造；ALWAYS标准最大量型；ALWAYS带护翼超最大量型；ALWAYS带护翼最大量型；ALWAYS带护翼超长最大量型；ALWAYS带护翼加长超大量型；以及ALWAYS带护翼夜用最大量型，每个前述的公布都引入本发明以供参考。
术语“段距单元操作”在本文中是指转换加工生产线上的任何装置，其具有用于在一次性吸收制品的制造中加工一个或多个纤维网的段距-相关的功能。例如，单元操作可包括但不限于这样的段距相关的纤维网加工装置例如切割装置(例如，最终刀)、离散补片放置装置(例如，切割和滑动单元、切割和放置单元)、具有段距压花图案的压花装置、纤维网活化器装置(例如，公开于授予Buell等人的美国专利5,151,092、授予Buell等人的美国专利5,156,793以及授予Chappell等人的美国专利5,518,801中的增量-拉伸活化装置)、轮转印刷设备等，所有这些装置的共同点是它们包括对应于产品段长的制造周期，其中产品段长为在纤维网被切割为单个产品之前在转换加工生产线上呈纤维网形式的产品的长度。
术语生产操作的“效率”或“可靠性”在本文中是指一种用百分数表达的比率，即在每日工作24小时的连续七(7)个工作日期间产生的生产量与如果没有由故障、维护等引起的转换加工生产线的任一单元操作性质的生产中断的情况下应当产生的理论生产量的比值。
术语“高效率生产”在本文中是指生产卫生制品的转换加工生产线的效率和可靠性，其中转换加工生产线的效率为至少60％，至少70％，或至少85％。转换加工生产线的效率取决于转换加工生产线的每个单元操作的效率。例如，本发明的印刷操作的效率为约99.7％。
说明图1提供在本文中表示为妇女卫生制品形式的吸收制品10的透视图。图2提供图1的吸收制品10的平面图。本文的吸收制品10具有上表面或面向使用者表面13、下表面或面向衣服表面14以及周边12。吸收制品10包括具有面朝上表面13的观测表面28的顶片25。吸收制品10还包括与顶片25相对定位的底片15。底片15优选地至少部分地在周边12处接合到顶片25上。吸收制品10也包括设置在顶片25和底片15之间的吸收芯20。在本发明的一个优选实施方案中，吸收制品10也包括设置在顶片25下面即至少部分地介于顶片25和吸收芯20之间的第二顶片或插件26。
在图1和图2所示的实施方案中，吸收制品10具有至少两个部分，即彩色部分40和非彩色部分50。彩色部分40和非彩色部分50可从顶片25的观测表面28观察到。彩色部分40(在本发明的一个优选实施方案中为印刷图案40)具有至少两个色调第一色调42和第二色调44。优选地但非必要地，并且如图1和图2所示，第一色调42基本设置在第二色调44之内。第二色调44在亮度、暗度和/或颜色上与第一色调42不同。多色调用来让注视顶片25的观测表面28的使用者对吸收制品的内部产生深度感。在图1和图2所示的实施方案中，印刷图案40的第一色调42暗于印刷图案40的第二色调44。
可供选择地，在吸收制品10A的另一个实施方案中，印刷图案或彩色部分40A可包括比第二色调44A更淡的第一色调42A，如图3所示。
不论是两个色调或是多于两个色调，色调的亮度和暗度都被配置以让注视吸收制品10A的观测表面28的使用者产生深度感。
如上文所述，在本发明的一个实施方案中，印刷图案40可为设置在顶片25和吸收芯20之间的第二顶片或插件26。在另一个实施方案中，彩色部分40可形成顶片25的一部分。在另一个实施方案中，印刷图案40可形成吸收芯20的一部分，而从顶片25的观测表面28可观察到印刷图案40。可供选择地，印刷图案40可为设置在顶片28的下面的多层插件。
让印刷图案40从顶片25的观测表面28容易看见的任何顶片材料都是合适的。例如，成型膜材料、非织造材料或它们的组合都是合适的。
可供选择地对于上文所述的色标值，双色调部分40和40A可显示为灰度色标图像。例如，图4图示说明具有较暗部分60A和较亮部分60B的双色调图像60。本发明的双色调灰度图像使用购自Adobe SystemsIncorporated的Adobe Illustrator测量，该公司的总部位于San Jose，California。在一个实施方案中，较暗部分60A的灰度测量值为45，而较亮部分60B的灰度测量值为20。
可使用也购自Adobe Systems Incorporated的Adobe Photoshop将灰度图像转换为pcx图像。图5显示从图4的灰度图像60转换为pcx图像的图像70。因为pcx图像由单个像素和点构成，pcx图像可用于产生喷墨图案，其中pcx图像的每个点代表由印刷头的喷墨形成的墨点。图6显示图像70的放大视图，其中较暗部分70A比较亮部分70B由更多数目的点构成。为了参考的目的，图7图示说明具有与对应pcx图像对应的10、25、40、55、70、85和100的灰度值的数个灰度图像的并列比较，其中灰度值100代表全黑图像。
图8为本发明的方法100的一个实施方案的简化正视图，此实施方案设计用来制造图1、图2和图3的吸收制品以及上文所定义的并具有任何需要的印刷图案，包括多色图案、多色调图案或多灰度图案的任何其它吸收制品。
方法100包括能够在基底102上印刷需要的图案的喷墨印刷工位101。基底102可为如上文提供的基底定义所述的任何基底。也如上文所述，基底102可形成一次性吸收制品10的任何组件或部分。然而，在本发明的优选的实施方案中，基底102为用作第二顶片或插件26的非织造纤维网，如图1和图2所示。
基底102可通过任何合适的部件提供给印刷工位102，例如，计量装置104(例如，Ω辊或“S”形环绕装置)、一系列导辊106和108以及计量装置110(例如，真空输送器)。计量装置104和110都在基底102中产生需要的张力并以需要的线速度V在纤维网方向或纵向111上移动基底102，本发明的高速生产方法中的线速度可高达约6米/秒或甚至更高。然而，本发明可以基底的任何其它线速度V应用，例如，至少5米/秒，至少4米/秒，至少3米/秒，至少2米/秒以及更低(此情况发生在转换加工生产线的启动期间，其时转换加工生产线的速度包括基底102的线速度V正从零向需要的生产速度逐渐增加)。
如图8所示，印刷工位101优选地包括双头排列，此双头排列包括以在纤维网方向111上延伸的空间距离116设置的第一喷墨印刷头112和第二喷墨印刷头114。然而应当指出的是，第一和第二印刷头112和114可彼此相距任何需要的空间距离而设置。
第一和第二印刷头112和114可为适于印刷需要的图案的任何类型，并且优选地为与基底102相距(即与面向印刷头112和114的基底102的第一表面118相距)某个合适的距离而设置的非接触式喷墨印刷头。
印刷头112和114可优选地由共用墨源供墨；虽然如果需要也可使用独立墨源。
印刷头112和114的每一个均包括分配多重基本均匀的墨点的多重喷嘴。在本发明的一个实施方案中，印刷头112和114的每一个均包括256个喷嘴，形成约50.8mm(2英寸)长的线性构型。因此，印刷头112和114的每一个都可印刷包含在基底102上线性地延伸约50.8mm的256个墨点的油墨图案。这种排列足够印刷最大约50.8mm宽的任何图案，此宽度在基底102上测量并在图1至2和图3中分别显示为印刷图案40和40A的宽度W。然而如果需要，可提供每个印刷头的任何数目的喷嘴，用以印刷需要的图案的需要的宽度W，例如，对于本发明的妇女卫生制品，宽度的可变范围为5mm至85mm。对于上文所列的其它类型的卫生制品，印刷图案的宽度W可有更大变化。
至于具有256个喷嘴的印刷头，这样的印刷头购自VideojetTechnologies，Inc.，其办事处位于Wood Dale，Illinois。印刷工位101可为一种喷墨印刷系统的一部分，此喷墨印刷系统也购自VideojetTechnologies，Inc.，例如包括墨源和用于提供油墨并控制形成单个油墨小滴的喷嘴的控制器的PrintProTM喷墨印刷系统。
在PrintProTM喷墨印刷系统中，油墨小滴从印刷头112和114的所有喷嘴连续地分配，但只有某些油墨小滴被允许到达基底102的需要的位置而形成印刷图案。其它油墨小滴可通过将油墨小滴偏转进用于连续重复使用的再循环流程而被阻止到达基底102。每个印刷头的单个油墨喷嘴的运行可由包括在PrintProTM系统中的控制器来控制。
可供选择地，对于本发明的一个实施方案的连续类型的喷墨印刷系统，喷墨印刷系统可为请求式类型的喷墨印刷系统，其中油墨典型地不循环利用，并且其中油墨小滴不连续地形成，但基于请求以需要的次序印刷需要的图案。
再参见图8，在本发明的方法中，第一和第二印刷头112和114的每一个都能够相互独立地印刷图1至2和图3的图案40和40A或任何其它需要的图案。例如，当第一印刷头112处于印刷模式(即，正在基底102上的需要的位置处在基底102上印刷图案40)时，第二印刷头114可处于待机或空闲模式(即，不在基底102上印刷图案40)。相反，当第一印刷头112处于待机模式时，第二印刷头114处于印刷图案40的印刷模式。如上文所述，在印刷模式和待机模式这两种运行模式中，小滴都由印刷头112和114的每一个的256个喷嘴的每一个连续地形成。然而，在待机模式中，所有分配的小滴都被偏转和再循环进再循环油墨流程中。但在印刷模式中，未偏转小滴被沉积在基底102上并且偏转小滴被再循环进再循环油墨流程中。
在本发明的方法中，通过从第一印刷头112的印刷模式到第二印刷头114的印刷模式的切换(反之亦然)，可提供需要的生产过程的连续性。当印刷头由于任何原因(包括任何类型的故障或定期维护、清洁等)需要退出印刷模式时，印刷头112和114之间的切换使转换加工生产线上的卫生制品的生产能够连续而不中断。第二印刷头通过自动地从待机模式切换到生产模式而提供需要的后备。
为了避免生产损失，此连续性对于保持以高生产速度和高生产速率生产卫生制品的转换加工生产线的高生产效率是很重要的。如上文所述，高生产速度可高达6米/秒及更高，而高生产速率可为至少600件产品/分钟。在这样的高速度和生产速率的情况下，生产损失可谓关系重大。(应当指出的是本发明的方法也可应用到任何或低或高至少600件产品/分钟，高达3,000件产品每分钟的生产速率。)对于本发明的一次性吸收制品来讲重要的是，要具有设置在卫生制品的需要的、预定的并且一致的位置处的印刷图案。因此在本发明的方法中，当第一印刷头112停止印刷而第二印刷头114开始印刷时，第二印刷头114可在与第一印刷头112印刷的同一位置处印刷。而且，在本发明的一个实施方案中，印刷头之间的切换同时发生，优选地在切换期间卫生制品的生产损失最小。此操作将在下文中更详细地描述。
再参见图8，在喷墨印刷之后，基底102行进到切割和放置装置120处，切割和放置装置能够将基底102切断为包括第二顶片26的单个片，并随后以需要的间距P将第二顶片26放置到以需要的速度在纤维网方向124上移动的顶片纤维网122上。顶片纤维网122可由本领域的技术人员已知的任何合适的部件以需要的速度提供和计量。然后，吸收芯纤维网126(其也可由任何合适的部件提供和计量)被切割为单个吸收芯20，单个吸收芯随后被放置到先前设置在顶片纤维网122上的第二顶片26上。吸收芯20的切割和放置操作可由切割和滑动装置128或本领域已知的任何合适的纤维网切割和放置装置提供。而且，底片纤维网130(其也可由任何合适的部件提供和计量)被沉积到芯20上以提供夹层式纤维网132，夹层式纤维网随后被粘结在一起并被切割为本发明的单个卫生制品10。夹层式纤维网132的粘结、切割和放置操作也可由本领域已知的任何合适的部件提供，例如由最终刀134提供。单个制品10随后可由任何合适的部件(例如输送器136)传送到其它下游操作(例如折叠、包裹和包装)。
图9图示说明本发明的控制系统的一个实施方案的方框图200。图200包括具有第一喷墨印刷头112和第二喷墨印刷头114的印刷工位101。方框图200也包括用于计算印刷头112和114的每一个的256个喷嘴的每一个的每个油墨小滴的偏转的喷墨控制器211。计算信息随后分别使用第一通信链接230和第二通信链接231从喷墨控制器211传送到喷墨印刷头112和114。喷墨控制器211也从第一编码器202接收关于转换器速度参考值的信息(例如，移动基底102的线速度)，此速度参考值可从表示基底102的速度的任何合适的速度参考值提供。在本发明的一个实施方案中，速度参考值212通过连接到切割和放置装置120的第一编码器202从切割和放置装置120提供。喷墨控制器211还接收关于印刷头112和114的触发信息，其中每个印刷头112和114都具有它自己的触发信号，即分别为第一触发信号215和第二触发信号216。
至于控制第一印刷头112，如图9所示，第一触发信号215为第一计算单元222接收第一启动周期信号217和第一输出信号219而计算的信息的结果。第一计算单元222可为能够计算二进制“与”逻辑函数的任何合适的电子装置，例如光电耦合装置等。第一启动周期信号217由第二编码器203提供，第二编码器在本发明的优选的实施方案中连接到最终刀134。然而，第二编码器203可连接到上文定义的任何段距单元操作，包括既可连接到第一编码器202又可连接到第二编码器203的切割和放置装置120。第一输出信号219从转换器逻辑控制器210(下文称为转换器控制器210)提供。为了提供第一输出信号219，转换器控制器210从喷墨控制器211既接收第一确定信号225又接收第二确定信号226。
类似地，至于控制第二印刷头112，如图9所示，第二触发信号216为第二计算单元223接收第二启动信号218和第二输出信号220而计算的信息的结果。与第一计算单元222类似，第二计算单元223也可为能够计算二进制“与”逻辑函数的任何合适的电子装置。第二启动周期信号218由第二编码器203提供。第二输出信号220从转换器控制器210提供。为了提供第二输出信号220，转换器控制器210从喷墨控制器211既接收第一确定信号225又接收第二确定信号226。
第一启动周期信号217和第二启动周期信号218相互关联，表示介于第一和第二印刷头112和114的相应的喷嘴之间的空间距离116。空间距离240表示对应于介于第一和第二印刷头112和114之间的周期距离的单个产品周期的一部分。
图10显示方框图300，图示说明在转换器控制器210之内用于第一和第二喷墨印刷头112和114的三个运行模式之间的切换的逻辑。印刷头112和114的每一个的三种运行模式由代表待机或空闲模式301、运行模式302和故障模式303的三个圆图示说明。
在待机模式301中，第一印刷头112或第二印刷头114(或印刷头112和114两个都)已准备好随时印刷，而同时又连续地形成油墨小滴并将其再循环进再循环油墨流程中。
在运行模式302中，第一印刷头112或第二印刷头114在基底102上印刷图案。(如上文所指出，在本发明的优选的实施方案中，此时只有印刷头112或114之一可运行于运行模式302。)在待机模式301和运行模式302两模式中，转换器控制器210接收确定信号215或216并且发送输出信号219或220(见图9)。
在故障模式303中，转换器控制器210不接收确定信号215或216并且不发送输出信号219或220(见图9)。
参见图10，从待机模式301，印刷头可通过过渡311切换到运行模式302或通过过渡314切换到故障模式303。过渡311可作为两种不同情况的结果而发生(1)操作员通过启动分别用于第一印刷头112或第二印刷头114的启动信号228或229(见图9)给转换器控制器210而在印刷头之间切换；或(2)过渡311为紧接另一个印刷头上的过渡313(即从运行模式302切换到故障模式303)而发生的自动序列。至于过渡314，其也可作为两种不同情况的结果而发生(1)当空闲印刷头需要维护(例如清洁等)时，操作员将空闲印刷头切换到故障模式303；或(2)由于任何原因空闲印刷头发生故障因而没有向转换器控制器210发送确定信号225或226。
参见图10，从运行模式302，印刷头可通过过渡312切换到待机模式301或通过过渡313切换到故障模式。过渡312和313具有同等的优先权，因此它们各自被执行的情况取决于过渡312或313中哪个先发生。当操作员在印刷头之间切换时过渡312可发生，而当印刷头在运行模式302中发生故障(即，没有向转换器控制器210发送确定信号225或226)因而需要操作员维修时，过渡313可发生。当印刷头在运行模式302中发生故障时，另一个即空闲印刷头通过过渡311切换到运行模式302。
参见图10，从故障模式303，印刷头通过过渡315只能切换到待机模式301。此情况发生在故障印刷头已被维修好并已准备好运行之后。
操作规程再参见图9和图10，下文描述用于第一和第二印刷头112和114的连续运行的各种规程。
开始时，第一和第二印刷头112和114优选地处于由转换器PLC210控制的待机模式301。当两个印刷头112和114都处于待机模式301时，喷墨控制器211发送两个确定信号225和226给转换器控制器210。现在操作员具有选项以通过这样的方式选择印刷头112或114的任一个开始印刷启动第一启动信号228用于启动第一印刷头112或启动第二启动信号229用于启动第二印刷头114。如果操作员选择通过启动第一启动信号228来启动第一印刷头112，则转换器控制器210发送第一输出信号219，第一输出信号在第一计算单元222中与第一启动周期信号217组合，第一计算单元发送第一触发信号215给喷墨控制器211用于启动第一印刷头112。在处于运行模式302的第一印刷头112的印刷期间，第二印刷头114处于待机模式301，已准备好当需要时被切换到运行模式302。当第一印刷头112处于正在印刷的运行模式302并且第二印刷头114处于待机模式301时，喷墨控制器211正发送第一和第二确定信号给转换器控制器210。
当第一印刷头112发生故障时，喷墨控制器211将第一印刷头112切换至故障模式303并且停止发送第一确定信号225给转换器控制器211，转换器控制器作出响应而停止发送第一输出信号219并且开始发送第二输出信号220。第二输出信号220随后在第二计算单元223中与第二启动周期信号219组合，第二计算单元发送第二触发信号216给喷墨控制器211以用于将第二印刷头114切换至运行模式302。
类似地，当第二印刷头114发生故障时，喷墨控制器211将第二印刷头114切换至故障模式303并且停止发送第一确定信号225给转换器控制器211，转换器控制器作出响应而停止发送第一输出信号220并且开始发送第一输出信号219。第一输出信号219随后在第一计算单元222中与第一启动周期信号218组合，第一计算单元发送第一触发信号215给喷墨控制器211以用于将第一印刷头112切换至运行模式302。
可供选择地，对于上文所述的印刷头之间的自动切换，当印刷头之一发生故障时，操作员可在当转换器PLC正接收两确定信号225和226的任何时候在印刷头之间切换。例如，当第一印刷头112正工作于运行模式302并且第二印刷头114处于待机模式301(在这样的情况下，转换器PLC正从喷墨控制器210接收两个确定信号225和226)时，操作员可随时通过启动第二启动信号229将印刷从第一印刷头112切换到第二印刷头114。在此情形中，转换器PLC停止发送第一输出信号219并且开始发送第二输出信号220，第二输出信号随后在第二计算单元223中与第二启动周期信号219组合，第二计算单元发送第二触发信号216给喷墨控制器211用于将第二印刷头114切换至运行模式302。当转换器PLC210如上文所述停止发送第一输出信号219时，作为响应，喷墨控制器210停止接收第一触发信号215并且停止发送第一确定信号225给转换器PLC 210。当操作员需要对工作于运行模式302的印刷头执行任何维修规程(例如，清洁等)时，可能需要这种由操作员进行的印刷头之间的手动切换。另外，当需要通过载入新数据来改变印刷图案时，操作员也可能需要切换印刷头。这样的能力使操作员能够“在繁忙中”改变印刷图案而不会中断转换器上的生产过程。
图11显示具有第一多个351图案40和第二多个352图案40的基底102的一部分的顶视图。在第一多个351图案40中以及在第二多个352图案40中，图案40以间距P(其为卫生制品的长度)相互隔开。间距P可依据具体的卫生制品而有变化，例如，通常为约100mm至约400mm。具体地讲，对于妇女卫生制品，间距P的可变范围为约220mm至约320mm。(如前文所指出，在本发明的实施方案中，印刷图案40的长度和宽度可变化。具体地讲，对于本发明的妇女卫生制品，印刷图案40的长度L的可变范围为约10mm至约300mm并且印刷图案40的宽度的可变范围为约5mm至约85mm。然而，印刷图案40的任何需要的长度和宽度都可用于本发明。)再参见图11，第一多个351图案40以未印刷区B与第二多个352图案40隔开。未印刷区B代表不具有由本文公开的方法所作的印刷图案40的基底102的一部分。(应该指出的是，未印刷区B可包括印刷图案，然而这些印刷图案的质量可能不够好。)未印刷区B也代表在第一和第二印刷头112和114之间的切换(或反之亦然)期间相对于印刷工位101移动的基底102的一部分(见图8和图9)。在本发明的一个实施方案中，未印刷区B不大于间距P的50倍，或不大于间距P的10倍，或不大于间距P的1倍。
应当指出的是，第一多个351图案和/或第二多个352图案可包括相同图案40或不同图案，其中已存储在喷墨控制器211中的不同图案可应请求以任何需要的序列印刷。
另一个实施方案图8A为本发明的方法700的另一个实施方案的简化正视图，此实施方案设计用来制造图1、图2和图3的卫生制品以及上文所定义的并具有任何需要的印刷图案包括多色图案、多色调图案或多灰度图案的任何其它卫生制品。
图8A(图示说明方法700)类似于图8(图示说明方法100)，不同的是图8A显示多于一个喷墨印刷工位101。作为示例，图8A显示两个印刷工位第一印刷工位101(先前显示于图8中)和第二印刷工位701。然而应当指出的是，方法700的印刷工位的数目可包括任何合适的数目2、3、4等。
印刷工位101和701可在任何方面都是相同的并且可以上文所述的并由图9和图10图示说明的关于控制印刷工位101的方式独立地控制。每个印刷工位101和701可优选地包括两个可与上文关于印刷工位101所详述的印刷头112和114类似的喷墨印刷头。
如图8A所示，第一印刷工位101包括以在纤维网方向111上延伸的空间距离116设置的第一喷墨印刷头112和第二喷墨印刷头114。类似地，第二印刷工位701包括以空间距离716设置的第一喷墨印刷头712和第二喷墨印刷头714。第二印刷工位701的空间差异716可与印刷工位101的空间差异116相同或不同。
本发明的方法700可尤其适用于印刷多重油墨(包括多重彩色油墨)以形成图案40(图11)。然而所上文所指出，方法700与方法100一样，也适用于多色调或多灰度图案的喷墨印刷。
至于印刷彩色图案，方法700可包括任何合适数目的印刷工位，每个工位印刷一种特定颜色的油墨。为简单起见，方法700被描述为具有两个印刷工位101和701，每个工位印刷一种特定颜色的油墨。例如，印刷工位101可印刷黄色油墨，而印刷工位701可印刷蓝色油墨。在此情形中，所得图案40(图11)包括两种颜色的油墨。
当例如印刷黄色油墨的第一印刷工位101的第一印刷头112发生故障时，控制系统从第一印刷头112切换至第二印刷头114，也印刷黄色油墨。类似地，当例如印刷蓝色油墨的第二印刷工位701的第一印刷头712发生故障时，控制系统从第一印刷头712切换至第二印刷头714，也印刷蓝色油墨。方法700的多重印刷工位的第一喷墨印刷头到第二喷墨印刷头之间的切换(反之亦然)，使包括例如彩色图案40的卫生制品的生产能够连续而不中断。
克服印刷设备的限制除了在生产卫生制品的转换加工生产线上提供两个喷墨印刷头的高效不中断的运行之外，本发明的方法还提供产品设计阶段和产品生产阶段之间的高效连接(尤其对于与用于在转换加工生产线上印刷喷墨图案的特定印刷设备的某些限制有关的情形)。例如，在高基底速度时，尤其当需要每个点包含不止一个而是数个墨滴(即，构成点的数个墨滴沉积进基底表面上的单个像素中)时，某个印刷设备可能不能够以要求的速率印刷墨滴，导致印刷图案的分辨率降低，从而导致查看图案的消费者产生降低的视觉印象。本发明的方法通过调整较低分辨率图案的视觉水平而对这样的消费者的视觉印象的降低提供补偿，如图12、图13和图14所示。
图12显示具有灰度A及分辨率X的喷墨印刷图案400，为解释起见假设它不能由给定的印刷设备在基底以某个高速移动时提供。为了克服这种速度限制，可拉伸图12的图案400的分辨率X，例如，拉伸30％或任何其它合适的数目。图13图示说明具有与原图案400相同的灰度A但较低的分辨率X-30％的印刷图案500。通过对比图12和图13的网格可清楚地看到，图13的网格在一个方向上与图12中的网格尺寸相比更长(在此情形中约长30％)，因此图13中的喷墨滴的密度小于图12中的喷墨滴的密度，导致对于消费者来讲较弱的视觉印象。为补偿视觉印象的损失，可将更多墨滴沉积进图13的被拉伸网格的空白像素中，例如图14所示，图示说明的印刷图案600具有灰度A+30(其大于图12的原图案400的原灰度A)及分辨率X-30％(其小于图12的原图案400的原分辨率X)。图14的改进图案600向消费者提供一种与图12的原设计图案400相比类似的视觉印象，因此克服了上文所述的印刷设备的速度限制。
发明详述中所有引用文献的相关部分均引入本文以供参考；任何文献的引用并不可理解为是对其作为本发明的现有技术的认可。
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它的变化和修改。因此，有意识地在附加的权利要求书中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。
权利要求
1.一种在转换加工生产线上高效率生产具有印刷图案的卫生制品的喷墨印刷方法，所述转换加工生产线包括至少两个喷墨印刷工位，其中所述喷墨印刷工位中的每一个均包括至少两个喷墨印刷头，所述方法包括以下步骤(a)提供在纤维网方向上以第一速度移动的基底；(b)由第一印刷工位的第一喷墨印刷头和第二印刷工位的第一喷墨印刷头在基底上印刷第一多个图案，两个印刷工位均设置在基底附近，所述图案在纤维网方向上以间距相互隔开；(c)在基底继续其移动的同时，从第一印刷工位的第一喷墨印刷头切换至第一印刷工位的第二喷墨印刷头；和(d)由第一印刷工位的第二喷墨印刷头和第二印刷工位的第一喷墨印刷头在基底上印刷第二多个图案，两个印刷工位均设置在基底附近，所述图案以间距相互隔开；其中第一多个图案通过纤维网方向上的未印刷区与第二多个图案隔开，其中未印刷区不大于间距的50倍。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述未印刷区不大于间距的10倍。
3.如前述任一项权利要求所述的方法，其中所述未印刷区不大于间距的1倍。
4.如前述任一项权利要求所述的方法，其中所述切换步骤还包括以下步骤(a)启动第二启动信号给转换器控制器以用于启动第一印刷工位的第二喷墨印刷头；(b)中止从转换器控制器向喷墨控制器发送第一输出信号；和(c)从转换器控制器向喷墨控制器发送第二输出信号。
5.如权利要求1、2或3所述的方法，其中所述切换步骤还包括以下步骤(a)响应第一印刷工位的第一喷墨印刷头的故障模式而中止从喷墨控制器发送第一确定信号；(b)中止从转换器控制器向喷墨控制器发送第一输出信号；和(c)开始从转换器控制器向喷墨控制器发送第二输出信号。
6.如前述任一项权利要求所述的方法，其中所述移动基底的第一速度为至少2米/秒，至少3米/秒，至少4米/秒，至少5米/秒，或至少6米/秒。
7.如前述任一项权利要求所述的方法，其中所述第一喷墨印刷头或第二喷墨印刷头每分钟印刷至少600个图案。
8.如前述任一项权利要求所述的方法，其中所述基底为薄膜、非织造材料、机织材料、泡沫材料、或它们的任何组合。
9.如前述任一项权利要求所述的方法，其中所述基底为顶片、第二顶片、插件、底片、吸收芯、或它们的任何组合的一部分。
10.如前述任一项权利要求所述的方法，其中所述卫生制品为妇女卫生制品、婴儿尿布、婴儿套穿制品、婴儿游泳制品、成人失禁制品、以及进餐围兜。
11.如前述任一项权利要求所述的方法，其中所述第一印刷工位和第二印刷工位印刷不同的油墨。
12.如前述任一项权利要求所述的方法，其中所述第一印刷工位和第二印刷工位印刷不同的彩色油墨。
全文摘要
本发明公开了卫生制品(10)的高效率生产中的色调和/或彩色图案的喷墨印刷方法。本方法提供一种将喷墨印刷操作与生产具有色调和/或彩色印刷图案的卫生制品的转换加工生产线上的转换加工操作组合起来的可靠系统。本方法利用在印刷头之一的故障或维护规程期间能够在印刷头之间切换的至少两个喷墨印刷头(112，114)，从而以最小的卫生制品的生产损失来提供生产的连续性。
文档编号A61F13/15GK101044025SQ200580035856
公开日2007年9月26日 申请日期2005年10月21日 优先权日2004年10月21日
发明者菲利普·O·I·萨拉茨, 保罗·T·韦斯曼 申请人:宝洁公司