专利名称：把吸收性物料密封在吸收性用品中的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及将选定的吸收性物料保持和容纳在一种吸收垫中使用的方法和设备。更具体地说，本发明涉及用可渗透液体层包封吸收芯的方法和设备，以提供适用于一次性使用的个人保健用品如一次性使用的尿布、妇女保键用品、失禁者内衣或类似物品的吸收体。
常规的吸收性用品包括一种吸收芯，它由木浆绒组成，并夹在和粘合在外罩层和可渗透液体的表面层之间。粘合可以包括热熔带或压敏粘胶带，全面或按一定图形的热密封，粘胶剂的印刷图形等等。例如，参见Woon等人的美国专利4，050，462。Ruffo的美国专利3，523，536中说明了将吸收芯附着在喷涂了粘胶剂的薄纸的表面层上的附着方法。吸收芯可以包含超级吸收物料的颗粒。例如，可参见Harper等人的美国专利3，669，103和Kellenberger等人的美国专利4，699，823。此外，吸收体结构可以包括一或多个薄纸包封物料层。这样的薄纸包封(例如)在Lee等人的美国专利3，924，626和Meyer等人的美国专利4，798，603中得到说明。
但是吸收芯用的常规的薄纸包封配置当吸收芯包括相当大量的超级吸收剂物料时在吸收芯的周边上并不形成充分的密封。结果，过量的超级吸收剂颗粒可能从吸收芯迁移到吸收性用品内不希望的位置上，如果超级吸收剂物料移到紧靠外罩的位置上，那么干燥颗粒可能将外罩穿孔，而湿的颗粒可能紧靠外罩形成看不见的糊状感觉的胶体。如果超级吸收剂物料移到吸收性用品的衬里层，那么湿的超级吸收剂可能紧靠使用人的皮肤产生不希望的胶体。因此，仍然需要一种设备和方法，用以产生一种具有围绕吸收芯的改进的薄纸包封结构的吸收性用品。
本发明提供一种用可渗透液体层包封吸收芯部的独特的设备。一般说来，该设备包括一个第一薄片带供应机构和一个放置机构，前者用于提供第一层可渗透液体的物料，后者用于将一系列吸收芯安置在该第一层上。每个吸收芯确定了它的周边，并包含超级吸收剂物料。一个第二薄片带供应机构提供第二层可渗透液体的物料，以便将吸收芯夹在第一和第二层物料之间。密封机构将第一层沿着其附着区固定在第二层上，附着区的位置邻近吸收芯的至少一对侧部边缘区。制成附着区基本上防止超级吸收剂物料从吸收芯通过附着区移出。分离机构除去第一和第二层的邻近附着区并与吸收芯隔开的选定区。
在本发明的方法方面，一种用可渗透液体层包封吸收芯的独特的工艺包括供应第一层可渗透液体的薄片带物料和将一系列吸收芯安置在第一层上的步骤。每个吸收芯有其确定的周边并包含超级吸附剂物料。一个分离的第二层可渗透液体的薄片带物料被供应来将吸收芯夹在第一和第二层物料之间。第一层沿着其选定的附着区固定到第二层上，附着区的位置邻近吸收芯的至少一对侧部边缘区。附着区构造成基本上防止超级吸收剂物料从吸收芯通过附着区移出。第一和第二层的选定区被除去，选定区与吸收芯隔开，其位置邻近附着区。
本发明的设备和方法能够有利地制成一种吸收体结构，它能够更好地容纳超级吸收剂颗粒。本发明能够被合并在一种高速制造作业中，以便更有效地密封薄纸包封的侧部边缘区和端部边缘区。此外，本发明的特定方面是能够结合一些特别构型的部件，以便将密封区更精确地定位在吸收芯的周围。本发明的其它方面能够用一个在其预定位置具有不同特性的可渗透液体层有利地包封一个吸收芯。结果，一部分吸收芯可以被一种类型的可渗透液体层覆盖，而另一部分吸收芯可以被一种不同类型的可渗透液体层覆盖。不同类型的可渗透液体层有利于吸收体结构的生产，并能够帮助改进最终吸收性用品的性能。
参考本发明及附图的下述详细说明，将会更充分地理解本发明，并清楚更多的优点，附图中
图1表示可利用本发明的设备和方法所生产的代表性吸收性用品的部分切去的顶视平面图;
图2代表性地表示用本发明的设备和方法生产的吸收芯的顶视平面图;
图2A代表性地表示沿图2中A-A截面截取的截面图;
图2B代表性地表示沿图2中B-B截面截取的截面图;
图3代表性地表示本发明技术设备的侧面立视示意图;
图3A代表性地表示可以与本发明技术一起使用的其他设备和处理步骤的侧面立视示意图;
图4代表性地表示与本发明一起使用的印刷胶粘剂组合件的侧视示意图;
图5代表性地表示与本发明的技术一起使用的胶粘剂印刷机的凹版印刷滚筒;
图5A代表性地表示图5中胶粘剂印刷机的凹版印刷滚筒的截面图;
图6代表性地表示一种可以蚀刻在凹版印刷滚筒表面上的合适的微小单元图案;
图6A代表性地表示另一种可以蚀刻在凹版印刷滚筒表面上的合适的微小单元图案;
图7代表性地表示一种封闭的室状刮片敷料器组合件;
图8代表性地表示利用本发明技术的带图形的压印滚筒的截面;
图8A代表性地表示图8中图形压印滚筒的外表面的展开的平面图;
图9表示一种外加到一层薄片带物料上的胶粘剂的代表性印刷图形;
图10代表性地表示一种利用本发明将液体胶粘剂输送到胶粘剂敷料器上用的系统;
图11代表性地表示一种切去薄纸包装物料的选定部分所用的装置;
图12表示一种沿一系列吸收芯的侧部边缘产生的代表性切割图形;
图13表示一种适合于切割成单个吸收体的代表性的修整的复合薄片带;
图14代表性地表示本发明一个实施例的顶视平面图，该实施例的构型可在可渗透液体的可以热粘合的物料层之间产生一种热粘合图形;
图15代表性地表示一对热粘合滚筒的端部立视图;
图15A代表性地表示图15中例示的热粘合滚筒的侧面立视图;
图15B代表性地表示图15中热粘合滚筒的顶视图;
图16代表性地表示应用热粘合组合件的本发明技术设备的侧面立视图。
本发明的设备和方法将在生产一种一次性使用的尿布的过程中得到说明。但是，应当容易地理解，本发明的技术可以用来制造其它类型的一次性使用的物品，如妇女保健用品、失禁病人用的衣服之类。
诸如一次性使用的尿布之类吸收性用品包括一个吸收体，由一个吸收芯和一个或多个包封层(如一个或多个高润湿强度的纤维素薄纸层)组成。如图1所示，一种代表性的尿布150处于完全展开的状态，所有的弹性褶裥均展开。尿布包括背片层152、位于与背片层成相邻的面对关系的顶片层154，以及夹在背片层和顶片层之间的吸收体20。通常，顶片层和背片层制成延伸通过吸收体的终端边缘，以形成横向隔开的侧部边界162和纵向隔开的端部边界164。腿部弹性件156可以固定在每个侧部边界上，以形成弹性的腿部褶裥，而腰部弹性件158可以固定在一个或两个端部边界上，以形成弹性的腰部褶裥。一个如胶粘带160之类的紧固机构固定在尿布的至少一个纵向端部的相对两侧上，从而将尿布附着在使用人身上。汉森(Hanson)等人于1991年9月11日提出申请的美国专利申请顺序号No.07/757，760《快速吸收液体的薄形吸收性用品》(代理人案子摘要No.9922)中更详细地说明了一种代表性的一次性使用的尿布，此处将该专利的公开内容合并在这里，以参考其相符合的内容。
参照图2，吸收体20包括一个吸收芯22，后者包含一定量的基本上亲水性的纤维，如通常称为木浆绒的纤维素木浆纤维。吸收芯也可以包含其它天然纤维、合成纤维或两者的组合。此类纤维可以是天然亲水性的，或者可以由亲水材料涂敷或处理成足够亲水性的疏水性物料构成。吸收体20还可以包含超级吸收剂物料26。在图示的实施例中，吸收体包含由纤维素木浆绒构成的亲水性纤维和由聚丙烯酸酯超级吸收剂物料构成的超级吸收剂颗粒。在本发明的特定方面，吸收芯22包含约30～70%(重量百分率)的超级吸收性物料。或者，吸收芯可以包含约40～60(重量)%的超级吸收性物料，也可以任意选择地包含45～55(重量)%的超级吸收性物料，以提供选定的性能水平。
吸收芯可以具有所希望的任何外形。例如，吸收芯可以是水漏形、工形、T形或类似形状。在图示的实施例中，吸收芯具有变型的T型，并形成一个前腰带区36、一个后腰带区34和一个连接前后腰带区的中间区36。吸收芯也包括一条纵向中心线38和一个芯周边40。芯部周边包括沿横向隔开的侧部边缘42和沿纵向隔开的端部边缘44。芯的周边的边缘，特别是芯的侧部边缘，是弯曲的，或者说不是直线形的，并包括预定配置的一个或多个通常为凹面和/或凸面的区域。
为了帮助保持吸收芯22的完整性，吸收体20可以包括一层或多层可以渗透液体的包封物料24。此种可以渗透液体的物料可以渗透气体或液体。在特定的实施例中包封物料24的至少一个功能部分是可以渗透气体的，而在其它实施例中包封物料24的功能部分可以渗透气体或液体。例如，包封物料24可以是纤维素薄纸或其它可以渗透液体的无纺织物，面对和邻接吸收芯22。
包封物料24的横向延伸的侧部通常折叠过去并围绕吸收芯的侧部边缘，以覆盖在吸收芯的顶部或底部主要表面上。最终形成的包封层24的形状通常为矩形，而当吸收芯22包括非矩形或非直线形的轮廓周边时，包封层的边缘并不与成形的吸收芯的周边轮廓相符合一致。结果，最好切去并除去包封物料的折叠过去的横向侧部区。此外，当单个的吸收芯22与许多个相互连接的吸收芯的制成品分开时，也可以切去包封24的纵向端部区。包封24的各个切割边缘能够有效地确定顶部包封层和底部包封层，它们由于吸收芯22的厚度而彼此隔开。结果，芯部内的组成物料如超级吸收性物料的颗粒，其过剩量可通过隔开的边缘移出芯部。
为了在吸收芯22内更加有效地容纳组成物料，可以渗透液体的包封层24独特地制成包括一个基本上密封的附着区46，它使包封层的顶部区和底部区彼此相互连接。附着区至少沿芯部22的侧部边缘42延伸，最好也沿芯部的端部边缘44延伸。在特定的布置中，附着区可以大体上围绕芯部的周边。
图示的包封层24的实施例包括一个底部包封片层30和一个顶部包封片层28。底部包封片层30的位置通常邻近吸收芯22的指定外侧，并且通常夹在吸收芯和制成的吸收性用品的基本上不渗透液体的外罩部件之间。
顶部包封片层28的位置通常紧靠吸收芯22的指定体侧，并可以由与制作底部包封片层30所用的物料相同或不同的物料构成。在图示的实施例中，例如，纤维质的顶部包封片层28是一种独立提供的可以渗透液体的包封片层，其多孔性比起底部包片层30来低得多。
顶部和底部包封片层覆盖的面积比吸收芯22大，并沿着包封片层28和30的边缘区延伸并超过吸收芯的周围边缘。包封片层的边缘区沿凸缘状的附着区44彼此连接，附着区从吸收芯向外突出。顶部包封片28和底部包封片30之间沿附着区44的相互连接是利用合适的固定机构如热粘合、胶粘合之类来实现的。顶部和底部包封片层之间的固定可以基本上是连续的，或者可以成形为选定的大体上封闭的附着区图形。大体上封闭的附着区图形足以堵住超级吸收性物料的颗粒通过附着区46从吸收芯22移出。封闭的附着区图形可以使顶部和底部包封片的某些区域没有互相连接，而没有连接区可以形成从吸收芯通过附着区的有限通道。但是，通道非常小并(或)成迂回状，以便基本上堵住超级吸收剂颗粒通过。在本发明的特定方面，通道的大小不大于超级吸收剂颗粒平均大小的约85倍。另一种情况是，通道的大小不大于超级吸收剂颗粒平均大小的约10倍，同时，另一种选择是，通道的大小不大于超级吸收剂颗粒平均大小的约7倍。
参考图3，一种用可渗透液体层包封一系列吸收芯22的设备包括一个第一薄片带供应机构，它包括一个提供第一层可渗透液体物料如成形薄纸50用的机构48。一个放置机构如成形鼓52将吸收芯系列放置在第一层50上，而每个吸收芯确定了它的周边并包含超级吸收剂物料。一个第二薄片带供应机构如第二供应滚筒54提供第二层可渗透液体物料如阻挡薄纸56，将吸收芯22夹在第一可渗透液体层50和第二可渗透液体层56之间。一个密封机构如胶粘剂组件58将第一层50沿其附着区60(图9)固定到第二层56上，附着区60的位置至少邻近吸收芯22的一对侧部边缘区42。附着区60的结构基本上防止超级吸收剂物料从吸收芯22通过附着区60移出。一个分离机构如切割机构62除去第一层50和第二层56的选定区，这些区的位置邻近附着区60并与吸收芯22隔开。本发明的一个特定方面包括一个控制机构，用于调整使附着区60和吸收芯22之间选定的位置对齐。
第一层可渗透液体的物料50可以从供应滚筒48连续地供应，而后可以利用包括滚柱64的一系列传送滚柱输送和引导第一可渗透液体层进入本发明的放置机构。第一层可以是一种由天然或合成纤维组成的织造的或无纺的纤维薄片带，而无纺的纤维品可以是气流成网或湿法成网的。气流法成网的纤维品包括(例如)纺粘纤维品、熔喷纤维品及其组合。在图示的实施例中，第一层是一种由高润湿强度的纤维素薄纸组成的可渗透液体的成形薄纸50。图示的薄纸实施例具有约15～50gsm(克/米2)的单位重量并具有0.05～0.15g/cc的密度。此外，该可渗透液体的第一层可以具有约250～350cfm/sf(英尺3/分钟英尺2)的气孔率值。这个相当高的气孔率值能够便于使气流法成网的纤维毛层直接成形在成形薄纸50上。
本发明的图示实施例使纤维质吸收性物料直接气流成网在第一层50上，并包括一个锤磨成纤器66和一个可以转动的成形筒52。成纤器66分解木浆纤维片并引导单个纤维进入成形室68。此外，一种例如由供应导管70和喷嘴72形成的超级吸收剂供应机构选择性地引导超级吸收剂物料的颗粒进入成形室68。大量的超级吸收剂物料可以连续地引入成形室，或者不同量的超级吸收剂物料可以利用脉冲机构间歇式地引入成形室。选定什么取决于超级吸收剂在吸收芯的面积和穿过厚度的所需分布。将超级吸收剂颗粒选择性地引入成形室的合适技术在1990年5月22日发布的Bryson的美国专利4，927，582中(代理人案子目录No.8761)得到说明，其公开内容通过参考其相符合的内容合并于此。
成形筒52包括一个在该处形成真空以便将木浆纤维和超级吸收剂颗粒吸在第一层50上的机构。第一层50由可转动的成形筒52的外周表面载带，成形筒52移动第一层50通过成形室68。成形筒的周边表面包括一个可透过空气的成形屏，当空气由于成形筒52内的真空，通过屏引入时，空气将木浆纤维和超级吸收剂颗粒引入到第一层50上，以产生一系列气流法成网的吸收芯，这些芯沿机器方向大体上规则地隔开第一层50的长度。1987年5月19日发布的Enloe等人的美国专利4，666，467(代理人案子摘要No.6900)和1988年8月2日发布的Enloe的美国专利4，761，258(代理人案子摘要No.6999)中展示了能够形成一系列分离的吸收芯的合适机构，其公开内容通过参考其相符合的内容合并于此。
在成形室68的出口端部安置一个嵌接机构。图示的嵌接机构包括一个嵌接筒74，驱动它使其转动，以便从各个吸收芯有效地除去多余的吸收剂物料。除去的物料可以任选地循环返回到成形室68中。
最终形成的吸收芯22由吸收性亲水纤维和超级吸收剂颗粒组成。在本发明的特定方面中，吸收芯被制成至少包含约30(重量)%的超级吸收剂物料。更好是，每个吸收芯包含不少于约40(重量)%的超级吸收剂最好包含不少于约50(重量)%的超级吸收剂物料。在本发明的特定方面中，吸收芯包含不大于约80(重量)%的超级吸收剂，最好是包括不大于约70(重量)%的超级吸收剂物料。
成形筒或其它放置机构可以制成这样的结构以提供相互连接的一系列吸收芯，或不连接的一系列空间隔开的离散吸收芯。在吸收芯系列是相互连接的场合，包封片系统可以包括附着区60，该区仅仅沿着并邻近每个吸收芯的横向侧部边缘延伸。在本发明图示的方面中，离散的相邻吸收芯由分离的距离分隔(如图13)，以便能够更好地产生具有附着区60的包封片系统，该附着区沿着和邻近每个吸收芯的大体上整个周围边缘延伸。因此，这样的附着区可以沿每个吸收芯的侧部边缘和端部边缘延伸。
一离开嵌接筒74的位置，第一层50和在其上形成的吸收芯系列可以从成形筒52上移开，并置于一个分离的第二层可渗透液体的物料56上。第二层可以是由天然纤维或合成纤维构成织造或无纺的纤维品，而无纺的纤维品可以是气流成网的或湿法成网的。气流成网的无纺纤维品可以包括(例如)纺粘纤维品、熔喷纤维品及其组合。第二层56的图示实施例是由纤维素纤维构成的可渗透液体的阻挡薄纸。阻挡薄纸具有约20～30gsm(克/米2)的单位重量，并具有约0.05～0.15g/cc(克/cm3)的密度。此外，阻挡薄纸可以具有约20～60微米的平均孔径值。特别制造的阻挡层56可以具有约20～30微米的平均孔径值。另一种制法的阻挡层56可以具有约40～50微米的平均孔径值，而别的制法的阻挡层可以具有约50～60微米的平均孔径值。
为了本发明的目的，用于测定物料孔径值的合适技术可以利用部件号为9903175的Coulter孔度计。这样一种试验装置可从Coulter电子有限公司买到，这家企业在英国的卢顿(Luton)有销售处。
第二层56从合适的供应滚筒54传送，并由合适的传送滚柱76和薄片带导架84输送到一个合适的附着粘合组合件，如胶粘剂组合件58。薄片带导架84的构造便于控制阻挡薄纸56的横向毛边定位在约1英寸的公差范围内。一种合适的薄片带导架是可从FIRE公司买到的电子刀刃引导系统，该公司在美国俄克拉何马(Oklahoma)州的俄克拉何马城有办事处。胶粘剂组合件提供一种代表性机构将第二层56沿指定的选择性图形的附着区60固定到第一层50上。
可以利用各种类型的机构来形成附着区60。例如，附着区可以通过胶粘合、热粘合、超声粘合等等来形成。在使用胶粘合的场合，胶粘剂可以通过图形挤压、图形喷涂、图形印刷等法施加。合适地构造图形，以便基本上避免将过量的胶粘剂放置在用于制造吸收芯22的纤维状亲水物料上。直接放置在吸收芯表面上的过量的胶粘剂会不希望地阻止芯部的吸收能力，并可能造成过硬。
参考图4，本发明的代表性图示实施例利用一种附着粘合组合件，该组合件的构造可将胶粘剂的选定图形印刷在阻挡薄纸56上。更具体地说，胶粘印刷组合件58利用一个转动的凹版胶粘印刷系统，该系统包括凹版印刷滚筒80和压印滚筒82。虽然图示的实施例利用一种转动的凹版印刷工艺，但应理解，也可利用其它印刷方法来施加所要的胶粘剂图形。
一个包括传送滚柱76和薄片带导架84的传送机构引导阻挡薄纸56进入凹版印刷滚筒和压印滚筒之间的辊隙区。可以转动的凹版印刷滚筒80具有一个在其上形成的选定的蚀刻图形凹形区。一个涂敷机构将胶粘剂涂到凹版印刷滚筒的外周面上，一个刮片装置从凹版印刷滚筒上除去过量胶粘剂。压印滚筒82包括一个位于其外周面上的隆起面积的选定图形，以便当阻挡薄纸夹在凹版印刷滚筒和压印滚筒之间时，将胶粘剂的选定图形从凹版印刷滚筒80输送到阻挡薄纸层56上。
本发明可以利用凹版印刷滚筒结构和压印滚筒结构的各种不同组合。在一种配置中，凹版印刷滚筒具有蚀刻在该滚筒基本上整个外圆周表面上的小槽。压印滚筒具有在其外圆筒面上形成的隆起的图形，而隆起的图形对应于想要输送到指定基底上的胶粘剂图形。
第二种配置利用一个有图形的凹版印刷滚筒，在其表面上蚀刻小槽分布的图形对应于指定基底上想要的胶粘剂印刷图形。凹版印刷滚筒的未蚀刻区基本上保持光滑。凹版印刷滚筒的光滑区由刮片擦拭干净没有胶粘剂，仅仅在凹版印刷滚筒的蚀刻区将保持液体胶粘剂。压印滚筒有一个基本光滑的外表面。结果，印刷在指定基底上的胶粘剂图形基本上对应于蚀刻在凹版印刷滚筒表面上的全部小槽图形。
一种如本发明图示实施例所利用的第三种配置利用一个有图形的凹版印刷滚筒80和一个有图形的压印滚筒82两者。结果，加在选定区域上的胶粘剂量可以按照由凹版印刷滚筒表面中形成的蚀刻图形载带的液体胶粘剂量而增加或减少。可以利用布置在凹版印刷滚筒80表面的选定图形中分布的小槽的不同密度和容积来改变加在印刷图形不同面积上的胶粘剂量。此外，压印滚筒82表面上形成的隆起图形可以确定将胶粘剂转移到指定基底上的离散的面积。
参考图5，凹版印刷滚筒80的圆筒形周面是由耐用耐腐蚀的材料如硬金属、陶瓷之类制成的，而在周面上蚀刻成具有由许多微小凹部或小槽构成的预定图形。为了形成微小的载带液体的小槽，凹版印刷滚筒80的圆筒形外周面可以通过一种或多种合适的技术蚀刻。此种蚀刻技术包括(例如)酸蚀、机械压花、电子蚀刻、激光蚀刻等等。
加到阻挡薄纸56上的胶粘剂量取决于每英寸中蚀刻小槽的线数和以微米度量的小槽深度。小槽容积通常以每平方英寸内的立方千兆微米(CBM)度量。凹版印刷滚筒的特定实施例可以具有每英寸线度内约1～1000小槽的小槽线数并可以具有约0.1～250CBM的小槽容积。其它实施例可以具有每英寸约16～600小槽的线数和约1.9～174.5CBM的小槽容积。此外，小槽可以制成各种不同的合适形状，如金字塔形、六角形、三螺旋形、四角形等等。图示的凹版印刷滚筒80实施例包括六角形小槽，它具有六面形，如图6和图6A所示。可以随意选择，凹版印刷滚筒可以包括各种不同类型的四角小槽，如正规的具有截头金字塔形的45度四角形小槽。其它凹印刷滚筒还可以压成30度的小槽或伸长的60度小槽。
如图5所示，凹版印刷滚筒80可以是这样的结构使沿滚筒表面的侧部区79输送预定的胶粘剂添加量。在侧部区中，选定的添加量可以由小槽71提供，小槽的线数为每英寸线度约200小槽，容积容量为约14.3CBM，形成靠近吸收芯的边缘特别是芯部的侧部边缘的附着区60(图9)。例如，在图6中代表性图示的六角形小槽的情况下，单个小槽71可以具有约59～60微米的小槽深度，而小槽之间的分隔壁73可以具有约5微米的壁厚。
在凹版印刷滚筒80的中部区78中，选定的添加量可以由小槽线数为每英寸线度约200小槽和容积容量为约5.8CBM的小槽提供，以形成邻近吸收芯的端部边缘的附着区60a(图9)和补充附着区86。例如，在包括图6A中代表性图示的六角形小槽的凹版印刷滚筒的中部区的场合，单个小槽71可以具有约20～21微米的小槽深度，而小槽之间的分隔壁73可以具有约5～7微米的厚度。
凹版印刷滚筒80也可以制成和配置成沿其外表面的中部区78传递相对较高或较低面积密度的胶粘剂。例如，在图示的实施例中，凹版印刷滚筒表面的中区制成具有每英寸线度约200小槽的线数和约5.8CBM的容积容量，以传递低于由侧区79传递的胶粘剂密度的胶粘剂添加密度。
例如，在图示实施例的情况下，凹版印刷滚筒被制成产生补充附着区86(图9)，该区可选择地将阻挡薄纸56粘合到吸收芯22的表面上。一个代表性的补充附着区86可以包括一系列离散的隔开的平行胶粘带，它们安置在阻挡薄纸56离散的部分上，这些部分叠合并接触吸收芯22。这些单个的带由胶粘剂的连续面积组成，而这些面积基本上不连接，并与主要附着区60隔开。
在本发明的特定方面中，凹版印刷滚筒80的蚀刻表面区可以载带在可拆卸的套筒75的圆筒形外表面上，以允许迅速改变成所希望的胶粘剂印刷图形。凹版印刷滚筒套筒可拆卸地固定在凹版印刷滚筒的轴区77上，而固定可以由各种合适的机构提供，如磁性附着、螺钉、卡子等等。
可以利用各种机构将液体胶粘剂传递到凹版印刷滚筒80上。例如，液体传递机构可以包括一个浸在胶粘剂浴中的贮液滚柱，其柱状外表面与凹版印刷滚筒80的外表面直接接触。在这种配置中，利用一个刮片刮去凹版印刷滚筒上不包括蚀刻凹部的那些部分上的多余胶粘剂。
本发明的图示实施例利用一个传递机构，该机构通常称为室状刮刀敷料器。该传递机构包括一个封闭的贮液装置，该装置将液体胶粘剂89直接涂刷在凹版印刷滚筒80的表面上。图7示意地图示室状刮片系统的截面图，该系统包括一个与刮片系统90和92相结合的贮液室88。室88包括一个人口供应导管94和一个出口返回导管96。该室还包括接受凹版印刷滚筒80的侧部开孔和位于滚筒和贮液室之间的常规的耐液体的密封，该密封将胶粘剂保持在贮液室内。当贮液室80合适地充满液体胶粘剂后，凹版印刷滚筒80的表面直接接触胶粘剂。一个第一刮片90位于贮液室88的底部接触边缘处，用它从凹版印刷滚筒80的表面刮去多余的胶粘剂，而留下胶粘剂充满凹版印刷滚筒表面上蚀刻的微小凹部。一个第二密封刮片92位于贮液室88的顶部接触边缘处，以防止胶粘剂从贮液室泄漏。
应当注意到，第一刮片和密封刮片的识别取决于凹版印刷滚筒80的转动方向。特别是，第一刮片位于贮液室88的出口侧，在该处凹版印刷滚筒的转动将滚筒载带液体的印刷表面移出贮液室。密封刮片位于贮液室88的入口侧，在该处凹版印刷滚筒的转动将印刷表面转入到贮液室内。
一种选定的液体胶粘剂如水溶性乳胶胶粘剂被连续地通过导管94泵入贮液池室88的底部中心，而贮液室保持充满约3/4的胶粘剂。两个位于3/4总高度的高液位排液管控制贮液室88中胶粘剂的高度和量。排液管输出过量的胶粘剂以泵回适当的胶液池。胶粘剂室88配合凹版印刷滚筒80运动，而刮片安装在枢轴托架上以便于清洗，并便于替换刮片和替换使液体胶粘剂容纳在胶粘剂室内所需的液体密封。枢轴托架也可以调整刮片和凹版印刷液筒之间的准直。
一种适用于转动凹版印刷系统的胶粘剂可以具有高达约2000厘泊的粘度。例如，该胶粘剂可以是一种聚醋酸乙烯酯基的胶粘剂，如NationalStarch(国民淀粉)33-9157和33-9156号，它们可从国民淀粉和化学公司买到，该企业在美国新泽西州Bridgewater有销售处。其它合适的胶粘剂包括乳胶基的和聚乙烯醇基的胶粘剂。胶粘剂可以任意地选定颜色或做其它标记，以便于印刷的胶粘剂图形的光学检测或其它检测。从而可以利用这种检测帮助控制和调正印刷图形对吸收芯22位置的相对定位。在图示的实施例中，希望至少紧靠吸收芯的侧边对齐一种具有非矩形的、曲线的或者非线性的内部边界的印刷图形。在更特定的实施例中，希望对齐一种印刷图形，以便大体上围绕每个单个吸收芯的全部周边。
参考图8，一种代表性的压印滚筒82有一个由弹性的可压缩材料如天然橡胶、合成橡胶、乙烯、光聚合物复合材料等制成的压印表面93。图8A中将通常为圆筒形的压印表面展开为平面，以便更容易地表示代表性的压印图形。
压印滚筒82的可压缩表面上有一个相对隆起的图形，而隆起图形通常对应于希望将胶粘剂从凹版印刷滚筒80传递到阻挡薄纸56的区域。在那些不希望将胶粘剂传递到阻挡薄纸上的空白区81上，压印滚筒82的表面凹进离开凹版印刷滚筒80。这种凹进的空白区81可以通过在压印滚筒82的圆筒形外表面上形成所希望的凹面图形而产生，而凹面图形可以通过利用各种技术如机加工、研磨、激光蚀刻等来产生。
在图示的压印滚筒82的实施例中，相对隆起的图形包括两个相对的侧部区95和一个中部区97。侧部图形95是通过从压印滚筒82的表面沿预定的空白区81选择性地除去材料而产生，在此区域不希望将胶粘剂传递到指定的基底薄片带上。最终保留的表面区域是光滑的，并紧靠凹版印刷滚筒80形成辊隙接触。侧部图形用以产生主要附着区60(图9)的横向侧部区。
压印滚筒82的中部图形97是通过从压印滚筒表面的选定区域内除去材料而留下预定的保留的脊或梁来产生的。这些梁相对地隆起在已经从压印滚筒表面除去材料的区域之上。保留的梁的区域是光滑的，其构形可对凹版印刷滚筒80形成辊隙接触，以产生辅助附着区86以及主要附着区60的所有横向的端部区。
压印滚筒82的代表性图示实施例其结构做成对滚筒的每一转产生一个完整的印刷图形。此外，凹版印刷滚筒和压印滚筒做成直径不同，使得在印刷胶粘剂过程期间利用上凹版印刷滚筒上的所有小槽。在本发明的可选择的方面中，压印滚筒82可以做成对滚筒的每一转产生许多幅两个或多个完整的印刷图形。
在本发明的特定方面中，压印滚筒82可以使其外表面载带在一个可以拆卸的套筒87上，这便于改变胶粘剂印刷图形。该圆筒形外套筒可拆卸地固定在压印滚筒的轴85上，而这种固定可以通过各种合适的机构如磁性固定螺钉、卡子等来实现。
再参考图4，背压或压印滚筒82在希望的压力下沿辊隙区83受到弹性的推动，对靠凹版印刷滚筒80，而阻挡薄纸56的薄片通过凹版印刷滚筒和压印滚筒之间的辊隙区移动。可以通过水力、机械或气动的方法推压凹版印刷滚筒靠向压印滚筒82，以便在滚筒之间产生一个希望程度的辊隙压力。通常，压力在约10～500pli之间(磅/英寸线性接触，沿接触滚筒的轴向长度测量)。在图示的实施例中，由常规的气动缸机构对靠着固定制动点的凹版印刷滚筒80加负载。可以选择性地调节固定的制动点、以便控制凹版印刷滚筒80和压印滚筒82之间的辊隙压力和准直。
施加的辊隙压力在凹版印刷滚筒80和压印滚筒82之间产生一个干扰或“压扁”的效果，压扁量可以通过改变可调节的机械制动点来控制。典型的压扁量约为0至1英寸。辊隙压力、压扁量和胶粘剂进入纤维薄纸的毛细作用互相配合，从而将液体胶粘剂从凹版印刷滚筒80的微小凹部以预先选定的图形传递到阻挡薄纸56上。从各个小槽流出的胶粘剂液体会流动并汇合到一起，形成在薄纸印刷面积的连续粘合。
本发明的一个特定方面包括一控制机构用以调整在附着区60和吸收芯22的系列之间的选定的对齐。在图示实施例中，控制机构包括一个带有固定在压印滚筒82上的标志旗的近程开关和传感器。传感器产生一个合适的信号，如机械信号、磁信号或电信号或它们的组合，这个信号指示在阻挡薄纸56上印刷的胶粘剂图形的每个单个的周期性区段的位置。
传感器信号可以被送到一个使用计算机的自动对齐控制系统并用作参考标志。可以由机器操作者目视确定阻挡薄纸上的印刷胶粘剂图形的相对位置。如果机器操作者注意到印刷图形离开薄纸上预定位置而需要提前或滞后以产生正确的对齐位置，那么操作者就输入一个合适的指令到对齐系统中去。然后对齐系统发出一个信号到常规的电子驱动系统中去，后者连接到驱动由凹版印刷滚筒80和压印滚筒82组成的印刷机系统的电动机上。驱动系统按照需要加速或放慢电动机，以便在位于阻挡薄纸上的胶粘剂印刷图形和安置在阻挡薄纸上的绒毛垫或其它吸收体之间产生所需的位置对齐。
蚀刻的滚筒也可以连接到“星期日”驱动机构以便在机器停止工作期间使滚筒缓慢转动。这样一种安排可以帮助蚀刻的滚筒表面用液体润湿并防止滚筒表面上的胶粘剂干燥。当机器停止工作时，蚀刻的滚筒可以由气缸拉回离开压印滚筒，从而允许它自由转动。星期日驱动例如可以由一个小型的交流电动机通过连接到蚀刻滚筒上的独立的齿轮组来实现。
蚀刻滚筒的轴通过一个常规的单向离合器连接到主驱动齿轮上，以允许用于“星期日”驱动。在起动时，“星期日”驱动机构停止或脱离啮合，而气缸伸展，以使蚀刻的滚筒对着压印滚筒定位并压印。因为在机器停止期间压印滚筒基本上保持静止，所以可以保持压印滚筒与其它机器部件的对齐和配合。特别是，压印滚筒可以保持在一个提供所要对齐位置的相对转动位置，这个位置使印刷的胶粘剂图形的指定区大致定位在围绕和在外邻接吸收芯22的周边。当蚀刻的滚筒胶粘剂敷料器的开关接通(“通”)时，系统能构造成当辊隙83打开时使“星期日”驱动电动机运转，系统并能够自动地打开和关闭辊隙。也能将机器处于敷料器开关断开(“断”)状态，但机器将不会进入运转模式。当开关处于断开位置时，系统的结构能够停止“星期日”驱动电动机的运转并打开辊隙。
当系统断开时，也能够对系统进行压印滚筒辊隙试验，以检验凹版印刷滚筒和压印滚筒是否精确地准直和平行。例如，可以在这两个滚筒之间放置一层碳纸和一层空白纸，以检验凹版印刷滚筒和压印滚筒之间的辊隙或干扰量。当将两个停止的滚筒合在一起，使低层在辊隙中接触时，空白纸上可能形成痕迹。然后可以测量所得痕迹的机器方向宽度。因此可以调节凹版印刷滚筒和压印滚筒的相对准直，以便沿着压印滚筒的轴向长度产生一个大体均匀的辊隙宽度和接触面积。
图10示意地表示一种对转动凹版印刷系统供应液体胶粘剂的代表性系统。胶粘剂液位和流量由三个独立的蠕动泵(100，102和104)控制，而液池106包含一个可以给定四个不同液位的液位变送器108。图示实施例的泵可以(例如)由0.75HP(马力)的电动机驱动。当露出装料液位134时泵自动工作，而当达到满液位132时泵自动停止。
室状刮片敷料器由供料泵104连续供料。胶粘剂被抽离液池106的底部并送入第一刮片90的底部中心。过剩的胶粘剂从两个上部液位孔排出到Y形接头140中并由返回泵102送回液池106的顶部。一般返回泵的速度比供料泵104更快，以有助于阻止室状刮片敷料器的溢流。
液池液位变送器108有一个检验罐液位136，当该液位露出时，表明供料罐142已经排空。如果供料罐不更换或不重新装料而机器继续运转，则将露出低液位138而使机器停止。
如图4所示，在印刷的胶粘剂按所要图形涂敷到阻挡薄纸56上之后，一个空转滚筒将薄纸带提升起来并离开蚀刻的滚筒80。参考图3，一个能够由独立固定的驱动器控制的印刷机传送带112此时将印刷过的薄纸带移送到绒毛传送屏114上。在绒毛传递屏上，印刷过的阻挡薄纸56的薄纸带与吸收芯22的系列和从成形筒52的表面离开的成形薄纸50的相应薄纸带形成所要求的位置对齐。绒毛传送带116将配合的对齐的组件从其靠近成形筒52的位置移入一对压薄滚筒118之间的辊隙中。这一对压薄滚筒已调整好并弹性地保持在选定的间隙，并可将成形薄纸50、吸收芯22和阻挡薄纸56压缩在一起。这种压缩将吸收芯压实，并在图示的实施例中，有助于进一步沿附着区60建立成形薄纸和阻挡薄纸之间的胶粘剂粘合。
一离开压薄滚筒118，一个压薄传送带120将压薄的复合薄片带147输送到一个合适的分离机构，如切割机构62。在图11代表性地图示的实施例中，切割机构是常规的水切割系统122，该机构利用高压水枪切去复合薄片带的选定部分。水切割枪喷嘴144布置在由成形薄纸50、吸收芯22和阻挡薄纸56组成的复合薄片带横向的每个侧边。水切割喷嘴连接到常规机构如凸轮箱146上，该机构大体上沿移动的复合薄片带的横向以预定的周期图形摆动喷嘴，以在实际操作中描出对称相对的切割路径148，如图12中代表性地图示的那些。水切割器将复合薄片带的侧部区分离开，这些侧部区位于剩下的指定的附着区60附近并在其外边，附着区将覆盖吸收芯22系列的顶部和底部的薄纸层连接起来。
图3A代表性地表示可延续图3所示系统的附加设备和加工步骤。参考图3A，水切割装置传送带128将所得修整过的复合薄片带输送到第二切割机构127，如旋转刀或其它合适的切割机构。第二切割机构沿指定的分割线130(图13)分离修整过的复合薄片带，以生产单个的吸收体20(如图2)。代表性的图示的吸收体包括一个由复合的可渗透液体层包封的吸收芯，该复合的可渗透液体层具有一个由阻挡薄纸56组成的顶部人体侧层28并具有一个由成形薄纸50组成的底部外侧层30。可渗透液体层包封并围绕吸收芯，并围绕芯部周边密封，特别是沿芯部侧边42和芯部端边44密封。
重新参考图3A所示的本发明内容，传送带129将分离的吸收体输送到粘合台124，在那里吸收体被夹在并实际上附着在顶片物料131的薄片带和外罩或背片物料126的薄片带之间。更具体地说，传送带129的图示实施例以常规方式构成，将一系吸收体放置在沿顶片薄片带131的纵向长度依顺序隔开的预定位置上，然后背片或外罩薄片带126可以由合适的输送机构引导到与顶片薄片带131和吸收体20叠合的位置上。因此，吸收体被放在顶片薄片带和背片薄片带之间。按照常规方式，合适的附着机构如胶粘、结合或其他方式将由顶片薄片带131、吸收体20和背片薄片带126组成的复合组件的各组分部件保持在一起。
在本发明的另一方面，附着区60可以用热粘合机构、超声粘合系统等制成。例如，参考图14，本发明可以包括一个具有转动的砧面滚筒172和加热的图形滚筒174的热粘合系统170。例如，图形滚筒可以包括以选定的图形分布在图形滚筒外表面上的许多销钉。当复合薄片带147通过砧面滚筒和图形滚筒之间的辊隙时，两个滚筒产生热粘合的附着区60，该区以通常相应的选定图形配置垮过复合薄片带的面积。
图15、15A和15B代表性地表示热粘合系统的较详细示图。图示的热粘合系统可以有利地包括一个电子驱动系统176和驱动电动机178，以保持所希望的速度和位置对齐。位置对齐例如可以以一种类似于上述胶粘剂印刷系统所利用的方式来控制。利用热粘合系统的滚筒可以用任何合适的方法加热，包括(但不限于)热油加热和感应加热。受热的滚筒通过砧面滚筒和图形滚筒表面上分布的销钉之间的接触产生粘合。粘合可以由一或多个机构产生，如热传导、形变热、流动粘合、扩散粘合或熔融粘合。
图16代表性地表示本发明的包括一种热粘合系统170的实施例。该热粘合系统例如可以合适地安置在压薄滚筒118之后和压薄传送带120之前。应当很容易理解，图3A中例示的补充设备和加工部件也可以与图16中所示的本发明的实施例一起使用。
当利用一个热粘合系统时，成形薄纸50和阻挡薄纸56中的一种或两种中包含一定比例的可以热密封的物料或与其相结合在一起。此种可以热密封的物料(例如)可以包括由聚乙烯、聚丙烯等构成的可以熔喷的纤维。或者，包封物料24的两层50和56中的一或两层可以包括一种无纺的纤维品，如由可以熔喷的纤维组成的纤维品。为了提供足够的粘合程度，两层的粘合区至少包含或与其连接3(重量)%的可以热密封的物料。粘合区最好包括至少约5(重量)%而最最好包括至少约8(重量)%的可以热密封的物料。
在本发明的一个特定方面，一对同相的热滚筒在其表面上具有隆起的部分，这些部分对应于围绕单个吸收芯22周边的所要粘合图形。由夹在可以热粘合的第一薄片带50和可以热粘合的第二薄片带56之间的一系列吸收芯22组成的复合薄片带，通过一对同相的加热粘合滚筒之间的辊隙区移动。粘合滚筒在其预定的隆起区之间产生约100～400°F的温度和约100～1100pli(磅/英寸线度)的压力。这个压力是相对于代表粘合滚筒之间辊隙区中接触区的一根线测定的。选定该热量和压力以有效地产生至少沿芯部22的侧部边缘42延伸的附着区60。最好是，附着区也沿着芯部的端部边缘44延伸，而在图示的实施例中，附着区围绕单个吸收芯22的几乎全部周边40延伸。
热粘合可以以各种合适的图形成形和分布。例如，热粘合面积可以覆盖指定附着区的约5～15%。而各个粘合的面积大小可以为约1mm2至约10mm2。粘合的合适分布图形包括分离的几何图形如方块或圆圈的规则或不规则图形，以及规则或不规则的线织图形。例如，图示的实施例的结构可以产生大小约为0.030英寸乘0.030英寸(约0.0762cm乘0.0762cm)的各个热粘合点，在相邻的各个粘合点之间具有约0.040英寸(约0.102cm)的间隔。
虽然已经相当详尽地说明了本发明，但对于该专业的工作者来说，很显然可以作出各种变化和改型而不偏离本发明的精神。所有这些变化和改型都被认为属于本发明的范围以内。
权利要求
1.一种用可渗透液体层包封一系列吸收芯的设备，包括第一薄片带供应机构，用于提供第一层可渗透液体的物料；放置机构，用于将一系列吸收芯安置在上述第一层上，该吸收芯限定一个外部边界并在其中包含超级吸收剂物料；第二薄片带供应机构，用于提供第二层可渗透液体的物料，以便将上述吸收芯夹在上述第一层和第二层物料之间；密封机构，用于将上述第一层沿其附着区固定在上述第二层上，该附着区的位置邻近上述吸收芯的至少一对侧部边缘区，该附着区的结构制成基本上防止超级吸收物料从上述吸收芯通过该附着区移出，以及分离机构，用于除去上述第一层和第二层的选定区，该选定区的位置邻近上述附着区并与上述吸收芯隔开。
2.一种如权利要求1所述的设备，其特征在于还包括控制机构用于调整上述附着区和上述吸收芯之间选定的位置对准。
3.一种如权利要求1所述的设备，其特征在于，上述放置机构的结构被制成放置一种至少包含约30(重量)%的超级吸收剂物料的吸收物料芯。
4.一种如权利要求1所述的设备，其特征在于，上述密封机构被制成将上述第一层沿其附着区进一步固定在上述第二层上，该附着区的位置邻近上述吸收芯的至少一对侧部边缘区并同时邻近上述吸收芯的一对纵向端部区。
5.一种如权利要求1所述的设备，其特征在于，上述第一薄片带供应机构提供由纤维状物料构成的第一层。
6.一种如权利要求1所述的设备，其特征在于，上述第二薄片带供应机构提供由纤维状物料构成的第二层。
7.一种如权利要求1所述的设备，其特征在于，上述第二薄片带供应机构被制成提供由纤维状物料构成并具有比上述第一层更低的平均孔径值的第二层。
8.一种如权利要求7所述的设备，其特征在于，上述第二层具有不大于约60微米的平均孔径值。
9.一种如权利要求1所述的设备，其特征在于，上述放置机构被制成放置一种包括一对侧面设置的非线性的侧部边缘区的吸收芯。
10.一种如权利要求1所述的设备，其特征在于，上述放置机构的结构被制成放置一种包括一对侧面设置的向外成凹形的侧部边缘区的吸收芯。
11.一种如权利要求1所述的设备，其特征在于，上述密封机构的结构被制成将上述第一层沿一个伸出的凸缘状的附着区固定到上述第二层上。
12.一种如权利要求1所述的设备，其特征在于，上述密封机构的结构被制成基本上避免将上述第一层或第二层附着到上述吸收芯的侧部区上。
13.一种如权利要求1所述的设备，其特征在于，上述密封机构的结构被制成以一种基本上闭合的胶粘剂图形将上述第一层固定到上述第二层上。
14.一种如权利要求13所述的设备，其特征在于，上述密封机构包括一个将胶粘剂印刷到上述附着区上的系统。
15.一种如权利要求1所述的设备，其特征在于，上述第一薄片带供应机构提供可以热粘合的可渗透空气的第一层薄片带物料;上述第二薄片带供应机构提供可以热粘合可渗透液体的分离的第二层薄片带物料;而上述密封机构包括一个系统用于将上述第一层沿具有基本上闭合的粘合图形的上述附着区热粘合到上述等二层上。
16.一种如权利要求1所述的设备，其特征在于，上述放置机构的结构被制成放置一种至少包含约40(重量)%的超级吸收剂物料的吸收物料芯。
17.一种如权利要求1所述的设备，其特征在于，上述放置机构的结构被制成放置一种至少包含约50(重量)%的超级吸收剂物料的吸收物料芯。
18.一种用可渗透液体层包封一系列的吸收芯的方法，包括下列各步骤供应可渗透液体的第一层薄片带物料;在上述第一层上放置一系列离散的吸收物料芯，每个上述吸收芯限定一个外部边界并在其中包含超级吸收剂物料;供应一个分离的第二层可渗透液体的薄片带物料，以便将上述吸收芯夹在上述第一层和第二层物料之间;将上述第一层沿其选定的附着区固定在上述第二层上，该附着区的位置邻近上述吸收芯的至少一对侧部边缘区，该附着区构造成基本上阻止超级吸收剂物料从上述吸收芯通过该附着区移出;以及除去上述第一层和第二层的选定区，这些选定区的位置与上述吸收芯隔开并邻近上述附着区。
19.一种如权利要求18所述的方法，其特征在于，上述固定步骤包括将上述第一层沿其附着区固定在上述第二层上，该附着区的位置邻近上述吸收芯的至少一对侧部边缘区并同时邻近上述吸收芯的一对纵向端部区。
20.一种如权利要求18所述的方法，其特征在于，上述放置步骤放置一系列离散的至少包含约30(重)%的超级吸收剂物料的吸收物料芯。
全文摘要
用可渗透液体层包封一系列吸收芯的方法和设备，包括提供第一层可渗透液体物料的第一薄片带供应机构和将吸收芯放置在第一层上的放置机构。每个芯确定一外部边界并包含超级吸收剂物料。第二薄片带供应机构提供第二层可渗透液体的物料，将芯夹在第一和第二层之间。密封机构将第一层沿其附着区固定在第二层上。附着区邻近芯部两侧，基本上防止超级吸收剂从芯部移出。分离机构除去第一和第二层的在附着区附近与芯隔开的选定区。
文档编号B32B37/22GK1089128SQ931147
公开日1994年7月13日 申请日期1993年11月18日 优先权日1992年11月19日
发明者D·J·桑德斯, M·C·雅各斯, L·M·库尔丁, K·G·贝林, R·D·埃弗里特, L·P·加维 申请人:金伯利-克拉克公司