CN100526054C - 用于压花和凹纹聚合纤维网的成形结构 - Google Patents

Abstract

一种用于制造成形的聚合薄膜的装置中的成形结构。该成形结构包括第一部分、第二部分和第三部分，所述第一部分包括限定孔的互连构件网，所述孔以一个确定第一百分比开放面积的构型间隔开；所述第二部分为无孔实体，因此百分比开放面积为零；所述第三部分是在第一和第二部分之间并连接它们的过渡部分，该过渡部分显示具有第二百分比开放面积，所述第三部分的第二百分比开放面积小于所述第一部分的第一百分比开放面积。

Description

用于压花和凹纹聚合纤维网的成形结构

技术领域

本发明涉及用于制造显示具有孔的聚合纤维网的成形结构。更具体地讲，本发明涉及用于制造能用作一次性吸收制品中面向身体的顶片的三维聚合纤维网的成形结构。

背景技术

在现有技术中公开的包括各种用于热塑性薄膜带或网的展开、运送、凹纹制作或压花、和/或穿孔和缠绕的部件的装置有：例如参见1954年12月14日公布并授予L.H.Smith等人的美国专利Re.23,910，“Method of AndApparatus For Producing Textured Films”；1962年9月18日公布并授予W.F.Zimmerli的美国专利3,054,148，“Process Of Producing A PerforatedThermoplastic Sheet”；和1951年9月11日公布并授予R.Colombo的美国专利2,567,275，“Apparatus And Method Of Goffering Thermoplastic-ticMaterials”；另参见1972年7月4日公布并授予Coenraad E.Riemersma的美国专利3,674,221，“Dynamic Stress-Strain Testing Of Ribbons Of Film”。

现有技术也公开了各种制造穿孔构件的方法：例如参见1969年7月8日公布并授予R.G.MacKendrick的美国专利3,453,712，“Method OfMaking A Porous Roll”；1971年10月19日公布并授予H.A.Seberg等人的美国专利3,613,208，“Method Of Fabricating A Perforated Panel For AVacuum Work-Holder Or Chuck”；和1966年4月26日公布并授予LH.Cattemole等人的美国专利3,247,579，“Circuit Fabrication Method”。

使三维聚合纤维网具有改进的触感的方法和设备公开于下列专利中：1979年4月24日公布并授予Lucas等人的美国专利4,151,240，“Method forDebossing and Perforating a Running Ribbon of Thermoplastic Film”；和1986年7月22日公布并授予Radel等人的美国专利4,601,868，“Method ofImparting a Three-Dimensional Fibr-Like Appearance and Tactile Impression toa Running Ribbon of Thermoplastic Film”。

用于制造显示具有柔软的丝质触感的聚合纤维网的其他方法和装置已被公开。例如，分别于1986年9月2日和1986年12月16日公布并授予Curro等人的美国专利4,609,518和4,629,643公开了一种用于制造具有大孔和多个细孔的聚合纤维网的装置。

上述参考文献是用于在经常称为成形结构或筛网的支撑骨架上制造压花或凹纹聚合薄膜的各种方法和装置的代表。具体地讲，这些参考文献中很多都公开了圆柱形金属筛网的应用，圆柱形金属筛网包括限定多个孔的互相连接的网。当被如喷出的水或热空气这样的流体撞击时，聚合薄膜能适形于这些孔。多个孔提供了相对高的通过筛网的开放面积，例如，水能通过该面积。将这样的筛网应用于对聚合薄膜网的高压液体喷射或流动的一个实施例公开于1988年10月18日公布并授予Curro等人的美国专利4,778,644中。

上述公开类型的金属成形结构，例如筛网，其缺点是使用寿命较短。也就是说，由于相互连接的网较薄(这是给薄膜成形提供足够的开放面积所需要的)，当用于包括使筛网在连续的循环过程中经受高压水喷的商业过程时，现有技术的筛网具有有限的使用寿命。例如，在上述Radel的专利中所公开的类型的金属筛网制造费用很高，使得用它制造的产品的成本受到有限使用寿命的负面影响。据信，有限的使用寿命是由于该筛网的疲劳失效，这是由于当筛网是旋转通过高压液体射流的圆柱形成形结构的一部分时所经受的循环应力/放松状态。

因此，需要一种适用于制造三维成形薄膜网的更耐用的成形筛网。

发明内容

公开了一种用于制造成形聚合薄膜的装置中的成形结构，所述成形结构包括第一部分、第二部分和第三部分，所述第一部分包括限定孔的互连构件网，所述孔以一个确定第一百分比开放面积的构型间隔开；所述第二部分是无孔实体，因此百分比开放面积为零；所述第三部分是在所述第一和第二部分之间并连接它们的过渡部分，该过渡部分显示具有第二百分比开放面积，所述第三部分的第二百分比开放面积小于所述第一部分的第一百分比开放面积。

附图说明

虽然本说明书以由特别指出和清楚地要求保护本发明主旨的权利要求书作为结论，但据信通过以下结合附图的描述可更好地理解本发明，其中：

图1为通常在美国专利4,778,644中所公开的类型的装置。

图2为通常在普通转让的美国专利4,629,643中所公开的类型的现有技术聚合纤维网的放大并局部分隔的透视图。

图3为现有技术成形结构的一部分的放大局部透视图。

图4为本发明成形结构的一部分的放大局部透视图。

图5为本发明成形结构一个实施方案的一部分的示意图。

图6为本发明成形结构另一个实施方案的一部分的示意图。

图7为本发明成形结构另一个实施方案的一部分的示意图。

具体实施方式

图1是说明在采用高压水喷制造成形的三维聚合纤维网的美国专利4,778,644中提出的方法的简化横截面示意图。该装置是在其中可利用本发明的改进成形结构的类型的代表。简单地讲，在图1所示的装置中，由如聚乙烯这类聚合材料组成的基本为平面薄膜的纤维网410从供料辊401进给到成形转筒418的表面，成形结构415围绕成形转筒418以与进给纤维网基本相同的速度连续旋转。成形结构415就是本发明的主题物。

成形转筒418优选包括位于内部的真空室419，该真空室相对于移动的成形结构415优选为静止的。分别与真空室第一进口435的起始端和终止端近似重合的一对静止密封421，422用于在旋转的成形结构415的最内表面和第一真空室进口435之间建立密封。一对附加的密封432、433在旋转的成形结构415的最内表面和第二真空室进口450之间建立类似的密封。第二真空室进口450位于成形转筒418上不会被薄膜纤维网410堵住的区域。

在第一真空室进口435的对面，优选提供有当基本平直的聚合薄膜纤维网410经过成形转筒上在密封421、422之间的区域时，给聚合薄膜纤维网410施加流体压差的部件。在图示实施方案中，流体压差施加器部件包括高压液体喷嘴465，该喷嘴喷出例如水这样的高压液体射流470，该射流沿移动的聚合纤维网410的整个宽度基本上是均匀的。水的施加压力优选为至少约350N/cm²(500psig)，最优选为至少约700N/cm²(1,000psig)。水也优选在提高的温度下施加，该温度低于进给的聚合纤维网的转变温度范围，使得在整个过程中聚合纤维网仍处于基本为固体的状态。这保持了进给纤维网的物理属性和热学机械履历。

关于图1所示装置的其它细节在美国专利4,778,644中公开，包括经过低压喷嘴475施加连续的冷却水薄膜480到纤维网410的暴露表面，通常如图1所示那样。优选在薄膜从成形结构415上移去前，但在薄膜被o等高压液体射流470成形之后，将水喷到薄膜上。附加的真空室进口450被提供在位于中心的真空歧管419中。该第二真空室进口450被提供在成形转筒418上成形结构415不被薄膜纤维网410阻隔的区域。第二真空进口450重新建立真空诱导的通过旋转的成形结构415的气流，以冷却成形结构，并给环绕成形转筒418和高压液体喷嘴465的壳体485提供内部通风/冷却。最后，纤维网的通道再引向壳体485的内部，如图1所示，以提供穿过壳体的最短可能通道。具体地讲，未处理的平直聚合纤维网410通过进口槽487进入壳体，被旋转的成形结构415运载约静止的成形转筒418的半个周长，然后经过惰轮489和492被移开去进行最后干燥和进行卷绕或末端应用。当纤维网通过惰轮489和492之间时，一对相对的橡胶叶片490、491通过在纤维网410上产生象刮板刮一样的动作给纤维网提供整体脱水。如图1所示方式安排纤维网的路线，使纤维网在被由低压液体喷嘴475施加的冷却水薄膜480冷却后的任何再加热最小化。

关于改变水温的效果和高压液体喷嘴465的优选结构和位置的其它细节在1986年9月2日授予Curr人的美国专利4,695,422和4,609,518中说明，它们被引入本文以供参考。

图2表示本发明的圆柱形成形结构1，它可用于代替图1所示装置的成形结构415。成形结构1具有外表面2和内表面5，所述外表面为成形表面，即被用于使与其接触的聚合纤维网成形，所述内表面在成形加工过程中一般不接触聚合纤维网。成形结构1包括金属互连构件的连续网6(图2中未示出)，该连续网限定了不连续的多个离散孔，例如孔4。

图3和4分别表示现有技术成形结构和本发明成形结构的放大部分，以更清晰地表示本发明的一些方面。在两个图中都考虑环形圆柱成形结构，因为这种形状适于旋转转筒方法。

如图3所示，限定孔4的互连构件6的构型沿标示为线8的一条从第一构型区域10至第二非构型区域(即实体区域)12的假想线突然停止。在环形圆柱成形结构上，构型区域10和实体区域12每个都可认为是圆柱形的，而且沿本身为环形的较窄的突变线8相连接。在使用中发现，成形结构的失效出现在成形结构上对应于在第一构型区域10和第二非构型区域12之间通常呈线状的突变线8的部分。据信，在通常称为对应于线8的部分这一部分的失效是由于从构型区域10至非构型区域12的较陡的过渡引起的应力集中。成形三维聚合纤维网的环状特性，特别是当通过高压液体射流进行成形时，导致周期性的金属失效和相应的失效。

相反，如图4所示，本发明的成形结构1通过消除在第一构型区域10和第二非构型区域12之间通常呈线状的突然过渡，解决了在金属形成筛网中的疲劳失效问题。如图所示，除了构型区域10和非构型区域12之外，成形结构1具有第三部分，第三部分为过渡部分14，该过渡部分包括(例如)孔4的逐渐过渡。本发明的过渡区域14不是例如线8那样的环形线，而是更确切地被描述为一个带状区，或者附加的圆柱形部分，该部分既与第一构型区域10相连接，又与第二非构型区域12相连接。

因此，在一个实施方案中，成形结构1可描述为用于制造成形的聚合薄膜的装置中的成形结构，该成形结构为圆柱形管状并包括第一圆柱形部分10、第二圆柱形部分12和第三圆柱形部分14。第一圆柱形部分包括限定孔4的互连构件网6，第二圆柱形部分为无孔实体，第三圆柱形部分是在第一和第二部分之间并连接它们的过渡部分。当从第二部分向第一部分看时，该过渡部分显示具有限定增加的孔数的增加的互连构件数。

当用于本文以描述互连构件6时，术语“连续的”是指互连构件6的不间断特性。这样，第一表面2上的任一点都可从第一表面2上的任一其它点通过简单地跟随互连构件6上的一条通路不离开第一表面2而达到。相反，如本文所用，当用于描述离散孔4时，术语“不连续的”是指多个孔4的间断特性。

图5至7表示本发明成形结构1的上述第一、第二和第三部分构型的进一步变化。在图5至7的每个图中，在长虚线内的部分表示是成形结构在过渡区部分的代表性构型，过渡区如在图2中表示在圆圈3内的区域。

如图5所示，在互连构件6上的构型限定孔4在第一部分10(当在圆柱形成形结构1)上时可为圆柱形部分)具有泪滴状的一般形状。同样，在第二区域12中没有孔4。在图5所示的实施方案中，过渡部分14包括多个圆形孔。当从第二部分12向第一部分10看时，圆形孔的数量和间隔发生变化，使孔的数量逐渐增加。

在一个实际的实施方案中，图5所示构型的特征是过渡部分14沿所示x轴测量的尺寸为约25mm(约1英寸)。(y轴对应于图2所示管状成形结构的圆周方向。)该结构在第一区域10包含泪滴状的孔，每个孔的面积为约2mm²。在所示的实施方案中，第三(过渡)部分14在开放面积方面表现出三种截然不同的变化。当与在第一部分10的初始泪滴结构相比时，每个的开放面积都减小25％。所示构型允许在整个360度范围内重复，这对于如图2所示类型的管状成形结构是重要的。

除了在第三(过渡)部分14保持泪滴状孔外，如图6所示孔的构型类似于如图5所示孔的构型。在过渡部分14的三个截然不同的区域，百分比开放面积减小。当沿图6所示x轴从右向左考虑时，开放面积的减小为25％、38％和63％。所示构型允许在整个360度范围内重复，这对于如图2所示类型的管状成形结构是重要的。

除了在过渡部分14的三个截然不同的区域中，当沿图7所示x轴从右向左考虑时，百分比开放面积的减小为25％、50％和75％外，如图7所示孔的构型类似于如图6所示孔的构型。所示构型允许在整个360度范围内重复，这对于如图2所示类型的管状成形结构是重要的。

因此，在另一个实施方案中，成形结构1可描述为用于制造成形的聚合薄膜的装置中的成形结构，该成形结构包括第一部分10、第二部分12和第三部分14。第一部分包括限定孔4的互连构件网6，所述孔以一个确定第一百分比开放面积的构型间隔开；第二部分为无孔实体，因此百分比开放面积为零；第三部分是在第一和第二部分之间并连接它们的过渡部分，该过渡部分显示具有第二百分比开放面积。所述第三部分14的第二百分比开放面积小于第一部分10的第一百分比开放面积。

在发明详述中引用的所有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。

尽管说明和描述了本发明的具体实施方案，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本发明范围内的所有这些变化和修改。

Claims (2)

1.一种用于制造成形的聚合薄膜的装置中的成形结构，所述成形结构为圆柱形管状并包括：

a.第一圆柱形部分，所述第一圆柱形部分包括限定孔的互连构件网；

b.第二圆柱形部分，所述第二圆柱形部分为无孔实体；和

c.第三圆柱形部分，所述第三圆柱形部分是在所述第一和第二部分之间并连接它们的过渡部分，当从所述第二部分向所述第一部分看时，所述过渡部分显示增加的互连构件数，该增加的互连构件数限定增加的孔数。

2.一种用于制造成形的聚合薄膜的装置中的成形结构，所述成形结构包括：

a.第一部分，所述第一部分包括限定孔的互连构件网，所述孔以一个确定第一百分比开放面积的构型间隔开；

b.第二部分，所述第二部分为无孔实体，因此百分比开放面积为零；和

c.第三部分，所述第三部分是在所述第一和第二部分之间并连接它们的过渡部分，所述过渡部分显示具有第二百分比开放面积，所述第三部分的第二百分比开放面积小于所述第一部分的第一百分比开放面积。

Images