CN103221008B - 在网状物中形成固结区域以及包含此区域的网状物 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于对包括多种热塑性对应地可熔化的化合物的网状物进行热处理的装置和方法，由此通过采用热能量源如超声波能量来创建可任选地包括开口的圆柱形或椭圆形的固结区域，还涉及包含椭圆形固结区域的网状物。在一个特定的方面，本发明涉及通过使用具有柔性长形构件的砧来创建固结区域的装置和方法，这些柔性长形构件诸如多根线、多条链或具有多个圆周肋的管状砧。

Description

在网状物中形成固结区域以及包含此区域的网状物

发明领域

本发明涉及用于对包括多种热塑性对应地可熔化的化合物的网状物进行热处理的装置和方法，通过采用热能量源如超声波能量来创建可任选地包括开口的固结区域，还涉及包含固结区域的网状物。在一个特定的方面，本发明涉及用于通过使用具有多个圆周肋的管状砧来创建椭圆形固结区域的装置和方法。

发明背景

使用热能对包含可熔化成分的网状物进行处理在本技术领域是众所周知的，既用于粘合此类网状物和/或在此类网状物上创建开口，如通过将网状物穿过两个轧辊的辊隙，这两个轧辊之一或两个可以被加热和/或被压花。这个原则照这样可被应用到固结网状物，如非织造网状物，或通过将网状物彼此连接，如创建接缝似的粘合。

例如，纺织品和个人用品行业的企业往往制造超声焊接的物品，如尿布，衣物等。

US6457626（布兰森（Branson））描述了一个旋转砧和包括两个对称的两半的一个旋转喇叭形辐射体（horn）用于在纺织和个人用品行业超声波焊接尿布、衣服以及用于薄膜密封行业的用途。US6517651（Tefron）描述了与旋转砧协作的固定超声波喇叭形辐射体。US65187650（Kimberly-Clark）涉及用于在辊隙内顺序推进工件段而间歇地创建超声粘合点（bonds）的装置和方法。该装置被设计为具有足够的刚性，使得超声波喇叭形辐射体和砧可以在一起而只有低水平的干扰。

在EP1144187A1中描述了一种方法，其中粘合辊上的圆形突起创建了显示为一种特定三维截面的圆形粘合点。然而，建造此轧辊及其操作是困难的，且圆形粘合点不容许材料的方向特性有差别。

在WO2008/129138中，单独的粘合点呈现出具有在机器中对应机器横向上对齐的椭形边界的形状。根据其说明书，这改善了耐磨损性而不损害柔软性和悬垂性。

WO99/014415披露了一种网状物的粘合样式，该样式显示相对于机器方向按一定倾斜角度安排的椭形粘合点。在WO09/021473（PEGAS）中，一种粘合样式被描述为具有机器方向上延伸的多个粘合点。在其粘合辊上，这些粘合点突起具有一个椭形的形状和梯形的截面。在US6713159（K-C）中描述了一种包含椭形粘合点的接缝样式。

US6220490（K-C）披露了一种接缝样式，该接缝样式具有用于横跨接缝特定应力分布的至少两种子样式。在涉及创建缎带状非织造物的US5620779中，粘合样式被描述为包括椭形和/或椭圆形以及粘合样式相对于机器方向的倾斜。

还已知使用超声波用于在网状材料中创建开口，如US3949127或US3966519（涉及非织造材料）中所描述的，或US3756880（涉及薄膜）。

这些已知方法的特征是，能量发射源（例如超声焊极）和反作用砧的整个系统被设计得非常坚硬和刚性，因为认为系统的柔性会引起不准确性并影响能量传输。

概述

本发明是一种装置，或通过塑性变形固结一个或多个网状物的一个或多个区域，其中这个或多个网状物包括热塑性材料并显示出长度（x），宽度（y）和厚度（z）方向。该装置显示出相对于该装置的与该一个或多个网状物移动方向相对齐的x或机器方向，与该一个或多个网状物的宽度相对齐的y或机器横向。该装置包括：一个或多个能量源，用于增加该一个或多个网状物的至少一个或多个区域的温度；一个第一和一个第二砧，形成一个空隙并且被适配成在其中接收该一个或多个网状物，使得这些网状物的厚度或z方向与空隙宽度相对齐；以及一个的空隙宽度调整装置，被适配成在该空隙中施加压力到一个或多个网状物上。第一砧包括一个x方向上的长形柔性构件，该长形柔性构件至少在其y和z方向的第一砧支撑结构上是柔性的。优选地，形成该第一砧的柔性长形构件具有x方向的延伸，该延伸至少是其主要截面距离的平均值的两倍长。该第一砧的柔性长形构件优选显示出的柔性程度大于0.1mm，优选大于0.2mm，更优选大于0.5mm，并且其他合适的材料可以显示出大于1mm或大于甚至1cm的值。在一个优选的实施方式中，该柔性长形构件可以包括金属。

第一砧支撑结构优选显示出的硬度高于该长形构件的硬度，并且可以实施为平面支撑物或圆柱形辊。在后者的情况下，该装置进一步包括一个砧元件升降装置，该砧元件升降装置被定位成置相对于该空隙是静止的并且适配成从空隙区域内或其相邻的支撑结构中抬起柔性长形构件的多个部分。

该装置可以进一步包括一个阻尼元件，该阻尼元件被定位在长形砧构件和砧支撑物之间并具有高于柔性长形构件和柔性元件支撑物之一的柔性。优选地，该阻尼元件显示出低于长形构件和第一砧支撑结构两者的硬度。

柔性长形砧构件具有在y方向和z方向上的外部尺寸/延伸为小于80mm，优选小于20mm，更优选小于12mm。该柔性长形构件的至少一部分被定位在或凹入该支撑结构的表面。

该装置可以进一步包括一种柔性长形构件成形装置，该装置被适配为在y方向上移动该柔性长形构件的多个预定部分。

在一个特定的实施方式中，能量源中的至少一个发出声波，优选超声波能量。该第一砧的柔性长形构件选自下组：

i)多根线，

ii)多条链，这些链为串联连接的元件，其中这些元件显示出低于该一条总链的柔性，并且这些元件是可枢转地或相互啮合地或相互接合地连接而形成该链），以及

iii)具有多个圆周肋的管状构件。

这些线可以具有球形或椭圆形的截面，或具有中空的芯层，且这些链可以包括在一个柔性芯层上排齐的圆柱形或截头圆锥形元件。

具有多个圆周肋的管状构件可以选自下组，该组由以下各项组成：螺旋弹簧（它可以包括具有的截面形状为圆形、椭圆形、扁平球形、或六角形的盘绕线（coil wire））、绞合线、安装在一个柔性芯层上的垫片环，以及伸缩的、波状的、有鳍的柔性管。

对于某些应用，盘绕线具有的外径可以小于10mm，更优选小于5mm，甚至更优选小于2.5mm。

在第二方面，本发明是一种网状物，该网状物显示出x或机器方向、y或机器横向、以及z或厚度方向，并且包括一个或多个具有压痕的固结区域，这些固结区域在该网状物的x-y取向上具有基本上非圆形的椭圆形、矩形或梯形的形状，并具有圆柱体、椭圆体或截头椭圆体的形式。该网状物可以是可压缩的，并含有纤维或泡沫，并且也可与其他网状物，包括薄膜，形成一种复合体。

在该网状物中的椭圆形、圆柱形或截头圆锥形的固结区域中至少一个的主轴可以是与该网状物的机器方向成大于0°且小于45°的角度。固结区域可以包括预定尺寸的开口，如直线或曲线的切口。固结区域可以形成一种预定的样式，其中多个固结区域沿一种固结样式线进行定位。任选地，这些固结区域中至少一个的主轴是与其固结样式线成大于0°且小于45°的角度。预定的样式基本上可以延伸到该网状物的整个表面。

预定样式可以形成一个接缝，该接缝用于连接两个网状物或一个网状物的两层或更多层。当这些网状物基本上是不透水的且其接缝基本上是不透水的时，显示出静水压为具有最低静水压的网状材料的静水压至少80%，优选90%。

在第三方面，本发明是一种用于在一个或多个网状物内创建多个固结区域的方法，该方法包括以下步骤

a)提供一种或多种包含热塑性材料的网状材料，

该一个或多个网状物显示出x或机器方向、y或机器横向、以及z或厚度方向；

b)在以下项之间形成对应于该一个或多个网状物的z方向的一个空隙在具有由支撑结构来支撑的柔性砧元件的一个第一砧，

和一个反作用第二砧，

其中该柔性砧元件显示出在空隙中z方向的柔性高于该砧元件支撑结构的相应柔性；

c)将该一个或多个网状物进料至该空隙中；

d)将该第二砧与该柔性砧元件之间的z方向的空隙宽度或空隙压力设置为预定的水平；

e)任选地提供能量，以引发在网状物或在其预定的区域中的温度升高；

f)在该空隙中以预定的样式压缩该一个或多个网状物，如此创建这些固结区域，

使得这些固结区域在网状物中显示出非球形的椭圆形、截头椭圆形、圆柱形或截头圆锥形的压痕。

当该一个或多个网状物表现出在至少一种网状物特性的一个预定的目标附近波动,该网状物特性选自由基重、密度、卡规径（calliper）和构成所组成的组，并且该空隙宽度或空隙压力的预定的水平根据步骤d）对应于该网状物特性的预定的目标来进行设置，那么该柔性砧元件和/或额外的阻尼元件的柔性缓冲了网状物波动，使得固结区域的形状基本上不受波动的影响。

附图简要说明

图1A至D示意性地示出了根据本发明在纤维网状物中的固结区域的视图。

图2A至D示意性地示出了实施本发明可以采用的设置。

图3A至I示意性地示出了根据本发明的管状砧元件的各种实施方式。

图4A和B示意性地示出了根据本发明的用于成形一个柔性管状砧元件的特定实施方式。

图5A和B示意性地示出了根据本发明的设备设置的两种实施方式。

图6A和B示意性地示出了用于固结网状物的设备设置。

图7A至D示意性地示出了如图2A至D中的具有阻尼元件附加特征的设置。

图8A示出了根据本发明的砧元件的进一步实施方式的示意图，图8B示意性地描绘了可使用此元件创建的固结区域。

在所有图中相同的数字描绘了相应的元件或特征。

详述

本发明涉及一个或多个网状物的固结。在第一方面，本发明是一种通过采用长形柔性砧元件实现此固结区域的装置，该长形柔性砧元件可以实施为线、管，或链，或作为具有多个圆周肋的管状元件。在第二方面，本发明是一种用于在一个或多个网状物内创建多个固结区域的方法，特别是当此网状物在其材料特性方面表现出波动时。在第三方面，本发明是包括圆柱体或椭球体固结区域的一种网状物。

应该指出的是，本说明书覆盖了各种特征和元件的各种实施方式，但是其不一定限于在它们所描述的范围内。

在本上下文中，术语“网状物”或“网状材料”是指这样的材料，当采用直角坐标系时，这些材料显示出总体上纵向或x方向的延伸，这可以是并往往是材料在轧辊上的方向。在此方向，网状物基本上是连续的，或至少显著长于其宽度或垂直于此的y方向。网状物具有厚度z，典型地远小于x或y方向任一者。网状材料基本上可以是固体材料，如在薄膜或箔片的情况下，或可以具有多孔的区域并可容易地压缩，如在含纤维的材料的情况下、或泡沫，或当三维形成薄膜时。网状物可以是一些材料的组合或复合，如当材料两层或更多层相合并的时候。这些层可以是其他网状物，或者可以是材料片，如可以是从其他网状物的切除片。

当一个网状物包括纤维材料时，这些可以是粘合的网状物，如非织造网状物，或者可以是絮，如纤维的非粘合堆积物，或者可以是纤维材料的一些层的堆积物。此絮还可以在纤维之间包括一定量的粘合。网状物可以通过任何常规技术，如通过加热粘合或熔融粘合而粘合或预粘合，这可以通过压缩和/或施加压力、热、超声波，或加热能量、内聚力、粘合力，如通过胶或粘合剂应用来产生。非织造网状物可以由许多方法形成，包括但不限于：熔喷法、纺粘法、纺熔法、溶剂纺丝、静电纺丝、梳理、薄膜原纤化、熔膜原纤化、气铺、干铺、短纤维湿铺，以及这些在本领域中已知的方法的组合。当网状物包括薄膜时，这是指基本上连续的层或者皮肤状或膜状的材料的层，但这种薄膜还可以包括开口，或可能实际上形成一个网状结构。

本发明涉及固结一种网状物。因此，根据本发明的网状物包括热塑性材料，即，可熔化的或至少可软化的材料或化合物，这些材料或化合物具有的熔化温度高于环境温度25°C，但典型地小于约300°C。典型的材料可以是-但不限于-聚烯烃类如聚乙烯或聚丙烯。

根据本发明的网状物可以进一步包括其他材料，例如微粒材料，或施加于其上的流体，只要网状结构不会受到损害。该网状物可以包括其他不是热塑性的材料，即非可熔化的，例如但不限于纤维素纤维，或这些材料在更高温度下熔化。该可熔化材料的量将决定所产生的网状物的特性，并且对于大多数应用而言，该网状物将包括至少10%，通常超过50%，或者甚至超过90%的可熔化成分。

网状物可以是单层网状物，例如在向其引入一种样式的时候。网状物可以是单一折叠的网状物，例如当边缘被翻折和缝合的时候。网状物可以由几个单独的网状物或层构成，这些网状物或层是按照预设的样式连接的。

通常网状物的特性沿其机器和机器横向呈现出一定的变化性。往往耗费了大量的努力来对抗均化此种变化性，如通过叠加几个子层。然而，重要的特性，特别是基重、密度、卡规径，以及在纤维材料情况下的纤维直径、纤维分布（均匀性）、纤维长度等，仍然会发生一定程度的变化，并且因此往往对进一步处理此种网状物造成困难，特别是此种网状物与其他材料合并时，例如通过熔融粘合合并。典型的问题是不完整的固结或“烧穿”，即，在粘合区域有不期望的孔形成。

鉴于本讨论，应该注意的是，术语“变化性”是指，对应特性的参数值允许在该网状物的固结点与周围区域之间存在差别，该参数值是以一定分辨率的任何适当的测量方法所确定的。快速参考了比利时布鲁塞尔EDANA发行的2011年版用于非织造布行业的标准测试方法。

在目前的讨论中，网状物包括了一个或多个固结区域。固结区域是一个经受到热和/或机械处理的网状物区域，从而该网状物材料的至少一部分被软化或熔化，并随后或同时被压缩，从而产生该材料的塑性变形。本领域技术人员所熟知的一个典型的例子是一种热塑性纤维材料，该热塑性纤维材料通过引入多个固结区域（通常也被称为“粘合点”）而粘合成为一种粘合的非织造材料，如可以通过将未粘合的絮穿过两个加热的轧辊之间的辊隙而实现，其中至少一个轧辊具有粘合的突起，这将在该网状物中创建一个相应的粘合样式。另一个典型的例子是缝合两种材料，如众所周知的一次性物品的制作中，其中两个网状物，如一个非织造网状物和一个塑料膜，例如通过施加压力和/或热能量而彼此粘合。

在这些固结区域中，该热塑性可熔化的材料是熔化的或至少充分软化的，以便实现塑性变形。在这个固结区域中，该网状物材料被压缩以便表现出比周围区域更小的卡规径或厚度。如果该网状物已经由固体熔化的材料组成，例如可以是在使用膜材料的情况下，还有这些可能会被压缩，如在压花薄膜的情况下或在两个薄膜被粘合在一起的情况下。否则，少量的薄膜材料可能被挤压到横向外侧。在固结区域的中心区域附近，这里发生这种塑性变形和卡规径或厚度的减少，该固结区域包括一个过渡区域，作为该网状物从中央区域到周围区域的一个过渡，其不是以与固结区域的相同方式进行固结的。在此过渡区域中，该网状物的厚度/卡规径从中央区域到周围区域增加，而局部密度相应地减小。一些的熔融或塑性变形材料可以被从中心区域挤压到过渡区域。

该固结区域显示出在该网状物的x-y维度方面（如在该网状物的x-y顶视图中可以看出）并且在z方向维度方面（这可以例如沿该网状物厚度方向的截面切口中看出）一定的几何延伸。这些网状物的固结区域具有一种特殊的形状，是本发明的一个方面的特定特征。

在该方面的一个实施方式中，该固结区域在其顶视图中显示出总体上非圆形的椭圆形形状，以及还有穿过固结点的x-z或y-z取向的截面显示出具有至少部分椭圆形形状的边界。后者对应于在该粘合区域的至少一个表面上的椭圆体或截头椭圆体的压痕，该压痕可以由其中心区域和其过渡区域形成。从固结区域到这些周边区域的平滑过渡提供了触觉特性和强度的一个特定的平衡。椭圆的主轴或长轴可以与该网状物的任何主要方向相对齐，但在一个特定的实施例中，该轴可以与该网状物的机器方向的轴线成大于0°且小于45°的角度。在本上下文中，术语“截头椭圆形”是指一个被截短的椭球的形状，即其中一部分被一个平面切去的椭球。同时，几何上严格来说，圆也是椭圆的一种特殊形式，它们不被认为在本发明的范围之内，因为这些将不提供特别的益处，这将在下面更详细地讨论。因此，术语椭圆应被解读为为非圆形的椭圆。

在这方面的第二实施方式中，这些固结区域在其顶视图中显示出一个基本上矩形形状的圆柱形压痕。应当注意的是，在一个优选的实施方式中，此圆柱形状对应于一个正圆柱体，虽然非圆形的、非直角的、和甚至具有顶点的圆柱体（即，具有截头圆锥形的形状）被认为是属于术语圆柱体的范围之内。在此实施方式中和相比以前的实施方式，从固结区域到这些周边区域的平滑过渡只在径向方向上是有效的。对于某些应用，这可能提供了一个甚至更广泛的平衡特性范围。

典型地，虽然不一定，一些固结区域形成一个或几个可轻易地识别的一个或多个重复样式。其中一排区域是一组主要沿横向方向布置的区域，而在一列中该组区域主要沿机器方向布置。在本说明书中，“主要地”是指特征线在一个方向上的投影是大于与其垂直的在其他方向上投影的情况。在一个网状物中可能同时有不只一个样式，这个样式可以是间歇性的、叠加的、相互数字化（inter-digitizing.）的。此样式可同时形成，并且因此通常是彼此在特定的位置中。此样式还可以彼此独立地形成，然后彼此通常没有直接关联，如当一个已经具有粘合样式的网状物提交到根据本发明的一种方法中时，或者如果一个网状物在根据本发明的后续处理步骤处理两次的话。

在第一实施例中，熔融材料从固结区域被部分去除，使得可以有效实现网状物预定的弱化或甚至一个孔或开口。相比上述的“烧穿”，此开口可按一个非常可重现的方式实现，例如当希望的是预定的开口尺寸时。该开口还可以是一种基本上是连续的开口，如用于网状物的分离。

在第二实施例中，熔融材料保持在固结区域内，然后其通常被称为“粘合点”或“粘合区域”。此粘合点可用于粘合或固结此网状物的成分，如当未经处理的网状物或絮包含松散的纤维的时候。此外，粘合也可以在一个或多个网状物的层之间进行，如当纺丝铺设的或熔体喷出的层彼此定位时，粘合可以实现横穿所有或部分的这些层。同样，粘合可以在两个或更多个网状物之间实现，这些网状物的至少一个特性可能会不同，如薄膜和纤维网。此外，根据本发明的方法可以在这些层之一中创建一个开口，但在一个或优选两个包封网状物中创建一个粘合点。

特别是对于粘合含有纤维的网状物而言，根据本发明的方法提供了改进的触觉柔软性。不希望被理论所约束，据信此改进是纤维结构在固结区域附近到这些区域的熔融中心逐渐过渡的结果。

这些固结区域是通过将这个或这些网状物穿过一个空隙而形成，由一个第一和一个第二砧形成，例如（但不限于）两个基本上为圆柱形辊之间的辊隙。

通常情况下，该空隙被描述为是在一个工具和一个反作用砧之间，这表明在该空隙的一侧上进行一定的作用，而该空隙的另一侧是被动的。在本上下文中，此区分不适当，今后该空隙的任一侧被称为“砧”。在本上下文中，第一砧包括至少一个柔性长形砧元件，正如将要更详细讨论的。第二砧可以是一个圆柱形反作用辊，该圆柱形反作用辊具有与该方法和网状物的机器横向相对齐的辊轴线。传统的热粘合设备通常包括一个平滑的砧辊和一个有样式的压花辊。该样式是通过在压花辊的表面上的突起产生的。通常情况下，此突起显示出截头圆锥形或截头角锥形或梯形的截面。

第二砧可被加热，或者可以包括能量发射元件，如超声设备。因此，第一砧也可具有多个加热元件，或者可以具有（除了具有柔性管状砧元件外）多个突起。

该空隙具有的空隙宽度在网状物的z方向上延伸并且是该空隙中这些砧之间的最窄距离。因此，如果一个空隙在一个平滑辊和一个具有突起的压花辊之间形成，那么空隙宽度是在突起的顶部和平滑辊之间的距离。如果这些突起有一个圆形的表面，则空隙宽度是在弯曲（它是朝向平滑辊）的顶部和平滑辊之间。空隙宽度影响了在这些固结区域中的压缩，使得减少空隙宽度时，开口可以在其中形成。空隙宽度与突起的高度还决定了，如果一个网状物通过该空隙不会被压缩，或仅压缩到固结区域外的一定程度。如果一个或两个砧有一个圆形的形状，如当使用圆柱形辊时，该空隙沿着横向取向的线延伸，从而限定了空隙区域。

为了创建固结区域，施加能量到网状物上。热能量源可以是在本领域中众所周知的任何用于热熔化网状材料的热源。还设想了，能量通过以下几种手段提供。例如，网状物可以在它通过一个辊隙之前被预加热至接近塑化或熔融温度的一个温度，其中通过辊隙加压的机械变形能量和/或附加热能（如通过加热的突起）将材料塑化或熔化，使得压缩时形成了固结区域。

在一个优选的实施方式中，在第二砧的能量源产生声波，更优选超声波。超声波焊接工具操作原理是施加在超声频率范围内（即，通常在20kHz或以上）的声能至喇叭形辐射体。该喇叭形辐射体或超声焊极响应于所施加的声能而振动，以进一步产生一种输出声能。该输出声能被施加到定位在该超声焊极和反作用支撑物（对应地为砧）之间的可热熔粘的网状材料上。振动能量穿过该网状物并被转换为热能。不希望被理论所约束，据信此转换是由于分子间摩擦而熔化或熔合了可热熔粘的材料，使得该材料是可以通过压缩而熔合。

热能量源优选被定位得相对移动的网状物和砧是静止的，但其也可安装为可转动地和任选地还可平移地（translatorily）移动。优选地，该一个或多个热能量源被设计得足够宽，以覆盖粘合曲线或粘合区域的全部y方向延伸，以避免或最小化能量源的y方向移动。

这个砧或这些砧包括形成空隙的多个表面元件并在网状物中形成固结区域。这个砧或这些砧可以进一步包括用于保持网状物在此定位的装置，如真空抽吸装置。

这些固结区域然后将会把表面元件“压印”到网状物中。因此，这些砧的一个样式可以被看作是处理后的网状物中的一种样式。然而，该样式将不会以一对一的关系精确地镜像。突起的中心点的相对位置可能与固结区域的中心点大致相同，这取决于例如网状物的纵向和横向方向延伸，但这些固结区域的尺寸可以不同于突起的尺寸。尺寸的差异主要取决于与空隙宽度、空隙压力以及材料卡规径协作的这些突起的形状和形式。

因此，如果这些突起是圆柱形的，并且沿其支撑物表面有一个矩形的截面形状，那么这些固结区域的中心区域应具有对于足够小的突起深度而言与突起的相同的尺寸和形状。作为商业上使用的粘合工具典型地包括，沿其支撑物的表面观察时表现出的梯形截面形状的多个突起，这将例如产生更大的穿透深度或更小的空隙宽度、以及更大固结区域的给定材料，即使固结区域的中心区域保持不变，更多的材料会被挤压到的过渡区域，该过渡材料因此而增大。然而，突起顶部和侧表面之间的锐角将会创建一个特性上发生急剧变化的小的过渡区域，其中纤维和/或纤维锚定可能会被损坏，如此导致了此传统的网状物的强度降低。

另外，对于一个给定的突起形状，空隙宽度或空隙压力会影响到突起到网状物的穿透深度，并且熔融材料将被不同程度地横向向外挤出到周围，这取决于该材料的卡规径。因此，固结区域的中心区域可以与这些突起相对应，但通常会有一些熔化或塑性变形的材料进入过渡区域而有所变大。

相比所描述的常规的效果，这些效果在本发明的技术中不太显著：柔性长形砧元件从“最高”接触点发生倾斜，在圆柱形压痕的情况下是在一个方向上倾斜，而在椭圆形压痕的情况下是在所有方向上倾斜，实际上却没有一个穿透深度，但是将导致所描述的圆柱形或椭圆形压痕。由于突起的倾斜，熔融材料从中心区域的中心的最深压痕点向中心区域的不太深的压痕区域移动，并可能进入过渡区域。因此，一个更渐进的过渡将会导致较少的纤维损伤并因此提高了强度，同时具有更平滑的边界并因此改善了触觉柔软性。

如上所述，任何网状材料都会在某些重要的网状物特性上显示出一定的可变性，这些特性诸如是基重、密度、或卡规径（它们可以是相互依存的），但是在含纤维的网状物的情况下这些特性还有纤维直径、纤维分布等，或在泡沫的情况下还有孔径大小和薄层的特性。因此，当此类网状物通过常规方法如热粘合或超声波粘合时，该方法易感于此可变性，并且一种不稳定的方法可能在材料特性（如不完全熔化，“烧穿”等，全部是本领域技术人员均众所周知的）上提供不可接受的可变性。因此，关于传统的坚硬和刚性的系统对着根据此种可变性来调整该空隙宽度已经进行了显著的努力，如在将超声波能量施加到一个网状物的情况下所描述的，如在EP0920977A1（Herrmann）中所描述的。

与此相反，本发明利用了长形砧元件的柔性。在这方面，本发明涉及一种用于通过塑性变形在一个或多个网状物中创建一个或多个固结区域的装置，该网状物包括热塑性材料。该装置显示出相对于该装置的与所述一个或多个网状物的运动方向相对齐的x方向或机器方向、与这个或这些网状物的的宽度方向相对齐的y方向或机器横向。该装置包括一个或多个能量源用于增加所述一个或多个网状物的至少预定区域的温度。

这种温度增加可能是针对整个网状物，如在将该网状物预加热时，如通过烘箱进行，或在加热辊上，或通过辐射，或通过热空气强制通过该网状物。优选地，该加热不限于表面的加热，而温度贯穿该网状物均匀上升。

温度上升还可以仅是针对多个预定的区域，如当一个加热辊的突起与网状物接触的时候。能量源还可以是与压缩单元一体的，如当机械能转化为热能的时候。

该装置进一步包括一个第一和一个第二砧，该第一砧和第二砧形成一个z方向取向的空隙，该空隙显示出与这个或这些网状物的z（厚度）方向相对齐的空隙宽度。在该空隙中，压力可以由传统的空隙宽度调整或压力控制装置或力控制装置而施加到该网状物上。

第一砧包括一个x方向长形的柔性砧元件。柔性砧元件由一个支撑结构来支撑，如可以是例如一个平面支撑物或圆柱形滚筒。该第一砧与一个反作用第二砧相协作。

在本上下文中，术语“长形构件”是指一个元件，该元件具有x方向的延伸，该延伸大于最短和最长的主要截面距离（例如，直径）的平均值。然而考虑了还可以采用相对较短的构件，至少与其他较长的构件组合。

术语“柔性”是指长形构件的一种特性，这还可以被称为抗弯强度，并且这样可以由本领域技术人员已知的方法确定。在本上下文中，柔性可由柔性测试方法来确定。

为了实施柔性测试，长形构件被牢固地水平固定（例如夹紧），使得至少5cm自由地向外突出。在距固定的5cm距离处，施加1kg的重量并测量其垂直偏转。可能出现的是，柔性构件是如此地柔性，使得它满足了偏转标准而没有任何或具有较低的重量。如果长形构件在张紧状态下施加到装置（例如一个张力弹簧）中，它应该在一个放松的条件下进行测量。如果长形构件是链型的，则这些链元件通常是非常坚硬的，并且该链的柔性是通过枢转接头的柔性主导的。

一种材料被认为是柔性的，在它通过柔性测试，在测试中表现出的垂直偏转超过0.01mm的时候。优选地，该材料偏转超过0.1mm，更优选超过0.3mm，并且进一步合适的材料可能会出现超过1mm，或超过甚至1cm的值。应当指出，柔性测试要求偏转标准在垂直于彼此且垂直于该构件的长形轴线的两个方向上满足。技术人员将很容易意识到，其他测试方法，如ISO12135（金属材料，用于测定准静态断裂韧性的统一方法），ASTMD790（用于未增强的和增强的塑料和电气绝缘材料的弯曲特性的标准测试方法），ISO178：塑料-弯曲特性的测定）目的在于确定基本上相同的特性，因此可等价地被采用，如果相关关系是确定的话。

在本发明的一个优选的实施方式中，柔性砧元件显示出高于其支撑结构之一的柔性。迄今为止，已经认为为了提供固结区域的良好且均匀地创建，元件的所有部件需要坚固和刚性，除非应采取具体对策，应尽量减少任何变形。因此，加热的压延辊往往是朝向最小的变形而设计和制造的，或超声设备基本上有不可变形的砧，并且采取复杂的措施在材料变化和/或方法变化（如在操作过程中温度升高）时来调整空隙宽度。

长形柔性构件优选显示出一定的抗机械应力的耐受性，如磨损的耐受性。因此，材料或至少该构件的表面显示出足够的硬度，在一个优选的实施方式中，柔性构件是由金属材料制成的，金属材料例如-但不限于-铁、钢、铝，或其混合物或复合体。

在本发明的上下文中，柔性构件的柔性可能起因于其固有的材料特性，如通过采用具有一定e-模量的钢材型号。优选地，并提供了一个更广泛范围的柔性，该柔性起因于长形构件的内部结构。

因此，在第一实施方式中，该柔性构件是在一个大长度上显示出基本上恒定的截面尺寸的线，如一根简单的铁线，该铁线例如具有例如2mm的圆形直径并且当进行柔性测试时显示出超过1mm的偏转。当然，合适的线可显示出不同形状，如椭圆形、多边形、类似星形、新月形等的截面。然而，优选地，这些线具有这样的形状，使得一个圆形表面朝着该空隙定位。在本发明的上下文中，管还被视为“空心线”。

在第二实施方式中，柔性构件是链型的，即，它包括串联连接的元件，其中这些元件显示出低于一条总链的柔性并可枢转地或相互啮合地或相互接合地连接以形成一条链。此构件的第一个实例在图8A中描绘，示出了由穿过这些圆柱体的芯层的一个连接元件而连接的圆柱形链元件。在又另一个实施方式中，该柔性元件是一个具有圆周肋的管状元件。通过考虑螺旋弹簧作为此管状柔性长形砧元件的一个非限制性实例来进一步对此说明。螺旋弹簧可由一种类型的钢制成，该类型的钢具有低于支撑物之一的弹性模量。然而，螺旋弹簧的特定形状提供了比像这样的盘绕线高得多的柔性。不希望被理论所约束，据信这是由于以下原因。首先，考虑线匝的拱形结构，这可能沿切线方向将力传递走，并且一些可逆变形可能会使例如一个圆形线变成有一点椭圆形的线，例如当压缩发生时。甚至进一步，邻近线匝可以彼此相对移动。因此，该系统现实出可变性方面的特定的健壮性，因为它对每一个固结区域有不同的反应。这种合并的效果被认为是引起一个显著平滑的操作，峰值力被缓冲走。

在超声能量源的上下文中任选地并且特别有利地，柔性管状砧元件和支撑物这两者都可如上所述地被实施，可由比管状砧元件更柔性或更有弹力的阻尼元件分开。阻尼元件可能会各向同性或单向定向地表现出要求的柔性或弹性。柔性或弹性可通过固有的材料特性，或通过类似于在管状柔性元件的上下文中所描述的结构特点达到。此阻尼元件可以是弹性的、粘滞弹性的、粘性的或伪弹性的元件，并且可以包括天然或合成橡胶，类似橡胶的材料如SBS、SIS、(嵌段)共聚物、EVA、尼龙或聚硅氧烷、或热塑性柔性体、胶粘剂、基于沥青或含沥青的材料。阻尼元件可包括基于纤维素的材料，如纸或木质材料。阻尼元件可包括固体、泡沫或海绵状，纤维状或垫片式结构，其孔隙或间隙可以填充有另一种材料。

不希望被理论所约束，据信只要偏转行为如对超声能量源的振动反应（这可以由柔性管状元件和缓冲元件的转动惯量描述）是使得阻尼元件不随超声能量源的频率而振动，且还优选不随超声能量源的谐振频率（通常为20至35kHz的数量级）振动，并且超声波能量将被转移到在该空隙中的材料，并且管状元件和阻尼元件的柔性或弹性允许扩大工艺容差（窗口），这些公益容差如关于材料厚度或基重变化，还关于支撑元件到能量源的不同距离，例如可能起因于在该支撑结构为旋转鼓轮或转塔的情况下的不平衡旋转。应当指出，此阻尼元件的等效实施方式都包括在本发明的范围内，例如当阻尼元件与支撑元件整体实施时，或者如果阻尼元件包括多个单独的子元件，每个元件单独或共同地满足上述要求。

除了考虑到对于在该空隙中的压缩的反应的灵活性，柔性长形元件优选这样实施使得其可以很容易地沿其纵轴（即，管状砧的中心线）和垂直于纵轴变形。同时这是柔性长形构件的所有实施方式的一个重要特征，下面的讨论将使用具有多个圆周肋的管状元件作为一个示例性的元件，并且甚至更具体是螺旋弹簧的第三实施方式。这被认为是许多应用的优选的实施方式，可是该效果的以下描述不应被视为限制本发明。如果此螺旋弹簧放置于如支撑结构的x-y表面，其中其轴线在x方向是主要取向，弹簧可以容易地变形，并在y方向弯曲。然后该轴线将成为一个弯曲的轴线，并且弹簧的线匝在y方向弯曲发生前将基本上保持在与轴线的相同角度。根据不同的弯曲，相邻的线可能会在曲线的一侧具有一定程度的距离，虽然它们可能在另一侧接触或保持接触。另外，柔性也可能与管状砧元件的长度有关，如此，弹簧可以容易地延伸，而不会失去整体结构的形状。盘绕线也可能会出现多角的截面，如矩形、三角形或六边形。

此具有多个圆周肋的柔性长形管状砧元件可以通过各种途径构建，例如当在一个柔性芯层（例如由弹力材料制成）上交替安装两个不同外径的垫片环时。较大的垫片环形成其圆周肋，较小的垫片环定义其间距。另一种合适的方法是使用伸缩的、波状的、带鳍的柔性管，以及已知的，例如关于补偿管的。一个优选的实施例是螺旋弹簧，将在下面更详细地描述。

除了柔性长形砧元件的机械优点，据信这进一步提供了在高处理速度和/或当在非常小的空隙宽度操作时的优点，因为弯曲的上表面和开放的结构允许非常平稳的空气流动。

柔性长形管状砧元件的尺寸可以在很宽的范围内变化，对于在卫生或包装工业中的许多应用，圆周肋的最大外径为约20mm，且该肋的长度，如垫片环或鳍的厚度，或螺旋弹簧线的直径将是小于约10mm。

在一个特别优选的实施方式中，柔性长形管状砧元件是通过使用一个螺旋式或螺旋弹簧，即，一个螺旋形缠绕的线构建的。

螺旋线是一个三维曲线，该曲线在沿轴线平行移动的同时以恒定或连续变化的距离绕轴线旋转，如众所周知的螺旋弹簧，即，可以由线绕圆柱体缠绕制成的弹簧。一般情况下，这样的螺旋弹簧可以作为压缩弹簧来制造和用作，这些压缩弹簧被设计为了沿其长度方向压缩时变短。它们的匝（圈）在无负载位置时不接触。张力或拉伸弹簧被设计为沿其长度方向在拉力下变长。相邻的线匝（圈）在无负载位置通常是相互接触的。此螺旋绕线由以下方面定义：螺旋线（或线圈）的内径和外径，线的形式，线的直径（特别是当该线具有圆形截面时），间距（即，相邻线匝的中心点的距离），倾斜角（即，两个相邻相对的线的截面中心点的连接线相对于其轴线的倾斜程度），和硬度、刚度和线材料的组成，特别是其外表面。通常情况下，此螺旋元件呈现圆形截面，但非圆形截面如椭圆形，针对特定的应用可能是可取的。这还适用于形成螺旋的线，该线可以具有圆形、椭圆形，或分段的截面，即，其圆形或椭圆形截面的一个或多个段被移除-无论是上表面（即，朝向一个或多个网状物），和/或在一侧或两侧（即，朝向相邻线）。

在直角坐标系中考虑直螺旋砧的此初级或一阶结构，其长度或x轴线对应于螺旋轴线，而y方向上被认为是宽度方向，z方向为厚度或高度。优选地，形成螺旋的相邻线可移位地彼此接触。优选地，该线具有一个圆形的线截面，更优选的是椭圆形的，最优选正圆形。或者，一部分表面可以被平整，如被削掉，或该线可以具有椭形或半椭形的截面。通常情况下，该线是固体的，但在满足机械特性的要求下，该线也可以实施为中空的管状线，任选地还包括一个芯层材。实际上线也可以形成螺旋线的形式（即“零阶螺旋”），任选沿柔性芯层卷绕，如六边形芯层。螺旋结构可能是右手或左手型。

任选地，柔性长形构件可以由一个初级螺旋砧结构制成，该初级螺旋砧结构由次级螺旋砧结构形成，例如，在一个长圆形弹簧沿砧鼓卷绕的时候。相邻的初级结构元件可以彼此接触或甚至彼此相互干扰，使得总的砧鼓表面可有效地被初级螺旋结构覆盖，或者它们可以彼此隔开。这样的设置可以非常有利地用于例如在一个宽的网状物在其整个表面上固结时例如形成一个非织造网状物。在又一个特定的实施方式中，两个或更多个螺旋（分别为一个螺旋的多个部分，它们可以缠绕在一个圆柱体上）可以被彼此相邻地以交错或相互交叉的设置进行放置。

螺旋砧结构的再一个特定的实施方式是绞合线，关于由小直径的多股线得到的粘合点的尺寸，还关于可以由大量多股线得到的高面密度的粘合点，以及作为绞合线的典型特征的高柔性，示出范围广泛的螺旋材料。

在描述了柔性长形构件的特定实施方式之后，下面将再次提及特定的实施方式，这些实施方式可以作为柔性长形构件的任选的或优选的。

优选的柔性长形构件是由金属制造的，尽管满足机械和惯性的要求的、并且表现出适当的热传导性的其他材料可以被等效使用。

该柔性长形构件可以具有一条直的轴线。可替代地，例如当砧被安装在鼓状砧支撑物时，砧支撑物表面上的砧轴线可能具有圆的形式。此外，该轴线可能在任何维度上呈曲线形状，例如当弹簧被弯曲时。

技术人员将容易意识到的柔性长形构件的几何形状决定固结区域的几何形状。虽然将不可能有一对一的尺寸平移，例如螺旋砧的具有主要沿着网状物的长度方向的轴线的线规，主要对应于固结区域的x方向延伸，同时螺旋直径主要确定y方向延伸。

在一个第一实施方式中，一个线性长度的柔性长形构件可被放置在超声焊极对面的平坦砧框架中，同时网状物可在空隙之间牵引来被处理。在此实施方式中，超声焊极可能被可转动地安装。

在一个可替代的实施方式中，该柔性长形构件可被安装到圆柱形砧框上，例如以可转动的砧辊的形式，如在本领域中通常已知的。这样的砧辊的直径可以显著大于柔性长形构件的关键截面尺寸，通常5倍以上，或甚至10倍以上。在此实施方式中，可能有一个单一的或几个围绕砧辊圆周的柔性长形构件。该柔性长形构件可能是处于以与砧辊轴线垂直或一定角度的圆的形式。它也可以在表面上具有不规则的曲线形式，其可能是一个封闭的圈。柔性长形构件也可以与其他构件相互作用，如当一个构件被定为在鼓状支撑物的周围而另一较短的支柱状构件相交的时候，这样创建了一个y-、+-或x状交叉。因此，单个构件可能包括此类交叉，或其他构件可被定位成不与第一相交。作为替代，柔性长形构件可以仅存在于该砧辊上的某些段中，并且其他段中不存在。在如下文中详细说明的一个优选的特定实施方式中，该柔性性长形构件可具有不同的预定的形状。

在一个特定实施方式中，该柔性长形构件被嵌入一个凹槽内，使得柔性长形构件的上部（即，朝向超声焊极）的切线被定位在周围表面的上方。

在本发明的一个特定实施方式中，当柔性长形构件是实心或空心线的时候，它创建了呈一条线的形式的单一连续的固结区域。这对于沿着这条线分离材料可能是特别有用的。在其他实施方式中，可能是使用链或具有多个圆周肋的管状构件的这种情况，这些可能会创建固结区域的柱，这些柱可以被认为是在曲线上的一系列点。这样的曲线可以代表一个粘合的曲线，该曲线可以是一条直线，或者在x方向或与其成一角度，虽然对于许多应用而言优选曲线，即，柔性长形构件的曲线长度可能长于位于支撑表面上的端点之间的最短距离。

优选地，粘合线的x-y方向的弯曲由一个成形装置成形，即，一种用于保持柔性长形构件在预定位置中的装置。优选地，该粘合曲线的预定的形状可以容易地改变，而无需更改硬件部分，有可能甚至可以不中断网状物运动及不停止机器。

在一个特定实施方式中，在砧框架上的柔性长形构件的端点的固定足以定义曲线，特别是如果这是一条直线而且还有当希望简单的几何曲线时。在本实施例中，网状物应该由网状物导向装置如真空或高摩擦表面保持在适当的定位中。

在又一个特定实施方式中，成形装置是在砧框架的一个凹槽或槽缝，其中嵌有柔性长形构件。柔性长形构件的上（y）切线可延伸到网状物支撑表面上方，以便允许网状物与热能供给单元的适当接触。

如果柔性长形构件的y或z方向的尺寸在其长度上变化，凹槽的宽度（y方向）和/或深度（z方向）可能会发生相应的变化，使得在第二砧（它可包括能量源）和砧的y切线之间的距离在柔性长形构件的长度上基本保持不变。或者，第二砧的位置可以被调整，如通过一个恒定的力控制或压力控制单元。

然而，一个进一步的且经常优选的实施方式包括一个或多个固定装置来将柔性长形构件固定在所期望的位置，并防止在固结步骤期间不希望的横向（y方向）的运动。为此，砧框架可以包括y方向可移动的销或柱塞，用于y方向上通过导轨、空气气缸、可移动的辊、液压致动器、伺服电机、磁或其他适当的致动器来改变该柔性长形构件的位置。

本发明的另一个特定的实施方式提供了一种在网状物和第二砧之间改进的接触和/或增加的接触时间。当第一砧的支撑结构是以圆柱形辊的形式，其表面将在空隙中圆柱体的切线处通过第二砧，因此网状物也将只沿着一条线，特别是如果第二砧具有朝向空隙定位的平坦表面的时候直接接触和压缩。因此，如果柔性长形构件具有足够高的纵向柔性，如当使用上述的螺旋形的砧元件时可以很容易地实现，这使得通过空隙之前和/或之后（沿着处理方向）的导杆或导向辊从圆柱体表面朝向第二砧表面升起。这使得固结步骤的处理时间增加，并且能够保持材料在固结时处于凸、凹、或直线位置中。

在第二方面，本发明是一种用于在一个或多个网状物中创建一个或多个固结区域的方法。这种方法包括以下步骤：

a)提供一个包含热塑性材料（即，可熔化的或可塑性变形的材料）的网状物，该网状物表现出一个x或机器方向，一个y或机器横向和一个z或厚度方向；如上所述，此网状物可以是单一的网状物，或复合网状物，并且可以包括纤维和/或薄膜。

b)形成对应于该网状物的z方向在第一砧与第二砧之间的空隙，该第一砧在包括由第一砧支撑结构支撑的柔性长形构件。该柔性长形砧元件在空隙区域中显示出z方向的柔性，这个柔性高于砧元件支撑结构的相应柔性。

c)将该网状物进料至空隙中。

d)将第二砧和柔性长形砧元件之间的z方向的空隙宽度或空隙压力设置为一个预定的水平。此水平是根据网状物的特性，以及生成的网状物所需的特性确定的。

e)任选地，提供能量，以引起网状物或在其预定的区域中的温度升高。虽然压缩的以下步骤可能足以加热材料，但是它可能会被经常希望具有一些与压缩分离的加热。

f)在该空隙中以预定的样式压缩该网状物，因此创建一个或多个固结区域。

这种方法的一个特别的好处会变得明显，当一个或多个网状物显示出围绕其至少一个网状物特性，特别是基重、密度、厚度或构成的一个预定的目标有波动的时候。对于方法步骤d)，空隙宽度或空隙压力的预定的水平对应于此网状物特性的一个预定的目标。由于柔性长形构件的特定柔性和形状，此波动可以被很容易地缓冲走，产生更均匀的固结区域，并且因而也更均匀的网状物特性。

在第三方面，本发明是一种网状物，该网状物包括一个或多个特定形状的一个或多个固结区域，并且可以按一种特定的样式设置。

在固结区域中，热塑性的可熔性材料是熔化或的至少充分软化的，以便于允许塑性变形。固结区域显示出既关于网状物的x-y尺寸（如可以在该网状物的x-y顶视图中看出）又关于z方向的尺寸（如可以例如在网状物厚度的截面图中看出）一定的几何延伸。这是本发明的特定特征，即，这些网状物中的固结区域总体上有一个中心比边界更深（z轴方向）的槽状凹痕表面。这样的压痕可在x-y视图具有矩形、梯形、或椭圆形、或截头椭圆形的形状，但优选不是圆形。具有圆柱形、椭球形或截椭球形形状的这些压痕，表现出不同的深度。第一和第二种可以通过考虑一个圆柱体和椭球体产生痕迹来形象化，第三种通过观察一个盖或扇区被切去的椭球体来形象化。这将在该区域创建一个基本上平的表面，其中盖被切掉，并且向外弯曲。技术人员将容易地意识到，固结区域的尺寸和深度将取决于材料特性以及过程设置。

从固结区域到周边区域的过渡至少在一个方向上比常规的固结区域显著地更平滑，这些常规区域通过一个更陡的角度展开进入该外侧区域，因而形成了显示出呈尖锐过渡的截面，这使机械特性和该材料的柔软性变坏。与此相比，如根据本发明制造的固结区域提供了触觉特性和强度的特定平衡，特别是椭圆形固结区域。椭球体或圆柱体的长轴可与该网状物的任何主要方向相对齐，但在一个特定的实施例中其主轴与该网状物机器横向可以成超过1°并小于45°的角度。此种角度定位的固结区域提供了在调整网状物的特性时的进一步的自由度，特别是平衡机器方向的强度与机器横向的强度。

通常情况下，虽然不一定，一些固结区域形成一个或若干可轻易识别地间歇性地重复一个或多个的样式。其中，一排区域是主要沿横向方向安排的一组区域，而这些区域的组是主要沿机器方向按一列进行安排的。

该样式可以是一个线性的样式，其中相邻固结区域的中心点沿一条直线或曲线相对齐，或者它可以是一个二维的样式，例如两个或更多个线性样式彼此相邻安排时，常常是平行的。该固结区域还可以安排成两种或更多种样式，这些固结区域可能相互啮合或叠加。

按照惯例，固结样式可以由每单位面积固结区域的数量，和或固结区域占总单位面积的相对面积覆盖率的百分比来描述。

在一个第一实施例中，熔融材料从固结区域部分地被去除，使得可以有效地实现一个该网状物的预定地减弱或甚至一个孔或开口。在一个第二实施例中，更多的熔融材料保持在固结区域中，然后该固结区域通常被称为一个“粘合点”。此粘合点可以用于粘合或固结此网状物的组分，如未经处理的网状物或絮包含松散的纤维时。同样地，粘合可以在一个或多个网状物的层之间进行，如当纺丝铺设的或熔喷的多个层被定位在彼此上的时候，粘合可以横穿所有或部分这些层来实现。类似地，粘合可在两个或更多个的网状物之间实现，这些网状物可以在至少一种特性上不同，如薄膜和纤维网。此外，根据本发明的网状物可以在这些层之一中包括一个开口，而在一个或优选两个遮盖网状物中有一个粘合点。

根据本发明的包含纤维或泡沫的网状物提供了改进的触觉柔软性。不希望被理论约束，据信这种改进起因于这些固结区域周围的纤维状或多孔结构到这些区域的熔融中心的逐渐过渡。

创造非常精细的粘合样式的可能性（这例如可能在使用具有多个圆周肋的管状元件如螺旋弹簧时容易地产生）进一步允许接缝材料具有非常软的接缝，其中该接缝的结构足够精细，并且相邻的粘合点足够接近在一起，以防止液体穿透。对于在吸收的物品上的应用，这是特别有用的，其中，液体如尿液或低粘度粪便物质，可能会由不透水网状物保留。此类网状物是由行业标准（耐水压测试（Rising Column Strike Through））-AATCC127-1985，或等效方法，例如由INDA（前身为国际非织造材料及耗材协会（International Nonwovens and Disposables Association），现为非织造布工业协会（Association of the Nonwoven Fabrics Industry）或EDANA（欧洲耗材及非织造布协会（European Disposables And NonwovensAssociation））确定的。优选地，根据本发明制成的接缝提供一个静水压，该静水压为显示出最低静水压性能的接缝材料的值的大于80%，更优选大于90%。优选地，接缝示出至少为60mm水的静水压，优选至少100mm。

在下文中，对本发明的特定实施方式进行了更详细地描述。然而，此描述不应该被看作成任何限制的方式。

图1A示意性地示出了在根据本发明可以由螺旋砧生产的网状物100（在这里示出为非织造网状物）中的固结区域110的放大顶视图。该网状物包括由热塑性可熔化材料制成的纤维120（在这里示出为一个松散的、基本上连续的纤维絮120），诸如可能是纺熔法的结果，其中纤维之间具有间隙123。该网状物显示出机器方向102和垂直于此的机器横向104。固结区域具有一个椭圆形状，该椭圆形状具有更大的主轴112和更短的短轴118。固结区域的主轴是相对于该网状物104的机器横向成一个角度116。固结区域包括一个中心固结区域，由椭圆108和固结区域109的周围过渡区域来表示。

图1B示出了沿机器横向的截面图（不按比例），示出了该网状物沿网状物100和椭圆固结区域110的z方向106的延伸，该椭圆固结区域具有其中心区域108和其过渡区域109。该网状物显示为由虚线125表示的一个平滑的表面。在固结区域110内，这些表面之一（在这里示出为上表面）被压印，并且压痕的中心区域下面的材料被塑性变形成固体材料。压痕的表面的形状可用椭球表面的一部分来描述，在这里用虚线126所示。压痕具有一个深度128，并且该固结区域具有其最小厚度127。此压痕可以通过加热和压缩的不同各种方法来实现，如本文中更详细地讨论的，但对于本说明，应当指出压缩是通过按压在平面结构上的弯曲结构实现的，并且今后压缩将达到压痕的中央部分的最高程度。因此，此区域的增塑材料将被横向向外挤压到过渡区域109内的松散纤维絮中并在未熔融纤维周围流动。今后，相比传统的压花工艺，会有更加平滑的过渡。

此更平滑的过渡将仍然存在，即使压痕具有一个平坦部分，如在图1C中所示。其中，可以认为压痕是由一个截头椭圆形，即，具有扁平表面的椭球形而创建的，例如如果该椭球形的盖将沿着一个平面被截断的话。此后，固结区域的压痕将具有一个平坦部分126’和一个弯曲部分126”。因此，该压痕具有一个深度128’，并且该固结点具有其最小的厚度127’。

技术人员将容易地意识到，对于一种给定的材料，固结区域127、127’的最小厚度-或压痕128、128’的相应深度-取决于压缩，对应地为这些压缩砧的空隙宽度。如果空隙宽度被设置为非常小的值，其高度将接近零，并可以形成一个开口。同样地，对于设定的空隙宽度，其高度将取决于由固结区域中网状物的局部基重所确定的材料的量。由于压缩和侧向挤压的组合机制，网状物的基重的任何变化将比以往在更大程度上得到补偿，并且固结的网状物的特性将更加均匀。

图1D示意性地示出了此网状物100的顶视图，该网状物具有更少纤维和更低基重的区域121以及具有更多纤维和更高基重的区域122。其中，还示出这些固结区域可以安排成一个样式。该样式可以通过具有以列132和行138安排的固结区域进行描述。这些列可以与该网状物的机器方向102相对齐，或如该图所示，具有相对于机器方向的列角度134。相邻的列可以具有机器横向方向的列距离133。如所示，两个相邻列在机器方向上偏移了两个机器方向上相邻的固结区域的距离的一半，使得存在一个交错的样式。

在同样地对多个列有效的同时，在关于这些行的图中也示出了，这样的样式可以按几种方式进行说明，即，这些行可以由沿着线138’和线138”的组合来定义（即，两个叠加样式），据此，后者是以列距离133或以一行线138’”进行横向偏移。如图所示，固结区域120的轴线既不是与机器方向102相对齐也不是与样式线132或138相对齐。

图2中，描述了用于创建固结区域的装置的一个优选的实施方式。其中，柔性长形物，在这种特定情况下为具有多个圆周肋的管状砧元件被实施为螺旋弹簧。图2A示出了顶视图，并且其中CD与MD的截面图分别在图2B和2C中示出。图2D描绘了柔性长形物，在这种特定情况下为螺旋砧元件的截面视图。在这些图中，网状物1000沿着网状物上的机器（x）方向102和砧元件支撑物1100移动。一个热源，如超声波操作的超声焊极2000被放置成与螺旋砧元件3000形成一个空隙5100，该螺旋砧元件具有一个外螺旋直径3010、线直径3020、线距3030，以及被定位在砧支撑物1100和砧凹槽3600中的螺旋砧端点3200和3300。空隙宽度对应于超声焊极2000和螺旋形砧元件最前（即，取向朝向超声焊极）端之间的最小距离。还示出了该网状物（并未全部示出）的固结区域或粘合点4000。

在一个特定的实施方式中，柔性长形物，在这个特定情况下，螺旋砧以螺旋拉伸弹簧（即，相邻的盘绕线彼此接触）的形式使用，该螺旋拉伸弹簧具有的外/盘绕线直径为约8.9mm并且是由直径约1.8mm的圆形线组成的，该螺旋线具有的间距约5.55个螺纹/cm，在柔性测试中呈现10mm的偏转。该螺旋被定位在约9mm宽和8mm深的凹槽中。该凹槽由胶合板制成，其对于本应用是足够的刚性和不可变形的。手动操作的超声焊极从意大利米兰Rho的索尼克意大利（Sonic Italy）获得，具有约20kHz的频率，并且6mm的圆形超声焊极头由手把持并且引导在该螺旋弹簧和两层传统的约27g/m²的纺粘非织造网状物上，从而生成固结区域的粘合样式，具有约1mm的长轴和0.6mm的短轴的椭形延伸。这些固结区域被隔开（中点至中点）约1.8mm，这对应于该线的直径。目视检查表明了为压痕的表面，以及从固结区域到邻近未固结区域的平滑过渡。在一个第一个实施方式中，螺旋直线放置，即，螺旋的轴线为一条直线。固结区域的长轴与此轴线具有约10°的角度。在一个第二实施方式中，其中该凹槽与其中的螺旋是曲线弯曲的，类似于示于图2的实施方式。这些椭圆体的固结区域的长轴表现出类似于上述螺旋轴线的切线的角度。

在一个进一步的实施方式中，相同的设置被用于粘合两个传统PE膜而不是非织造网状物的层，该传统的膜如在一次性物品背板材料中使用，表现出基重为18g/m²。同样地，在此实施方式中，固结产生了一个轮廓鲜明的且足够强的接缝。

在又另一个特定的实施方式中，一个螺旋具有直径为6.5mm的外部盘绕线与约1.2mm线直径的圆形线以及8.3个螺纹/cm，该螺旋在柔性测试中表现为超过50mm的偏转，该螺旋在其他方面相同的条件下使用，这些固结区域具有约0.75mm的长轴和约0.4mm的短轴。目视检查表明了一个带压痕的表面以及从固结区域到邻近未固结区域的平滑过渡。

在还进一步的特定实施方式中，一个螺旋具有直径为7.0mm的外盘绕线与线直径为约0.6mm的圆形线以及约17个螺纹/cm，该螺旋在柔性测试中表现为超过50mm的偏转，该螺旋在其他方面相同的条件下使用，这些固结区域具有约1.0mm的长轴和约0.3mm的短轴。目视检查表明了一个带压痕的表面以及从固结区域到邻近未固结区域的平滑过渡。

对外径为约1.2mm、由各自直径为约0.1mm并且扭曲至约13根线/cm的多根绞合线制成的铁绞合线进行了进一步的试验，在柔性测试中表现为约49mm的偏转。一根可弯曲的且柔性的直径为3.5mm的铁丝在柔性测试中呈现0.3mm的偏转，而一根直径为约3mm的固体PVC塑料丝在柔性测试中呈现出约39mm的偏转。所有实施方式均表现出良好的接缝强度。

在一个对比实例中，一个磁性连接的金属球（各个球具有约3mm直径）的链，被置于如在上所述的凹槽中，并且对两个网状物做类似地处理。该粘合得到的基本上圆形的固结区域，具有的直径为约0.3mm，间隔3mm，这对应于这些球的直径。因此，本实施例的粘合不表现出任何的方向偏好。另外，在此实施方式中，最大固结百分比是低于具有螺旋弹簧的实施方式的，而接缝强度虽然对于某些应用可能是足够的，但却是通过盘绕线实现的约30%左右，即，显著更低的。

图7描绘了如上文中图2的内容中所描述的一个设置的实施方式。在此实施方式中，能量源是超声波喇叭形辐射体或超声焊极，并且阻尼元件3700被定位在柔性长形物（在这个特殊的情况下，为管状砧元件）与支撑结构之间。在一个示例性的实施方式中，该阻尼元件是一个传统的具有约4mm厚度的硬橡胶条。在一个进一步的示例性实施方式中，阻尼元件是一种市售的泡沫材料，例如具有的厚度为约5mm的“3M03809精细海绵磨块（3M03809sanding sponge fine）”。对于这两个实例而言，粘合至少与通过管状砧制成的其他实例一样好，该管状砧由一个刚性更强或弹性更弱的支撑结构所支撑。

在图3，示出了具有多个圆周肋的管状砧的进一步示例性选择。

图3A描绘了柔性长形物的顶视图，在这种特定情况下，该螺旋砧元件处于螺旋弹簧3000的形式，如图2的内容中所讨论，其中该螺旋弹簧具有螺旋轴线3015和螺旋/螺纹角3018。还示出了另外椭圆3100，这些椭圆描绘了该线的部分，该部分可以渗透到网状物中并形成固结区域10，0如在图1的内容中讨论的，该区域具有如其中描述的长轴和短轴以及角度。由于两个相邻线之间的线距离基本上是零，两个相邻椭圆的中心点距离对应于线的直径3020。

应当指出，螺旋砧元件弯曲时，其螺旋轴线也会弯曲。今后，如本文所述的这些角度将是局部角度。同样地，线距离从左侧到右侧可能发生变化（在考虑图3A的方向时）。

图3B描绘了图3A中的实施例，除了线的截面不是圆形的，但该线的形状为扁圆形，如当一个具有线直径3020的线沿一条弦切掉两个对称的部分的时候。现在线间距将小于线的直径，而该网状物中的固结区域可能仍具有相同的尺寸，但两个相邻的固结区域将互相更接近。

螺旋砧元件的又一个进一步选择通过贯穿一个六角形状的线的截面图在图3C中和图3D中描绘，其中示出了次级线3050绕一个六角形芯层缠绕。图3D的实施方式可能会导致一种特定的如图3E所示的固结区域，其中该初级固结区域110对应于在放大图中所示的管状砧3100的接触椭圆，该初级固结区域由次级区域或子区域111构成。

图3F描绘了柔性长形物的还进一步的实施方式，在这种特定情况下为具有多个圆周肋的管状砧元件，这些圆周肋可以由安装于芯层3065上的垫片环形成。为此，较大的垫片环3060可以与较小的垫片环3062交替。该芯层可以由柔性材料制成，在该柔性材料上安装这些垫片环同时该柔性材料处于延伸状态，使得该柔性材料可以在安装后收缩并进一步稳定这些垫片。

具有多个圆周肋的管状砧的、如图3G所示的还一个实施方式据考虑是在本发明的范围之内，其中使用了传统的波纹管或回旋管或管道，该管或管道例如具有圆形的截面，如图3H所示，或带有圆角的矩形截面，如图3I所示。

图4A示出一个优选的实施例，其中粘合曲线，如管状砧远离其直线配置在y维度的错位，是通过由横向可移动的固定装置5000使螺旋砧变形来决定的。

如所示，螺旋砧的曲线长度3500是长于在砧支撑物上的螺旋形砧端点3200和3300之间的最短距离3400的，该砧支撑物可以是圆柱形辊。

如图4B所示，多个固定装置5000是处于不同的横向位置中的，从而创造出不同形状的粘合曲线。当设置为不同的曲线形状时，因为端点3200和3300可以在x方向上稍微移动，螺旋砧可以适应不同的曲线长度。可替代地，这些终点可以是固定的，并且当形成与直线不同的多条曲线时，通过增加线距离3030可稍微地伸出该螺旋砧。

图4B中还示出了一个示例性的弯曲成形装置5010，在这里显示为两个导轮5020，这些导轮是如由一个连接到在空隙区域中的固定框架上的线性驱动器5030而可平移移动的。这些轮5020与导向销5040相互作用，该导向销连接到可移动的固定装置5000上。基于销5040沿机器方向102移动和导轮5020沿横向方向（104）移动，粘合曲线的形状可以连续调节。

图5A示意性地示出了关于柔性长形物的情况，在这种特定情况下，管状砧元件可以被定位在砧支撑物（如砧辊5300）的表面上。管状砧元件3000与能量源（如超声焊极）2000反作用，并且该网状物（未示出）在空隙5100中固结。一个进一步的设计在图5B中描绘。其中示出了一个额外的砧元件导向装置5200，其被附着为相对能量源静止。该柔性砧元件，如螺旋弹簧，经导向装置引导，使得其从砧支撑物的表面上升起。其结果是，柔性砧元件从能量源下面通过，例如沿直线而不是如图5A所示的实施例中的圆形线通过。今后，与能量源相互作用的处理时间延长了，且该相互作用现在可以在能量源的整个表面上进行，而不是仅沿接触线进行。在此设置中，材料还被强制变成另一种形状而不是在材料横向进给时砧辊的形状。

图6A描述了进一步的实施方式，如果不仅需要一列固结点还需要一个完整的阵列的话，这些实施方式可能是特别有益的。为此，若干柔性长形物，在这种特定情况下为管状砧元件3000可能紧靠彼此而定位在砧支撑物5300的表面上。每一个可以是一个封闭的螺旋，或可绕于支撑物上的单螺旋。

还另一种变体在图6B中描绘。类似于图6A所示的实施方式，若干砧元件，此处为螺旋弹簧的形式，相邻地放置。然而，线距如通过拉伸螺旋弹簧而延伸，使得邻近螺旋或螺旋部分的线可能是相互数字化（inter-digitizingly）地定位在这样的线空隙中，如箭头6000所指示。这允许一个宽的灵活性用于设计各种固结区域样式，这些样式具有每单位面积不同数目的固结区域以及固结区域的面积百分率。

一个柔性长形元件的进一步的实施方式在图8A中描绘，示出了中空圆柱形元件7010的一条链7000，表现出这些元件中相对较低的弹性，这些元件在枢转接头7040处彼此连接，在这里示出为穿过圆柱体中空的中心而延伸的一连续链芯层元件7030。该链芯层元件可以是柔性带或柔性绳，并且还可以是弹性的。该链的整体柔性现在可以通过装配在绳上圆柱体的紧度、通过由该绳的延伸进行调节，如果是弹性的话，并且通过相邻的圆柱体元件之间的距离进行调节。图8B示意性地描述了形成一个固结点的相应的圆柱形压痕。

Claims (21)

1.一种用于在网状物中形成固结区域的装置

用于通过塑性变形来固结一个或多个网状物的一个或多个区域，这个或这些网状物包括热塑性材料并显示出长度(x)，宽度(y)和厚度(z)方向，

所述装置显示出相对于所述装置的与所述一个或多个网状物的移动方向相对齐的x或机器方向、与该一个或多个网状物的宽度方向相对齐的y或机器横向，

所述装置包括

一个或多个能量源，用于提高所述一个或多个网状物的至少所述一个或多个区域的温度，其中所述能量源中的至少一个发出超声波能量；

一个第一砧和一个第二砧，该第一砧和该第二砧形成一个空隙并被适配成在其中接收所述一个或多个网状物，使得所述网状物的厚度或z方向与该空隙宽度相对齐；

一个空隙宽度调整装置，该空隙宽度调整装置被适配成在所述空隙中施加压力到所述一个或多个网状物上，

所述装置，其特征在于，

所述第一砧包括

一个第一砧支撑结构，

一个柔性长形构件，

所述柔性长形构件包括金属，

所述柔性长形构件的至少一部分被定位在所述支撑结构的表面，

并且，该柔性长形构件至少在其y和z方向是柔性的。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一砧支撑结构是平面支撑物或圆柱形辊。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述柔性长形构件显示出的柔性程度为大于0.01mm，所述柔性程度为在如下情况下测量得到的垂直偏转：长形构件被牢固地水平固定，使得至少5cm自由地向外突出，并且在距所述固定的5cm距离处，施加1kg的重量。

4.根据权利要求1所述的装置，其中，形成该第一砧的所述柔性长形构件具有x方向的延伸，该x方向的延伸至少是其主要截面距离的平均值的两倍长。

5.根据权利要求2所述的装置，其中，所述第一砧支撑结构是圆柱形辊，所述装置进一步包括砧元件升降装置，该砧元件升降装置被定位成相对于该空隙是静止的并且被适配成从该空隙区域内或相邻的所述支撑结构抬起所述柔性长形构件的多个部分。

6.根据权利要求1所述的装置，进一步包括一个阻尼元件，该阻尼元件被定位在所述第一砧的所述柔性长形构件与所述第一砧支撑结构之间并且显示出比所述第一砧的所述柔性长形构件和所述第一砧支撑结构的柔性高的柔性。

7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述柔性长形构件在y和z方向具有的外部尺寸为小于80mm。

8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述柔性长形构件在y和z方向具有的外部尺寸为小于20mm。

9.根据权利要求1所述的装置，其中，所述柔性长形构件在y和z方向具有的外部尺寸为小于12mm。

10.根据权利要求1所述的装置，进一步包括一种柔性长形构件成形装置，该柔性长形构件成形装置被适配成在y方向上移动所述柔性长形构件的预定的部分。

11.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一砧的所述柔性长形构件是选自下组，该组由以下各项组成

i)多根线；

ii)多条链，这些链是串联连接的元件，其中这些元件显示出比所述多条链的柔性低的柔性，并且这些元件是枢转地或相互啮合地相互接合而形成所述多条链，以及

iii)具有多个圆周肋的管状构件。

12.根据权利要求11所述的装置，其中，

i)所述多根线具有圆形或椭圆形的截面，或具有中空芯层。

13.根据权利要求11所述的装置，其中，

ii)所述多条链包括在柔性芯层上排齐的圆柱形或截头圆锥形元件。

14.根据权利要求11所述的装置，其中，

iii)所述具有多个圆周肋的所述管状构件选自下组，该组由以下各项组成：螺旋弹簧、绞合线、安装在柔性芯层上的多个垫片环，以及伸缩的、波状的、有鳍的柔性管。

15.根据权利要求11所述的装置，其中，所述管状构件是一种螺旋弹簧，该螺旋弹簧包括具有的截面形状为圆形、椭圆形或六角形的盘绕线。

16.根据权利要求15所述的装置，其中，所述盘绕线具有的外径为小于10mm。

17.根据权利要求15所述的装置，其中，所述盘绕线具有的外径为小于5mm。

18.根据权利要求15所述的装置，其中，所述盘绕线具有的外径为小于2.5mm。

19.一种用于在一个或多个网状物内创建多个固结区域的方法，

所述方法包括以下步骤

a)提供一种或多种包含热塑性材料的网状物，

所述一个或多个网状物显示出x或机器方向、y或机器横向、以及Z或厚度方向；

b)在以下项之间形成对应于所述一个或多个网状物的z方向的空隙

具有由支撑结构来支撑的柔性砧元件的一个第一砧，

和一个反作用第二砧，

其中，所述柔性砧元件表现出在所述空隙中z方向的柔性高于所述第一砧支撑结构的相应柔性；

c)将所述一个或多个网状物进料至所述空隙中；

d)将所述第二砧和所述柔性砧元件之间的z方向的空隙宽度或空隙压力设置为预定的水平；

e)在所述空隙中以预定的样式压缩所述一个或多个网状物，如此创建所述固结区域；

使得所述固结区域在该网状物中显示出非球形的椭圆形、截头椭圆形、圆柱形或截头圆锥形的压痕。

20.根据权利要求19所述的用于在一个或多个网状物中创建固结区域的方法，还包括以下步骤

f)提供能量，以引发至少在所述网状物的预定的区域中的温度升高。

21.根据权利要求19或20所述的用于在一个或多个网状物中创建固结区域的方法，

其中，所述一个或多个网状物显示出在至少一种网状物特性的一个预定的目标附近波动，该至少一种网状物特性选自由基重、密度、卡规径和构成所组成的组；

其中，所述空隙宽度或空隙压力的所述预定的水平根据步骤d)对应于所述网状物特性的所述预定的目标进行设置；

并且其中，所述柔性砧元件和/或一个额外的阻尼元件的所述柔性缓冲了所述网状物波动，

使得所述固结区域的所述形状基本上不受所述波动的影响。