CN104619483A - 具有成形元件的快门式压制压缩装置 - Google Patents

Abstract

一种用于压缩材料的设备，包括中心纵轴线、多个杆和多个爪，其中每个爪附接至一个杆，并且每个爪均包括具有面积的压缩表面。该设备还包括压缩机构，其构造成以非线性运动方式移动每个杆，以使压缩表面暴露于材料的面积随该压缩表面的向内运动而递减；以及与至少一个压缩表面相关联的成形元件。该设备可包括从至少一个压缩表面突伸出的多个成形元件，其中多个成形元件构造成在材料中形成图案。该设备可包括多个成形元件，每个成形元件从压缩表面突伸出，其中多个成形元件构造成在材料中形成多个沟槽。

Description

具有成形元件的快门式压制压缩装置

背景

目前使用径向压制机来压缩材料的原因包括提高稳定性、减小体积和增加材料形状。未被压缩的材料样品被塞入压制机中，并且使多个爪径向内移以压缩该材料。需要爪间距离来允许所述爪内移经过一段有限距离而不会与相邻的爪相干涉。但由于这种设计，材料可能在压缩过程中移位到现有压制机的径向爪之间的空隙中。这可能造成所述材料或产品变得在美观方面不可接受，在期望性能方面受限制，甚至是危险的。另外，所述材料或产品的一些部分可能在产品制造过程中变弯曲、夹挤、撕裂、变形或凸起。

在具体例子中，卫生棉条最初在未被压缩状态下利用各种吸收性材料以平面形态形成。为了制造具有适于塞入的形状和完整性的棉条体，未被压缩的吸收性材料必须被如此折叠、卷绕或堆叠，从而允许未被压缩的吸收性材料或坯件被塞入卫生棉条压缩设备或压制机中。该压制机缩小吸收性材料的体积，直到出现足够的压缩并且坯件被暂时变形成能被塞入阴道腔以吸收包含月经在内的各种身体流体的棉条体。另外，现代的卫生棉条设计可以包括副吸收性结构如多个瓣，它们被设计成沿径向移动离开棉条体。这样的瓣可能在产品制造过程中弯曲、夹挤、撕裂、变形或凸起。而且，不充分的压缩可能妨碍用后的卫生棉条在其被抽出时保持完整无损。卫生棉条可能明显分层、退绕、展平、伸缩或以其它方式在结构上退化。

为了应对这些结构问题，已经做出了许多尝试来稳定压缩后的材料。例如，一些人已经尝试粘合纤维、粘胶、槽式压缩、针刺、微波辐射等等。但是，尽管做出这些努力，人们仍然需要压缩后的材料在存放和使用过程中具有更高的稳定性。

概述

在一个方案中，本发明提供一种用于压缩材料的设备，该设备具有中心纵轴线并包括多个杆和多个爪，其中每个爪附接至一个杆，并且每个爪均包括具有面积的压缩表面。设备还包括压缩机构，其构造成以非线性运动方式移动每个杆，以使压缩表面暴露于材料的面积随着压缩表面向内运动而递减；以及包括与至少一个压缩表面相关联的成形元件。

在另一方案中，本发明提供一种用于压缩材料的设备，该设备具有中心纵轴线并包括多个杆和多个爪，其中每个爪附接至一个杆，并且每个爪均包括具有面积的压缩表面。设备还包括压缩机构，其构造成以非线性运动方式移动每个杆，以使压缩表面暴露于材料的面积随着压缩表面向内运动而递减；以及包括从至少一个压缩表面突伸出的多个成形元件，其中该多个成形元件构造成在材料中形成图案。

在另一方案中，本发明提供一种用于压缩材料的设备，该设备具有中心纵轴线并包括多个杆和多个爪，其中每个爪附接至一个杆，并且每个爪均包括具有面积的压缩表面。设备还包括压缩机构，其构造成以非线性运动方式移动每个杆，以使压缩表面暴露于材料的面积随着压缩表面向内运动而递减；以及包括多个成形元件，每个成形元件从压缩表面突伸出，其中该多个成形元件构造成在材料中形成多个沟槽。

附图说明

通过参照以下描述、所附权利要求书和附图，本发明的前述和其它的特征和方案及其制造方法将得到显现，并且本发明自身将更好理解，其中：

图1有代表性地示出本文的示例性卫生棉条。

图2有代表性地示出被用于制造图1的卫生棉条的且处于打开位置的示例性设备。

图3有代表性地示出被用于制造图1的卫生棉条的且处于最小压缩位置的示例性设备。

图4有代表性地示出图2和图3的设备所用的杆。

图5有代表性地示出图2和图3的设备所用的爪。

图6有代表性地示出本发明的示例性卫生棉条。

图7有代表性地示出具有本发明的成形元件的示例性爪的截面图。

图8有代表性地示出图7的细部A的放大图。

图9有代表性地示出具有本发明的成形元件的另一示例性爪的截面图。

图10有代表性地示出图9的细部A的放大图。

图11有代表性地示出具有本发明的成形元件的另一示例性爪的截面图。

图12有代表性地示出图11的细部A的放大图。

图13有代表性地示出具有本发明的成形元件的另一示例性爪的截面图。

图14有代表性地示出图13的细部A的放大图。

图15有代表性地示出图13的细部B的放大图。

图16有代表性地示出具有本发明的成形元件的另一示例性爪的截面图。

图17有代表性地示出图16的细部A的放大图。

本说明书和附图中附图标记的重复使用打算用于表示本发明的相同或类似的特征或元件。附图是代表性的，不一定按比例绘制。附图的某些部分可能被放大，而另一些部分可能被缩小。

具体说明

现有的压制机具有许多常被称为爪的压缩件，它们接触未被压缩的材料的外表面并同时缩小材料直径，直到出现纤维的充分致密化，从而暂时所产生的压力使材料变形到稳定的压缩状态。

具有许多压爪的现有的压制机以大体沿相对于压制机理论中心的线性径向上(往复方向)的动作工作。因此，多个独立的爪在相邻的爪之间具有空隙，在这里，靠近未被压缩材料的表面的材料将在压缩过程中变形。未被压缩的材料的一些部分能围绕爪的压缩表面移动并进入相邻的爪之间的空隙中，于是在最小压缩状态下在爪之间被夹住。这样的变形可能有意或无意地产生起伏不平或皱褶以适应在压缩过程中的直径缩小。在某些应用场合中，这是为产生更均匀的密度或为增加产品表面面积所期望的效果。在例如本文所述的其它应用场合中，这种变形可能造成皱褶或弱化线，结果，至少产品的一部分受损或其强度大打折扣。未被压缩的材料还倾向于不希望有地移动到爪之间的空隙中。

本文的压制机的应用的一个具体的非限定性例子是用在卫生棉条制造中。本文的卫生棉条被设计用于塞入女性阴道的阴道口区域上方并且被设计成用于截断月经、血液和其它身体流体的流体流动并防止流体流出阴道。虽然本文的棉条体被描述用作月经用具，但人们将容易明白该棉条体也可以被用作任何其它适当的阴道塞，如子宫托。同样，虽然本文的棉条体总体被描述成是吸收性的，但人们将容易明白该棉条体可以被涂覆或以其它方式被处理而部分或完全是非吸收性的。

对卫生棉条产品的有效性的改善可以通过将副吸收层添加至卫生棉条的吸收性结构来实现。该副层具有多个单独接触件，它们能超过标准径向卷绕卫生棉条的直径地增大与阴道壁的粘膜接触区。虽然该特征对于其在较大表面面积上接触并吸收阴道流体是有利的，但接触件或瓣在卫生棉条制造过程中变弯曲、扭曲或撕裂，导致瓣在压缩过程中未平贴在卫生棉条软卷/未压缩坯件的外表面和/或未平贴在压缩的棉条体上。

应该注意，以卫生棉条压缩装置为例来描述本文所述的压制装置，但该压制装置同样适用于压缩任何可压缩材料，包括原材料和产品，尤其是任何大体未被压缩的、可被制造成压缩圆柱形材料的材料。

如图1所示，示例性的卫生棉条10包括一块纤维材料11，该纤维材料11被压缩成大体圆柱形的棉条体20。卫生棉条10大体具有塞入端38和相反的抽出端42。塞入端38被设计成卫生棉条10的进入女性阴道腔的最先部分。在某些方案中，塞入端38可是圆状的或以其它方式成形以方便塞入。在使用中，本文的棉条体20被设计成完全就位在女性阴道中。卫生棉条10也可包括例如在同时待审的美国专利申请序列号13/333150、13/333311、13/537138和13/537153中所述那些的接触件(未示出)，这些文献在不与之矛盾的范围内被援引纳入本文。

卫生棉条10还包括用于帮助从女性阴道中取出卫生棉条10的拉出线21。拉出线21可按照任何合适的方式被附接至棉条体20。拉出线21还可包括一个或多个结31以阻止拉出线21的磨损和提供女性能在她准备从其阴道取出卫生棉条10时在此抓住拉出线21的一个点。

当女性拉拽拉出线21时，对拉出线21和棉条体20之间的连接点施力。在棉条体20和阴道壁之间的摩擦力反作用于这些力。摩擦力依据棉条体饱和度、覆罩材料的存在和/或类型、棉条体膨胀、棉条体方位取向、所存在的身体流体的流变学和许多其它因素而变化。尽管有各种因素，仍然期望棉条体20的完整性能使它承受抗衡力而不会分层、退绕、展平、伸缩或以其它方式在结构上退化。虽然不希望受理论约束，但据信造成这些和其它结构退化的原因至少部分是由在棉条体20的各层或结构之间的移位引起的。这些移位据信因以下因素而加剧，即，棉条体20大体由可被卷绕、折叠、堆叠、收褶、捆扎、填塞、装袋等的纤维条带制成。过去想要稳定化棉条体20的尝试包括使用粘合纤维、粘胶、槽式压缩、针刺、微波辐射等，试图获得纤维相互间的稳定性。虽然这些方法已经获得有好有坏的成功，但据信本文能通过机械驱动的均匀压缩和限制夹挤点来增强层或结构的完整性。

本文所述的设备被设计用于径向压缩材料，包括制造卫生棉条10的具体例子。该设备具有压缩表面和用于在压缩材料时以非线性运动方式移动该压缩表面的压缩机构。当该设备压缩时，在该设备的相关范围内，压缩表面面积减小而周向间隙保持接近零。该设备的操作范围被定义为在最大压缩直径和最小压缩直径之间的范围。可用该设备获得的最初压缩直径与最终压缩直径之比或者说压缩比在一个方案中是1或者大于1，在另一方案中大于2，在其它方案中大于3、4、5、6、7、8、9、10、15、20或更大。最初压缩直径是在压缩之前的材料有效直径，它实质上是该设备须被打开以接纳材料的最小直径。在之前术语中的直径是如下定义的假想圆柱体110的直径。最终压缩直径是在压缩之后的材料期望直径。

通过在设备的相关范围内保持周向间隙实质为零，压缩爪能相互加强以改善设备稳定性。

本文所述的用于制造卫生棉条10的压制装置50如图2所示。在此所举例采用的压制装置50包括8个杆54(见图2-4)，但可以适配任何适当数量的杆54。压制装置50的中心限定出中心纵轴线58，其是这些爪94在杆54和爪94处于其最内行程时在此相聚的点。每个杆54通过枢销66被连接至一个固定环62，并且可在一定极限范围内绕枢销66枢转。每个杆54具有杆外端70，该杆外端通过第一和第二接合销74、78被可枢转连接至作为驱动机构(未视出)的一部分的相邻的链节82。第一和第二接合销74、78和枢销66可以均被按照大体圆形的排列或者任何其它合适的排列来定位。在相邻的接合销74、78之间和相邻的枢销66之间的间距由该圆形所要包含的杆54的数量来决定。

这些杆54被设计成倾斜角度杆形式并且均包括径向靠内就位的杆臂86。每个杆54具有杆纵轴线88，其自杆外端70经枢销66向每个杆臂86的径向内端部90延伸。径向内端部90包括压缩所使用的爪94。爪94可以与杆臂86形成整体件，因而可以是杆54本身的一部分，爪94可以在杆臂86的径向内端部90上的工具座98处被安装至杆臂86，或者爪94可以任何合适的方式与杆54相关联。在本文的各方案中，杆和爪的数量可以是3、4、5、6、8、10、12、16或者任何其它合适的数量。

每个爪94包括压缩表面102和爪边缘106(见图5)。压缩表面102限定出一平面，该平面大体平行于杆纵轴线88。在所示的方案中，每个爪94向相邻的爪94突出，在这里，相邻的爪94在第一爪94的顺时针方向上定位。一个爪94的爪边缘106设置在顺时针相邻的爪94的压缩表面102的附近。某个爪边缘106的形貌基本上匹配于相邻的爪94的压缩表面102的形貌。如此布置压制装置50，即，由每个爪94的压缩表面102限定的平面在压缩周期的任何时刻都沿着该中心纵轴线58的切向。

另外，每个压缩表面102限定出暴露于待压缩材料的面积。该面积大体在特定的爪94的爪边缘106和与相邻爪94的爪边缘106相邻或由其接触的线或点之间。例如在压制装置50中，8个爪94配合形成大体呈八边形的压缩腔。八边形的一侧边限定出暴露于待压缩材料的压缩表面102的面积。当爪94内移时，八边形收缩，每个侧边的且进而每个压缩表面102的面积减小。压缩表面102限定出假想圆柱体110，其在径向上形成直径最大的假想圆，该圆能内切在压缩表面102。在本段落所述的例子中，该圆是直径最大的圆，其内切在由压缩表面102限定的八边形中。结果，当爪94内移时，假想圆柱体110的直径也缩小。

爪94至工具座98的连接可以包括偏压机构100，偏压机构被构造成在远离枢销66且朝向顺时针相邻的爪94的方向上压迫之前的爪94。换言之，偏压机构100将该爪94推压向顺时针相邻的爪94，而这样的顺时针相邻的爪94抵抗这样推压。通过这种方式，否则可能存在于相邻的爪94之间的任何间隙将通过相邻的爪94相互接触而闭合。

偏压机构100可以是任何合适的机构、部件、力或者能够将爪94偏压向相邻爪94的这些手段的组合。偏压机构100可以设置在杆54、爪94和压制装置50的任何其它构件中的一个或多个上。偏压机构100可以设置在杆54和爪94之间，尤其在工具座98之上、之内或附近。合适的偏压机构100包括但不限于斜面弹簧、拉簧和压簧；包含缸或囊的气压部件和/或液压部件；弹性体部件如弹性体块或弹性体带；机械传动机构如齿条和齿轮或者非圆形传动机构；包括随动件的凸轮机构或仿形楔机构；包括螺线管的电气部件；磁力；真空；机械接合机构如t槽销型机构；连接在两个或更多爪94之间的补充连杆机构，以及其任意组合。偏压机构100可以直接设置在爪94上或其附近，或者可以是直接影响爪94的外部件。

启动该驱动机构并转动该链节82造成杆54绕枢销66枢转。杆54如此枢转，即杆臂86的径向内端部90当链节82在此例子中顺时针转动时径向内移。每个压缩表面102随着与之相连的端部90径向内移。于是，压制装置50在链节82在此例子中顺时针转动时闭合，并且压制装置50在链节82在此例子中逆时针转动时打开。可以看到爪94尤其是爪94上的一个点可以被设计成以非线性方式或以曲线方式移动，这取决于杆、销、固定环和链节的布置形式。

在许多现有的压制机中，爪沿径向直线或近似直线的移动在爪之间留下间隙，未被压缩的材料的一些部分可被限留在该间隙中。在需要多叶形卫生棉条的某些情况下，未被压缩的材料如此闯入该间隙是故意的。其它现有的压制机寻求通过在第一组爪之间间隙内设立第二组爪来应对间隙问题。第二组爪打算至少部分填塞该间隙以应对进入该间隙的未被压缩材料的部分。这两组爪导致爪和杆的复杂布置。

另外，在许多现有的压制机中，爪在压缩小的情况下与相邻爪干涉碰撞(即当这些爪靠近其向内行程时)。相比之下，本文的压制装置50在理论上能内移，直到每个爪94的爪边缘106在压制装置50的中心纵轴线58处汇聚在一起。换言之，爪94能内移，直到由压缩表面102限定的假想圆柱体110达到零直径。

图2示出了在打开初始位置上该爪94的爪边缘106没有指向压制装置50的中心纵轴线58，而是沿着在选定距离处围绕该中心纵轴线58的假想圆柱体110的切向。于是，据信由爪94施加的压缩力不是在中央，而是沿一个圆切向，该圆在选择的距离处围绕待制造材料。

在根据图2的装置50的打开初始位置上，材料坯件114被塞入压缩表面102之间的开口中。在一个方案中，坯件114通过卷绕一个吸收性材料段来制造。通过相对于固定环62顺时针转动该链节82，所述压缩表面102首先被置入中间位置并最终被置入如图3所示的最终位置。伴随该枢转运动，使这些杆54绕枢销66枢转。图3与图2的对比表明了，在此运动过程中，由压缩表面102所施加的变形力导致沿周向均匀的坯件114的体积缩小，并将坯件114变形成压缩坯件114(或者在卫生棉条10情况下是棉条体20)。在这些爪略微打开之后，压缩后的坯件114从装置50中被取出。

现有的压制机包含多个相互配合的压缩爪，从而相邻的爪之间的空隙形成一间隙。每个间隙限定出间隙中心线。包含现有压制机的间隙中心线的多条线大体经过这种压制机的中心或在其附近经过。在现有的压制机中的这种布置形式允许材料闯入该间隙。在本文的压制装置50中，间隙的消除有助于防止材料闯入间隙。

在本文的各方案中，在相邻的爪94之间的显著减小的间隙接近零，从而在整个压缩周期内实质上没有间隙，结果，材料沿接触面的移位明显受到限制。

现有的装置往往教导需要非常复杂的装置，其中模腔只能在加入许多构件时起效，这些构件包括固定件、弹簧加载件和多个成型指。这些装置也可能需要与凸轮机构、马达和振动齿轮箱组合的外环用于来回驱动所述构件以缩小和打开腔。

本文有利地提供了单个爪(指)件94，其安装到可动的杆54上，该杆绕枢销66转动或枢转以按照弧形运动移动每个爪94，从而产生大体连续的压缩腔。压制装置50不需要像在现有装置中那样的球支承或滚子支承。相反，所需要的不过只是简单的支承面。在本文中也不需要固定件来形成所述压缩腔的一部分。

现有的装置需要至少两种不同构件来形成压缩腔，而本文有利地教导了只需要一种构件。现有的装置也需要具有各种不同连杆机构的复杂机械来启闭所述压制机。本文有利地在一个例子中提供单组8个爪94及其对应的杆54来形成压缩腔。

本文认识到了，尽管连续的压缩腔是一种完成均匀压缩的手段，但均匀压缩也可以利用在相邻的爪94之间的切向空间来完成，因为压缩表面102就像在本文中那样也产生均匀的压力。虽然该切向空间在本文的一个方案中在一个爪94与相邻爪94交叠的界面处具有单独的台阶，但当从沿径向的透视图看时，产生压力的表面部段在整个压缩腔范围内是连续的。

应该注意，现有的装置没有教导或认识到因压缩爪大体径向取向而在相邻的爪之间有空间的不利后果。事实上，许多这种压制机都需要压缩表面之间的间隙以便形成卫生棉条本体上的径向突伸叶。

优于现有的径向取向的爪式压制机的优点在于爪94之间形成的径向间隙的轮廓基本被消除。

本文与现有的压制机相比的另一个优点是复杂性、成本、维护能力、压制机打开尺寸范围和压制装置50的灵活性得到极大简化，从而每个爪94现在作为压缩表面102并形成压缩腔的部段。因为爪94的可互换性，这有利地允许每个爪94针对各种特性被优化。现有技术表明，需要与爪(指)94相结合的支座和/或固定表面来至少形成压缩腔的一部分。在最小压缩程度下，本文的相邻的爪94也有利地相互合作来提供附加阻力给在其前方的相邻爪94的表面处所产生的高压。

本文的一个附加优点是所述布置结构能与标准的现有卫生棉条或其它设备连用。这获得尽量减少的设备研发时间和成本。

在本发明的另一方案中，压制装置50可用于制造具有增大的层或结构整体性的卫生棉条10或其它经压缩产品。在压制装置50上加入一个或多个成形元件125可用于使材料形成凹陷、沟槽、凸起和任何其它合适的形貌元素。图6中一并示出了各实例；本发明的材料可以以任意组合包括所示特征中的一个或多个。

图5示出具有成形元件125的爪94的立体图。图7-17示出具有压型表面130以及从其上延伸出的成形元件125的示例性爪94的各剖视图。压型表面130适于压缩圆柱形坯料114以及给所制成的棉条体20的外表面的一部分赋予形状特征。同样，成形元件125适于压缩圆柱形坯料114且然后刺入棉条体20以形成分立的凹陷134(图6)，这些凹陷被认为能使刺入点附近的吸收层或结构有整体性。刺入点导致形成凹陷134(图6)。

在各方案中，成形元件125可具有任何合适的形状、尺寸和/或体积。在一些方案中，成形元件125可呈金字塔形、锥形、圆柱形、正方体形、方尖塔形等，及其任意组合。成形元件125可具有呈球根形、直条形、梯形、多边形、三角形、任何其它合适的形状、及其任意组合的横截面。成形元件125可以呈销的形式，该销呈圆柱形、锥形、卵形和任何其它合适的形状。成形元件125不一定是周向对称的；成形元件125可以是细长的并且部分或完全地横跨压缩表面102的区域延伸(见图5)。在各方案中，成形元件125可具有相对于设备中心纵轴线58大体平行、垂直、倾斜或其组合的取向。在各其它方案中，成形元件125可以是压缩表面102中的腔或压缩表面102上的曲线表面。

例如，成形元件125可以呈较尖锐的锥形，比如图16和17所示的。在另一实例中，成形元件125可以呈较圆滑的锥形，比如图9和10所示的。在一些方案中，成形元件125可以呈金字塔形，比如图7和8所示的。在一些方案中，成形元件125可以在顶端呈矩形且具有至少一个弯曲侧边，比如图11、12、13和15所示的。

在一些方案中，爪94可具有呈分立缺口138形式的成形元件125，比如图13和15所示的。分立缺口138延伸到爪94中并且可具有任何合适的形状。例如，如图15所示，分立缺口138可具有拱形的形状。在这些方案中，当多个爪94将圆柱形坯料114压缩成棉条体20时，形成了周向凸出的环圈142，如图6所示。

在各方案中，爪94中的一个或多个可包括具有第一形状127的第一成形元件126和具有不同于第一形状127的第二形状129的第二成形元件128。例如，图13代表性示出具有第一形状127的第一成形元件126，其中第一形状127是锥形(图18)。图17还代表性示出具有第二形状129的第二成形元件128，其中第二形状129更接近于正方体。

在一些方案中，压制装置50可包括具有呈第一形状127的第一成形元件126的第一爪94，以及具有呈第二形状129的第二成形元件128的第二爪94。在不同方案中，第一形状127和第二形状129可以相同或不同。例如，在一些方案中，第一爪94可包括具有锥形的第一成形元件126，第二爪94可包括具有金字塔形的第二成形元件128。

在各方案中，成形元件125可从压型表面130延伸出任何合适的距离。例如，现在参见图8、10、12和14，成形元件125可具有至少0.5mm、至少1mm、至少1.5mm、至少2mm、至少2.5mm或至少3mm的延伸尺寸146。在各方案中，一个或多个爪94可具有成形元件125，其中成形元件125中的两个或更多个具有相同的延伸尺寸146，比如图7和图9所示的。在一些方案中，一个或多个爪94可包括具有不同的延伸尺寸146的两个或更多个成形元件125，比如图16所示的。具体而言，图16示出具有压型表面130的爪94，其中第一成形元件126具有第一延伸尺寸148(图17)，第二成形元件128具有第二延伸尺寸150(图17)。如图所示，第二延伸尺寸150大于第一延伸尺寸148。

在一些方案中，压制装置50可包括具有第一成形元件126的第一爪94，该第一成形元件具有第一延伸尺寸148。同样，压制装置50可包括具有第二成形元件128的第二爪94，该第二成形元件具有第二延伸尺寸150。在各方案中，第一延伸尺寸148和第二延伸尺寸150可以相同或不同。例如，在一些方案中，第一爪94可包括具有延伸尺寸146的成形元件125，该延伸尺寸146小于第二爪94的成形元件125的延伸尺寸146。

因为爪94的压型表面130限定了棉条体20的压缩直径，所以延伸尺寸146等于成形元件125刺入棉条体20的刺入深度。刺入深度可被限定为棉条体20的压缩直径的百分比。例如，在各方案中，成形元件125可具有棉条体20的压缩直径的至少20％、至少30％、至少40％或至少50％的刺入深度。例如，在其它方案中，压缩直径可以是约6.6mm，延伸尺寸146可以是约2.55mm，从而使刺入深度为压缩直径的39％。

在各方案中，成形元件125可具有至少3立方毫米、至少4立方毫米、或至少5立方毫米的体积。在具体的方案中，成形元件125可以是钝头圆锥体，其具有2.523mm的基部直径，2.546mm的高度，和5.045立方毫米的体积。在各方案中，成形元件125的体积和/或形状可选择成能提供希望的层整体性。在各方案中，成形元件125的体积的至少80％、至少90％、至少95％或100％能够刺入经压缩的棉条体20。因此，在这些方案中，最初形成分立凹陷134的发生移位的吸收性材料的体积是成形元件125的体积的至少80％、至少90％、至少95％或100％。

棉条体20限定出具有塞入端38的第一半部36和具有抽出端42的第二半部40。在一些方案中，本发明的方法包括用成形元件125刺入棉条体20以使在第一半部36中形成比第二半部40中更多的分立凹陷134。据信这是有利的，因为拉出线21通常锚固在棉条体20的第一半部36中，而从第二半部40的抽出端42上伸出。如此，所施加的移除力首先被引导至第一半部36。因此，通过分立凹陷134在第一半部36中形成更大的层整体性被认为能够抵抗移除力并有助于保持棉条体20的完整性。在一些方案中，第一半部36具有比第二半部40多至少25％、至少50％或至少75％的分立凹陷134。在一些方案中，分立凹陷134可全部位于第一半部36中。在一些方案中，分立凹陷134的至少60％、至少70％、至少80％或至少90％可以位于第一半部36中。

在一些方案中，本发明的设备可用于形成一个或多个围绕棉条体20的凸出的周向环圈142，如图6所示。

在一些方案中，本发明的设备可用于刺入棉条体20以形成一个或多个纵列的分立凹陷134。例如，图6示出具有多个纵列的分立凹陷134的棉条体20。在各方案中，第一列的分立凹陷134可在周向方向154上与第二列的分立凹陷134对齐。在一些方案中，第一列的分立凹陷134可在周向方向154上与第二列的分立凹陷134错开，如图6所示。在各方案中，分立凹陷134的第一和第二列可以是相邻列。在一些方案中，各纵列的分立凹陷134可围绕棉条体20的周向方向154延伸且可相互错开以使分立凹陷134的相邻列不对齐。

在各方案中，本发明的设备可用于在吸收性棉条体20中形成一个或多个纵向沟槽158。例如，图6示出具有多个纵向沟槽158的棉条体20。同样，本发明的设备可用于形成多个纵向沟槽158和提供多个纵列的分立凹陷134，其中纵向沟槽158和分立凹陷134的纵列在棉条体20的周向方向154上交替布置，如图6所示。纵向沟槽158可以是线性、非线性、螺旋形、连续、非连续、宽、窄、任何其他合适的形状、尺寸和取向，或其组合。

据信，这种对吸收层的局部的(即间断的)刺入和压缩使得吸收性材料移位并且形成了层之间的面与面相互作用的多个中断部分。因此，据信，棉条体20能更好地承受移除力而不发生脱层、退绕、展开开、叠缩或其它形式的结构退化。这一观点可得到实验支持，其中可商购的具有经压缩沟槽的径向卷绕卫生棉条被具有2.55mm延伸尺寸和图7所示形状的56个分立成形元件(每列7个分立突伸部，共8列)刺入了6.6mm压缩直径的39％，从而形成56个分立凹陷。这种有凹陷的卫生棉条比照具有经压缩沟槽但没有分立凹陷的对照卫生棉条进行了测试。有凹陷的卫生棉条被发现具有比对照卫生棉条的峰值叠缩力大三倍的峰值叠缩力。

本文的吸收性坯件114和最终的棉条体20可以包括任何适当类型和/或组合的吸收性纤维和/或粘合纤维。吸收性纤维可以包含任何合适的吸收性材料，该吸收性材料由人造纤维或天然纤维例如聚酯、纤维素、醋酸酯、尼龙、聚丙烯、人造丝、棉或其掺混物制造。吸收性纤维可以包含任何适当的纤维掺混物。例如，吸收性纤维可以由纤维素纤维形成，例如棉和人造丝。吸收性纤维可以是100wt％的棉、100wt％的人造丝或者棉纤维和人造丝所形成的掺混物。在某些方案中，纤维素纤维可以被改性以获得超吸收性。

在某些方案中，吸收性坯件114和最终棉条体20可以包括像在2011年3月18日提交的Jackson等人的专利申请13/051447中所教导的、吸收性纤维和长粘合纤维的组合，该文献在不与之冲突的情况下被援引纳入本文。

当使用棉纤维时，棉纤维应该具有在约20毫米(mm)至约40毫米之间的切断长度。棉纤维应该大体具有在约15微米至约28微米之间的纤维尺寸。棉纤维也可以根据需要被漂白。漂白将使得棉纤维外观更白。

当有人造丝纤维时，人造丝纤维应该具有在约20毫米至约45毫米之间的切断长度。在某些方案中，人造丝纤维可以具有38毫米至42毫米的切断长度。合适的人造丝纤维可以具有在约1至约6之间的旦尼尔。在一些具体方案中，人造丝纤维可以是粘胶人造丝、lyocell人造丝或者任何其它合适的人造丝或再生纤维素。

人造丝纤维可具有圆形、双叶形或三叶形横截面形状或者本领域技术人员所知的某些其它横截面形状。双叶构形的横截面形状看上去像狗咬骨，而三叶构形具有看上去像是“Y”形的横截面形状。人造丝纤维也可根据需要被漂白。

在各不同方案中，吸收性坯件114可在被压缩成棉条体20前被卷绕、堆叠、折叠或以其它方式操作。例如适当的月经棉条可包括像在Edgett的美国专利申请公开号2008/0287902和Bailey的美国专利US2,330,257中所描述那些的“杯”形棉条体；如在授予Agyapong的美国专利US6,837,882中所述那些的“手风琴”型或“W形折叠”棉条体；如在授予Friese的美国专利US6,310,269中所述那些的“径向卷绕”棉条体；如在授予Harwood的美国专利US2,464,310中所述那些的“香肠”型或“填料”型棉条体；如在授予Jessup的美国专利US6,039,716中所述那些的“M形折叠”棉条体；如在Jorgensen的美国专利申请公开号2008/0132868中所述那些的“叠”型棉条体；或者如在授予Schaefer的美国专利US3,815,601中所述那些的“袋”型棉条体。

适用于制造“径向卷绕”的棉条体的方法在授予Friese的美国专利US4,816,100中有描述。适用于制造“W形折叠”棉条体的方法在授予Agyapong的美国专利US6,740,070、授予Kondo的美国专利US7,677,189和Mueller的美国专利申请公开号2010/0114054中有描述。适用于制造“杯”形棉条体和“叠”型棉条体的方法在Jorgensen的美国专利申请公开号2008/0132868中有描述。

在各不同方案中，本文的卫生棉条10也可包括至少设置在所述外表面的一部分上的覆罩材料。覆罩可以有利于保证棉条体20的纤维没有直接接触女性阴道的内壁。这最小化了纤维将在卫生棉条10已被取出之后落在阴道内的可能性。覆罩可以被塞掖进塞入端38和/或抽出端42中以便基本上或完全围绕并封裹吸收性纤维。覆罩也可以由热封材料构成以帮助将其全部或几个部分结合成棉条体20，例如通过热和/或压力。

可选的覆罩可以由非织造材料如聚烯烃且尤其是聚丙烯或聚乙烯形成。覆罩材料可以是纺粘的。在某些方案中，覆罩材料可以是由双组分纤维(如聚乙烯/聚对苯二甲酸乙二醇酯皮芯)制造的粘合梳理纤网。在某些方案中，覆罩材料可以是由聚丙烯、聚乙烯或两者组合制成的薄膜材料。例如在某些方案中，覆罩可以具有由聚乙烯-聚丙烯-聚乙烯制造的三层。在某些方案中，覆罩材料可以具有直径为1毫米或更小的或者0.5毫米或更小的孔。

在各不同方案中，拉出线21可以通过任何合适的方式被附接至棉条体20。例如可以穿过棉条体20(和如果有的覆罩)形成开口以提供用于附接一拉出线21的机构。在各不同方案中，拉出线21可以在吸收性坯件114被压缩入棉条体20之前或者之后被附接至吸收性坯件114。拉出线21可以被附接至棉条体20并随后自身结圈。结31可以随后在拉出线21的自由端附近形成以保证拉出线21不会脱离棉条体20。结31也用于防止拉出线21磨损并提供女性在她准备从其阴道取出卫生棉条10时能在此抓住拉出线21的地方或点。

拉出线21可以由各种丝线或条带构成。丝线或条带可以完全或部分由100％的棉纤维和/或其它材料制造。在某些方案中，拉出线21可以是67％的聚对苯二甲酸乙二醇酯和33％的人造丝。拉出线21可被接合到吸收性坯件114和/或棉条体20上，带有或没有系扎。拉出线21可以具有任何合适的长度和/或拉出线21可以在被固定至棉条体20上之前被染色和/或用抗芯吸剂如蜡处理。

虽然已经关于其具体方案详细描述了本文，但人们将会认识到，本领域技术人员在理解了上述内容的基础上将会容易想到这些方案的替代方式、变型和等同。因此，本文的范围应该被认定是所附的权利要求书及其等同的范围。另外，也可以想到所披露的方案、范围、例子和替代方式的所有组合和/或子组合。

Claims (20)

1.一种用于压缩材料的设备，所述设备具有中心纵轴线并包括：

多个杆；

多个爪，其中每个爪附接至一个杆，并且每个爪均包括具有面积的压缩表面；

压缩机构，其构造成以非线性运动方式移动每个杆，以使压缩表面暴露于所述材料的面积随着所述压缩表面的向内运动而递减；以及

与至少一个压缩表面相关联的成形元件。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，每个爪与一个杆一体形成。

3.根据权利要求1或2所述的设备，其中，每个爪附接至一个杆以形成杆/爪的组合，并且每个杆/爪的组合均包括构造成使相邻爪互相接触的偏压机构。

4.根据前述权利要求中任一项所述的设备，还包括相邻爪之间的间隙，所述间隙具有间隙中心线，其中包含在相邻的爪之间的所述间隙的间隙中心线的线平行于相邻爪的压缩表面。

5.根据前述权利要求中任一项所述的设备，还包括每个压缩表面上的多个成形元件。

6.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，每个具有成形元件的爪都是相同的。

7.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述成形元件是销。

8.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述销的形状为圆柱形、锥形和卵形中之一。

9.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述成形元件构造成在所述材料中形成螺旋形沟槽。

10.根据前述权利要求中任一项所述的设备，还包括被构造成在所述材料中形成图案的多个成形元件。

11.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述成形元件具有横截面，并且所述横截面的形状为球根形、直条形、梯形、多边形和三角形中之一。

12.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述成形元件相对于所述设备的中心纵轴线的取向为大体平行、垂直、倾斜或这些取向的组合。

13.根据前述权利要求中任一项所述的设备，还包括被构造成在所述材料中形成周向沟槽的多个成形元件。

14.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述成形元件是所述压缩表面内的腔。

15.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述压缩表面的至少一部分是曲线表面。

16.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，每个杆均具有杆纵轴线，其中所述压缩表面大体平行于所述杆纵轴线。

17.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，该材料具有最初压缩直径和最终压缩直径，并且其中能利用该设备获得的该最初压缩直径与该最终压缩直径之比大于2。

18.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，该材料具有最初压缩直径和最终压缩直径，并且其中能利用该设备获得的该最初压缩直径与该最终压缩直径之比大于5。

19.一种用于压缩材料的设备，所述设备具有中心纵轴线并包括：

多个杆；

多个爪，其中每个爪附接至一个杆，并且每个爪均包括具有面积的压缩表面；

压缩机构，其构造成以非线性运动方式移动每个杆，以使所述压缩表面暴露于所述材料的面积随着该压缩表面的向内运动而递减；以及

多个成形元件，其从至少一个压缩表面上突伸出，其中所述多个成形元件构造在所述材料中形成图案。

20.一种用于压缩材料的设备，所述设备具有中心纵轴线并包括：

多个杆；

多个爪，其中每个爪附接至一个杆，并且每个爪均包括具有面积的压缩表面；

压缩机构，其构造成使每个杆以非线性运动方式运动，以使所述压缩表面暴露于所述材料的面积随着该压缩表面的向内运动而递减；以及

多个成形元件，每个成形元件均从压缩表面上突伸出，其中所述多个成形元件构造成在所述材料中形成多个沟槽。