ES2894897T3 - Aparato para fabricar un material elástico no tejido - Google Patents

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ES2894897T3
ES2894897T3 ES17857420T ES17857420T ES2894897T3 ES 2894897 T3 ES2894897 T3 ES 2894897T3 ES 17857420 T ES17857420 T ES 17857420T ES 17857420 T ES17857420 T ES 17857420T ES 2894897 T3 ES2894897 T3 ES 2894897T3
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ES
Spain
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ridges
elastic
anvil
face
axis
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ES17857420T
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English (en)
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Brandon Leo Begrow
Daniel James Sorensen
Thomas David Ehlert
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Dukane IAS LLC
Original Assignee
Dukane IAS LLC
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Abstract

Un aparato (200) para fabricar un material elástico no tejido (134, 300), comprendiendo dicho aparato: un primer módulo de unión (204); y un segundo módulo de unión (202) que se puede posicionar muy cerca del primer módulo de unión, en donde al menos uno de entre el primer módulo de unión y el segundo módulo de unión tiene una cara (226) con una dimensión de la anchura (278) y un eje circunferencial (276) y puede girar alrededor de un eje de rotación, teniendo la cara una pluralidad de crestas (280), en donde las crestas están colocadas de manera que al menos dos crestas adyacentes se superponen a lo largo del eje circunferencial, y en donde las crestas se extienden oblicuamente con respecto al eje circunferencial, teniendo al menos una de las crestas una pluralidad de mesetas (284) y muescas (286) espaciadas, en donde cada una de las mesetas y cada una de las muescas están orientadas paralelamente al eje circunferencial y oblicuamente con respecto a las crestas.

Description

DESCRIPCIÓN
Aparato para fabricar un material elástico no tejido
ANTECEDENTES
La presente invención se refiere en general a materiales elásticos y, más particularmente, a un aparato para fabricar un material elástico no tejido.
Los materiales elásticos no tejidos se utilizan en una variedad de artículos que incluyen artículos de cuidado personal (por ejemplo, calzoncillos para adultos, pañales para bebés, pantalones tipo pijama para niños/adultos, productos de higiene ajustados al contorno, etc.) y prendas médicas (por ejemplo, mascarillas, gorras, batas, calzado, etc.).
Al menos algunos métodos convencionales para fabricar materiales elásticos no tejidos incluyen unir con adhesivo hebras elásticas entre capas de tela no tejida cuando las hebras elásticas están en tensión. Una vez que se permite que las hebras elásticas se contraigan, las hebras elásticas juntan áreas de la tela no tejida de manera que la tela no tejida funciona con una propiedad elástica. Sin embargo, la durabilidad de los materiales elásticos no tejidos fabricados mediante estos métodos convencionales es menos que deseable porque las uniones adhesivas son propensas a deformarse, lo que puede dar como resultado una pérdida de elasticidad con el tiempo. Además, puede resultar demasiado caro fabricar materiales elásticos no tejidos utilizando estos métodos convencionales. Por lo tanto, sería útil proporcionar un sistema para fabricar un material elástico no tejido más duradero de una manera más rentable.
El documento WO 2016/109514 A1 describe productos de bandas elásticas de alta durabilidad y calidad. También se describen métodos para producir productos de banda elástica duraderos y de alta calidad utilizando bloques de yunque modificados, incluidos bloques de yunque con una forma, bloques de yunque con protuberancias laterales y/o bloques de yunque con dientes. Los métodos descritos dan como resultado un deslizamiento reducido de la hebra de hilo elástico tanto durante la producción como en el producto de banda elástica terminado.
El documento WO 97/23340 A1 describe un método y sistema ultrasónico para cambiar intermitentemente la condición de una pieza de trabajo. El sistema ultrasónico incluye una bocina ultrasónica y un rodillo yunque giratorio posicionado para formar una relación estrecha entre ambos que comprende un pinzamiento. Uno de entre la bocina ultrasónica y el rodillo yunque giratorio incluye una superficie radial exterior que tiene una primera longitud (40) que tiene un primer valor de área superficial por unidad de longitud de la superficie radial exterior respectiva, y una segunda longitud (42) que tiene un valor menor de área superficial por unidad de longitud de la respectiva superficie radial exterior. Cuando se aplica energía ultrasónica a la bocina ultrasónica, la segunda longitud cambia una condición de la pieza de trabajo cuando se aplica en el pinzamiento, pero la primera longitud no cambia esa condición. El cambio de condición se produce porque la disminución del área superficial a lo largo de la segunda longitud (42) aumenta la energía ultrasónica por unidad de área, según se aplica al pinzamiento, al menos hasta el valor umbral necesario para cambiar la condición. Los cambios en la condición de la pieza de trabajo incluyen unir dos o más capas de material, cortar una o más capas de material o similares.
El documento US 3 993 532 A describe un rodillo con patrón para su uso en oposición a una bocina sónica para fusionar material sensible interpuesto entre el rodillo y la bocina. El patrón del rodillo se forma integralmente en el cuerpo del rodillo de una manera que proporciona un rodillo mucho más útil y en el que las posibilidades del patrón aumentan considerablemente en relación con los rodillos de patrón de este tipo disponibles hasta ahora.
COMPENDIO
Según la invención, un aparato para fabricar un material elástico no tejido comprende un primer módulo de unión y un segundo módulo de unión. El segundo módulo de unión se puede colocar muy cerca del primer módulo de unión. Al menos uno de entre el primer módulo de unión y el segundo módulo de unión tiene una cara con una dimensión de ancho y un eje circunferencial y puede girar alrededor de un eje de rotación. La cara tiene una pluralidad de crestas. Las crestas se colocan de manera que al menos dos crestas adyacentes se superpongan a lo largo del eje circunferencial. Las crestas se extienden oblicuamente con respecto al eje circunferencial. Al menos una de las crestas tiene una pluralidad de mesetas y muescas espaciadas, en las que cada una de las mesetas y cada una de las muescas están orientadas paralelamente al eje circunferencial y oblicuamente con respecto a las crestas.
También se describe en la presente memoria un método para fabricar un material elástico no tejido que generalmente comprende colocar un primer módulo de unión muy cerca de un segundo módulo de unión. El método también incluye colocar una tela no tejida y al menos una hebra elástica entre el primer módulo de unión y el segundo módulo de unión. El método incluye además unir la tela no tejida en un punto de unión para retener al menos una hebra elástica sobre la tela no tejida. El método incluye además cortar la -al menos una- hebra elástica para formar un primer corte y un segundo corte. La unión está entre el primer corte y el segundo corte de manera que al menos una hebra elástica tiene extremos libres que se extienden a los dos lados de la unión.
En otra descripción más, un método para fabricar un material elástico no tejido generalmente comprende colocar un primer módulo de unión muy cerca de un segundo módulo de unión. Al menos uno de entre el primer módulo de unión y el segundo módulo de unión incluye una cara con una dimensión de ancho y un eje circunferencial. El método también incluye girar al menos uno de entre el primer módulo de unión y el segundo módulo de unión. El método incluye además guiar una hebra elástica entre el primer módulo de unión y el segundo módulo de unión y a lo largo de una curva con respecto al eje circunferencial. El método también incluye unir el material elástico no tejido en una primera región y en una segunda región. Al menos una parte de la hebra elástica es atrapada en la primera región y al menos una parte de la hebra elástica es atrapada en la segunda región. La hebra elástica se extiende a lo largo de la curva entre la primera región y la segunda región.
En otra realización más, un aparato para fabricar un material elástico no tejido que incluye al menos una hebra elástica comprende un primer módulo de unión y un segundo módulo de unión que se puede posicionar muy cerca del primer módulo de unión. Al menos uno de entre el primer módulo de unión y el segundo módulo de unión tiene una cara con una dimensión de ancho y un eje circunferencial y puede girar alrededor de un eje de rotación. La cara tiene una pluralidad de crestas. El primer módulo de unión y el segundo módulo de unión se colocan para recibir al menos una hebra elástica y un material no tejido. El aparato incluye además una estación de suministro configurada para proporcionar la -al menos una- hebra elástica. La -al menos una- hebra elástica es guiada a través de la dimensión de la anchura a lo largo de una curva con respecto al eje circunferencial cuando se hace girar al menos uno de entre el primer módulo de unión y el segundo módulo de unión.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
La figura 1 es una ilustración esquemática de un sistema para fabricar un material elástico no tejido;
la figura 2 es una vista en perspectiva de una realización de un aparato giratorio de unión por ultrasonidos para su uso en el sistema de la figura 1;
la figura 3 es una vista en perspectiva de otra realización de un aparato giratorio de unión por ultrasonidos para su uso en el sistema de la figura 1;
la figura 4 es una sección transversal parcial del aparato de la figura 3;
la figura 5 es una vista en perspectiva de otra realización de un aparato giratorio de unión por ultrasonidos para su uso en el sistema de la figura 1;
la figura 6 es una vista en alzado lateral ampliada de un dispositivo de pinzamiento del aparato de la figura 5; la figura 7 es una vista en perspectiva de otra realización más de un aparato giratorio de unión por ultrasonidos para su uso en el sistema de la figura 1;
la figura 8 es una ilustración plana de una cara anular de una realización de un yunque para su uso en los aparatos de las figuras 2 a 7;
la figura 9 es una sección transversal, tomada a lo largo del plano 9-9 de la figura 8, de una realización de una cresta definida por la cara del yunque de la figura 8;
la figura 10 es una sección transversal, tomada a lo largo del plano 10-10 de la figura 8, de otra realización de una cresta definida por la cara del yunque de la figura 8;
la figura 11 es una sección transversal, tomada a lo largo del plano 11-11 de la figura 8, de otra realización más de una cresta definida por la cara del yunque de la figura 8;
la figura 12 es una ilustración plana de una parte de una cara anular de otra realización de un yunque para su uso en los aparatos de las figuras 2 a 7;
la figura 13 es una vista en perspectiva de la parte de la cara anular de la figura 12;
la figura 14 es un segmento ampliado de la vista en perspectiva de la figura 13 tomada dentro del área 14 de la figura 13;
la figura 15 es una ilustración esquemática de un material elástico no tejido fabricado usando una realización del sistema de la figura 1;
la figura 16 es una ilustración plana de una parte de una cara anular de otra realización más de un yunque para su uso en los aparatos de las figuras 2 a 7, incluyendo la cara anular crestas discontinuas;
la figura 17 es una ilustración plana de una parte de una cara anular de otra realización más de un yunque para su uso en los aparatos de las figuras 2 a 7, incluyendo la cara anular unas crestas que se extienden a lo largo de ejes oblicuos;
la figura 18 es una ilustración plana de una parte de una cara anular de otra realización más de un yunque para su uso en los aparatos de las figuras 2 a 7, incluyendo la cara anular una pluralidad de crestas discretas; la figura 19 es una ilustración plana de una parte de una cara anular de otra realización más de un yunque para su uso en los aparatos de las figuras 2 a 7, incluyendo la cara anular diferentes patrones de crestas;
la figura 20 es una ilustración plana de una parte de una cara anular de otra realización más de un yunque para su uso en los aparatos de las figuras 2 a 7, incluyendo la cara anular patrones simétricos de crestas;
la figura 21 es una ilustración plana de una parte de una cara anular de otra realización más de un yunque para su uso en los aparatos de las figuras 2 a 7, incluyendo la cara anular crestas que están orientadas en ángulos sustancialmente perpendiculares entre sí;
la figura 22 es una ilustración plana de una parte de una cara anular de otra realización más de un yunque para su uso en los aparatos de las figuras 2 a 7, incluyendo la cara anular unas crestas;
la figura 23 es una ilustración plana de una parte de una cara anular de otra realización más de un yunque para su uso en los aparatos de las figuras 2 a 7, y una hebra elástica que se extiende a lo ancho de la cara del yunque a lo largo de una curva.
la figura 24 es una ilustración plana de una parte de una cara anular de otra realización más de un yunque para su uso en los aparatos de las figuras 2 a 7, y una hebra elástica recibida y guiada a lo largo de una curva por las crestas de la cara anular; y
la figura 25 es una ilustración esquemática de un material elástico no tejido fabricado usando una realización del sistema de la figura 1 y un proceso de atrapamiento intermitente.
Los caracteres de referencia correspondientes indican las partes correspondientes en las diversas vistas de los dibujos.
DESCRIPCIÓN DETALLADA
Con referencia a los dibujos, y en particular a la figura 1, un sistema para fabricar un material elástico no tejido se indica generalmente con 100. El sistema 100 ilustrado incluye una estación de suministro indicada generalmente por 102, una estación de procesamiento indicada generalmente por 104, y una estación de recogida indicada generalmente por 106. También se contemplan otras estaciones adecuadas sin apartarse del alcance de esta invención.
En la realización ilustrada, la estación 102 de suministro incluye una pluralidad de rodillos de suministro que contienen cada uno una tela no tejida, a saber, un primer rodillo 110 de suministro que contiene una primera tela 112 no tejida y un segundo rodillo 114 de suministro que contiene una segunda tela 116 no tejida. La estación 102 de suministro también incluye una pluralidad de carretes de suministro que contienen cada uno una hebra elástica, a saber, un primer carrete de suministro 118 que contiene una primera hebra elástica 120, un segundo carrete 122 de suministro que contiene una segunda hebra 124 elástica, un tercer carrete 126 de suministro que contiene una tercera hebra 128 elástica, y un cuarto carrete 130 de suministro que contiene una cuarta hebra 132 elástica. Las hebras elásticas 120, 124, 128, 132 pueden tener cualquier forma de sección transversal adecuada que facilite permitir que las hebras elásticas 120, 124, 128, 132 funcionen como se describe en la presente memoria (por ejemplo, una forma de sección transversal redonda, rectangular (por ejemplo, relativamente plana), cuadrada, etc.).
La estación de procesamiento 104 ilustrada incluye un aparato giratorio de unión por ultrasonidos (indicado generalmente por 200) para unir las hebras elásticas 120, 124, 128, 132 entre las telas no tejidas 112, 116 para hacer un material elástico no tejido 134, como se establece con más detalle a continuación. La estación 106 de recogida puede incluir cualquier dispositivo o dispositivos adecuados para recoger el material elástico no tejido 134 (por ejemplo, un rodillo tensor 136). En otras realizaciones, la estación 102 de suministro puede tener cualquier cantidad adecuada de rodillos de suministro y carretes de suministro que tengan cualquier configuración adecuada que facilite que el aparato 200 funcione como se describe en la presente memoria.
Las figuras 2 a 7 son varias realizaciones del aparato giratorio de unión por ultrasonidos 200. En las realizaciones ilustradas, el aparato 200 tiene módulos de unión, por ejemplo, un módulo 202 de yunque y un módulo 204 de bocina, que cooperan para realizar una operación de unión de las hebras elásticas 120, 124, 128, 132 entre las telas no tejidas 112, 116 como se expone con más detalle a continuación.
En las realizaciones ilustradas, el módulo 204 de bocina incluye un bastidor 206 en el que están montadas una bocina giratoria en forma de disco 208, un motor 210 para impulsar la rotación de la bocina 208 a través de un tren de transmisión 212 adecuado, y un alojamiento 214 que contiene al menos parte de una unidad de control de vibraciones (no mostrada) que hace vibrar la bocina 208. La bocina 208 tiene una cara 216 con un contorno sustancialmente continuo (es decir, la cara 216 de la bocina tiene un contorno que es sustancialmente suave (o ininterrumpido) en toda su superficie). En otras realizaciones, la cara 216 de la bocina puede tener cualquier contorno adecuado que facilite que la bocina 208 funcione como se describe en la presente memoria.
En algunas realizaciones, la unidad de control de vibraciones (aunque no se ilustra) incluye al menos un amplificador (por ejemplo, un amplificador de accionamiento y un amplificador integral) conectado mecánicamente a un convertidor, que se puede conectar eléctricamente a un generador. El convertidor es capaz de convertir energía eléctrica de alta frecuencia suministrada por el generador en energía mecánica (o vibración) que se transmite selectivamente a la bocina 208 a través de los amplificadores. El (los) amplificador (es) son capaces de modificar (es decir, aumentar o disminuir) la vibración transmitida a la bocina 208 desde el convertidor, de modo que la bocina 208 (en particular, la cara 216 de la bocina 208) vibra mientras gira durante una operación de unión, como se expone con más detalle a continuación. Se contempla que el módulo 204 de bocina puede tener cualquier componente operativo adecuado dispuesto de cualquier manera adecuada que facilite que la bocina 208 funcione como se describe en la presente memoria.
En las realizaciones ilustradas, el módulo 202 de yunque incluye un bastidor 218 en el que están montados un yunque giratorio 220 en forma de disco y un motor 222 para impulsar la rotación del yunque 220 a través de un tren de transmisión 224 adecuado. El yunque 220 tiene una cara anular 226, cuyo contorno no es continuo (es decir, está interrumpido) como se expone con más detalle a continuación. El módulo 202 de yunque está posicionado con relación al módulo 204 de bocina de manera que la cara 226 del yunque pueda girar muy cerca de la cara 216 de la bocina, y viceversa, para facilitar la unión ultrasónica de las hebras elásticas 120, 124, 128, 132 entre las telas no tejidas 112, 116 cuando las hebras elásticas 120, 124, 128, 132 se mantienen en tensión a través del aparato 200, como se expone con más detalle a continuación. Como se usa en la presente memoria, el término "estrecha proximidad" se refiere a cuando la cara 226 del yunque está en contacto con, o está mínimamente separada de, la cara 216 de la bocina cuando la bocina 208 no vibra ultrasónicamente.
En algunas realizaciones, el aparato 200 puede configurarse de manera que al menos uno de entre el módulo 202 de yunque y el módulo 204 de bocina sea desplazable con respecto al otro mediante un mecanismo de desplazamiento adecuado que se pueda operar: (A) cuando el sistema 100 está desconectado y la bocina 208 está en reposo (es decir, cuando la bocina 208 no gira ni vibra); o (B) cuando el sistema 100 está conectado y la bocina 208 está activa (es decir, cuando la bocina 208 está girando y vibrando).
Con referencia particular a la realización de la figura 2, el aparato 200 puede configurarse como un aparato de pinzamiento continuo en el que el módulo 204 de bocina debe estar: (A) fijo en su posición con respecto al módulo 202 de yunque cuando el sistema 100 está conectado y la bocina 208 está activa; y (B) desplazable con respecto al módulo 202 de yunque cuando el sistema 100 está desconectado y la bocina 208 está en reposo. Dicho desplazamiento se facilita mediante un cilindro neumático 228 accionable selectivamente (u otro actuador lineal adecuado) que conecta los bastidores 206, 218 entre sí. De esta manera, la separación entre la cara 216 de la bocina y la cara 226 del yunque es ajustable principalmente para dar servicio al aparato 200 cuando el sistema 100 está desconectado.
Con referencia ahora a la realización de las figuras 3 y 4, el aparato 200 también puede configurarse como un aparato de pinzamiento intermitente en el que el módulo 204 de bocina se puede desplazar con respecto al módulo 202 de yunque a través de un dispositivo 230 de leva giratoria cuando el sistema 100 está conectado y la bocina 208 está activa. El dispositivo 230 de leva giratoria tiene un seguidor 232 montado en el bastidor 206 del módulo de bocina, y una rueda 234 de leva montada en el bastidor 218 del módulo de yunque y que puede girar mediante un servomotor 236. La rueda 234 de leva tiene una superficie 238 de leva irregular de modo que, cuando la rueda de leva 234 se hace girar mediante el servomotor 236, el seguidor 232 se desplaza a lo largo de la superficie 238 irregular de leva para desplazar cíclicamente el bastidor 206 del módulo de bocina con respecto al bastidor 218 del módulo de yunque a una frecuencia predeterminada. De esta manera, la separación entre la cara 216 de la bocina y la cara 226 del yunque, y/o la frecuencia a la que la cara 216 de la bocina contacta con la cara 226 del yunque, se pueden ajustar selectivamente. También se contemplan otras disposiciones desplazables del módulo 204 de bocina y del módulo 202 de yunque sin apartarse del alcance de esta invención.
Como se muestra en la realización de las figuras 5 y 6, el aparato 200 también puede incluir un dispositivo 260 de pinzamiento. En la realización ilustrada, el dispositivo 260 de pinzamiento incluye una base 262 y un rodillo 264 montado de forma flotante en la base 262 mediante al menos un elemento 266 de empuje. El dispositivo 260 de pinzamiento también incluye un conjunto 265 de soporte mediante el cual la base 262 y el rodillo 264 se montan en al menos uno de entre el bastidor 206 y el bastidor 218, de modo que la base 262 y el rodillo 264 son ajustables en por lo menos dos grados de libertad (como se expone con más detalle a continuación) en relación con el yunque 220 para facilitar el uso del dispositivo 260 de pinzamiento junto con yunques de diferentes tamaños.
El conjunto 265 de soporte ilustrado incluye un primer soporte 267 y un segundo soporte 268. El primer soporte 267 tiene al menos una ranura lineal 269 a través de la cual se extiende un perno 271 (que se fija al bastidor 206 del módulo 204 de bocina o al bastidor 218 del módulo 202 de yunque), y a lo largo de la cual se puede deslizar el perno 271, lo que hace que el primer soporte 267 se pueda trasladar con relación al bastidor 206 y/o al 218. El segundo soporte 268 tiene al menos una ranura 272 sustancialmente arqueada a través de la cual se extiende un perno 270 (que está fijado al primer soporte 267), y a lo largo del cual el perno 270 se puede deslizar, haciendo que el segundo soporte 268 pueda girar con respecto al primer soporte 267. La base 262 está montada en el segundo soporte 268 de manera que la base 262 (y, por lo tanto, el rodillo 264) son ajustables de forma giratoria en un primer grado de libertad mediante la rotación del segundo soporte 268, y son ajustables de forma trasladable en un segundo grado de libertad mediante la traslación del primer soporte 267.
La posición de la base 262 y, por lo tanto, el rodillo 264 se pueden fijar mediante el perno 270 y el perno 271 para lograr un contacto de pinzamiento deseado entre el rodillo 264 y la cara 226 del yunque. Por ejemplo, en la realización ilustrada, la base 262 y el rodillo 264 están orientados de tal manera que el elemento 266 de empuje aplica una fuerza de empuje orientada sustancialmente en dirección perpendicular a un eje de rotación del yunque 220 cuando es visto como en la figura 6. En otras realizaciones, el dispositivo 260 de pinzamiento puede tener cualquier componente adecuado dispuesto y movible (por ejemplo, trasladable y/o giratorio) de cualquier manera adecuada que facilite permitir que el dispositivo 260 de pinzamiento realice la acción de pinzamiento descrita en la presente memoria (por ejemplo, en cualquier conjunto de soporte adecuado que facilite permitir que la base 262 y el rodillo 264 sean ajustables en al menos dos grados de libertad como, por ejemplo, dos grados de libertad de traslación, o un grado de libertad de traslación y un grado de libertad de rotación).
De esta manera, el dispositivo 260 de pinzamiento limita el potencial de retroceso rápido de las hebras elásticas 120, 124, 128, 132 que se cortan entre el bocina 208 y el yunque 220 durante una operación de unión. Más específicamente, el dispositivo 260 de pinzamiento atrapa eficazmente la hebra o hebras elásticas 120, 124, 128, 132 rotas entre el rodillo 264 y el yunque 220 para evitar que las hebras elásticas 120, 124, 128, 132 rotas retrocedan a su o sus respectivos carretes 118, 122, 126, 130 de suministro. Además, debido a que el rodillo 264 gira en virtud de estar en contacto con el yunque 220, las hebras elásticas 120, 124, 128, 132 rotas quedan atrapadas en la interfaz del rodillo 264 y el yunque 220 y son devueltas automáticamente a la interfaz entre el bocina 208 y el yunque 220. Como tal, el dispositivo 260 de pinzamiento sirve como un dispositivo de auto-enroscado para hebras elásticas 120, 124, 128, 132 rotas.
En particular, el aparato 200 puede tener cualquier cantidad adecuada de módulos 202 de yunque y/o de módulos 204 de bocina que cooperan entre sí para facilitar que el aparato 200 funcione como se describe en la presente memoria. Por ejemplo, como se ilustra en la realización de la figura 7, el aparato 200 puede configurarse con un tambor 274 de yunque en el que se colocan un par de yunques 220 de manera que el tambor 274 tenga un par de caras anulares 226 predefinidas que están separadas la una de la otra. De esta manera, la bocina 208 de un módulo 204 de bocina separado está dedicada a cada una de dichas caras 226 de yunque, facilitando así una operación de unión en regiones confinadas de telas no tejidas más grandes en las que solamente se desea una elasticidad parcial (por ejemplo, segmentos de estas telas no tejidas más grandes en las que no se desea elasticidad, pueden moverse a lo largo de las regiones 277 sin contacto del tambor 274 para evitar la interacción con la (s) bocina (s) 208 asociada (s)).
Para facilitar la minimización de la aparición de hebras elásticas 120, 124, 128, 132 que se cortan entre la bocina 208 y el yunque 220 durante una operación de unión, es deseable mantener eficazmente las hebras elásticas 120, 124, 128, 132 en su lugar dentro de las muescas de la cara 226 del yunque mientras se unen las telas no tejidas 112, 116 entre la bocina 208 y el yunque 220. Al menos los siguientes parámetros operativos contribuyen a minimizar la aparición de hebras elásticas 120, 124, 128, 132 que se cortan durante una operación de unión: (A) la fuente de energía específica (por ejemplo, la amplitud de vibración de la bocina 208 y su presión cuando entra en contacto con el yunque 220); (B) el director de energía (por ejemplo, la geometría de la cara 226 del yunque); y (C) el sistema de material (por ejemplo, el decitex y la tensión de las hebras elásticas 120, 124, 128, 132 y el peso base de las telas no tejidas 112, 116).
Con respecto a uno de tales parámetros (es decir, la geometría de la cara 226 del yunque), la figura 8 es una ilustración plana de una realización de la cara 226 del yunque del aparato 200. En la realización ilustrada, la cara 226 del yunque tiene una eje circunferencial 276 y una dimensión 278 de la anchura orientada perpendicular al eje 276. El contorno de la cara 226 del yunque es irregular (es decir, no continuo) a lo largo del eje 276, en el sentido de que la cara 226 del yunque define una pluralidad de crestas 280 espaciadas circunferencialmente. Por ejemplo, en algunas realizaciones, cada par adyacente de crestas 280 puede tener un espaciado (o paso) medido a lo largo del eje 276 de entre aproximadamente 2,54 mm (0,10 pulgadas) y aproximadamente 2,54 cm (1,00 pulgadas) (por ejemplo, entre aproximadamente 5,08 mm (0,20 pulgadas) y aproximadamente 1,27 cm (0,50 pulgadas)). Aunque todos los pares adyacentes de crestas 280 en la cara 226 del yunque están sustancialmente separados por igual entre sí en la realización ilustrada, se contempla que la separación entre pares adyacentes de crestas 280 puede variar a lo largo del eje 276 en otras realizaciones.
En la realización ilustrada, cada cresta 280 se extiende sustancialmente de forma lineal a través del eje circunferencial 276 para abarcar sustancialmente toda la dimensión 278 de la anchura de la cara 226 del yunque. Cada cresta 280 tiene un eje 282 de extensión orientado oblicuamente al eje circunferencial 276. Como se ilustra en la figura 9, cada cresta 280 incluye una pluralidad de mesetas 284 espaciadas a lo largo de su eje 282 de extensión de tal manera que cada par de mesetas 284 adyacentes está separado (o flanqueado) por una muesca 286. Mientras que las mesetas 284 y las muescas 286 se ilustran solamente en algunas de las crestas 280 en la figura 8, se entiende que todas las crestas 280 de la cara 226 del yunque tienen igualmente un conjunto de mesetas 284 y muescas 286 a lo largo de sus respectivos ejes 282 de extensión. En particular, las adyacentes de las mesetas 284 de cada cresta 280 tienen una forma tal que la muesca 286 correspondiente definida entre las mismas está orientada sustancialmente paralela al eje circunferencial 276 (es decir, las crestas 280 y las muescas 286 tienen cada una una dimensión longitudinal 298 que está orientada sustancialmente paralela al eje circunferencial 276 en la realización ilustrada).
En algunas realizaciones, la cara 226 del yunque puede configurarse para una operación continua de unión por atrapamiento. Más específicamente, en tales realizaciones, cada una de las crestas 280 tiene al menos una muesca 286 que está alineada en la dimensión 278 de la anchura con una muesca 286 correspondiente de cada una de las otras crestas 280, y las mesetas 284 que flanquean cada muesca 286 alineada están espaciadas para crear uniones adyacentes a lo ancho en las telas no tejidas 112, 116 que estén lo suficientemente juntas en la dimensión 278 de la anchura para mantener permanentemente la hebra elástica 120, 124, 128, 132 asociada en tensión entre las mismas. Como resultado, después de que se completa la operación de unión y las telas no tejidas 112, 116 se retiran del sistema 100, se permite posteriormente que al menos una de las hebras elásticas 120, 124, 128, 132 se contraiga entre filas de uniones circunferencialmente adyacentes, pero no entre las uniones adyacentes a lo ancho a través de las cuales se extienden las hebras elásticas 120, 124, 128, 132. Por lo tanto, se dice que la operación de unión por atrapamiento es continua en el sentido de que al menos una de las hebras elásticas 120, 124, 128, 132 se mantiene permanentemente en tensión entre cada par de uniones adyacentes a lo ancho a través de las cuales se extiende.
En una realización de una configuración de atrapamiento continuo de la cara 226 del yunque, las mesetas 284 y las muescas 286 de cada cresta 280 tienen tamaños (y, por lo tanto, espaciamientos) entre sí que son sustancialmente los mismos que los de todas las demás crestas 280 en la cara 226 del yunque. Las muescas 286 tienen generalmente forma de U o generalmente forma de V, de modo que las paredes laterales de las mesetas 284 que flanquean cada muesca 286 pueden, cuando se ven desde un perfil en sección transversal de la muesca 286 como se muestra en la Figura 9, formar un ángulo de cuña entre las mismas de entre aproximadamente 1° y aproximadamente 140° (por ejemplo, entre aproximadamente 60° y aproximadamente 100°). También se contemplan muescas 286 de otras formas. Por ejemplo, en algunas realizaciones, las paredes laterales pueden formar un ángulo de aproximadamente 0° (es decir, las paredes laterales pueden ser aproximadamente paralelas entre sí).
En una realización particular, si las hebras elásticas 120, 124, 128, 132 tienen un decitex de entre aproximadamente 300 y aproximadamente 1.240, y si las telas no tejidas 112, 116 tienen un gramaje (g/m2) de entre aproximadamente 8 y 30, las mesetas 284 pueden tener longitudes en sus picos de entre aproximadamente 254 gm (0,010 pulgadas) y aproximadamente 6,35 mm (0,25 pulgadas) (por ejemplo, entre aproximadamente 762 gm (0,030 pulgadas) y aproximadamente 1,524 mm (0,060 pulgadas)), y anchos en sus picos de entre aproximadamente 203,2 gm (0,008 pulgadas) y aproximadamente 1,27 mm (0,050 pulgadas) (por ejemplo, entre aproximadamente 254 gm (0,010 pulgadas) y aproximadamente 762 gm (0,030 pulgadas)). Además, en ese ejemplo, las muescas 286 pueden tener: profundidades medidas desde los picos de sus zonas flanqueadoras 284 de entre aproximadamente 50,8 gm (0,002 pulgadas) y aproximadamente 1,016 mm (0,040 pulgadas) (por ejemplo, entre aproximadamente 101,6 gm (0,004 pulgadas) y aproximadamente 508 gm (0,02 pulgadas)); anchos medidos en los picos de sus zonas laterales 284 de entre aproximadamente 152,4 gm (0,006 pulgadas) y aproximadamente 406,4 gm (0,016 pulgadas) (por ejemplo, entre aproximadamente 203,2 gm (0,008 pulgadas) y aproximadamente 381 gm (0,015 pulgadas)); y anchos medidos en sus bases de entre aproximadamente 50,8 gm (0,002 pulgadas) y aproximadamente 508 gm (0,02 pulgadas) (por ejemplo, entre aproximadamente 101,6 gm (0,004 pulgadas) y aproximadamente 381 gm (0,015 pulgadas)).
Al dotar a las mesetas 284 y a las muescas 286 de las dimensiones del ejemplo anterior, la cara 226 del yunque facilita el agarre mejorado de las hebras elásticas 120, 124, 128, 132 en las muescas 286 y, por lo tanto, facilita la prevención de que las hebras elásticas 120, 124, 128, 132 de se salgan de las muescas 286, reduciendo la aparición de hebras elásticas 120, 124, 128, 132 cortadas. También se contemplan otros tamaños adecuados para las mesetas 284 y las muescas 286 sin apartarse del alcance de esta invención.
En otras realizaciones, la cara 226 del yunque puede configurarse para una operación de unión por atrapamiento intermitente, de modo que las mesetas 284 que flanquean al menos una de las muescas 286 estén espaciadas para crear uniones adyacentes a lo ancho en las telas no tejidas 112, 116 que no están lo suficientemente juntas en la dimensión 278 de la anchura para mantener permanentemente la hebra elástica 120, 124, 128, 132 asociada en tensión entre las mismas. Como resultado, después de que se completa la operación de unión y las telas no tejidas 112, 116 se retiran del sistema 100, se permite que la hebra elástica 120, 124, 128, 132 correspondiente se contraiga entre las uniones adyacentes a lo ancho a través de las cuales se extiende de modo tal que su tensión entre las uniones adyacentes a lo ancho se alivie sustancialmente. Por tanto, se dice que la operación de unión por atrapamiento es intermitente en el sentido de que al menos una de las hebras elásticas 120, 124, 128, 132 no se mantiene permanentemente en tensión entre todos los pares de uniones adyacentes a lo ancho a través de los cuales se extiende.
En una realización de una configuración de atrapamiento intermitente de la cara 226 del yunque, la cara 226 del yunque puede estar provista de una pluralidad de regiones circunferenciales 288 distintas de manera que una dimensión de una muesca 286 (y, por lo tanto, las mesetas 284 que la flanquean) en una cresta 280 en al menos una región circunferencial 288 sea diferente de una dimensión de una muesca 286 alineada a lo ancho (y, por lo tanto, de las mesetas 284 que la flanquean) en una cresta 280 en al menos otra región circunferencial 288.
Por ejemplo, cada cresta 280 de una pluralidad de primeras regiones circunferenciales 290, 296 puede tener al menos una muesca 286 que tiene un tamaño diferente en comparación con al menos una muesca 286 que está alineada a lo ancho con ella en las crestas 280 de una pluralidad de segundas regiones circunferenciales 292, 294 espaciadas entre las primeras regiones circunferenciales 290, 296. En este ejemplo, dentro de las primeras regiones circunferenciales 290, 296, las muescas 286 se pueden dimensionar con anchos mayores (como en la figura 9) de modo que las hebras elásticas 120, 124, 128, 132 no quedan atrapadas más tarde a través de (es decir, más tarde se les permita deslizarse entre) las uniones adyacentes a lo ancho creadas en las mesetas 284 adyacentes a lo ancho en las crestas 280 en estas primeras regiones circunferenciales 290, 296. Considerando que, dentro de las segundas regiones circunferenciales 292, 294, las muescas 286 se pueden dimensionar con anchos más pequeños (como en la figura 10) de modo que las hebras elásticas 120, 124, 128, 132 más tarde queden atrapadas (es decir, no se permita que más tarde se deslicen entre) las uniones adyacentes a lo ancho creadas en las mesetas 284 adyacentes a lo ancho en las crestas 280 en las segundas regiones circunferenciales 292, 294.
Más específicamente, en este ejemplo, al menos una cresta 280 en cada segunda región circunferencial 292, 294 puede tener sus muescas 286 dimensionadas de la manera establecida anteriormente para el ejemplo de atrapamiento continuo, mientras que al menos una cresta 280 en cada primera región circunferencial 290 , 296 puede tener sus muescas 286 dimensionadas con un ancho (medido en los picos de sus superficies 284 flanqueadoras) de entre aproximadamente 0,010 pulgadas y aproximadamente 0,25 pulgadas (por ejemplo, entre aproximadamente 0,030 pulgadas y aproximadamente 0,060 pulgadas en algunas realizaciones; o aproximadamente 0,035 pulgadas en una realización particular). Así, se facilita el deslizamiento adecuado de las hebras elásticas 120, 124, 128, 132 a través de al menos una cresta 280 en cada primera región circunferencial 290, 296, especialmente cuando las hebras elásticas 120, 124, 128, 132 tienen un decitex de entre aproximadamente 300 y aproximadamente 1.240, y cuando las telas no tejidas 112, 116 tienen un gramaje (g/m2) de entre aproximadamente 8 y 30.
Tanto en una configuración de atrapamiento continuo como en una configuración de atrapamiento intermitente, la cara 226 del yunque puede tener una pluralidad de segmentos 281 a lo ancho distintos, en donde cada segmento 281 a lo ancho tiene mesetas 284 y/o muescas 286 de tamaños comparativamente diferentes. Por ejemplo, en una realización particular ilustrada por la figura 11, la cara 226 del yunque puede tener un primer segmento 283 a lo ancho con mesetas 284 que definen muescas 286 de un primer ancho para adaptarse a las hebras elásticas 120, 124, 128, 132 de un primer decitex, y un segundo segmento 285 a lo ancho con mesetas 284 que definen muescas 286 de una segunda anchura que es menor que la primera anchura para adaptarse a las hebras elásticas 120, 124, 128, 132 de un segundo decitex que es menor que el primer decitex. Por tanto, cada segmento 281 a lo ancho, sin importar si está configurado para atrapamiento continuo o intermitente, puede dimensionarse para acomodar hebras elásticas 120, 124, 128, 132 de diferentes tamaños.
En otras realizaciones más, la cara 226 del yunque puede tener crestas 280 que se extienden de forma no lineal a través del eje 276 circunferencial. Por ejemplo, en una realización particular ilustrada por las figuras 12 a 14, la cara 226 del yunque puede definir una pluralidad de crestas 280 cada una con un eje curvilíneo (por ejemplo, un eje 287 sustancialmente arqueado). En particular, estas realizaciones con crestas 280 no lineales pueden tener las mismas dimensiones para las mesetas 284 y las muescas 286 que para las crestas 280 que se extienden sustancialmente linealmente expuestas anteriormente, incluyendo las mismas variaciones dimensionales entre las regiones circunferenciales 288, 281 y a lo ancho como se expone anteriormente con respecto a las crestas 280 que se extienden sustancialmente de forma lineal.
La figura 15 ilustra un material elástico no tejido 300 fabricado usando el sistema 100. En la realización ilustrada, se realizó un proceso de unión por atrapamiento intermitente en las telas no tejidas 112, 116 (con hebras elásticas 120, 124 intercaladas entre ellas) usando una de las realizaciones del aparato 200 expuesto anteriormente. La realización del yunque 220 utilizada para fabricar el material 300 tiene una cara 226 de yunque con muescas 286 que varían en tamaño a través de las regiones circunferenciales 288 como se expone en algunas de las realizaciones anteriores. De esta manera, con las telas no tejidas 112, 116 y las hebras elásticas 120, 124 mantenidas en tensión a través del aparato 200, la cara 216 de la bocina y la cara 226 del yunque crearon uniones 302 en ubicaciones correspondientes a las mesetas 284 de la cara 226 del yunque.
Una vez que las telas no tejidas 112, 116 unidas (y las hebras elásticas 120, 124 intercaladas entre ellas) se retiraron posteriormente del sistema 100, la tensión en las hebras elásticas 120, 124 se alivió parcialmente de modo que se permitió que los segmentos de cada hebra elástica 120, 124 se contrajeran para crear el material 300. Más específicamente, un primer segmento 304 de cada hebra elástica 120, 124 quedó atrapado entre filas adyacentes de uniones 302 que correspondían a las crestas 280 que definían muescas 286 de anchos menores. Mientras que se permitió que un segundo segmento 306 de cada hebra elástica 120, 124 se deslizara a lo ancho de las uniones adyacentes 302 en filas que correspondían a las crestas 280 que definían muescas 286 de mayor anchura. De esta manera, se hizo que las telas no tejidas 112, 116 se juntaran en áreas 308 del material 300 que tienen uniones 302 adyacentes a lo ancho de un espaciado más estrecho (pero no en áreas 310 que tienen uniones 302 adyacentes a lo ancho de un espaciado mayor) para proporcionar efectivamente el material 300 con una propiedad elástica. Notablemente, si se hubiera utilizado una operación de atrapamiento continuo en lugar de una operación de atrapamiento intermitente, el material 300 no tendría segundos segmentos 306 que pudieran deslizarse, sino que solamente tendría primeros segmentos 304 de manera que las telas no tejidas 112, 116 se juntarían a lo largo de todo el material 300.
Las figuras 16 a 24 son ilustraciones planas de partes de caras anulares 226 de realizaciones de yunques 220 para su uso en los aparatos 200 mostrados en las figuras 2 a 7. Las caras 226 de yunque mostradas en las figuras 16 a 24 incluyen crestas 280 dispuestas en patrones que permiten que el yunque 220 y la bocina 208 proporcionen un contacto en funcionamiento continuo durante el funcionamiento del aparato 200. Como se usa en la presente memoria, el término "contacto en funcionamiento continuo" significa que la cara anular 226 del yunque 220 está configurada para recibir fuerzas de la bocina 208 de forma sustancialmente continua durante el funcionamiento del aparato 200. En las formas de realización de ejemplo, el contacto en funcionamiento continuo permite que el yunque 220 y el bocina 208 experimenten fuerzas sustancialmente uniformes durante todo el funcionamiento. Por tanto, se reduce la energía necesaria para hacer funcionar el aparato 200. Además, el desgaste de la bocina 208 y el yunque 220 se reduce en comparación con los sistemas conocidos. Además, se pueden reducir la vibración y/o el ruido asociados con el funcionamiento del aparato 200.
Las realizaciones de las caras anulares 226 pueden permitir un mayor espaciado entre los puntos de unión en el material elástico no tejido y permitir un movimiento más independiente de las hebras elásticas individuales 120, 124, 128, 132 con respecto a la tela no tejida elástica. Por consiguiente, las hebras elásticas 120, 124, 128, 132 pueden tener características elásticas aumentadas y funcionar de forma similar a una hebra elástica suelta. Por ejemplo, las caras anulares 226 pueden permitir que los puntos de unión estén separados por una distancia de hasta aproximadamente 150 mm o en un intervalo de aproximadamente 100 mm a aproximadamente 150 mm. En realizaciones alternativas, las hebras elásticas 120, 124, 128, 132 pueden tener cualquier punto de sujeción que permita que las hebras elásticas funcionen como se describe en la presente memoria. En algunas realizaciones, se pueden usar puntos de unión entre los puntos de sujeción para guiar las hebras elásticas 120, 124, 128, 132 sin sujetar las hebras. Además, los puntos de unión se pueden usar para proporcionar un contacto en funcionamiento continuo.
La figura 16 es una ilustración plana de una realización de la cara 226 del yunque que incluye las crestas 280 y los espacios 279. En la realización ilustrada, cada cresta 280 se extiende sustancialmente de forma lineal a través del eje circunferencial 276 y se extiende por una parte de la dimensión 278 de la anchura de la cara 226 del yunque. Además, las crestas 280 son discontinuas de modo que los espacios 279 se definen entre las crestas adyacentes 280. Los espacios 279 se extienden sustancialmente de forma lineal a través del eje circunferencial 276 entre las crestas adyacentes 280 y abarcan una parte de la dimensión 278 de la anchura de la cara 226 del yunque. Por consiguiente, los espacios 279 reducen la cantidad de área superficial de la cara 226 del yunque que recibe fuerzas de la bocina 208 (mostrado en las figuras 2 a 7). Como resultado, durante el funcionamiento del aparato 200, se reduce la fuerza requerida para formar uniones en la tela no tejida. Además, las hebras elásticas 120, 124, 128, 132 (mostradas en la figura 1) pueden moverse de forma más independiente entre sí que si las hebras estuvieran sujetas uniformemente en la dimensión 278 de la anchura.
Cada cresta 280 tiene un eje 282 de extensión orientado oblicuamente al eje circunferencial 276. Además, las crestas 280 están colocadas de manera que cada cresta 280 se superpone a las crestas adyacentes 280 a lo largo del eje circunferencial 276. Por consiguiente, las crestas 280 están configuradas para proporcionar un contacto en funcionamiento continuo entre la bocina 208 (mostrada en las figuras 2 a 7) y el yunque 220 (mostrado en las figuras 2 a 7) durante el funcionamiento del aparato 200 (mostrado en las figuras 2 a 7). Además, los ejes 282 de extensión oblicuos permiten un mayor espaciado entre las crestas 280. Además, la parte del yunque 220 que recibe fuerzas de la bocina 208 puede reducirse porque las crestas 280 proporcionan un contacto en funcionamiento continuo sin requerir puntos de contacto adicionales.
Además, en la realización ilustrada, las crestas 280 están alineadas y un patrón alterno de crestas 280 y espacios 279 se extiende a lo largo de cada eje 282 de extensión. En realizaciones alternativas, las crestas 280 están dispuestas en cualquier patrón que permita que la cara 226 del yunque funcione como se describe en la presente memoria. Por ejemplo, en algunas realizaciones, al menos algunas crestas adyacentes 280 pueden colocarse en ángulos entre sí.
En algunas realizaciones, cada cresta 280 puede extenderse a lo largo del respectivo eje 282 de extensión una distancia en un intervalo de aproximadamente 1,5 mm a aproximadamente 10 mm. Los espacios 279 pueden extenderse a lo largo del respectivo eje 282 de extensión una distancia en el intervalo de aproximadamente 0,5 mm a aproximadamente 20 mm. En realizaciones alternativas, las crestas 280 y los espacios 279 pueden extenderse a cualquier distancia que permita que la cara 226 del yunque funcione como se describe en la presente memoria.
La figura 17 es una ilustración plana de otra realización de la cara 226 del yunque del aparato 200 (mostrado en las figuras 1 a 7). La cara 226 del yunque incluye unas primeras crestas 311 en una primera región 312 y unas segundas crestas 313 en una segunda región 314. En la primera región 312, cada cresta 311 se extiende a lo largo de un eje 316 de extensión. Cada eje 316 de extensión está orientado oblicuamente al eje circunferencial 276 de manera que el eje de extensión y el eje circunferencial 276 definen un ángulo 318. En la segunda región 314, cada cresta 313 se extiende a lo largo de un eje 320 de extensión. Cada eje 320 de extensión está orientado oblicuamente al eje circunferencial 276 de manera que el eje circunferencial 276 y el eje de extensión definen un ángulo 322. Los ejes 320 de extensión están orientados oblicuamente a los ejes 316 de extensión. Además, las crestas 311 en la primera región 312 están desplazadas de las crestas 313 en la segunda región 314. Como resultado, el espaciado entre las crestas 311,313 pueden aumentarse y las crestas 311,313 pueden configurarse para un contacto en funcionamiento continuo.
La figura 18 es una ilustración plana de otra realización más de la cara 226 del yunque del aparato 200 (mostrado en las figuras 1 a 7). La cara 226 del yunque incluye primeras crestas 311 y segundas crestas 313. En la realización ilustrada, cada primera cresta 311 tiene un eje 316 de extensión orientado oblicuamente al eje circunferencial 276 y a la dimensión 278 de la anchura. Además, cada primera cresta 311 está separada de las primeras crestas adyacentes en la dimensión 278 de la anchura y a lo largo del eje circunferencial 276. Cada segunda cresta 313 tiene un eje 320 de extensión orientado oblicuamente al eje circunferencial 276 y a la dimensión 278 de la anchura. Además, cada segunda cresta 313 está separada de las segundas crestas adyacentes en la dimensión 278 de la anchura y a lo largo del eje circunferencial 276. Además, los primeros ejes 316 de extensión están orientados oblicuamente a los segundos ejes 320 de extensión. En realizaciones alternativas, la cara 226 del yunque puede incluir cualquier cresta 311, 313 que permita que la cara de yunque funcione como se describe en la presente memoria.
Las primeras crestas 311 y las segundas crestas 313 están entremezcladas a lo largo de la cara 226 del yunque. Por ejemplo, las segundas crestas 313 se extienden a través de los espacios 279 definidos entre las primeras crestas 311. Además, las primeras crestas 311 se extienden a través de los espacios 279 definidos entre las segundas crestas 313. Por consiguiente, cada primera cresta 311 se superpone a las segundas crestas 313 adyacentes a lo largo del eje circunferencial 276 y de la dimensión 278 de la anchura. Cada segunda cresta 313 se superpone a las primeras crestas 311 adyacentes a lo largo del eje circunferencial 276 y de la dimensión 278 de la anchura.
Las crestas 311,313 definen un patrón en la cara 226 del yunque. En algunas realizaciones, el patrón de los crestas 311,313 está configurado para proporcionar las características deseadas del material elástico no tejido. Por ejemplo, el patrón de crestas 311, 313 superpuestas puede configurarse para proporcionar un fruncido que tenga las características deseadas (tamaño, espaciado, tensión, etc.). Como resultado, el fruncido puede proporcionar (1) cualidades estéticas (por ejemplo, apariencia, suavidad) y/o (2) propiedades funcionales (por ejemplo, para una cinturilla, panel, dobladillos de perneras, etc.) en una o más zonas del material elástico no tejido. En realizaciones alternativas, las primeras crestas 311 y las segundas crestas 313 pueden colocarse en cualquier patrón que permita que la cara 226 del yunque funcione como se describe en la presente memoria.
Además, en algunas realizaciones, las primeras crestas 311 y/o las segundas crestas 313 pueden incluir al menos una forma de entre las siguientes formas: circular, poligonal, rectangular, sinusoidal y ovular. En realizaciones adicionales, las primeras crestas 311 y/o las segundas crestas 313 pueden configurarse para definir una imagen y/o un carácter alfanumérico en el material elástico no tejido. En tales realizaciones, algunas de las primeras crestas 311 y/o las segundas crestas 313 pueden tener una superficie sustancialmente continua para facilitar la formación de la apariencia deseada del material elástico no tejido.
La figura 19 es una ilustración plana de otra realización de la cara 226 del yunque del aparato 200 (mostrado en las figuras 1 a 7) que incluye crestas 280 dispuestas en patrones. Como se muestra en la figura 19, la cara 226 del yunque incluye una primera región 402, una segunda región 404 y una tercera región 406. En la primera región 402 y en la tercera región 406, las crestas 280 están dispuestas en un primer patrón en el que cada cresta 280 tiene un eje 282 de extensión orientado oblicuamente al eje circunferencial 276 y a la dimensión 278 de la anchura. En la segunda región 404, las crestas 280 están dispuestas en un segundo patrón en el que cada cresta 280 tiene un eje 316 de extensión, 320 orientado oblicuamente al eje circunferencial 276 y a la dimensión 278 de la anchura. Los ejes 316 de extensión están orientados oblicuamente al eje 320 de extensión. Además, en la segunda región 404, las crestas 280 definen espacios 279 entre las mismas y están entremezcladas de modo que las crestas adyacentes se superponen a lo largo del eje circunferencial 276 y en la dimensión de la anchura. Por consiguiente, el primer patrón y el segundo patrón aumentan la parte de la cara 226 del yunque que se utiliza durante el funcionamiento del aparato 200.
La figura 20 es una ilustración plana de otra realización de la cara 226 del yunque del aparato 200 (mostrado en las figuras 1 a 7) que incluye un patrón simétrico de crestas 280. La cara 226 del yunque incluye una primera región 410 que incluye crestas 280 y una segunda región 412 que incluye crestas 280. En la primera región 410, cada cresta 280 tiene un eje 282 de extensión orientado oblicuamente al eje circunferencial 276 y a la dimensión 278 de la anchura. En la segunda región 412, cada cresta 280 tiene un eje 282 de extensión orientado oblicuamente al eje circunferencial 276 y a la dimensión 278 de la anchura. Un eje de simetría 408 se extiende entre la primera región 410 y la segunda región 412. Las crestas 280 en la primera región 410 son simétricas a las crestas 280 en la segunda región 412 alrededor del eje de simetría 408. Además, la cara 226 del yunque incluye una pluralidad de ejes de simetría 408 de manera que las crestas 280 forman un patrón simétrico repetido. En la realización ilustrada, cada eje de simetría 408 es oblicuo al eje circunferencial 276. En realizaciones alternativas, la cara 226 del yunque puede tener cualquier eje de simetría 408 que permita que la cara de yunque funcione como se describe en la presente memoria.
La figura 21 es una ilustración plana de otra realización de la cara 226 del yunque que incluye las crestas 414, 416 que están orientadas en ángulos sustancialmente perpendiculares. La cara 226 del yunque incluye unas primeras crestas 414 y unas segundas crestas 416. Las primeras crestas 414 tienen ejes 413 de extensión orientados oblicuamente al eje circunferencial 276 y a la dimensión 278 de la anchura. Los segundos resaltes 416 tienen ejes 415 de extensión orientados oblicuamente al eje circunferencial 276 y a la dimensión 278 de la anchura. Los ejes 413 de extensión de las primeras crestas 414 son perpendiculares a los ejes de extensión 415 de las segundas crestas 416. Por consiguiente, las primeras crestas 414 y las segundas crestas 416 forman patrones que (1) proporcionan un contacto en funcionamiento continuo, (2) reducen el área de contacto de la bocina 208 y el yunque 220, y (3) distribuyen las cargas por todo el yunque 220.
La figura 22 es una ilustración plana de otra realización de la cara 226 del yunque del aparato 200 que incluye las primeras crestas 417 y las segundas crestas 418. Cada primera cresta 417 puede incluir una pluralidad de mesetas 419 y muescas 421. Cada segunda cresta 418 tiene una contorno sustancialmente continuo y proporciona un punto de unión en la tela no tejida. Las primeras crestas 417 y las segundas crestas 418 están entremezcladas en toda la cara 226 del yunque. Específicamente, cada primera cresta 417 se extiende entre las segundas crestas 418 adyacentes y cada segunda cresta 418 se extiende entre las primeras crestas 417 adyacentes. Las segundas crestas 418 permiten un mayor espaciado entre las primeras crestas 417 y proporcionan una mayor unión en el material elástico no tejido y/o en el contacto en funcionamiento continuo.
Las primeras crestas 417 y las segundas crestas 418 pueden tener cualquier forma adecuada. Por ejemplo, las primeras crestas 417 y/o las segundas crestas 418 pueden incluir líneas ortogonales, puntos, óvalos, polígonos, líneas poligonales, líneas sinusoidales, texto y/o cualquier otra forma adecuada. En la realización ilustrada, las primeras crestas 417 y las segundas crestas 418 son rectangulares.
Además, las primeras crestas 417 se extienden oblicuamente al eje circunferencial 276 y a la dimensión 278 de la anchura. Las segundas crestas 418 se extienden paralelas al eje circunferencial 276. Por consiguiente, las primeras crestas 417 son oblicuas a las segundas crestas 418. En realizaciones alternativas, las primeras crestas 417 y las segundas crestas 418 pueden extenderse en cualquier dirección que permita que el aparato 200 funcione como se describe en la presente memoria. Por ejemplo, en algunas realizaciones, al menos algunas de las segundas crestas 418 pueden extenderse de forma oblicua al eje circunferencial 276 y/o a la dimensión 278 de la anchura.
La figura 23 es una ilustración plana de otra realización de la cara 226 del yunque del aparato 200. Una hebra elástica 420 se extiende a lo largo de la dimensión 278 de la cara 226 del yunque a lo largo de una curva 422 con respecto al eje circunferencial 276. La hebra elástica 420 puede ser guiada a lo largo de la curva 422 por la estación 102 de suministro (mostrada en la figura 1). Por ejemplo, con referencia a las figuras 1,2 y 23, la estación 102 de suministro puede estar configurada para alternar y dispensar la hebra elástica 420 cuando el yunque 220 gira de modo que la hebra elástica 420 sea recibida por las crestas 280 en la cara del yunque. Debido al movimiento alternativo, la hebra elástica 420 puede ser recibida por partes variables de las crestas 280 de modo que la hebra elástica 420 sea guiada a lo largo de la curva 422. En realizaciones alternativas, la hebra elástica 420 puede guiarse de cualquier manera que permita que el material elástico no tejido funcione como se describe en la presente memoria.
La figura 24 es una ilustración plana de otra realización de la cara 226 del yunque del aparato 200. La cara 226 del yunque incluye unas crestas 280 que se extienden a través de una parte de la dimensión 278 de la anchura de la cara 226 del yunque. La posición de las crestas 280 corresponde a una curva 424 con respecto al eje circunferencial 276. Las crestas 280 están configuradas para guiar una hebra elástica 420 a lo largo de la curva 424 a lo ancho de la cara 226 del yunque a medida que el yunque 220 (mostrado en la figura 2) gira. En realizaciones alternativas, la hebra elástica 420 puede ser guiada de cualquier manera que permita que el material elástico no tejido funcione como se describe en la presente memoria.
En algunas realizaciones, la hebra elástica 420 puede ser guiada al menos parcialmente por la estación 102 de suministro (mostrada en la figura 1). Por ejemplo, las crestas 280 pueden configurarse para recibir la hebra elástica 420 y guiar la hebra elástica a lo largo de una curva 424 correspondiente al movimiento alternativo. En otras realizaciones, la estación 102 de suministro puede dispensar la hebra elástica 420 desde una posición estacionaria y la hebra elástica puede ser guiada a lo largo de la curva 424 por cualquier medio adecuado.
La hebra elástica 420 puede ser guiada a lo largo de la curva 424 durante un proceso de atrapamiento continuo y/o un proceso de atrapamiento intermitente. Además, la hebra elástica 420 puede ser guiada a lo largo de la curva 424 en una parte del material elástico no tejido y no necesariamente en la totalidad del material.
La figura 25 es una ilustración esquemática de un material 500 elástico no tejido fabricado usando el sistema 100 y un proceso de atrapamiento elástico intermitente. El material elástico no tejido 500 incluye al menos una hebra elástica 504 y una tela no tejida 506. El material 500 elástico no tejido incluye además una primera región 508, una segunda región 510 y una tercera región 512. La hebra elástica 504 está retenida sobre la tela no tejida tela 506 al menos en la primera región 508 y en la tercera región 512. Por ejemplo, la hebra elástica 504 puede quedar atrapada dentro de la tela no tejida 506 usando los sistemas y métodos descritos en la presente memoria.
En la realización ilustrada, las hebras elásticas 504 pueden ser cercenadas o cortadas por un aparato de corte 514 entre la primera región 508 y la segunda región 510 y entre la segunda región 510 y la tercera región 512. Como resultado, las hebras elásticas 504 están al menos parcialmente libres en la segunda región 510. En algunas realizaciones, las hebras elásticas 504 pueden cortarse a lo largo de una línea sustancialmente perpendicular a una dirección longitudinal del material 500 elástico no tejido. En otras realizaciones, las hebras elásticas 504 pueden cortarse a lo largo de una línea que se extiende al menos parcialmente en un ángulo oblicuo y/o paralela a la dirección longitudinal. En realizaciones adicionales, las hebras elásticas 504 pueden cortarse a lo largo de una curva. En realizaciones alternativas, las hebras elásticas 504 pueden cortarse de cualquier manera que permita que el material elástico no tejido 500 funcione como se describe en la presente memoria.
El material 500 elástico no tejido puede tener diferentes propiedades y apariencias elásticas en las regiones 508, 510, 512. Por ejemplo, en la primera región 508 y en la tercera región 512, las hebras elásticas 504 están bajo tensión y pueden hacer que la tela 506 no tejida se frunza. En la segunda región 510, las hebras elásticas 504 están relajadas y no se hace que la tela no tejida 506 se frunza a causa de las hebras elásticas.
La tela 506 no tejida incluye al menos una unión 516 en la segunda región 510 que está configurada para retener las hebras elásticas 504 en la tela no tejida cuando las hebras elásticas son cortadas por el aparato de corte 514. Específicamente, la tela no tejida 506 se une entre un primer corte 518 y un segundo corte 520 de modo que los extremos libres 522 de las hebras elásticas 504 se extiendan a cada lado de la unión 516. Además, la unión 516 evita que las hebras elásticas 504 libres sean descartadas como desecho y causen daños o atasquen el material 500 elástico no tejido y el aparato 200 (mostrado en la figura 1). Como resultado, la unión 516 reduce el costo de formar el material elástico no tejido 500.
Los sistemas y métodos de unión por ultrasonidos rotativos expuestos en la presente memoria se utilizan para atrapar directamente el elástico tensado dentro de una tela no tejida sin el uso de adhesivos, proporcionando así diversas ventajas funcionales y comerciales. Los sistemas y métodos eliminan los complejos sistemas de suministro de adhesivo y los costosos materiales adhesivos asociados con los procesos de unión adhesiva, y los sistemas y métodos proporcionan un entorno de producción más simple, más limpio y más seguro (por ejemplo, con una temperatura más fría), con un menor consumo de energía y menores costes de material. Además, se eliminan varias deficiencias funcionales de los materiales adheridos, que incluyen el traspaso, el exceso de aplicación, el endurecimiento y la deformación del adhesivo que son comunes en los materiales adheridos convencionales. Por lo tanto, se pueden utilizar sustratos de película/no tejidos y materiales elásticos de menor costo.
Además, los sistemas y métodos expuestos en la presente memoria facilitan una secuencia de producción más continua (es decir, mayor tiempo de actividad del proceso) debido, al menos en parte, a la falta de: operaciones de limpieza relacionadas con el adhesivo; problemas de entrega/fiabilidad del sistema adhesivo; períodos de enfriamiento del equipo calentado antes de las ocasiones de mantenimiento; períodos de inicio en frío; y ocasiones de recalentamiento o purga y calibración. Además, una secuencia de producción más continua se ve facilitada por el enhebrado automático (o auto-enhebrado) de las hebras elásticas cortadas cuando el sistema está conectado, así como por el uso de carretes elásticos de funcionamiento continuo en el extremo.
Además, los sistemas y métodos establecidos en la presente memoria se pueden utilizar para unir (por ejemplo, atrapamiento) de las hebras elásticas a la vez que se realizan otros pasos de procesamiento elástico tales como procesos de corte/troceado, procesos de costura, procesos de recorte de bordes, etc. Los sistemas y métodos son más adaptables a las bases de activos de capital existentes para proporcionar una capacidad de actualización (con configuraciones personalizables si se desea), así como una capacidad de cambio de calidad más rápido a medida que cambia la longitud de la zona de unión a través de una interfaz de software.
Los sistemas y métodos también facilitan maximizar el rendimiento elástico. Por ejemplo, los sistemas y métodos facilitan la reducción de la tensión en el alargamiento en comparación con otros métodos de fijación (por ejemplo, los sistemas y métodos pueden proporcionar una respuesta elástica casi pura para la tensión frente a la deformación cuando se utilizan al menos algunos sustratos). Los sistemas y métodos también facilitan minimizar la deformación (o pérdida de rendimiento) (por ejemplo, los sistemas y métodos producen materiales elásticos que son más robustos frente a la temperatura, el tiempo y los disolventes del usuario final (por ejemplo, emolientes)) debido, al menos en parte, al hecho de que las hebras elásticas pueden quedar atrapadas en un sustrato termoplástico, en contraposición a estar fijadas a un sustrato con un material aglutinante intermedio susceptible.
Los sistemas y métodos facilitan aún más la estética personalizada y los beneficios funcionales. Por ejemplo, los fruncidos se producen mediante un patrón de unión y/o un posicionamiento de la alimentación de la hebra de modo que se pueden seleccionar el tamaño, la forma y la frecuencia. Además, se habilita la tensión dividida por zonas, ya que la tensión puede ser controlada por un segmento elástico dependiendo de la configuración de la tela deseada (por ejemplo, dependiendo de la orientación transversal deseada dentro de la tela (entre carriles) y/o la orientación longitudinal dentro de la tela (dentro de los carriles). Si se desea, también se facilita la fijación curvada. Además, se facilita el deslizamiento/deformación controlado para un ajuste ajustable, pudiendo seleccionarse la fijación intermitente o continua del elástico al sustrato para permitir la colocación/zonificación de segmentos elásticos activos y no elásticos. Además, los sistemas y métodos permiten colocar hebras elásticas adyacentes con mayor precisión que los sistemas conocidos. Por ejemplo, los sistemas no incluyen dispensadores de adhesivo que puedan limitar la colocación de hebras elásticas entre sí y, como resultado, los sistemas y métodos descritos proporcionan una mayor variedad de posiciones para las hebras elásticas que los sistemas conocidos.
Además, los sistemas y métodos permiten que los puntos de unión y los puntos de fijación de la tela no tejida se coloquen en una variedad de ubicaciones en las direcciones de la máquina y transversal a la máquina. Como resultado, los sistemas y métodos proporcionan la capacidad de controlar el colapso de la tela no tejida en ambas direcciones debido a la fuerza de la hebra elástica. Además, los sistemas y métodos aumentan el control sobre las propiedades funcionales y estéticas del material elástico no tejido. Además, las realizaciones proporcionan la capacidad de producir características geométricas y/o de texto funcionales y estéticas en el material elástico no tejido. Además, los sistemas y métodos descritos pueden proporcionar la capacidad de controlar las características de desgaste de los módulos de unión mediante la reducción de las zonas de acoplamiento desigual.
Además de las realizaciones de los sistemas y métodos expuestos anteriormente, también se contemplan otras realizaciones. Por ejemplo, se contemplan sistemas de fijación no giratorios (por ejemplo, bocinas ultrasónicas estacionarias (o de lámina), calor, presión, etc.). Además, en combinación con las realizaciones rotativas expuestas anteriormente, los sistemas adhesivos se pueden utilizar en realizaciones alternativas. Además, se pueden utilizar elásticos latentes en lugar de elásticos tensados en algunas realizaciones. Además, los sistemas y métodos facilitan curvar (o desplazar) las hebras elásticas con menos incidencias de roturas, y los sistemas y métodos facilitan aún más la generación de una matriz de tensiones (por ejemplo, un efecto de tablero de ajedrez), fruncidos diferenciales, zonas muertas y/o la incorporación simultánea de hebras elásticas de diferente decitex.
En particular, los sistemas y métodos descritos en la presente memoria facilitan la fabricación de una variedad de materiales elásticos no tejidos que se pueden utilizar en una variedad de artículos, tales como artículos de cuidado personal (por ejemplo, calzoncillos para adultos, pañales para bebés, pantalones tipo pijama para niños/adultos, productos de higiene ajustados al contorno, etc.) o prendas médicas (por ejemplo, mascarillas, gorros, batas, calzado, etc.). Además, los componentes individuales (por ejemplo, entelados/mallas, orejas de pañal, paneles discretos, etc.) de un artículo pueden fabricarse utilizando materiales elásticos no tejidos fabricados mediante los sistemas y métodos descritos anteriormente. Otros productos contemplados en los que se pueden utilizar los materiales no tejidos incluyen los aislamientos térmicos o filtros (por ejemplo, volantes o blusones asociados), así como bolsas de basura con cierre elástico, vendas no adhesivas, redecillas para el cabello, envolturas para el hogar, etc.
Cuando se introducen elementos de la presente invención o la (s) realización (es) preferida (s) de la misma, los artículos "un", "una", "el", “la” y "dicho/a" pretenden significar que hay uno o más de los elementos. Los términos "que comprende", "que incluye" y "que tiene" pretenden ser inclusivos y significan que puede haber elementos adicionales distintos de los elementos enumerados.
Como podrían realizarse varios cambios en las construcciones anteriores sin apartarse del alcance de la invención, se pretende que todo el material contenido en la descripción anterior o mostrado en los dibujos adjuntos se interprete como ilustrativo y no en un sentido limitativo.

Claims (12)

REIVINDICACIONES
1. Un aparato (200) para fabricar un material elástico no tejido (134, 300), comprendiendo dicho aparato:
un primer módulo de unión (204); y
un segundo módulo de unión (202) que se puede posicionar muy cerca del primer módulo de unión, en donde al menos uno de entre el primer módulo de unión y el segundo módulo de unión tiene una cara (226) con una dimensión de la anchura (278) y un eje circunferencial (276) y puede girar alrededor de un eje de rotación, teniendo la cara una pluralidad de crestas (280), en donde las crestas están colocadas de manera que al menos dos crestas adyacentes se superponen a lo largo del eje circunferencial, y en donde las crestas se extienden oblicuamente con respecto al eje circunferencial, teniendo al menos una de las crestas una pluralidad de mesetas (284) y muescas (286) espaciadas, en donde cada una de las mesetas y cada una de las muescas están orientadas paralelamente al eje circunferencial y oblicuamente con respecto a las crestas.
2. El aparato de la reivindicación 1, en donde las crestas están dispuestas en un patrón que es simétrico con respecto al eje circunferencial (276).
3. Aparato según la reivindicación 1, en donde las crestas (280) son discontinuas y definen al menos un espacio a lo largo de la cara (226) en la dimensión de la anchura (278).
4. El aparato de la reivindicación 1, en donde al menos una cresta (280) se extiende a lo largo de un primer eje oblicuo y al menos otra cresta (280) se extiende a lo largo de un segundo eje oblicuo.
5. El aparato de la reivindicación 1, en donde las crestas (280) están dispuestas para superponerse a lo largo del eje circunferencial (276) y en la dimensión de la anchura (278).
6. Aparato según la reivindicación 1, en donde cada cresta de la pluralidad de crestas (280) define una pluralidad de zonas (284) y muescas (286) entre espacios.
7. El aparato de la reivindicación 1, en donde al menos una cresta de la pluralidad de crestas (280) tiene un contorno que es sustancialmente continuo.
8. El aparato de la reivindicación 1 que comprende además al menos una cresta (280) que tiene al menos una forma de entre las siguientes formas: líneas ortogonales, puntos, óvalos, polígonos, líneas poligonales, líneas sinusoidales y texto.
9. El aparato de la reivindicación 1, en donde al menos una cresta (280) está configurada para definir al menos una imagen y un carácter alfanumérico en el material elástico no tejido (134, 300).
10. El aparato de la reivindicación 1, en donde el otro de entre el primer módulo de unión (204) y el segundo módulo de unión (202) tiene un contorno que es sustancialmente continuo.
11. El aparato de la reivindicación 1, en donde las crestas (280) se extienden sustancialmente de forma lineal a través del eje circunferencial (276).
12. El aparato de la reivindicación 1, en donde las crestas (280) se extienden de forma no lineal a través del eje circunferencial (276).
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