JP2006511415A - ウェブ材料の歪みを制御するためのシステム及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ウェブに印加される力を調節してウェブの歪みを制御するシステム及び方法を提供する。
【解決手段】 ウェブ材料に印加される張力を調節することにより、機械に供給されるウェブ材料の歪みを制御するためのシステム及び方法。オペレータは、入力装置（６１０）を通じて目標ウェブ歪みを定める。速度センサ（６１４）は、第１の位置及び第２の位置で機械に供給されるウェブ材料の速度を感知し、その差を表す速度信号を発生する。張力センサ（６２０、６２１）は、第１の位置の前及び第１の位置の後でウェブに印加される張力を感知し、その差を表す張力信号を発生する。制御システム（６３７）は、張力信号及び速度信号の関数としてウェブの歪みを計算し、計算された歪みを目標ウェブ歪みと比較し、その比較に応じて速度制御信号を発生する。給送装置（６３０）は、ウェブの速度差を調節するための速度制御信号に応答して、ウェブに印加される張力を調節する。

Description

本発明は、ウェブに印加される力を調節してウェブの歪みを制御するシステム及び方法に関する。特に、本発明は、吸収性衣類製造機械に供給されるウェブの歪みを維持するシステム及び方法に関する。

使い捨て吸収性衣類のような物品は、おむつ、トレーニングパンツ、女性用ケア製品、及び大人用失禁用製品を含む多くの用途を有する。典型的な使い捨て吸収性衣類は、液体透過性身体側ライナと液体不透過性外側カバーの間に配置された吸収性アセンブリを含む複合構造で形成される。これらの構成要素は、その意図する目的に特に適する製品を形成するために、弾性材料及び閉じ込め構造のような他の材料及び特徴と組み合わせることができる。
吸収性衣類は、材料の織ウェブ、又は材料の不織ウェブ、又はこれらの組合せから形成することができる。特に、不織ウェブは、交錯しているが編布又は織布のような規則的又は識別できる方法によらない個別の繊維又は糸の構造を有するウェブである。この用語はまた、個々のフィラメント及びストランド、織り糸、又は麻、並びに布のような特性を与えるようにフィブリル化され、穿孔され、又は他の方法で処理された発泡材及びフィルムを含む。不織布又はウェブは、例えば、メルトブロー工程、スパンボンド工程、及びボンデッド・カーデッド・ウェブ工程のような多くの工程から形成されている。

ウェブ材料からおむつ及び他の吸収性衣類を形成する際の欠陥を回避するために、製造工程中にウェブの歪みを制御することが重要である。一定スパン内のウェブ材料の速度の変化、及び／又はウェブ材料の物理的特性の変化は、一定張力で保たれるウェブ材料の伸長をもたらす可能性がある。このような伸長は、ウェブ上の製品構成要素の相対的配置に影響を与えるので、このような伸長から欠陥吸収性衣類がもたらされる可能性がある。ウェブの歪みを制御する１つの方法は、製造中のウェブの張力をモニタして制御する段階を伴うものである。しかし、この方法は、歪みの変動を制御するのに適さない結果をもたらす場合が多い。その結果、製造公差が広がる可能性がある。
過去の努力にも関わらず、製造工程中のウェブの歪み変動を制御する改善された方法及びシステムが必要である。製造中にウェブの歪みをモニタして制御することができるシステム及び方法も必要である。
以下で説明する本発明は、１つ又はそれ以上の上記及び他の欠点及び必要性に対処するものである。

米国特許第４，９６５，１２２号 米国特許第４，７７７，０７３号 米国特許出願第０９／４６０，４９０号 米国特許出願第０９／４５５，５１３号 米国特許第５，８５８，５１５号 米国特許第５，４８６，１６６号 米国特許第５，４９０，８４６号 米国特許第５，３６４，３８２号 米国特許第４，７０４，１１６号 米国特許第４，６６３，２２０号 米国特許第５，２２６，９９２号 欧州特許出願番号ＥＰ０２１７０３２ 米国特許第５，４９６，２９８号 米国特許第５，５４０，７９６号 米国特許第５，５９５，６１８号 米国特許第４，７９８，６０３号 米国特許第５，１７６，６６８号 米国特許第５，１７６，６７２号 米国特許第５，１９２，６０６号 米国特許第５，５０９，９１５号 米国特許第６，４７３，６６９号 連邦試験方法規格ＦＴＭＳ１９１方法５５１４、１９７８年

本発明の１つの態様により、経路に沿って移動するウェブ材料を制御するシステムが提供される。システムは、ウェブ材料に対する目標の歪み範囲を示すためのオペレータ情報に応答する入力装置を含む。負荷装置は、ウェブ材料に第１の張力を印加する。給送装置は、速度制御に応答してウェブ材料に第２の張力を印加する。給送装置は、この第２の張力を印加するために、経路に沿った第１の位置におけるウェブ材料の第１の速度を、経路に沿った第２の位置におけるウェブの第２の速度に対して調節する。第１の力センサは、ウェブ材料に印加された第１の張力を感知する。第２の力センサは、ウェブ材料に印加された第２の張力を感知する。第１の速度センサは、ウェブ材料の第１の速度を感知する。第２の速度センサは、ウェブ材料の第２の速度を感知する。入力装置、第１の力センサ、第２の力センサ、第１の速度センサ、及び第２の速度センサに応答する制御システムは、ウェブの歪みを入力装置で示された目標歪み範囲内に維持するために、速度制御信号を給送装置に提供する。

本発明の別の態様により、ウェブ材料の歪みを制御する方法が提供される。本方法は、最初に、ウェブ材料に対する目標歪み範囲を定める段階を含む。本方法は、更に、ウェブ材料の歪みを計算する段階を含む。本方法は、更に、計算された歪みに応じてウェブ材料に印加される張力を調節する段階を含む。調節段階は、ウェブ材料の計算された歪みが目標歪み範囲よりも小さい時に、ウェブ材料に印加される張力を増大する段階を含む。調節段階はまた、ウェブ材料の計算された歪みが目標歪み範囲よりも大きい時に、ウェブ材料に印加される張力を低減する段階を含む。
代替的に、本発明は、他の様々な方法及びシステムを含むことができる。他の目的及び利点は、添付図面と共に本明細書の詳細な説明を読むことにより当業者に明らかになるであろう。
対応する参照符号は、図面を通して対応する部分を示すものである。

ここで図１を参照すると、図３の線８−８に沿ったおむつ１０１の断面図が示されており、これは、一般的に、外側層１０２と内側層１０４を含む外側カバー１００を含むものである。外側カバー１００は、望ましくは延伸可能であり、いくらか弾性とすることができ、又は弾性でなくてもよい。本明細書で用いられる「延伸可能」という用語は、伸張可能及び／又は弾性とすることができる材料を意味する。すなわち、材料は、破損することなく伸張又は変形などを行うことができ、伸張力が除去されるとかなり収縮することができるか又は収縮しなくてもよい。本明細書で用いられる「弾性」という用語は、伸長力を除去した際に材料が元の大きさ及び形状に実質的に回復することができるか、又は材料がかなりの収縮力を示すような材料の特性を意味する。より望ましくは、外側カバー１００は、伸張可能であり、そのために外側カバーは、流体放出を受けた吸収性構造体の重みで延伸された状態で、収縮してその元の位置に向けて実質的に戻ることにはならない。本明細書で用いられる「伸張可能」という用語は、伸長力が除去される時に、材料が実質的に恒久的な変形を受けるか、又は材料が大きな収縮力を示さないような材料の特性を意味する。例えば、外側カバー１００は、伸張に要する比較的小さな力で、その元の長さを超えて約２５％から１５０％延伸することができる。より望ましくは、外側カバー１００は、低延伸力の下で、元の長さを超えて約５０％から１００％、最も望ましくは、元の長さを超えて約５０％延伸することができる。更に別の例として、一実施形態では、２５％の伸長は、約３０ｇ／ｉｎから約２００ｇ／ｉｎの範囲、より望ましくは約７０ｇ／ｉｎから１５０ｇ／ｉｎの間、最も望ましくは約１００ｇ／ｉｎの力を印加して達成される。また、外側カバー１００は、代わりに、ほぼ伸張不能とすることができ、これも本発明の範囲内であると考えられている。

外側カバー１００はまた、望ましくは、それを通して実質的に漏れることなく選択された水柱圧を支持するように構成することができる。液体透過性に対する材料の抵抗を判断する適切な技術は、「連邦試験方法規格ＦＴＭＳ１９１方法５５１４」１９７８年又はその均等技術である。外側カバー１００は、伸張可能とすることができるので、厚さ約０．１ｍｍのナイロンネット材料の層が、この試験で外側カバー材料を支持するのに必要であろう。ネット材料は、約４ｍｍ直径の開口部を具備して六角形つまり蜂の巣状のパターンに配列されたナイロン糸で準備することができる。例えば、ネット材料は、商品名「Ｔ−２４６」で「Ｗａｌ−Ｍａｒｔ Ｓｔｏｒｅｓ」から購入することができる。ネット材料は、液体透過性であり、得られた水柱圧値に大きく影響しない。伸張可能外側カバー１００は、望ましくは、尿及び糞便のような排出物の望ましくない漏れを実質的に防ぐのに十分なほど液体及び半液体材料に対して不透過性である。例えば、伸張可能外側カバー１００は、望ましくは、少なくとも約４５センチメートル（ｃｍ）の水柱圧を漏れなしで支持することができる。伸張可能外側カバー１００は、代替的に、少なくとも約５５ｃｍの水柱圧を支持することができ、任意的に、利益の向上をもたらすために、少なくとも約６０ｃｍ又はそれ以上の水柱圧を支持することができる。

伸張可能外側カバー１００は、本明細書で説明する望ましい特性を備えた様々な材料から成ることができる。例えば、伸張可能外側カバー１００は、望ましくは、ネック生成可能な又は他のネック生成された布から成り、その代わりに又は追加的に、しぼ寄せ布、捲縮繊維布、伸縮性繊維布、ボンデッド・カーデッド布、微小ひだ加工された布、又はポリマーフィルムなどから成ることができる。布は、スパンボンド布のような織材料又は不織材料とすることができる。

本明細書で用いられる「ネック」又は「ネック延伸」という用語は、互換的に、布の長さが増加するように引っ張られて伸長することにより、布の幅すなわち横方向寸法が減少する状態の下で伸張するように材料が引っ張られることを意味する。制御された引っ張りは、低温、室温、又はより高温で行うことができ、引っ張られる方向における全体的な寸法の増加は、布が破れるのに要する伸長量までに制限される。ネッキング工程は、通常は、供給ロールからシートを巻き戻し、このシートを所定の線速度で駆動されるブレーキ・ニップ・ロールアセンブリに通すことを含む。ブレーキ・ニップ・ロールよりも高い線速度で作動する巻取ロールすなわちニップは、布を引っ張り、布を伸長してネック生成するのに必要な張力を生じさせる。本明細書においてそれに矛盾しない方法でその全開示内容が引用により組み込まれる、１９９０年１０月２３日にＭ．Ｔ．Ｍｏｒｍａｎに付与された「可逆的にネック生成された材料」という名称の米国特許第４，９６５，１２２号は、可逆的にネック生成された不織材料をもたらす工程を開示しており、これには、材料をネック生成し、次にネック生成された材料を加熱し、その後冷却する段階を含むことができる。

本明細書で用いられる「ネック生成可能な材料又は層」という用語は、不織材料、織材料、又は編み材料のようなネック生成可能である任意の材料を意味する。「ネック生成された材料」という用語は、横方向の寸法（例えば、幅）が減少するように少なくとも一方向（例えば、長さ方向）に引っ張られ、引っ張る力が除去された時に元の幅まで引き戻されるような任意の材料を意味する。ネック生成された材料は、通常はネック生成されていない材料よりも単位面積あたりに高い秤量を有する。ネック生成された材料は、元のネック生成されていない幅まで引き戻されると、ネック生成されていない材料とほぼ同じ秤量を有するべきである。これは、層が薄くされて秤量が恒久的に減少する材料層の延伸／配向とは異なるものである。

一般的に、このようなネック生成された不織布材料は、最大約８０％までネック生成することができる。例えば、伸張可能外側カバー１００は、約１０％から約８０％まで、望ましくは約２０％から約６０％まで、より望ましくは約３０％から約５０％まで性能改善のためにネック生成された材料から成ることができる。本開示の目的に対して、「パーセントネック生成」又は「パーセントネックダウン」という用語は、ネック生成可能な材料のネック生成前の寸法とネック生成された寸法との差を測定し、この差をネック生成可能な材料のネック生成前の寸法で割算し、百分率にするために１００を掛けることによって求められた比率又は百分率を意味する。パーセントネック生成は、上述の米国特許第４，９６５，１２２号における説明に従って判断することができる。

外側カバー１００は、望ましいレベルの伸張可能性、並びに液体不透過性及び水蒸気透過性をもたらすために、望ましくは多層積層体構造、より望ましくはネック生成された多層積層体構造である。例えば、図示の実施形態の外側カバー１００は、２層構造であり、水蒸気及び液体透過性のネック生成された材料で構成された外側層１０２及び液体不透過性材料で構成された内側層１０４を含み、２つの層は、適切な積層体接着剤１０８で互いに固定される。外側カバーはまた、単層とすることもできる。

液体透過性の外側層１０２は、上述の任意の適切な材料とすることができ、望ましくは、全体的に布のような質感を備えるものである。外側層１０２に適するネック生成された材料は、上述の米国特許第４，９６５，１２２号に説明されたような不織ウェブ、織材料、及び編み材料を含む。不織布又はウェブは、例えば、ボンデッド・カーデッド・ウェブ工程、メルトブロー工程、又はスパンボンド工程のような多くの工程から形成されている。非弾性のネック生成された材料は、望ましくは、非弾性ポリマーの繊維及びフィラメントから選択された少なくとも１つの材料から形成される。このようなポリマーは、ポリエチレン・テレフタレートのようなポリエステル、ポリエチレン及びポリプロピレンのようなポリオレフィン、ナイロン６及びナイロン６６のようなポリアミドを含む。外側カバー１００の外側層１０２に好ましい材料は、スパンボンド・ポリプロピレンである。これらの繊維又はフィラメントは、単独で又は２つ又はそれ以上のこれらの混合で用いられる。ネック生成可能な材料を形成するのに適する繊維は、天然及び合成繊維、並びに、二成分、多成分、及び成形ポリマー繊維を含むものである。

多くのポリオレフィンが繊維製造に使用可能であり、例えば、「Ｅｘｘｏｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ」の「Ｅｓｃｏｒｅｎｅ ＰＤ３４４５」ポリプロピレン及び「Ｈｉｍｏｎｔ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ」の「ＰＦ−３０４」を含む繊維形成ポリプリピレンが含まれる。「Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ」の「ＡＳＰＵＮ ６８１１Ａ」線形低密度ポリエチレン、２２５３ＬＬＤＰＥ及び２５３５５及び１２３５０高密度ポリエチレンのようなポリエチレンもまた適切なポリマーである。不織ウェブ層は、所定の結合表面区域に個別の結合パターンを与えるように結合することができる。ネック生成可能な材料上に結合区域が多すぎると、それは、ネック生成する前に破れることになる。結合区域が十分でないと、ネック生成可能な材料は引き離されることになる。一般的に、本発明に有用なパーセント結合区域は、ネック生成可能な材料の面積のほぼ５％からほぼ４０％の範囲である。
外側層１０２を構成することができる適切な材料の１つの特定的な例は、０．４ｏｓｙ（オンス／平方ヤード）すなわち１４ｇｓｍ（グラム／平方メートル）で、ほぼ３５％から４５％の範囲でネック生成可能なスパンボンド・ポリプロピレン不織ウェブである。また、外側カバー１００の外側層１０２は、液体透過性である必要性はないが、布のような質感を有することが望ましい。

外側カバー１００の液体不透過性内側層１０４は、水蒸気透過性（すなわち、「通気性」）であるか又は水蒸気不透過性であるかのいずれかとすることができる。内側層１０４は、望ましくは、薄いポリプロピレンフィルムのような薄いプラスチックフィルムから作られるが、他の可撓性の液体不透過性材料もまた用いることができる。より具体的には、内側層１０４は、成形又はブローンフィルム装置のいずれかで形成することができ、必要であれば共押出し及びエンボス加工することができる。内側層１０４は、任意の適切な非弾性ポリマー構造から別の方法で形成することができ、複数の層を含むことができることが理解される。内側層１０４が水蒸気透過性である場合は、それは、例えば、炭化カルシウムのような微小孔生成充填剤、二酸化チタンのような不透明化剤、及び珪藻土のようなブロッキング防止添加物などの充填剤を含むことができる。内側層１０４に適するポリマーは、以下に限定はしないが、ポリオレフィン、又はポリオレフィンとナイロンとポリエステル及びエチレン・ビニル・アルコールとの配合物のような非弾性の押出し可能なポリマーを含む。より具体的には、有用なポリオレフィンは、ポリプロピレン及びポリエチレンを含む。別の有用なポリマーは、ポリプロピレンと低密度ポリエチレン又は線形低密度ポリエチレンとのコポリマーのようなＳｈｅｔｈに付与されて「Ｅｘｘｏｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｐａｔｅｎｔｓ Ｉｎｃ．」に譲渡された米国特許第４，７７７，０７３号に説明されるものを含む。

内側層１０４の代替的なポリマーは、メタロセン工程によって製造されて限定された弾性特性を有する「メタロセン」ポリマーのようなシングルサイト触媒ポリマーと呼ばれるものを含む。本明細書で用いられる「メタロセン触媒ポリマー」という用語は、有機金属錯体の部類であるメタロセンすなわち拘束幾何触媒を触媒として使用して、少なくともエチレンの重合により生成されたポリマー材料を含む。例えば、通常のメタロセンは、２つのシクロペンタジエニル（Ｃｐ）配位子間の金属の錯体であるフェロセンである。このようなメタロセンポリマーは、米国テキサス州ベイタウン所在の「Ｅｘｘｏｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ」から入手可能なポリプロピレンベースのポリマーの商品名「ＥＸＸＰＯＬ（登録商標）」及びポリエチレンベースのポリマーの「ＥＸＡＣＴ（登録商標）」、及び米国ミシガン州ミッドランド所在の「Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ」から入手可能な商品名「ＥＮＧＡＧＥ（登録商標）」である。望ましくは、メタロセンポリマーは、エチレンと１−ブテンのコポリマー、エチレンと１−ヘキセンのコポリマー、エチレンと１−オクテンのコポリマー、及びこれらの組合せから選択される。

内側層１０４は、外側層１０２のネック生成可能な材料に積層することができ、接着剤結合、ポイント結合、熱的ポイント結合、及び音波溶着を含む当業技術で公知の方法を使用して積層体外側カバー１００を形成する。外側カバー１００は、次に、積層体を引っ張る又はネック生成するために、一般的にウェブの表面速度を変える従来のネッキング工程によってネック生成される。このようなネック生成は、フィルム及び／又は積層体に線状のしわを形成し、ネック生成された積層体の横方向の伸張可能性及び収縮可能性とより「布状」の美しさとをもたらすものである。充填剤入りフィルム層（例えば、内側層１０４）の延伸及び配向は、フィルムに微小孔を形成する原因となるが、縦方向の線状しわは、延伸された時にフィルム層に通常は形成されないことが公知である。フィルム層は、その代わりに物理的に薄くなり、僅かに幅が狭くなることがある。積層体をネック生成することで、非弾性フィルム層に接合された非弾性ネック生成可能材料はネック生成され、非弾性フィルム層がこれにもたらされ、これによってフィルムに縦方向に線状のしわを形成し、これがフィルム層を横方向に伸張させることを可能にする。

外側カバー１００に望ましい伸張可能性及び液体不透過性をもたらすように用いることができる別のネック生成された積層体材料は、本明細書においてそれに矛盾しない方法でその全開示内容が引用により組み込まれる、１９９９年１２月１４日出願の「着用者の外形に恒久的に適合する通気性積層体」という名称の米国特許出願第０９／４６０，４９０号に説明されている。少なくとも１つの非弾性フィルム材料に積層された少なくとも１つの非弾性のネック生成可能な材料を含む他の適切なネック生成された積層体は、本明細書においてそれに矛盾しない方法でその全開示内容が引用により組み込まれる、１９９９年１２月６日出願の「非弾性シート層の横方向伸張可能及び収縮可能なネック生成積層体」という名称の米国特許出願第０９／４５５，５１３号に説明されている。しかし、積層体外側カバーは、ネック生成可能又はネック生成された材料から成る必要はないことは理解されるものとする。

次に図３を参照すると、おむつ１０１はまた、着用中におむつを締結するか又は閉じるフック材料を受けるために外側カバーに粘着的に結合されたループ材料すなわち「パブ・パッチ」１０６を含む。ループ材料は、複数の個別の非結合区域を形成する連続した結合区域を有する不織布を含むことができる。布の個別の非結合区域内の繊維又はフィラメントは、各非結合区域を取り囲む連続する結合区域により寸法的に安定し、これによってフィルムの支持体又は裏地層又は接着剤を必要としない。非結合区域は、特に非結合区域内の繊維又はフィラメント間に空間を与えるように設計され、この空間は、補完的なフック材料のフック要素を受けて係合するのに十分なほど開いており、すなわち、広いままである。具体的には、パターン非結合不織布又はウェブは、単成分又は多成分メルトスパンフィラメントで形成されたスパンボンド不織ウェブを含むことができる。例えば、パブ・パッチは、粘着的に互いに結合したポリエチレン構成要素とポリプロピレン構成要素を含む積層体構造から形成することができ、ポリプロピレン構成要素は、外側に向いてフック型ファスナを受けるものである。

不織布の少なくとも１つの表面は、連続する結合区域に囲まれた複数の個別の非結合区域を含むことができる。連続する結合区域は、非結合区域の外側から結合区域内へ延びる繊維又はフィラメントの部分を互いに結合又は融合することにより、不織ウェブを形成する繊維又はフィラメントを寸法的に安定させ、一方、非結合区域内の繊維又はフィラメントを結合又は融合がほぼない状態のままにする。結合区域内の結合又は融合の程度は、望ましくは、不織ウェブを結合区域内で非繊維質にするのに十分であり、非結合区域内の繊維又はフィラメントを、フック要素を受けて係合するための「ループ」として作用する状態のままにする。適切なポイント非結合布の例は、本明細書においてそれに矛盾しない方法でその全開示内容が引用により組み込まれる、Ｔ．Ｊ．Ｓｔｏｋｅｓ他に付与された「パターン非結合不織ウェブ及びその製造方法」という名称の米国特許第５，８５８，５１５号に説明されている。

再び図１を参照すると、おむつ１０１は、更に、ティッシュラップ１１６（一般的にはティッシュラップシートとも呼ばれる）に接着剤１１８で粘着的に結合することができる吸収性コア１１２を含む。代替的に、吸収性コアは、ティッシュラップを有する必要がなく、単純に外側カバーと身体側ライナの間に挟むことができる。吸収性コア１１２は、矩形、Ｉ型、又はＴ型を含む任意の複数の形状を有することができ、望ましくは、オムツ１０１の前部又は後部領域よりも股の領域が狭いものである。吸収性コア１１２の大きさ及び吸収容量は、対象とする着用者の大きさ及び対象とするおむつの用途により、所定の液体負荷によって選択される。更に、吸収性コア１１２の大きさ及び吸収容量は、様々な大きさの着用者に適応するように変えることができる。それに加えて、吸収性コア１１２の密度及び／又は秤量を変えることができることが見出されている。本明細書に記載の実施形態では、吸収性コア１１２は、一般的に合成尿で少なくとも３００グラムの吸収容量を有する。

吸収性コア１１２は、望ましくは、以下でより十分に説明するように、親水性繊維及び超吸収性粒子を含むものである。様々な型の濡れ性で親水性繊維材料を、吸収性コア１１２を形成するために用いることができる。適切な繊維の例は、セルロース繊維のような本質的に濡れ性の材料から成る天然有機繊維、レーヨン繊維のようなセルロース又はセルロース誘導体から成る合成繊維、グラスファイバのような本質的に濡れ性の材料から成る無機繊維、特定のポリエステル又はポリアミド繊維のような本質的に濡れ性の熱可塑性ポリマーで作られた合成繊維、及び適切な手段で親水性にされたポリプロピレンのような非濡れ性の熱可塑性ポリマーから成る合成繊維を含む。繊維は、例えば、シリカによる処理、適切な親水性部分を有して繊維からすぐには除去されない材料による処理、又は繊維形成中又は後に非濡れ性で疎水性の繊維を親水性ポリマーで覆うことにより親水性化することができる。本発明の目的のために、上述の様々な型の繊維の選択された配合もまた使用することができると考えられる。

吸収性コア１１２は、親水性繊維と高吸収性材料の組合せを含むことができる。しかし、他の構造の吸収層及び説明した以外の寸法を有する吸収性構造体も本発明の範囲を逸脱することなく用いることができることは理解されるものとする。より具体的には、吸収性コア１１２の高吸収性材料は、天然、合成、及び変性天然ポリマー及び材料から選択することができる。高吸収性材料は、シリカゲルのような無機材料、又は架橋ポリマーのような有機化合物とすることができる。「架橋」という用語は、通常は水溶性の材料を実質的に非水溶性であるが水膨潤性になるように実質的に変える方法を意味する。このような方法は、例えば、物理的交絡、結晶性ドメイン、共有結合、イオン結合型錯体及び結合、水素結合のような親水性結合、及び疎水性結合すなわちファン・デル・ワールス力を含むものである。

合成、高分子、高吸収性材料の例は、ポリ（アクリル酸）とポリ（メタクリル酸）、ポリ（アクリルアミド）、ポリ（ビニル・エーテル）、ビニル・エーテルとアルファオレフィンを有する無水マレイン酸コポリマー、ポリ（ビニル・ピロリドン）、ポリ（ビニル・モルホリノン）、ポリ（ビニル・アルコール）、及びこれらの組合せ及びコポリマーであるアルカリ金属及びアンモニウム塩を含む。吸収性コア１１２の使用に適する別のポリマーは、加水分解されたアクリルニトリル移植でんぷん、アクリル酸移植でんぷん、メチル・セルロース、カルボキシメチル・セルロース、ヒドロキシプロピル・セルロースのような天然及び修飾天然ポリマー、アルギン酸塩、キサンタン・ガム、及びイナゴマメ・ガムなどのような天然ゴムを含む。天然及び全体的又は部分的に合成された吸収性ポリマーもまた本発明に有用とすることができる。

高吸収性材料は、様々な任意の幾何学形状をとることができる。原則として、高吸収性材料は、個別の粒子又はビーズの形状であるのが好ましい。しかし、高吸収性材料はまた、繊維、薄片、棒状、球形、針状のような形状とすることができる。一般的に、高吸収性材料は、吸収性コア１１２の総重量を基準に約５から約９０重量％、望ましくは少なくとも約３０重量％、より望ましくは、少なくとも約５０重量％の量で吸収性コア１１２に存在する。

吸収性コア１１２の使用に適する高吸収性材料の例は、米国バージニア州ポーツマス所在の会社である「Ｈｏｅｃｈｓｔ Ｃｅｌａｎｅｓｅ」から入手可能な「ＳＡＮＷＥＴ ＩＭ ３９００」ポリマーである。他の適切な超吸収性構造体は、米国ノースカロライナ州グリーンズバラ所在の会社である「Ｓｔｏｃｋｈａｕｓｅｎ」から入手可能な「ＦＡＶＯＲ ＳＸＭ ８８０」ポリマーを含むことができる。

上述のように、吸収性コア１１２は、ティッシュラップ１１６に包むことができ、ティッシュラップに接着剤１１８で粘着的に結合することができる。ティッシュラップ１１６は、吸収性コア１１２の構造の一体性を保つのに役立つように、及び吸収性コア１１２を安定させるように使用される、実質的に親水性のティッシュラップである。ティッシュラップ１１６は、しぼ寄せされた詰め物又は高濡れ強度ティッシュのような吸収性セルロース材料で作ることができる。ティッシュラップ１１６は、吸収性コア１１２を構成する吸収性繊維の大部分に亘って液体を迅速に分配するのに役立つウィッキング層をもたらすように構成することができる。

ティッシュラップ１１６は、サージ処理層１２０に接着剤１２２で粘着的に結合することができる。サージ処理層１２０は、通常、吸収性コア１１２よりも親水性が少なく、作動可能なレベルの密度及び秤量を有し、液体サージを迅速に収集して一時的に保持し、その最初の入口点から液体を移送し、吸収性コアへ液体を実質的に完全に解放する。この構造は、着用者の皮膚に接するおむつの部分での液体の貯留及び収集の可能性を最小限にすることを意図し、これによって着用者が湿気を感じることを低減する。サージ処理層１２０の構造はまた、一般的におむつ１０１内の換気を高めるものである。

サージ処理層１２０を構成するために、様々な織布及び不織布を用いることができる。例えば、サージ処理層１２０は、ポリオレフィン繊維のような合成繊維のメルトブローン又はスパンボンド・ウェブから作られた層とすることができる。サージ処理層１２０はまた、天然及び合成繊維から成るボンデッド・カーデッド・ウェブ又は空気堆積ウェブとすることができる。例えば、ボンデッド・カーデッド・ウェブは、低溶融バインダー繊維、パウダー又は接着剤を使用して結合された熱結合ウェブとすることができる。ウェブは、任意的に、異なる繊維の混合物を含むことができる。サージ処理層１２０は、実質的に疎水性の材料から成ることができ、疎水性の材料は、任意的に、界面活性剤で処理されるか又は他の方法で処理することができ、望ましいレベルの濡れ性及び親水性を与えるものである。１つの例として、サージ処理層１２０は、約３０から約１２０グラム／平方メートルの秤量を有する疎水性不織材料を含む。

吸収性コア１１２は、一般的に。サージ処理層１２０に液体が伝わるように位置決めされ、サージ処理層から解放された液体を受け、その液体を保持して貯めるものである。図示の実施形態では、サージ処理層１２０は、吸収性コア１１２の上に位置決めされた別々の層である。サージ処理層１２０は、排泄された液体を迅速に収集して一時的に保持し、最初の接触点からこのような液体を移送し、サージ処理層１２０の他の部分へ液体を広げ、次に、このような液体を実質的に完全に吸収性コア１１２内へ解放するのに役立つものである。

サージ処理層１２０は、任意の望ましい形状とすることができる。適切な形状は、例えば、円形、矩形、三角形、台形、楕円形、ドッグボーン形、砂時計形、又は長円形を含む。
サージ処理層１２０に適する更に別の材料は、本明細書においてそれに矛盾しない方法でその全開示内容が引用により組み込まれる、１９９６年１月２３日にＣ．Ｅｌｌｉｓ他に付与された「パーソナルケア吸収性物品などのための繊維性不織ウェブサージ層」という名称の米国特許第５，４８６，１６６号、１９９６年２月１３日にＥｌｌｉｓ他に付与された「パーソナルケア吸収性物品などのための改良型サージ処理繊維性不織ウェブ」という名称の米国特許第５，４９０，８４６号、及び１９９４年１１月１５日にＬａｔｉｍｅｒ他に付与された「流体サージ処理が改善された吸収性構造体及びそれを組み込む製品」という名称の米国特許第５，３６４，３８２号に説明されている。

サージ処理層１２０は、接着剤１６２で身体側ライナ１２４に粘着的に結合される。身体側ライナ１２４は、一般的に接着剤１１４で外側カバー１００の内側層１０４に結合され、望ましくは、着用者の皮膚に対して馴染みやすく、柔らかい感触で刺激が少なく、着用者の皮膚を吸収性コア１１２から分離するのに役立つように使用される。身体側ライナ１２４は、吸収性コア１１２よりも親水性が小さく、着用者に比較的乾燥した表面を呈するために、液体透過性であるほどに十分多孔性であり、液体がその厚さを容易に透過することができる。適切な身体側ライナ１２４は、ウェブ材料の広範な選択から製造することができるが、望ましくは、少なくとも１つの方向（例えば、縦方向又は横方向）に延伸することができるものである。合成及び天然繊維のいずれか又は両方を含む様々な織布及び不織布は、身体側ライナ１２４に用いることができる。例えば、身体側ライナ１２４は、望ましい繊維のメルトブローン又はスパンボンド・ウェブから成ることができ、ボンデッド・カーデッド・ウェブとすることもできる。異なる繊維デニールを有することができる異なる材料の層もまた用いることができる。様々な布を天然繊維、合成繊維、又はこれらの組合せから構成することができる。例えば、身体側ライナは、スパンボンド加工されたポリプロピレンを含むことができる。

身体側ライナ１２４は、実質的に疎水性の材料から成ることができ、疎水性の材料は、任意的に、界面活性剤で処理されるか又は他の方法で処理することができ、望ましいレベルの濡れ性及び親水性を与えるものである。身体側ライナ１２４に適する材料の例は、適切な濡れ性処理で処理した０．３−０．５ｏｓｙ（１０−１７ｇｓｍ）のポリプロピレン・スパンボンド・ウェブ、０．３−０．５ｏｓｙ（１０−１７ｇｓｍ）のボンデッド・カーデッド・ウェブ、及び０．４−０．８ｏｓｙ（１４−２７ｇｓｍ）の通気ボンデッド・カーデッド・ウェブを含む。この布は、約０．２８％の「Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ−１０２」界面活性剤のような作動的な量の界面活性剤で表面処理することができる。界面活性剤は、スプレー、印刷、及びはけ塗りなどのような任意の従来の手段で付加することができる。

特定的な実施形態では、身体側ライナ１２４は、望ましくは、伸張可能であり、着用者に対するおむつの望ましいフィット性のために外側カバー１００と共に伸張することができるものである。例えば、身体側ライナ１２４は、ネック生成された布、しぼ寄せされた布、微小プリーツ加工された布、有孔ポリマーフィルムなど、並びにこれらの組合せを含む様々な伸張可能材料から成ることができる。布は、スパンボンド布のような織材料又は不織材料とすることができ、これらは弾性又は非弾性とすることができる。このような伸張可能上部シート６１に適する製造法及びネック生成された不織布材料は、１９９０年１０月２３日にＭ．Ｔ．Ｍｏｒｍａｎに付与された「可逆的にネック生成された材料」という名称の米国特許第４，９６５，１２２号に説明されている。

望ましくは、身体側ライナ１２４は、コスト削減と生産効率改善のために非弾性のネック生成可能な材料から作られる。このような構造に適する非弾性のネック生成可能な材料は、不織ウェブ、織材料、及び編み材料を含む。このようなウェブは、１つ又はそれ以上の布の層を含むことができる。不織布又はウェブは、例えば、ボンデッド・カーデッド・ウェブ工程、メルトブロー工程、及びスパンボンド工程のような多くの工程から形成されている。非弾性のネック生成可能な材料は、望ましくは、非弾性ポリマーの繊維及びフィラメントから選択された少なくとも１つの部材から形成される。このようなポリマーは、例えばポリエチレン・テレフタレートのようなポリエステル、例えばポリエチレン及びポリプロピレンのようなポリオレフィン、及びポリアミドを含む。これらの繊維又はフィラメントは、単独で又はこれらの２つ又はそれ以上の混合で用いられる。ネック生成可能な材料を形成するのに適する繊維は、天然及び合成繊維、並びに二成分、多成分、及び成形ポリマー繊維を含む。多くのポリオレフィンは、本発明による繊維製造に適用可能であり、例えば、ポリプロピレンを形成する繊維は、「Ｅｘｘｏｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ」の「Ｅｓｃｏｒｅｎｅ ＰＤ ３４４５」ポリプロピレン及び「Ｈｉｍｏｎｔ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ」の「ＰＦ−３０４」を含む。「Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ」の「ＡＳＰＵＮ ６８１１Ａ」線形低密度ポリエチレン、２５５３ＬＬＤＰＦ、及び２５３５５及び１２３５０高密度ポリエチレンのようなポリエチレンもまた適切なポリマーである。

材料を引っ張るか又はネック生成するために一般的にウェブの表面速度を変える従来のネックキング工程により、ネック生成可能な材料をネック生成して伸張可能な身体側ライナ１２４を形成することができる。このようなネックキングにより、材料は横方向に伸張及び収縮することができる。上述のように、このようにネック生成された不織布材料は、通常、最大約８０％までネック生成することができる。例えば、伸張可能身体側ライナ１２４は、約１０から約８０％、より望ましくは約２０から約６０％、更に望ましくは、性能改善のために約３０から約５０％でネック生成することができる。

閉じ込めフラップ１２６及び１２８は、外側カバー、身体側ライナ、又は他の中間層に結合することができる。図示の実施形態では、閉じ込めフラップ１２６及び１２８は、接着剤１４６及び１４８で身体側ライナ１２４に直接結合される。通常、閉じ込めフラップは、最初におむつ製造工程外で形成され、その後に身体側ライナに装着のために製造工程に導入される。図２に示すように、閉じ込めフラップ１５４は、閉じ込めフラップ１５４の構成材料をフラップ自体の上に折り畳み、接着剤１５６で固定することによりオフラインで形成される。材料の折り畳みは、接着剤１６０で閉じ込めフラップ１５４に固定された延伸可能材料１５８を閉じ込めフラップ内に捕捉する。

再び図１を参照すると、閉じ込めフラップ１２６及び１２８は、体内滲出物の横の流れに対する障壁をもたらすように構成され、一般的にスパンボンド・ポリプロピレン及び「ＬＹＣＲＡ」又は他の延伸可能材料を含む。各閉じ込めフラップは、通常は身体側ライナ１２４及びおむつ１０１の他の構成要素と接続せず、自由なすなわち未結合の端部１４２及び１４４を有する。閉じ込めフラップの未結合端部に隣接して閉じ込めフラップ１２６及び１２８内に配置された弾性ストランド１５０及び１５２は、おむつ１０１の少なくとも股部分でフラップを直立した垂直構成に強く促し、おむつが摩耗した時に着用者の身体に対するシールを形成する。閉じ込めフラップ１２６及び１２８は、吸収性コア１１２の全長に亘って縦方向に伸張することができ、又は吸収性コア１１２の長さに沿って部分的にのみ伸張することができる。閉じ込めフラップ１２６及び１２８が吸収性コア１１２よりも長さが短い時には、フラップは、おむつの側縁部とおむつの股の部分の間の任意の場所に選択的に位置決めすることができる。特定の態様においては、閉じ込めフラップ１２６及び１２８は、吸収性コア１１２の全長に亘って伸張し、体内滲出物をより良く封じ込める。閉じ込めフラップは、一般的に、当業者に公知である。例えば、閉じ込めフラップに適する構成及び配置は、本明細書においてそれに矛盾しない方法でその開示内容が引用により組み込まれる、１９８７年１１月３日にＫ．Ｅｎｌｏｅに付与された米国特許第４，７０４，１１６号に説明されている。

ここで図３を参照すると、おむつ１０１に粘着的に取付けられた耳１３８及び１４０（一般的にタブ又はサイドパネルとも呼ばれる）が示されている。通常、耳１３８及び１４０は別々に形成され、外側カバー、身体側ライナ、外側カバーと身体側ライナの間、又はおむつの耳付着区域に位置する他の適切な構成要素に取付けられる。耳１３８及び１４０は、弾性であるか又は他の方法でエラストマー性にされたものとすることができる。例えば、耳１３８及び１４０は、ネック結合積層体（ＮＢＬ）又は延伸結合積層体（ＳＢＬ）材料のようなエラストマー性材料とすることができる。このような材料を作る方法は、当業者に公知であり、本明細書においてそれに矛盾しない方法でその全開示内容が引用により組み込まれる、１９８７年５月５日にＷｉｓｎｅｓｋｉ他に付与された米国特許第４，６６３，２２０号、１９９３年７月１３日にＭｏｒｍａｎに付与された米国特許第５，２２６，９９２号、１９８７年４月８日にＴａｙｌｏｒ他の名において公開された欧州特許出願番号ＥＰ０２１７０３２に説明されている。弾性化されたサイドパネル及び選択的に構成された締結タブを含む物品の例は、同じく本明細書においてそれに矛盾しない方法でその開示内容が引用により組み込まれる、１９９６年３月５日にＫｕｅｐｐｅｒ他に付与された米国特許第５，４９６，２９８号、Ｆｒｉｅｓに付与された米国特許第５，５４０，７９６号、及びＦｒｉｅｓに付与された米国特許第５，５９５，６１８号に説明されている。代替的に、耳１３８及び１４０は、選択されたおむつの構成要素に一体的に形成することができる。例えば、耳１３８及び１４０は、外側カバーの内側又は外側層に一体的に形成することができ、又は身体側ライナと一体的に形成することができる。

フックファスナ１４２及び１４４のような締結構成要素は、通常は耳１３８及び１４０上で使用され、耳１３８及び１４０を上述のパブ・パッチ（ループファスナ）に接続することにより、子供又は他の着用者の身体におむつ１０１を固定する。フックファスナ１４２及び１４４は、耳１３８及び１４０に粘着的に結合される（図示せず）。代替的に、ボタン、ピン、スナップ、接着テープファスナ、粘着剤、マッシュルーム・アンド・ループファスナのような他の締結構成要素（図示せず）を使用することができる。望ましくは、締結構成要素の相互結合は、選択的に取外し可能及び再取付け可能である。図示の実施形態では、フックファスナ１４２及び１４４は、おむつ１０１の後部領域でそれぞれの耳１３８及び１４０に取付けられ、かつそこから出て横方向に伸張するものである。

フィット性の改善をもたらし、おむつ１０１から体内滲出物の漏れを更に低減するのに役立つように、一般的に、弾性構成要素がおむつ１０１内の特にウェスト領域及び脚領域に組み込まれる。例えば、図３に示すように、おむつ１０１は、ウェスト弾性体構成要素１３２及び脚弾性体１３４及び１３６を有する。ウェスト弾性体１３２は、おむつ１０１の端縁部にギャザーを寄せてシャーリング付けするように構成され、着用者のウェスト周囲に弾力的で快適な緊密なフィット性をもたらすものである。
脚弾性体構成要素は、通常、積層体接着剤によって片方又は両方の層に結合されることなどにより、外側カバーの外側及び内側層の間に固定される。しかし、脚弾性体構成要素は、他の方法によって外側カバーの外側及び内側層の間に固定されてもよいことを理解すべきである。

各弾性体構成要素は、一般的に、シート又はリボンのような細長い基体を含み、この基体は、互いにほぼ平行に間隔を空けた関係で基体に固定された弾性材料の糸又はストランドを有する。１つの例として、弾性ストランドを構成することができる１つの適切な弾性材料は、「Ｅ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ」（米国デラウェア州ウィルミントン所在）から入手可能な商品名「ＬＹＣＲＡ」で販売されているドライスパン結合マルチフィラメントエラストマー糸である。弾性ストランドは、望ましくは、弾性ストランドの収縮力が基体にギャザーを寄せる傾向を有するように、延伸された状態で基体に固定される。基体は、次に、身体側ライナ１２４に固定され、これが、次に外側カバー１００に取付けられ、基体は、弾性ストランドの収縮力が脚開口部でおむつにギャザーを寄せて着用者の脚の周囲でぴったりしたフィット性をもたらすように、ギャザーが寄せられないものである。おむつ１０１の様々な構成要素は、接着剤、音波結合、及び熱結合の組合せのような適切な形の結合を用いて互いに一体的に組み立てられる。

上述のものと同様のおむつ構成要素を含むことができるか又は含まない本出願に関連した使用に適する他のおむつ構成の例は、本明細書においてそれに矛盾しない方法でその開示内容が引用により組み込まれる、１９８９年１月１７日にＭｅｙｅｒ他に付与された米国特許第４，７９８，６０３号、１９９３年１月５日にＢｅｒｎａｒｄｉｎに付与された米国特許第５，１７６，６６８号、１９９３年１月５日にＢｒｕｅｍｍｅｒ他に付与された米国特許第５，１７６，６７２号、１９９３年３月９日にＰｒｏｘｍｉｒｅ他に付与された米国特許第５，１９２，６０６号、及び１９９６年４月２３日にＨａｎｓｏｎ他に付与された米国特許第５，５０９，９１５号に説明されている。

上述の物品が正確に組み立てられることを保証するために、材料の物理的特性を組立工程中に制御することが望ましい。例えば、組立工程中にいくつかの材料の一定の歪みのウェブを供給することに失敗すると、ウェブ上の構成要素の相対配置に影響を及ぼすことがあり、これが欠陥製品をもたらす可能性がある。上述のように、液体透過性外側層１０２、身体側ライナ１２４、吸収性コア１１２、及び様々なループ材料は、各々がウェブの一部とすることができ、これらの歪みは、その配置に影響を及ぼす可能性がある。従って、ウェブの歪み変動性を制御する制御手法を用いることで、組立工程中に発生する欠陥製品の数を大きく低減することができる。

次に図４を参照すると、ブロック図は、図１から図３に示されているおむつ１０１のような吸収性衣類などの物品の組立てに用いることができる制御システム４００を示している。ユーザステーション４０２及び製造制御システム４１０は、物品組立工程中の吸収性衣類４０１の組立てを制御及びモニタし、これは参照符号４０３で示されている。検査システム４０４は、組み立てられた吸収性衣類を検査し、欠陥のある吸収性衣類を検出及び／又は分離するように使用することができる。材料巻き戻しシステム４０６は、実質的に一定の張力でウェブ材料４０８を回収して組立工程に供給する。このような巻き戻しシステムの例は、本明細書においてそれに矛盾しない方法でその全開示内容が引用により組み込まれる、Ｒａｊａｌａ他に付与された「フェストゥーンの速度及び加速度を能動制御することによりウェブ張力を制御してウェブの長さを蓄積する方法」という名称の米国特許第６，４７３，６６９号に説明されている。最後に、組立工程に供給されるウェブ材料４０８を実質的に一定の歪みに更に維持するためのウェブ制御情報に応答するウェブ歪み制御システム４０９をシステム４００に含むことができる。製造制御システム４１０は、検査システム４０４、ウェブ歪み制御システム４０９、及びユーザステーション４０２に応答するものである。ウェブ歪み制御システム４０９は、図示のように、制御システム４１０を使用することができ、又は以下でより詳細に示すように独自の制御システムを有することができる（図７参照）。図４に示すように、ウェブ歪み制御システム４０９は、物品組立工程４０３の前工程に配置される。その結果、ウェブ制御システム４０９は、物品組立工程４０３に影響を及ぼし、検査システム４０４によって検出されるものに影響を及ぼし、システム４００で製造される吸収性衣類４０１の品質に影響を及ぼすことができる。すなわち、物品組立工程中のウェブ歪み制御に関する発明は、特に、それから製造される吸収性衣類４０１の品質改善に有益であるとすることができる。

次に図５を参照すると、製造工程に供給されるウェブ材料５０２を制御するための従来の巻き戻し制御システム５００が示されている。フェストゥーン５０６の下部巻取りローラ５０５の速度と共に巻き戻しローラ５０４は、ウェブ材料５０２がフェストゥーン５０６へ前進する速度を制御する。ウェブ５０２は、次に、フェストゥーン５０６に回転ロール５０８で入り、回転ロール５０８を通り、そこからそれ自身でフェストゥーン５０６に入る。フェストゥーン５０６は、上部フェストゥーンロール５１０、５１２、及び５１４、下部フェストゥーンロール５１１及び５１３、及び連結器５１６を含む。ウェブ５０２は、回転ロール５１８でフェストゥーン５０６から離れ、回転ロール５１８を離れる時にフェストゥーン５０６から出ていくことになる。ロール５０８及び５１８間で、フェストゥーン５０６は、ウェブ５０２の張力及びフェストゥーン５０６に蓄積されたウェブ５０２の長さの両方を制御する。フェストゥーン５０６は、取入れローラ５０５が止まって原材料の１つのロールから別のロールへの接合部が作られている間に、ウェブ材料５０２を製造工程へ供給し続けることができるようにウェブ５０２を蓄積する。

無限ケーブルシステム内に固定して取り付けた下部回転ロールと上部回転滑車の間で形成された作業窓５２０内で共通の垂直移動するために、上部フェストゥーンロール５１０、５１２、及び５１４は、連結器５１６で互いに結合されている。無限ケーブルシステムは、上記で引用した米国特許第６，４７３，６６９号に説明したようなシステムとすることができる。１つ又はそれ以上の位置変換器（図示せず）が作業窓内の上部フェストゥーンロール５１０、５１２、及び５１４の位置を感知する。垂直成分を有するほぼ静的な力が、エアシリンダのような負荷要素（図示せず）によって上部フェストゥーンローラ５１０、５１２、及び５１４にもたらされる。上記で引用した米国特許第６，４７３，６６９号に説明したような可変的な力が、コントローラ（図示せず）によって連結器５１６に印加され、ウェブの張力とフェストゥーンに蓄積されるウェブ５０２の長さとを制御する。
総じて成功しているが、本発明は、接合部作動及び工程停止及び開始のような速度移行中に有利とすることができる代替的な手法を提供するものである。

次に図６を参照すると、例示的なブロック図は、材料巻き戻し６０２から供給された材料の歪みを制御し、吸収性衣類製造機械６０６によって製造された吸収性衣類のような物品の製造工程中にウェブ６０４を形成するためのシステム６００を示している。
一実施形態では、オペレータ６０８は、ウェブ６０４の目標歪みを定めるために入力装置６１０を用いる。この場合、入力装置６１０は、ウェブ６０４に印加される力を制御してモニタするパーソナルコンピュータ（ＰＣ）システムに接続したコンピュータキーボードである。別の実施形態（図示せず）においては、目標歪み情報は、ウェブ６０４に印加される力を制御してモニタするＰＣシステムにより製造データベースから自動的に読み取られる。入力装置６１０を用いるオペレータ６０８は、ウェブ６０４の望ましい目標歪みを以前の経験により又はオペレータ６０８が製造リファレンスマニュアルから読み取った情報により定めるものである。例えば、オペレータ６０８は、製造リファンレンスマニュアルを参照し、ウェブ６０４の目標歪みをウェブ６０４から加工されることになる吸収性衣類の特定の種類により判断することができる。このような目標ウェブ歪みは、例えば、０．５％から６％まで変えることができる。特定的な例として、オペレータ６０８は、１％の判断された歪みを入力するように入力装置６１０を用いる。別の実施形態では、オペレータ６０８は、特定の目標歪みではなく、ウェブ６０４の歪みの目標範囲を定めるように入力装置６１０を用いることができる。例えば、オペレータ６０８は、コンピュータキーボードを用いて、ウェブ６０４の歪みの上限及び下限を定めるキー操作で入力する。この結果、この上限及び下限は、特定の吸収性衣類の製造中に容認されるウェブ歪みの範囲を規定する。例えば、上限及び下限は、それぞれ０．７５％及び１．２５％と定めることができる。明らかに、特定の目標歪みは、目標範囲の特定的な例である。オペレータ６０８が目標歪み情報を入力した後に、入力装置６１０は、基準信号６１２を発生する。基準信号６１２は、デジタル形式又はアナログ形式とすることができる。例えば、オペレータ６０８が入力装置６１０としてコンピュータキーボードを用いると、基準信号６１２は、デジタル形式で発生される。代替的に、オペレータ６０８が入力装置６１０としてポテンショメータを用いると、基準信号６１２は、アナログ形式で発生される。この後者の実施形態では、基準信号６１２は、ウェブ６０４の目標歪みに対応するマグニチュードを有する電圧である。

図５に関連して上述したフェストゥーンのような引っ張り装置６１３は、巻き戻し６０２から機械６０６への経路に沿って移動するウェブ６０４の張力を制御するものである。引っ張り装置６１３は、ウェブ６０４の経路に沿ってウェブ６０４の歪みを制御するシステム６００の下流に配置される。本発明は、本明細書においてフェストゥーンと関連させて説明しているが、本発明は、ウェブ６０４へ張力を印加するために用いられる他の任意の負荷装置６１３と関連して用いることができる。例えば、ウェブ６０４の張力を制御する別の方法は、上記で引用した米国特許第６，４７３，６６９号に説明されるようなダンサー・バーの使用を含むものである。

速度センサ６１４及び６１５は、製造工程中に経路に沿って移動する時のウェブ６０４の速度を感知するために用いられる。より具体的には、速度センサ６１４は、経路に沿った第１の位置Ｐ₁でのウェブ６０４の第１の速度Ｖ₁を感知し、速度センサ６１５は、経路に沿った第２の位置Ｐ₂でのウェブ６０４の第２の速度Ｖ₂を感知する。一実施形態では、速度センサ６１４及び６１５は、米国ミネソタ州ショアビュー所在の会社である「ＴＳＩ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ」によって製造された「ＴＳＩ Ｍｏｄｅｌ ＬＳ２００ ＬａｓｅｒＳｐｅｅｄ（登録商標）非接触長さ及び速度ゲージ」のようなレーザ・ドプラー速度検出器である。第１の速度Ｖ₁及び第２の速度Ｖ₂の感知に応答して、速度センサ６１４及び６１５は、第１の速度信号６１６及び第２の速度信号６１８を各々発生する。この実施形態では、速度信号６１６及び６１８は、デジタル形式で発生される。しかし、速度信号６１６及び６１８はまた、それぞれの感知した速度に対応するマグニチュードを有するアナログ電圧信号とすることができる。本明細書に記載の速度センサ６１４の例は、レーザ・ドプラー速度検出器を含むが、速度センサ６１４は、このような実施形態に限定されず、当業者に公知の任意の速度センサ６１４を含むことができる。

張力センサ６２０及び６２１は、製造工程中に経路に沿って移動する時のウェブ６０４の張力を感知する。張力センサ６２０は、経路に沿った第１の位置Ｐ₁の下流でウェブに係合するウェブ案内装置６２２を通じてウェブ６０４の第１の張力Ｔ₁を感知する。張力センサ６２１は、経路に沿った第１の位置Ｐ₁の上流でウェブに係合するウェブ案内装置６２４を通じてウェブ６０４の第２の張力Ｔ₂を感知する。一実施形態では、張力センサ６２０及び６２１は、「Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ、Ｉｎｃ．」で製造された「ＭＡＧＰＯＷＲ（登録商標）」ＴＳ型ロードセルである。第１の張力Ｔ₁及び第２の張力Ｔ₂の感知に応答して、張力センサ６２０及び６２１は、第１の張力信号６２６及び第２の張力信号６２８を各々発生する。張力信号６２６及び６２８は、アナログ形式で発生される。例えば、発生された張力信号は、０から１０ボルトの範囲とすることができる。しかし、張力信号６２６及び６２８はまた、それぞれの感知した張力に対応するマグニチュードを有するデジタル信号とすることができる（グラム：例えば、０から５００）。

給送装置６３０は、製造工程に供給されているウェブ６０４の歪みを制御するものである。より具体的には、給送装置６３０は、給送装置６３０から引き寄せ装置６３４へ経路に沿ってウェブ６０４が移動する速度を制御し、この速度は、経路に沿った第１の位置Ｐ₁でのウェブ６０４の速度に対応する。引き寄せ装置６３４は、引き寄せ装置６３４からウェブ６０４を受ける機械６０６まで経路に沿ってウェブ６０４が移動する速度を制御し、この速度は、経路に沿った第２の位置Ｐ₂でのウェブ６０４の速度に対応する。引き寄せ装置６３４は、引き寄せ装置６３４から機械６０６までのウェブ６０４の速度を工程速度（すなわち、機械６０６のライン速度）に対して実質的に一定に保つものである。

逆に、給送装置６３０は、工程速度に対して可変速度でウェブ６０４を引き寄せ装置６３４へ供給することができる。給送装置６３０は、速度制御信号６３５に応答して、ウェブ６０４が引き寄せ装置６３４に向けて移動する速度を変え、ウェブ６０４の歪みを入力装置６１０を通じてオペレータ６０８によって定められた目標範囲内又は目標歪みに維持する。このような一実施形態では、図７に関連して以下で説明するように、給送装置６３０は、モータ駆動の給送ローラを含み、引き寄せ装置６３４は、モータ駆動の引き寄せローラを含む。給送装置６３０は、給送装置６３０と引き寄せ装置６３４の間で、第１の位置Ｐ₁でのウェブ６０４の速度を第２の位置Ｐ₂でのウェブ６０４の速度に対して調節することによりウェブ６０４の歪みを変えるものである。

例えば、ウェブ６０４の判断された歪みがウェブ６０４の目標歪みよりも小さければ、給送装置６３０に印加される速度制御信号６３５は、第１の位置Ｐ₁でのウェブ６０４の速度を第２の位置Ｐ₂でのウェブ６０４の速度に対して減速する。第２の位置Ｐ₂でのウェブ６０４の速度に対する第１の位置Ｐ₁でのウェブ６０４の減速速度は、ウェブ６０４内の張力を増加させ、これによってウェブ６０４は、第１の位置Ｐ₁及び第２の位置Ｐ₂間の長さに沿った量だけ延伸する。第１の位置Ｐ₁及び第２の位置Ｐ₂間のウェブ６０４の長さの伸長は、制御システムによって計算されたウェブの歪み（下記参照）が目標歪み内又は目標歪みになるまで、ある一定の量にウェブ６０４の歪みを増大させる。

代替的に、ウェブ６０４の判断された歪みがウェブ６０４の目標歪みよりも大きいと、給送装置６３０に印加される速度制御信号６３５は、第１の位置Ｐ₁でのウェブ６０４の速度を第２の位置Ｐ₂でのウェブ６０４の速度に対して増加させる。第２の位置Ｐ₂でのウェブ６０４の速度に対する第１の位置Ｐ₁でのウェブ６０４の増加した速度は、ウェブ６０４の張力を低減し、これによってウェブ６０４の延伸は、第１の位置Ｐ₁及び第２の位置Ｐ₂間の長さに沿ってある一定の量だけ低減する。ウェブ６０４の延伸が低減すると、ウェブ６０４の歪みは、制御システムによって計算されたウェブの歪み（下記参照）が目標歪み内又は目標歪みになるまで、ある一定の量だけ低減される。引き寄せ装置６３４は、機械基準信号６３６に応答して、第２の位置Ｐ₂でのウェブ６０４の速度を工程速度（すなわち、機械６０６のライン速度）に対して実質的に一定に維持するものである。例えば、機械６０６は、機械６０６が作動するライン速度を表す基準信号６３５を発生することができる。基準信号６３５は、第２の位置Ｐ₂でのウェブ速度が機械６０６のライン速度に対して実質的に一定であるように、引き寄せ装置に供給することができる。

歪みは、最初のサンプル長の単位あたりの撓みの量（すなわち、百分率）として定義される。この場合、ウェブは、第１の位置Ｐ₁の下流に第１の歪み、及び第１の位置Ｐ₁の上流に第２の歪みを有する。第１の位置Ｐ₁の下流の第１の歪みから第１の位置Ｐ₁の上流の第２の歪みへの歪みの変化は、以下の式、
ε₂−ε₁＝ΔＬ／Ｌ₀ （１）
によって計算することができ、この式において、ΔＬは、ウェブ６０４のサンプル長の長さの変化、Ｌ₀は、ウェブ６０４の最初のサンプル長、ε₁は、第１の位置Ｐ₁の下流でのウェブ６０４の歪み、及びε₂は、第１の位置Ｐ₁の上流でのウェブ６０４の歪みであり、システム６００によって制御されて機械６０６に供給されるウェブ６０２の歪みに対応するものである。

ウェブ６０４のような材料の歪みはまた、その弾性係数の関数として判断することができる。材料の弾性係数は、材料の応力歪み曲線の勾配として定義され、以下の式、
Ｅ＝σ／ε （２）
によって定めることができ、ここで、σは材料の応力、εは材料の歪み、及びＥは弾性係数である。
応力は、単位面積あたりの負荷の量であり、以下の式、
σ＝Ｆ／Ａ （３）
によって計算することができ、ここで、Ｆはウェブに印加された力、Ａはウェブの断面積である。ウェブ６０４の厚さの測定は実行不可能である可能性があるので、ウェブ６０４の面積はウェブの幅に等しいと定めることができ、張力はウェブに印加される力なので、以下の式、
σ＝Ｔ／Ｗ （４）
を式３から導出することができ、ここで、Ｔはウェブの張力、Ｗはウェブの幅である。

式２、３、及び４を組み合わせることにより、第１の歪みε₁は、張力センサ６２０により感知された第１の張力Ｔ₁の関数として判断することができ、以下の式、
ε₁＝Ｔ₁／Ｅ・Ｗ （５）
により計算することができる。同様に、第２の歪みε₂は、張力センサ６２１によって感知された第２の張力Ｔ₂の関数として判断することができ、以下の式、
ε₂＝Ｔ₂／Ｅ・Ｗ （６）
により計算することができる。

この場合、計算及び制御目的のために、ウェブの幅Ｗは、ウェブ６０４の経路に沿って一定であると仮定される。より具体的には、第１の位置Ｐ₁の下流のウェブの幅と第１の位置Ｐ₁の上流のウェブの幅の間のいかなる変化も第２の歪みに無視できる影響しか及ぼさないと仮定される。一般的には、ウェブ材料の巻き戻し６０２は、ある一定の幅の仕様内のウェブ６０４を提供する。従って、所定の巻き戻し６０２のウェブ６０４の幅は、通常、偶発的な量しか変化しない。代替的な実施形態（図示せず）においては、幅センサをウェブの経路に沿って位置決めすることができ、第１の位置の下流のウェブの幅及び第１の位置の上流のウェブの幅を判断する。

上述のように、ウェブ６０４の長さの変化ΔＬは、第１の位置Ｐ₁及び第２の位置Ｐ₂間のウェブ６０４の速度差に対応する。例えば、第２の位置Ｐ₂におけるウェブ６０４の速度に対する第１の位置Ｐ₁におけるウェブ６０４の速度の減速は、Ｐ₁及びＰ₂間の経路に沿ったウェブ６０４の張力を増大する。Ｐ₁及びＰ₂間の増加した張力は、Ｐ₁及びＰ₂間のウェブ６０４の長さを増大する。代替的に、第２の位置Ｐ₂におけるウェブ６０４の速度に対する第１の位置Ｐ₁におけるウェブ６０４の速度の増加は、Ｐ₁及びＰ₂間のウェブ６０４の張力を低減する。Ｐ₁及びＰ₂間の低減した張力は、Ｐ₁及びＰ₂間のウェブ６０４の長さを低減する。以下の式は、感知された速度Ｖ₁及びＶ₂と長さの変化ΔＬの間の関係を示すものであり、
ΔＬ＝（Ｖ₁−Ｖ₂）／ｔ （７）
ここで、Ｖ₁は、第１の位置Ｐ₁で感知されたウェブ６０４の速度、Ｖ₂は、第２の位置Ｐ₂で感知されたウェブ６０４の速度、ｔは時間区分である。それに加えて、所定の期間に亘ってスパンに最初に入るウェブ６０４の長さＬ₀は、所定のスパン内のウェブ６０４の最初の長さを定め、以下の式、
Ｌ₀＝Ｖ₁・ｔ （８）
により判断することができる。
式１、７、及び８を組み合わせることにより、以下の式、
ε₂−ε₁＝（Ｖ₂−Ｖ₁）／Ｖ₁ （９）
が導き出され、ウェブ６０４の歪みの第１の位置から第２の位置への変化を判断するために用いることができる。

一般的に、ウェブ６０４の速度及び張力は感知することができるが、ウェブ６０４の応力、歪み、及び弾性係数は未知であり、計算されるものである。しかし、式５、６及び９を組み合わせることにより、以下の式、
ε₁＝［（Ｖ₂−Ｖ₁）／Ｖ₁］・［Ｔ₁／（Ｔ₂−Ｔ₁）］ （１０）
ε₂＝［（Ｖ₂−Ｖ₁）／Ｖ₁］・［Ｔ₂／（Ｔ₂−Ｔ₁）］ （１１）
が導き出され、ウェブの第１の歪み及び第２の歪みを判断するために用いることができる。

制御システム６３７は、入力装置６１０、速度センサ６１４及び６１５、及び張力センサ６２０及び６２１に連結され、基準信号６１２、速度信号６１６及び６１８、及び張力信号６２６及び６２８を受信する。制御システム６３７は、制御回路、制御ソフトウエアを実行するコンピュータ、又は米国オハイオ州メイフィールドハイツ所在の会社である「Ｒｏｃｋｗｅｌｌ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ」によって製造された「ＲＥＬＩＡＮＣＥ（登録商標）ＡＵＴＯＭＡＸ（登録商標）コントローラ」のようなプログラム可能論理コントローラとすることができる。この実施形態では、制御システム６３７は、張力信号６２６及び６２８で示される張力Ｔ₁及びＴ₂、及び速度信号６１６及び６１８で示される速度Ｖ₁及びＶ₂に応答して、ウェブ６０４の第１の歪み及びウェブ６０４の第２の歪みを判断する。この場合、制御システム６３７は、式１０で定められた関係を使用するアルゴリズムを実行することにより第１の歪みを判断し、式１１で定められた関係を使用するアルゴリズムを実行することにより第２の歪みを判断する。

制御システム６３７は、判断された第２の歪みを基準信号６１２により示された目標歪みと比較する。判断された第２の歪みが目標歪みと等しくないか又は目標歪みの範囲内でなければ、制御システムは、基準信号６１２で示された目標歪み、速度信号６１８で示された第２の速度、及び判断された第１の歪みに応じて速度制御信号６３５を発生する。発生された速度制御信号６３５は、給送装置６３０が第１の位置Ｐ₁におけるウェブ６０４の速度を調節することになる方法を決めるものである。例えば、基準信号６１２で表された望ましい目標歪みよりも低いと判断された歪みは、ウェブ６０４の歪みが増加されるべきであることを示すものである。ウェブ６０４の歪みを増大するために、速度制御信号６３５は、ウェブ６０４の第２の速度Ｖ₂に対するウェブ６０４の第１の速度Ｖ₁の低減をもたらすことができる。代替的に、基準信号６１２で表される望ましい目標歪みよりも大きいと判断された歪みは、ウェブ６０４の歪みを低減すべきであることを意味するものである。ウェブ６０４の歪みを低減するために、速度制御信号６３５は、ウェブの第２の速度Ｖ₂に対するウェブ６０４の第１の速度Ｖ₁の増加をもたらすことができる。従って、制御システム６３７の出力装置は、望ましいウェブ歪みを達成するために、速度制御信号６３５を給送装置６３０に印加する。

速度制御信号６３５は、第１の位置Ｐ₁におけるウェブ６０４の目標速度を表すものである。一実施形態では、制御システム６３７は、基準信号６１２で示された目標歪み、速度信号６１８で示された第２の位置で感知される速度、及び判断された第１の歪みの関数として目標速度を計算するアルゴリズムを実行する。例えば、制御システム６３７は、式９から導き出された以下の式、
Ｖ_T＝Ｖ₂／（ε_t−ε₁＋１） （１２）
を用いて目標速度を計算するアルゴリズムを実行し、ここで、Ｖ_Tは目標速度（すなわち、Ｖ₁＝ＶＴ）、ε_Tは目標歪み（すなわち、ε₂＝ε_T）、及びε₁は判断された第１の歪みである。従って、制御システム６３７は、速度制御信号６３５を給送装置６３０に供給し、入力装置６１０を通じてオペレータ６０８により定められた目標歪みを達成するために、第１の位置Ｐ₁におけるウェブ６０４の目標速度Ｖ_Tを提供するものである。

次に図７を参照すると、例示的なブロック図は、負荷装置７０５から吸収性衣類を製造する吸収性衣類製造機械７０８へ供給されるウェブ７０４の歪みを制御するためのコントローラ７０２を含むシステム７００を示している。
ユーザステーション７１０は、吸収性衣類製造機械７０８上の吸収性衣類の製造を制御してモニタするものである。一実施形態では、ユーザステーション７１０は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）システムである。図６に関連して説明したように、オペレータは、ＰＣシステムに付随するキーボードを用いてウェブ７０４の目標歪みを定め、基準信号を生成することができる。一実施形態では、ユーザステーション７１０は、コンピュータネットワークに接続され、他のネットワーク装置と通信するためのネットワークインタフェースカード７１２を含むものである。このような実施形態では、オペレータがウェブ７０４の目標歪みを定めた後に、オペレータは、ユーザステーション７１０を用いて、コントローラ７０２のような別のネットワーク装置へリンク７１４を通じて基準信号を伝達する。

第１のモータ７１６は、第１の位置Ｐ₁におけるウェブ７０４の速度を制御する給送ローラ７１８を駆動する。第２のモータ７１９は、第２の位置Ｐ₂おけるウェブ７０４の速度を制御する給送ローラ７２０を駆動する。
給送ローラ７１８は、第１のモータ７１６のロータ７２１に機械的に連結され、これによって第１のモータ７１６が作動されるとロータ７２１を回転させ、これが給送ローラ７１８の回転を引き起こす。引き寄せローラ７２０は、第２のモータ７１９のロータ７２２に機械的に連結され、これによって第２のモータ７１９が作動されるとロータ７２２を回転させ、これが給送ローラ７１８の回転を引き起こす。第１のモータ７１６は、速度制御信号７２３に応答して給送ローラ７１８の回転速度を調節する。第２のモータ７１９は、機械基準信号７２４に応答して、引き寄せローラ７２０の回転速度を機械７０８のライン速度に対して実質的に一定に維持するものである。

この場合、第１のモータ７１６は、速度制御信号７２３に応答して、引き寄せローラ７２０の回転速度に対する給送ローラ７１８の回転速度を調節し、従って、ウェブ７０４の歪みを調節する。例えば、ウェブ７０４の歪みがウェブ７０４の目標歪みよりも小さいと判断されると、第１のモータ７１６は、引き寄せローラ７２０の回転速度に対するある一定の量だけ給送ローラ７１８の回転速度を減速する。給送ローラ７１８の減速された回転速度は、第２の位置Ｐ₂におけるウェブ７０４の速度に対する第１の位置Ｐ₁におけるウェブ７０４の減速速度になる。第２の位置Ｐ₂におけるウェブ７０４の速度に対する第１の位置Ｐ₁におけるウェブ７０４の減速された速度は、ウェブ７０４の張力を増加させ、これによって、ウェブ７０４は、Ｐ₁及びＰ₂間の長さに沿ってある一定の量だけ延伸する。第１の位置Ｐ₁及び第２の位置Ｐ₂間のウェブ７０４の長さの伸長は、制御システムで計算されたウェブの歪み（下記参照）が目標歪み内又は目標歪みになるまで、ある一定の量だけウェブ７０４の歪みを増加させる。代替的に、ウェブ７０４の判断された歪みがウェブ７０４の目標歪みよりも大きいと、第１のモータ７１６に印加された速度制御信号７２３は、引き寄せローラ７２０の回転速度に対する給送ローラ７１８の回転速度を増大させる。給送ローラ７１８の増大された回転速度は、第２の位置Ｐ₂におけるウェブ７０４の速度に対する第１の位置Ｐ₁におけるウェブ７０４の増大速度になる。第２の位置Ｐ₂におけるウェブ７０４の速度に対する第１の位置Ｐ₁におけるウェブ７０４の増大された速度は、ウェブ７０４の張力を低減し、これによってウェブ７０４の延伸は、Ｐ₁及びＰ₂間の長さに沿ってある一定の量だけ低減する。ウェブ７０４の延伸の低減は、制御システムで計算されたウェブの歪み（下記参照）が目標歪み内又は目標歪みになるまである一定の量だけウェブ７０４の歪みを低減させる。

速度センサ７２５及び７２６は、それぞれデジタル速度信号７２７及び７２８を発生するために用いられる。この実施形態では、速度センサ７２５は、ウェブ７０４の経路に沿った第１の位置Ｐ₁におけるウェブ７０４の速度を検出し、速度センサ７２６は、ウェブ７０４の経路に沿った第２の位置Ｐ₂におけるウェブ７０４の速度を検出する。従って、デジタル速度信号７２７及び７２８は、ウェブ７０４の経路に沿った第１の位置Ｐ₁におけるウェブ７０４の速度、及びウェブ７０４の経路に沿った第２の位置Ｐ₂におけるウェブ７０４の速度を表すものである。

張力センサ７３４及び７３５は、それぞれアナログ張力信号７３６及び７３７を発生するために用いられる。この実施形態では、張力センサ７３４は、ウェブ７０４の経路に沿った第１の位置Ｐ₁の下流でウェブ７０４に印加される張力を検出する。張力センサ７３５は、ウェブ７０４の経路に沿った第２の位置Ｐ₂の上流でのウェブ７０４の張力を検出する。従って、アナログ張力信号７３６及び７３７は、それぞれ、ウェブ７０４の経路に沿った第１の位置Ｐ₁の下流でウェブ７０４に印加される張力、及びウェブ７０４の経路に沿った第２の位置Ｐ₂の上流でウェブ７０４に印加される張力を表すものである。この実施形態では、張力センサ７３４は、ウェブ７０４に係合するウェブ案内装置すなわちローラ７３９を含み、第１の位置Ｐ₁の下流で張力を検出する。張力センサ７３５は、ウェブ７０４に係合するウェブ案内装置すなわちローラ７４１を含み、第１の位置Ｐ₁の上流で張力を検出する。

アナログ張力信号７３６及び７３７は、アナログ信号をコントローラ７０２のプロセッサモジュール６４０に供給される対応するデジタル信号に変換する、コントローラ７０２のアナログ／デジタル変換モジュール７３８に供給される。
デジタル速度信号７２７及び７２８は、コントローラ７０２のプロセッサモジュール７４０に直接送られる。プロセッサモジュール７４０は、ウェブ７０４の歪みを計算し、これをリンク７１４を通じてネットワークカード７１２に示されている目標歪みと比較する。この比較により、プロセッサモジュール７４０は、第１の位置Ｐ₁におけるウェブ７０４の目標速度を表すデジタル信号を準備する。例えば、計算された歪みが目標歪みよりも大きければ、デジタル信号が低減したデジタル値を有するように、第１の位置Ｐ₁におけるウェブの速度を増大することができる。別の例として、計算された歪みが目標歪みよりも小さければ、デジタル信号が増大したデジタル値を有するように、第１の位置Ｐ₁におけるウェブ７０４の速度を減速することができる。この場合、プロセッサモジュール７４０は、第１の位置Ｐ₁におけるウェブ７０４の目標速度を計算し、計算された歪み、デジタル基準信号で示された目標歪み、及びデジタル速度信号７２８で示された第２の位置Ｐ₂におけるウェブ７０４の速度に応じてデジタル信号を発生する。発生したデジタル信号は、デジタル信号を速度制御信号７２３として準備される対応するアナログ信号に変換するデジタル／アナログ変換モジュール７４２にリンク７４４を通じて供給される。
この実施形態では、第１のモータ７１６は、コントローラ７０２から速度制御信号７２３を受信し、上述のように、給送ローラ７１８の回転速度を増大又は減速するために用いられる。

一実施形態では、コントローラ７０２は、工程又は機械作動を制御するようにプログラムすることができる「Ｒｏｃｋｗｅｌｌ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ」で製造された「ＲＥＬＩＡＮＣＥ（登録商標）ＡＵＴＯＭＡＸ（登録商標）コントローラ」のようなプログラム可能論理コントローラ（ＰＬＣ）である。このような実施形態では、コントローラ７０２は、入力／出力（Ｉ／Ｏ）モジュール（すなわち、ラック）をコントローラ７０２に直接接続することができる領域又はスロットを含む。Ｉ／Ｏモジュールは、これを通して入力及び出力装置が接続されるインタフェースとしての機能を果たすものである。すなわち、入力装置は、Ｉ／Ｏモジュールを通じてコントローラ７０２へ入力信号を供給し、出力装置は、Ｉ／Ｏモジュールを通じてコントローラ７０２から出力信号を受信する。この場合、ユーザステーション７１０、張力センサ７３４及び７３５、及び速度センサ７２５及び７２６が入力装置であり、第１のモータ７１６は出力装置である。この実施形態では、Ｉ／Ｏモジュールは、ネットワーク通信モジュール７４６、デジタル／アナログ変換モジュール７４２、アナログ／デジタル変換モジュール７３８、プロセッサモジュール７４０、及び電源モジュール７４８を含む。ネットワーク通信モジュール７４６により、コントローラ７０２は、他のネットワーク装置及びコントローラ７０２内の他のＩ／Ｏモジュールと通信することができる。デジタル／アナログ変換モジュール７４２は、信号をデジタル形式からアナログ形式へ変換する。アナログ／デジタル変換モジュール７３８は、信号をアナログ形式からデジタル形式へ変換する。プロセッサモジュール７４０は、デジタル入力を受信し、デジタル入力に応じてデジタル出力を生成するようにプログラム可能である。電源モジュール７４８は、コントローラ７０２のモジュールへの電力を調整して供給する。

作動中には、オペレータは、ユーザステーション７１０を用いて目標ウェブ歪みを定める。ユーザステーション７１０は、ネットワークカード７１２及びリンク７１４を通じてネットワーク通信モジュール７４６に送られる目標ウェブ歪みを表すデジタル基準信号を発生する。ネットワーク通信モジュール７４６は、リンク７５０を通じてプロセッサモジュール７４０にデジタル基準信号を伝達する。速度センサ７２５は、第１の位置Ｐ₁におけるウェブ７０４の速度を検出し、検出された速度を表すデジタル速度信号７２７を発生する。速度センサ７２６は、第２の位置Ｐ₂におけるウェブ７０４の速度を検出し、検出された速度を表すデジタル速度信号７２８を発生する。デジタル速度信号７２７及び７２８は、コントローラ７０２のプロセッサモジュール７４０に送られる。張力センサ７３４は、第１の位置Ｐ₁の下流でウェブ７０４に印加された張力を検出し、検出された張力を表すアナログ張力信号７３６を発生する。張力センサ７３５は、第１の位置Ｐ₁の上流でウェブ７０４に印加された張力を検出し、検出された張力を表すアナログ張力信号７３７を発生する。アナログ張力信号７３６及び７３７は、コントローラ７０２のアナログ／デジタル変換モジュール７３８へ送られる。アナログ／デジタル変換モジュール７３８は、アナログ張力信号７３６及び７３７をデジタル張力信号へ変換する。アナログ／デジタル変換モジュール７３８は、リンク７５２を通じてデジタル張力信号をプロセッサモジュール７４０へ送る。プロセッサモジュール７４０は、デジタル速度信号７２７及び７２８で示された第１及び第２の速度と、リンク７５２を通じてデジタル張力信号で示された第１及び第２の張力との関数として、第１の位置Ｐ₁の下流でのウェブ７０４の第１の歪みを計算する（例えば、式１０参照）。プロセッサモジュール７４０は、デジタル速度信号７２７及び７２８で示された第１及び第２の速度と、リンク７５２を通じてデジタル張力信号で示された第１及び第２の張力との関数として、第１の位置Ｐ₁の上流でのウェブ７０４の第２の歪みを計算する（例えば、式１１参照）。プロセッサモジュール７４０は、計算された第２の歪みをデジタル基準信号で示された望ましい歪みと比較し、デジタル速度制御信号を発生するか否かを判断する。デジタル速度制御信号を発生するために、プロセッサモジュール７４０は、計算された第１の歪み、リンク７１４を通じてデジタル基準信号で示された目標歪み、及びデジタル速度信号７２８で示された第２の位置Ｐ₂におけるウェブ７０４の速度の関数として、第１の位置Ｐ₁におけるウェブ７０４の目標速度を計算する。プロセッサモジュール７４０は、リンク７４４を通じてデジタル速度制御信号をデジタル／アナログ変換モジュール７４２へ送る。リンク７４４、７５０、及び７５２は、バスとすることができる。デジタル／アナログ変換モジュール７３８は、デジタル速度制御信号をアナログ速度制御信号７２３に変換する。アナログ速度制御信号７２３は、第１のモータ７１６へ印加されて、給送ローラ７１８の回転速度を変える。給送ローラ７１８の回転速度は、引き寄せローラ７２０の回転速度に対して増大又は減速され、ウェブ７０４に印加される張力を変える。例えば、デジタル基準信号と計算された歪みの比較が、ウェブの歪みが目標歪みよりも小さいことを示す時には、給送ローラ７１８の回転速度が減速され、ウェブ７０４に印加される張力が増加する。代替的に、デジタル基準信号とデジタルフィードバック信号の比較が、ウェブ歪みが目標歪みよりも大きいことを示す時には、給送ローラ７１８の回転速度が増大され、ウェブ６０４に印加される張力が低減する。

一実施形態では、ユーザステーション７１０は、「Ｒｏｃｋｗｅｌｌ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ」から入手可能な「ＡＵＴＯＭＡＸ（登録商標）プログラミングエグゼクティブ」のような制御ソフトウエアを含み、これは、アナログ速度制御信号７２３を発生するために式１０、式１１、及び／又は式１２を使用するアルゴリズムを実行するようにプロセッサモジュール７４０を設定するのに用いることができるものである。

次に図８を参照すると、例示的な流れ図は、図６に関連して示した例示的実施形態による製造工程作動を管理する方法を示している。段階８０２において、オペレータ６０８は、入力装置６１０を用いて目標ウェブ歪みを定め、入力装置６１０を通じてオペレータ６０８により定められた目標ウェブ歪みを表す基準信号６１２を生成する。段階８０４において、速度センサ６１４及び６１５は、製造工程に供給されたウェブ６０４の経路に沿った第１の位置Ｐ₁及び第２の位置Ｐ₂でウェブ６０４の速度を感知し、感知された速度を表す速度信号６１６及び６１８を発生する。段階８０６において、張力センサ６２０及び６２１は、第１の位置Ｐ₁の下流及び第１の位置Ｐ₁の上流でウェブ６０４に印加された張力を感知し、感知された張力を表す張力信号６２６及び６２８を発生する。段階８０８において、速度信号６１６及び６１８、及び張力信号６２６及び６２７は、ウェブ歪みを計算するために制御システム６３７により用いられる（例えば、式１０及び１１参照）。段階８１０において、基準信号６１２で示された目標ウェブ歪みと計算されたウェブ歪みが比較され、その差に応じて速度制御信号６３５が発生される。ウェブ６０４の計算された歪みが目標歪みよりも大きければ、段階８１２において、第１の位置Ｐ₁におけるウェブ６０４の速度は、第２の位置Ｐ₂におけるウェブの速度に対して増加される。ウェブ６０４の計算された歪みが目標歪みよりも小さければ、別の段階８１４において、第１の位置Ｐ₁におけるウェブ６０４の速度は、第２の位置Ｐ₂におけるウェブ６０４の速度に対して減速される。段階８１０でウェブ６０４の計算された歪みが目標歪み又はその範囲に等しいと判断されると、段階８１６で示すように、第１の位置Ｐ₁におけるウェブの速度は不変である。製造工程全体を通して、段階８１０及び別の段階８１２、８１４、又は８１６は繰り返することができ、ウェブ歪みを目標ウェブ歪み又はその範囲に維持する。図８は目標歪みに言及しているが、目標範囲もまた考慮される。この場合、目標歪みは、目標範囲の特定的な例である。

本発明又はその実施形態の要素を導入する時に、「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」という冠詞、及び「ｓａｉｄ」は、１つ又はそれ以上の要素があることを意味するものとする。「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」、「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ」、及び「ｈａｖｉｎｇ」という用語は包括的であり、示す要素以外の付加的な要素があり得ることを意味するものとする。
上述の内容を鑑みると、本発明のいくつかの目的が達成され、他の有利な結果が得られたことが分るであろう。
本発明の範囲を逸脱することなく、上述の構成、製品、及び方法に様々な変更を行うことができると考えられるので、上述の説明に含まれて添付図に示した全ての内容は、制限的意味ではなく例示的に解釈されるべきものとする。

図３の線８−８に亘って切り取られたおむつの断面図である。 閉じ込めフラップの断面図である。 おむつの上面図である。 吸収性衣類のような予め締結された物品を組み立てるためのシステムを示すブロック図である。 製造工程に供給されるウェブ材料５０２を制御するための従来の巻き戻し制御システム５００を示すブロック図である。 本発明の特定的な実施形態によるシステム及び方法の構成要素を示す例示的なブロック図である。 吸収性衣類製造機械に供給されるウェブの歪みを制御するためのコントローラを含むシステムを示す例示的なブロック図である。 本発明の好ましい一実施形態による製造工程作動を管理する方法を示す例示的な流れ図である。

符号の説明

６１０ 入力装置
６１４ 速度センサ
６２０、６２１ 張力センサ
６３０ 給送装置
６３７ 制御システム

Claims (22)

1. 経路に沿った第１の位置と経路に沿った第２の位置の間である一定の長さを有し、該第１の位置から該第２の位置に向けて経路に沿って移動するウェブ材料の歪みを制御するためのシステムであって、
   目標の歪み範囲を示すための入力装置と、
   第１の位置の下流で経路に沿って位置決めされ、ウェブに第１の張力を印加するためにウェブ材料に係合する負荷装置と、
   前記負荷装置の上流で経路に沿って位置決めされ、速度制御信号に応答して第２の位置におけるウェブの速度に対する第１の位置におけるウェブの速度を調節することによってウェブに第２の張力を印加するために前記ウェブ材料に係合する給送装置と、
   前記第１の位置の下流の経路に沿って前記ウェブ材料に印加される第１の張力を感知する第１の力センサ、及び該第１の位置の上流の経路に沿って該ウェブ材料に印加される第２の張力を感知する第２の力センサと、
   経路に沿った前記第１の位置で前記ウェブ材料の第１の速度を感知する第１の速度センサ、及び経路に沿った前記第２の位置で該ウェブ材料の第２の速度を感知する第２の速度センサと、
   前記入力装置で示された前記目標歪み範囲、前記第１の力センサで感知された前記第１の張力、前記第２の張力センサで感知された前記第２の張力、前記第１の速度センサで感知された前記第１の速度、及び前記第２の速度センサで感知された前記第２の速度に応じて、前記給送装置に前記速度制御信号を供給するための制御システムと、
   を含むことを特徴とするシステム。
2. 前記制御システムによって供給される前記速度制御信号は、前記入力装置で示すような前記目標歪み範囲内に前記ウェブ材料の歪みを維持することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
3. 前記入力装置は、前記ウェブ材料の特定の目標歪みを表す基準信号を発生し、
   前記制御システムは、前記基準信号に応じて前記速度制御信号を発生する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
4. 前記給送装置は、前記第１の位置又は実質的にその近くの経路に沿って位置決めされ、
   前記引き寄せ装置は、前記第２の位置又は実質的にその近くの経路に沿って位置決めされ、
   前記給送装置は、経路に沿った前記第１の位置でウェブの前記第１の速度を制御し、
   前記引き寄せ装置は、経路に沿った前記第２の位置でウェブの前記第２の速度を制御する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
5. 前記給送装置は、ウェブに係合して該ウェブの前記第１の速度を前記第１の位置で付与するように回転する給送ローラを含み、
   前記引き寄せ装置は、ウェブに係合して該ウェブの前記第２の速度を前記第２の位置で付与するように回転する引き寄せローラである、
   ことを特徴とする請求項４に記載のシステム。
6. 前記給送ローラの回転速度は、前記第１の位置におけるウェブの前記第１の速度を決め、
   前記引き寄せローラの回転速度は、前記第２の位置におけるウェブの前記第２の速度を決める、
   ことを特徴とする請求項５に記載のシステム。
7. 前記速度制御信号が前記給送装置に印加され、前記ウェブ材料に前記第２の張力を印加するために前記引き寄せローラの回転速度に対して前記給送ローラの回転速度を調節することを特徴とする請求項６に記載のシステム。
8. 前記材料は、前記第１の位置の下流で第１の歪み及び該第１の位置の上流で第２の歪みを有し、
   前記制御システムは、前記入力装置で示すような前記目標歪み範囲内に前記ウェブ材料の前記第２の歪みを維持するために、前記給送ローラへ前記速度制御信号を供給する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
9. 前記制御システムは、以下の式、
   ε₁＝［（Ｖ₂−Ｖ₁）／Ｖ₁］・［Ｔ₁／（Ｔ₂−Ｔ₁）］、及び
   ε₂＝［（Ｖ₂−Ｖ₁）／Ｖ₁］・［Ｔ₂／（Ｔ₂−Ｔ₁）］
   により、前記ウェブ材料の前記第１の歪みε₁及び前記第２の歪みε₁を判断し、ここで、Ｖ₁は、経路に沿った前記第１の位置で感知された該ウェブ材料の速度、Ｖ₂は、経路に沿った前記第２の位置で感知された該ウェブ材料の速度、Ｔ₁は、該第１の位置の下流で感知されたウェブに印加された張力、及びＴ₂は、該第１の位置の上流で感知されたウェブに印加された張力であり、
   前記制御システムはまた、前記判断された第１の歪み及び判断された第２の歪みに応じて前記速度制御信号を発生する、
   ことを特徴とする請求項８に記載のシステム。
10. 前記制御システムは、経路に沿った前記第１の位置で前記ウェブ材料に対する目標速度を計算し、経路に沿った該第１の位置の下流で該ウェブ材料の前記第１の歪みを計算し、
    前記制御システムは、更に、前記計算された目標速度、前記計算された第１の歪み、及び経路に沿った前記第２の位置における前記ウェブ材料の前記感知された速度に応答して前記速度制御信号を準備する、
    ことを特徴とする請求項８に記載のシステム。
11. 前記制御システムは、以下の式、
    Ｖ_T＝Ｖ₂／（ε_t−ε₁＋１）
    を実行するアルゴリズムを使用して前記速度制御信号を準備し、ここで、Ｖ_Tは、前記計算された目標速度、Ｖ₂は、経路に沿った前記第２の位置で感知された前記ウェブ材料の速度、ε_Tは、前記入力装置で示すような前記目標歪み、ε₁は、前記計算された第１の歪みであることを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
12. 前記制御システムは、前記給送装置に前記速度制御信号を供給し、前記ウェブ材料の前記計算された第２の歪みが前記目標歪み範囲よりも小さい時に、該ウェブ材料に印加される前記第２の張力を増大し、該ウェブ材料の該計算された歪みが該目標歪み範囲よりも大きい時に、該ウェブ材料に印加される該第２の張力を低減することを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
13. 前記入力装置は、該入力装置を通じてオペレータが入力した前記目標歪みを表す基準信号を発生し、
    前記制御システムは、前記基準信号及び前記計算された歪みに応答して前記速度制御信号を前記給送装置へ供給し、前記入力装置で示すような前記目標歪み範囲内に前記ウェブ材料の歪みを維持する、
    ことを特徴とする請求項１２に記載のシステム。
14. 前記給送ローラは、該給送ローラを回転させるためのモータに機械的に連結されており、
    前記モータは、前記速度制御信号に応答して、前記給送ローラの回転速度及び前記ウェブ材料に印加される張力を調節する、
    ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
15. 前記制御システムは、前記第１の速度センサ、前記第２の速度センサ、前記第１の張力センサ、及び前記第２の張力センサに連結されて、これらから入力を受信するプログラム可能論理コントローラ（ＰＬＣ）であり、
    前記ＰＬＣは、前記受信した入力に応じて出力信号を発生し、
    前記給送ローラは、出力を受信するために前記ＰＬＣに連結されている、
    ことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
16. 前記入力装置は、前記ウェブ材料を受け取ってそれから吸収性衣類を生成する吸収性衣類製造機械に連結したユーザステーションであることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
17. 前記ユーザステーションは、前記目標歪み範囲を記憶し、
    前記制御システムは、前記ユーザステーション上に記憶された前記目標歪み範囲、前記第１の力センサで感知された前記第１の張力、前記第２の張力センサで感知された前記第２の張力、前記第１の速度センサで感知された前記第１の速度、及び前記第２の速度センサで感知された前記第２の速度に応じて、前記速度制御信号を前記給送装置に供給する、
    ことを特徴とする請求項１６に記載のシステム。
18. 経路に沿って移動するウェブ材料に印加される張力を制御する方法であって、
    ウェブ材料に対する目標歪み範囲を定める段階と、
    前記ウェブ材料の歪みを計算する段階と、
    前記計算された歪みに応じて、前記ウェブ材料に印加される張力を調節する段階と、
    を含み、
    前記調節する段階は、前記ウェブ材料の前記計算された歪みが前記目標歪み範囲よりも小さい時に、該ウェブ材料に印加される張力を増大する段階を含み、
    前記調節する段階はまた、前記ウェブ材料の前記計算された歪みが前記目標歪み範囲よりも大きい時に、該ウェブ材料に印加される張力を低減する段階を含む、
    ことを特徴とする方法。
19. 前記ウェブ材料から吸収性衣類を生成する段階を更に含むことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
20. 前記目標歪み範囲は、特定の歪みを含み、
    前記調節する段階は、前記計算された歪みが前記特定の歪みよりも小さい時に、前記ウェブ材料に印加される張力を増大する段階を含み、
    前記調節する段階はまた、前記計算された歪みが前記特定の歪みよりも大きい時に、前記ウェブ材料に印加される張力を低減する段階を含む、
    ことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
21. 経路に沿った第１の位置で前記ウェブ材料の第１の速度を感知する段階と、
    経路に沿った第２の位置で前記ウェブ材料の第２の速度を感知する段階と、
    経路に沿った前記第１の位置の下流で前記ウェブ材料の第１の張力を感知する段階と、
    経路に沿った前記第１の位置の上流で前記ウェブ材料の第２の張力を感知する段階と、
    を更に含み、
    前記計算する段階は、前記感知された第１の速度、前記感知された第２の速度、前記感知された第１の張力、及び前記感知された第２の張力の関数として前記歪みを計算する段階を含む、
    ことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
22. 前記歪みを計算する段階は、経路に沿った前記第１の位置の下流で前記ウェブ材料の第１の歪みを計算する段階と、力が該ウェブ材料に印加された経路に沿ったウェブの上流で該ウェブ材料の第２の歪みを計算する段階とを含み、
    前記調節する段階は、前記計算された第１の歪み及び前記感知された第２の速度に応じて、前記ウェブ材料に印加される張力を調節する段階を含む、
    ことを特徴とする請求項２１に記載の方法。

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