KR101602122B1

KR101602122B1 - 셔터 프레스 압축기

Info

Publication number: KR101602122B1
Application number: KR1020157009662A
Authority: KR
Inventors: 스티븐 크레익 게링; 챨스 로버트 톰소비치
Original assignee: 킴벌리-클라크 월드와이드, 인크.
Priority date: 2012-09-28
Filing date: 2013-09-12
Publication date: 2016-03-09
Also published as: AU2013322301A1; CN104640694B; RU2015113720A; EP2900467A1; US9072628B2; BR112015004718A2; EP2900467B1; US20140090218A1; MX2015003241A; KR20150065729A; CN104640694A; AU2013322301B2; RU2614500C2; MX355933B; EP2900467A4; WO2014049479A1

Abstract

재료를 압축하기 위한 장치는 복수의 레버 및 복수의 조를 포함하고, 여기서 각 조는 레버에 부착되고, 여기서 각 조는 구역을 갖는 압축 표면을 갖는다. 이 장치는 재료에 노출된 압축 표면의 구역이 그 압축 표면의 내향 이동에 따라 감소하도록 비선형 동작으로 각 레버를 이동시키도록 구성된 압축 기구를 포함한다. 각 조는 갭이 인접하는 조들 사이에 규정되도록 레버에 부착될 수 있고, 갭은 갭 중심선을 갖는다. 압축 기구는 인접하는 조들 사이의 갭의 갭 중심선이 장치 중앙 길이방향 축에 주로 접선이도록 비선형 동작으로 각 조를 이동시키도록 구성될 수 있다.

Description

셔터 프레스 압축기{SHUTTER PRESS COMPRESSOR}

방사형 프레스(radial press)들은 현재 안정성의 추가, 체적의 감축, 및 재료에 대한 형상의 추가를 비롯한 이유들 때문에 재료들을 압축하는데 사용되고 있다. 재료의 비압축 샘플이 프레스 내로 삽입되고, 조(jaw)들이 방사 방향으로 내향으로(inwardly) 움직여서 재료를 압축한다. 조들 사이의 공간들은 조들이 이웃하는 조들과 간섭하지 않고서 제한된 범위에 걸쳐서 내향으로 움직일 수 있게 하는데 필요하다. 그러나, 이러한 설계 때문에, 압축 도중에 이전의 프레스들의 반경 조들 사이의 공간들 내로 재료가 이동할 수 있다. 이는 재료 또는 제품이 심미적으로 받아들일 수 없게 하거나, 기대 성능을 제한하게 하거나, 또는 심지어 위험하게 할 수 있다. 또한, 재료 또는 제품의 일부는 제품의 제조 중에 휘거나, 집히거나, 찢어지거나, 변형되거나, 들어 올려질 수 있다.

특정 예에서, 탐폰들은 처음에 평평한 구성의 다양한 흡수성 재료를 사용하여 비압축 상태로 형성된다. 삽입을 위해 적절한 형상 및 완전한 상태(integrity)의 탐폰 거즈(pledget)를 만들기 위해서, 비압축 흡수성 재료들은, 비압축 흡수성 재료들 또는 블랭크(blank)가 탐폰 압축 장치 또는 프레스 내에 삽입될 수 있게 하는 방식으로 접히거나, 말리거나, 적층되어야 한다. 이러한 프레스는 충분한 압축이 생겨서 블랭크가 월경을 포함하는 다양한 체액을 흡수하도록 질강 내에 삽입될 수 있는 탐폰 거즈로 일시적으로 변형될 때까지 흡수성 재료의 체적을 감소시킨다. 또한, 현대의 탐폰 설계들은 탐폰 거즈로부터 방사 방향으로 이동하도록 설계되는 페탈(petal)들과 같은 이차 흡수성 구조물을 포함할 수 있다. 이러한 페탈들은 제품의 제조 도중에 휘거나, 집히거나, 찢어지거나, 변형되거나, 들어 올려질 수 있다. 또한, 불충분한 압축은 사용된 탐폰이 인출될 때에 완전히 온전한 상태로 남아 있지 못하게 할 수 있고; 탐폰은 실질적으로 갈라지거나, 말리지 않거나, 접히지 않거나, 텔레스코핑되거나, 그렇지 않으면 구조적으로 열화될 수 있다.

이러한 구조적인 이슈들을 타개하기 위해서, 압축된 재료를 안정화하기 위한 많은 시도들이 행해지고 있다. 예를 들면, 일부는 바인더 섬유들, 접착제들, 그루브형(grooved) 압축, 바느질(needling), 마이크로파 방사 등을 시도하였다. 그러나, 이러한 노력들에도 불구하고, 압축된 재료들이 보관 및 사용 중에 보다 큰 안정성을 갖도록 할 필요성이 여전히 존재한다.

일 측면에서, 본 발명은 재료를 압축하기 위한 장치를 제공하는데, 상기 장치는, 복수의 레버 및 복수의 조(jaw)를 포함하며, 여기서 각 조는 레버에 부착되고, 여기서 각 조는 구역(area)을 갖는 압축 표면을 갖는다. 또한 상기 장치는 재료에 노출된 압축 표면의 구역이 그 압축 표면의 내향(inward) 이동에 따라 감소하도록 비선형 동작으로 각 레버를 이동시키도록 구성된 압축 기구를 포함한다.

또 다른 측면에서, 본 발명은 재료를 압축하기 위한 장치를 제공하는데, 상기 장치는 중앙 길이방향 축을 가지며, 복수의 레버 및 복수의 조(jaw)를 포함하며, 여기서 각 조는 인접하는 조들 사이에 갭이 규정되도록 레버에 부착되고, 상기 갭은 갭 중심선을 가지며, 여기서 각 조는 구역(area)을 갖는 압축 표면을 갖는다. 또한 상기 장치는 인접하는 조들 사이의 갭의 갭 중심선이 상기 장치 중앙 길이방향 축에 주로 접선이도록 비선형 동작으로 각 레버를 이동시키도록 구성된 압축 기구를 포함한다.

본 발명의 상기한 그리고 다른 특징들 및 측면들과 그들을 달성하는 방법이 더욱 분명해질 것이고, 그 자체의 개시는 다음의 설명, 첨부된 청구항들 및 수반하는 도면들을 참조하여 보다 양호하게 이해될 것이다.
도1은 본 발명의 예시적인 탐폰을 대표적으로 도시한다.
도2는 개방 위치에서 도.1의 탐폰을 제조하는데 사용되는 예시적인 장치를 대표적으로 도시한다
도3은 최소 압축 위치에서 도 1의 탐폰을 제조하는데 사용되는 예시적인 장치를 대표적으로 도시한다.
도4는 도 2 및 도 3의 장치에서 사용되는 레버를 대표적으로 도시한다.
도5는 도 2 및 도 3의 장치에서 사용되는 조를 대표적으로 도시한다.
본 명세서 및 도면들에서 참조 부호들의 반복 사용은 본 발명의 동일하거나 유사한 특징들 또는 요소들을 나타내기 위한 것이다. 도면들은 묘사하기 위한 것이며 반드시 정확한 크기로 도시된 것은 아니다. 그것의 특정 비율들은 과장될 수도 있지만, 다른 것들은 최소화될 수도 있다.

이전의 프레스들은, 생성된 압력이 안정된 가압 조건으로 재료들을 일시적으로 변형시키도록 섬유들의 충분한 치밀화가 생길 때까지 비압축 재료의 외표면과 접촉하고 재료 직경을 동시에 감소시키는 일반적으로 조(jaw)들이라 불리는 다수의 압축 부재들을 갖는다.

다수의 압축 조를 갖는 이전의 프레스들은, 일반적으로 프레스의 이론적인 중심으로부터 선형, 방사 방향으로(안과 밖으로)의 동작으로 작동한다. 이와 같이, 다수의 독립적인 조는 비압축 재료의 표면 부근의 재료들이 압축 공정 중에 변형되게 될 경우에 인접하는 조들 사이에서 공간들을 갖는다. 비압축 재료의 일부는 조의 압축 표면 주위 및 인접하는 조들 사이의 공간들 내로 이동함에 따라서 최소 압축에서 조들 사이에 끼이게 될 수 있다. 이러한 변형은 의도적으로나 비의도적으로 요철들 또는 주름들을 생성해서 압축 공정 중에 직경의 감소를 도모할 수 있다. 일부 응용예들에서, 이는 더욱 균일한 밀도를 생성하거나 제품의 표면적을 향상시키는 바람직한 효과이다. 본 명세서에서 설명되는 바와 같은 다른 응용예들에서, 이러한 변형은 제품의 적어도 일부가 강도가 손상되거나 실질적으로 훼손되도록 하는 주름 또는 취약 선을 야기할 수 있다. 비압축 재료는 조들 사이의 공간들 내로 바람직하지 않게 이동하도록 하는 추가적인 경향을 가질 수 있다.

명시적이지만 한정하지 않는 본 발명의 프레스의 사용 예는 탐폰들의 제조이다. 본 발명의 탐폰은 여성의 질의 입구(introital) 영역 위에 삽입되도록 설계되고, 월경, 혈액 및 다른 체액의 유체 흐름을 가로채고 유체가 질을 나가는 것을 방지하는 기능을 하도록 설계된다. 본 발명의 거즈들이 월경 디바이스로서 사용하는 것에 대해 설명되어 있지만, 거즈들이 또한 페서리와 같은 임의의 다른 적절한 질 삽입물로서 사용될 수도 있다는 것을 쉽게 알 수 있을 것이다. 마찬가지로, 본 발명의 거즈들이 일반적으로 "흡수성"이라고 설명되지만, 거즈들이 부분적으로 또는 완전히 비흡수성이도록 코팅될 수 있거나 다른 방식으로 처리될 수 있다는 것을 쉽게 알 수 있을 것이다.

탐폰 제품의 유효성 개선은 탐폰의 흡수성 구조물에 제2 흡수층을 추가함으로써 이루어질 수 있다. 제2 층은 표준 방사상 감김(radially-wound) 탐폰의 직경 위로 질벽과의 점막 접촉 영역을 증가시킬 수 있는 개별 접촉 부재들을 갖는다. 이러한 특징이 큰 표면적에 걸쳐서 질액과 접촉하고 질액을 흡수하도록 하는 능력에 유리하지만, 접촉 부재 또는 페탈은 탐폰 제조 공정 중에 휘거나, 비틀리거나, 찢어질 수 있어, 페탈이 탐폰 소프트 롤/비압축 블랭크의 외표면 및/또는 압축 공정 중의 압축된 탐폰 거즈에 대하여 평평하게 놓이지 않게 된다.

본 명세서에서 설명되는 프레스 디바이스는 예로서 탐폰 압축을 사용하여 설명되지만, 원료들 및 제품들을 포함하는 임의의 압축 가능한 재료, 및 구체적으로 압축된 원형 재료로 이루어질 수 있는 임의의 일반적인 비압축 재료를 압축하는데 사용하는 것에 동등하게 적합할 수 있다는 것에 유의해야 한다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 예시적인 탐폰들(10)은 일반적으로 원통형 거즈(20)로 압축된 다량의 섬유 재료(11)를 포함한다. 탐폰(10)은 일반적으로 삽입 단부(38) 및 대향 인출 단부(42)를 갖는다. 삽입 단부(38)는 여성의 질강에 들어가는 탐폰(10)의 제1 부분이 되도록 설계된다. 일부 측면에서, 삽입 단부(38)는 삽입을 용이하게 하도록 둥글게 되거나 다른 방식으로 형상화되어 있다. 사용중에는, 본 발명의 거즈(20)는 전체적으로 여성의 질 내에 위치하도록 설계된다. 탐폰(10)은, 본원과 상충되지 않을 정도로 본 명세서에 통합되는, 공동 계류중인 미국 특허 출원 제13/333150호, 제13/333311호, 제13/537138호 및 제13/537153호에 설명되어 있는 바와 같은 접촉 요소들(도시하지 않음)을 또한 포함할 수 있다.

탐폰(10)은 여성의 질로부터 탐폰(10)을 제거하는 것을 돕기 위한 인출 끈(21)을 더 포함한다. 인출 끈(21)은 임의의 적절한 방식으로 거즈(20)에 부착될 수 있다. 인출 끈(21)은 이 인출 끈(21)의 해어짐(fraying)을 방지하고 여성이 그녀의 질로부터 탐폰(10)을 제거하려고 준비할 때에 여성이 인출 끈(21)을 잡을 수 있는 지점을 제공하도록 하나 이상의 매듭(31)을 더 포함할 수 있다.

여성이 인출 끈(21)을 잡아 당길 때에, 인출 끈(21)과 거즈(20) 간의 연결 지점들에 힘이 인가된다. 이러한 힘은 거즈(20)와 질벽들 사이의 마찰력들에 의해 상쇄된다. 마찰력들은 거즈의 포화 레벨, 덮개 재료의 존재 여부 및/또는 타입, 거즈 팽창, 거즈 방향, 존재하는 체액의 유동성(rheology), 및 다수의 다른 요인에 의존하여 가변된다. 다양한 요인에 상관없이, 거즈(20)의 완전한 상태는 거즈가 갈라지거나, 말리지 않거나, 접히지 않거나, 텔레스코핑되거나, 그렇지 않으면 구조적으로 열화하는 일없이 대항력(countervailing force)을 견딜 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 이론에 얽매이려고 하는 것은 아니지만, 이들 및 다른 구조적인 열화는 거즈(20)의 다양한 층 또는 구조물 사이에서 변위(shifting)하는 것에 의해 적어도 부분적으로 야기되는 것으로 여겨진다. 이들 변위는 거즈들(20)이 일반적으로 감김, 접힘, 적층, 수집, 뭉침, 늘어짐 등이 발생할 수 있는 섬유의 리본으로 이루어진다는 사실에 의해 심화되는 것으로 여겨진다. 거즈를 안정화하기 위한 과거의 노력들은 섬유간(fiber-to-fiber) 안정성을 달성하기 위한 노력으로 바인더 섬유들, 접착제들, 그루브형 압축, 바느질, 마이크로파 방사 등을 사용하는 것을 포함한다. 이들 방법이 잡다한 성공을 얻었지만, 본 발명은 균일한 압축을 기계적으로 구동하고 핀치 포인트들을 한정함으로써 층 또는 구조 통합을 증진시키는 것으로 여겨진다.

본 명세서에서 설명되는 장치는, 탐폰(10)을 제조하는 특정 예를 포함하는, 재료를 방사상으로 압축하도록 설계된다. 장치는 압축 표면들, 및 재료를 압축하는 동안에 비선형 동작으로 압축 표면들을 이동시키는 압축기구를 갖는다. 장치가 압축할 때에, 압축 표면적이 감소되고 둘레 갭이 장치의 관련 범위에 걸쳐서 0에 근접하게 유지된다. 장치의 작동 범위는 최대 압축 직경과 최소 압축 직경 사이의 범위로 규정된다. 이 장치로 얻어질 수 있는, 최종 압축 직경에 대한 최초 압축 직경의 비, 또는 압축비는 하나의 측면에서 1 이상이고, 다른 측면에서 2보다 크고, 또 다른 측면들에서 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20, 또는 그 이상보다 크다. 최초 압축 직경은 장치가 재료를 수용하도록 개방되어야 하는 근본적으로 최소 직경인, 압축 이전의 재료의 유효 직경이다. 상기한 직경은 이하에서 규정되는 가상 실린더(110)의 직경이다. 최종 압축 직경은 압축 후 재료의 원하는 직경이다.

장치의 관련 범위에 걸쳐서 0에 가까운 둘레 갭을 유지함으로써, 압축 조들은 장치 안정성을 향상시키도록 서로 강화될 수 있다.

본 명세서에서 설명되는 탐폰(10)을 제조하기 위한 프레스 디바이스(50)가 도 2에 도시되어 있다. 본 명세서에서 예로서 사용되는 프레스 디바이스(50)는 8개의 레버(54)(도 2 내지 도 4 참조)를 포함하지만, 임의의 적절한 수의 레버(54)가 제공될 수 있다. 프레스 디바이스(50)의 중심은, 레버들(54)과 조들(94)이 그들의 최내측 진행 범위에 있을 때에 조(94)가 만나는 지점인, 중앙 길이방향 축(58)을 규정한다. 각 레버(54)는 피봇 핀(66)으로 고정 링(62)에 연결되고 피봇 핀(66)에 대하여 소정의 한계 내에서 피봇 가능하다. 각 레버(54)는 구동 기구(도시하지 않음)의 일부로서의 인접 체인 링크들(82)에 제1 및 제2 결합 핀(74, 78)에 의해 피봇 가능하게 링크되는 레버 외단부(70)를 갖는다. 제1 및 제2 결합 핀(74, 78) 및 피봇 핀(66)은 일반적으로 원형 어레이로, 또는 임의의 다른 적절한 어레이로 배치될 수 있다. 인접하는 결합 핀들(74, 78) 사이 및 인접하는 피봇 핀들(66) 사이의 공간은 원 내에 포함될 레버들(54)의 수에 의해 결정된다.

레버들(54)은 각도 레버들로서 설계되며, 각각이 방사상으로 내향으로 배치되는 레버 아암(86)을 포함한다. 각 레버(54)는 레버 외단부(70)로부터 피봇 핀(66)을 통해 각 레버 아암(86)의 방사상 내향(radially-inward) 단부(90)로 연장되는 레버 길이방향 축(88)을 갖는다. 방사상 내향 단부(90)는 압축시에 사용되는 조(94)를 포함한다. 조(94)는 레버 아암(86)과 일체로 형성될 수 있고, 따라서 그 자신의 레버(54)의 일부이며, 조(94)는 레버 아암(86)의 방사상 내향 단부(90) 상의 툴 캐리어(98)에서 레버 아암(86)에 부착될 수 있거나, 조(94)는 임의의 적절한 방식으로 레버(54)와 연관될 수 있다. 본 발명의 다양한 측면에서, 레버들 및 조들의 수는 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12, 16, 또는 임의의 다른 적절한 수일 수 있다.

각 조(94)는 압축 표면(102) 및 조 에지(106)(도 5 참조)를 포함한다.압축 표면(102)은 레버 길이방향 축(88)에 일반적으로 평행한 평면을 규정한다. 도시된 측면에서, 각 조(94)는 인접하는 조(94)가 제1 조(94)로부터 시계 방향으로 배치되는 경우에 인접하는 조(94)를 향해서 돌출한다. 하나의 조(94)의 조 에지(106)는 시계 방향의 인접하는 조(94)의 압축 표면(102) 부근에 배치된다. 주어진 조 에지(106)의 표면형태는 인접하는 조(94)의 압축 표면(102)의 표면형태와 근본적으로 매칭한다. 프레스 디바이스(50)는 각 조(94)의 압축 표면(102)에 의해 규정된 평면이 중앙 길이방향 축(58)에 접선인 압축 사이클 내의 모든 지점에 있도록 배열된다.

또한, 각 압축 표면(102)은 압축될 재료에 노출되는 구역을 규정한다. 이 구역은 일반적으로 특정한 조(94)의 조 에지(106)와, 인접하는 조(94)의 압축 표면(102)의 평면에 의해 그 특정 조(94) 상에 돌출되거나, 또는 인접하는 조(94)의 조 에지(106)에 의해 접촉되거나 그 조 에지(106)에 인접하는 선 또는 점 사이이다.예를 들면, 8개의 조(94)를 갖는 프레스 디바이스(50)에서는 일반적으로 8각형의 압축 캐비티를 형성하도록 협동한다. 그 8각형의 일 면은 압축될 재료에 노출되는 압축 표면(102)의 구역을 규정한다. 조(94)가 내향으로 움직일 때에, 8각형은 줄어들고, 각 면의 구역 및 이에 따라 각 압축 표면(102)이 감소된다. 압축 표면들(102)은 가상 실린더(110), 즉 방사 방향으로, 압축 표면(102) 내에 새겨질 수 있는 최대 직경의 가상 원을 규정한다. 이 문단에서 설명되는 예에서, 상기 원은 압축 표면(102)에 의해 규정되는 8각형 내에 새겨지는 최대 직경의 원이다. 그 결과, 조(94)가 내향으로 움직일 때에, 가상 실린더(110)도 직경이 줄어든다.

구동 기구를 활성화하고 체인 링크(82)를 회전시킴으로써, 레버(54)가 피봇 핀(66)에 대하여 피봇하게 한다. 레버(54)는 체인 링크(82)가 이 예에서 시계 방향으로 회전될 때에 레버 아암(86)의 방사상 내향 단부(90)가 방사상으로 내향으로 이동하도록 피봇된다. 각각의 압축 표면(102)은 이 압축 표면(102)에 부착되는 단부(90)와 방사상으로 내향으로 이동한다. 따라서, 프레스 디바이스(50)는 체인 링크(82)가 이 예에서 시계 방향으로 회전될 때에 폐쇄되고, 프레스 디바이스(50)는 체인 링크(82)가 이 예에서 반시계 방향으로 회전될 때에 개방된다. 조(94), 및 구체적으로 조(94) 위의 지점은 비선형 방식으로, 또는 레버들, 핀들, 고정 링들, 체인 링크들의 배열에 의존하여 곡선 방식으로 이동하도록 구성될 수 있다.

이전의 많은 프레스에서, 방사 방향으로의 조들의 선형 또는 준선형(quasi-linear) 주행은 비압축 재료의 일부가 트래핑될 수 있는 조들 사이의 갭을 남긴다. 다엽(multi-lobed) 탐폰이 요구되는 일부 경우에서, 비압축 재료의 갭으로의 이러한 침입은 의도적이다. 이전의 다른 프레스들은 제1 세트의 조들 사이의 갭들에 제2 세트의 조들을 설치함으로써 갭 이슈를 다루도록 시도하고 있다. 이러한 제2 세트의 조들은 갭들 내에 침입하는 비압축 재료의 일부를 다루도록 갭들을 적어도 부분적으로 채우려고 한다. 2개의 세트의 조들은 조들 및 레버들의 복잡한 배열로 이어진다.

또한, 이전의 많은 프레스에서, 조들은 작은 압축으로(즉, 조들이 그들의 주행 내향 범위에 근접할 때) 인접하는 조들과 간섭할 수 있고 인접하는 조들을 침해할 수 있다. 반대로, 본 발명의 프레스 디바이스(50)는 각 조(94)의 조 에지(106)가 프레스 디바이스(50)의 중앙 길이방향 축(58)에서 다른 것들과 만날 때까지 이론적으로 내향으로 이동할 수 있다. 즉, 조들(94)은 압축 표면들(102)에 의해 규정된 가상 실린더(110)가 0의 직경에 이를 때까지 내향으로 이동할 수 있다.

도2는 개방 개시 위치에서 조들(94)의 조 에지들(106)이 프레스 디바이스(50)의 중앙 길이방향 축(58)을 향해서 지향되지 않지만 선택된 거리로 중앙 길이방향 축(58)을 둘러싸는 가상 실린더(110)를 향해서 접선으로 지향되는 것을 도시한다. 따라서 조들(94)에 의해 인가되는 압축력은 선택된 거리로 제조하려는 재료를 둘러싸는 원을 향해서 중앙이 아니라 접선으로 지향되는 것으로 달성된다.

도 2에 따른 프레스 디바이스(50)의 개방 개시 위치에서, 재료의 블랭크(114)가 압축 표면들(102) 사이의 개구 내에 삽입된다. 하나의 측면에서 이 블랭크(114)는 흡수성 재료부를 감음으로써 제조된다. 체인 링크(82)를 고정 링(62)에 대하여 시계 방향으로 회전시킴으로써, 압축 표면들(102)은 우선 중간 위치 내로 운반되고 최종적으로 도 3에 도시된 단부 위치로 운반된다. 이러한 피봇 이동에 따라, 레버들(54)은 피봇 핀들(66)에 대하여 피봇된다. 도 3과 도 2의 비교는 이러한 이동 중에 압축 표면들(102)에 의해 인가되는 변형력이 주변부에 대하여 균일한 블랭크(114)의 체적 감축으로 이어지고, 블랭크(114)를 압축된 블랭크(114)(또는 탐폰(10)의 경우 거즈(20))로 변형시킨다. 조들을 약간 개방한 후에, 압축된 블랭크(114)가 프레스 디바이스(50)로부터 제거된다.

본 명세서에서 설명되는 프레스 디바이스(50)는 인접하는 조들(94) 사이의 클리어런스(clearance)가 압축 사이클 내의 일부 지점에서 갭(118)을 규정하도록 서로 협동하는 복수의 압축 조(94)를 포함한다.갭(118)은 인접하는 조들(94) 사이의 갭의 일련의 중간지점들을 연결하는 갭 중심선(112)을 규정한다. 제 1 조(94)와 인접하는 제 2 조(94) 사이의 갭(118)의 갭 중심선(112)을 포함하는 선은 때때로 상기 인접하는 제 2 조(94)의 압축 표면(102)에 평행하다. 그 결과, 갭 중심선(112)을 포함하는 선은 일반적으로 가상 실린더(110)에 대한 접선에 평행할 것이고, 상기 중앙 길이방향 축(58)을 교차하지 않을 것이다.

상술한 바와 같이, 이전의 프레스들의 갭 중심선들을 포함하는 선은 일반적으로 이러한 프레스들의 길이방향 중심을 관통하거나 또는 그 부근을 지나간다. 이러한 이전의 프레스들의 배열은 재료가 갭 내에 침입하게 한다. 본 발명의 프레스 디바이스(50)에서, 갭들(118)의 방향은 재료의 갭 내로의 침입을 방지하는 것을 돕는다. 즉, 인접하는 조들(94) 사이의 갭(118)은 전체 압축 사이클 중에 인접하는 조들(94) 사이의 압축 방향으로 실질적으로 감소된 클리어런스 프로파일을 제공하여, 재료가 포획될 수 있는 갭들(118)을 실질적으로 감소시킨다.

또한, 본 발명의 프레스 디바이스(50)의 구조의 기하학적인 분석은 갭(118)이 압축 사이클에 걸쳐서 변하며, 최소 및 최대 압축 직경들 양자에서 최소화됨을 보여준다. 하나의 측면에서 인접하는 조들(94) 사이의 실질적으로 감소된 클리어런스는, 접촉 표면들 주위의 재료의 이동이 실질적으로 제한되도록, 최소 압축에서 존재하는 실제 갭(118)이 없도록 0에 근접한다.

이전의 디바이스들은 다이(die) 캐비티가 정지 부재, 스프링 부하식(spring-loaded) 부재들, 및 다수의 형성 핑거를 포함하는 다수의 부재들의 조합에 의해서만 작동하는 매우 복잡한 디바이스의 필요성을 교시하려는 경향이 있다. 이들 디바이스는 또한 부재들을 왕복으로 구동하여 캐비티를 압축하고 개방하도록, 캠 기구, 모터, 및 요동 기어 박스(oscillating gear box)와 조합하는 외부 링을 요구할 수 있다.

본 발명은 일반적으로 아치형 동작으로 각 조(94)를 이동시켜 연속하는 압축 캐비티를 생성하도록 피봇 핀(66)에 대하여 회전하거나 피봇하는 가동형 레버(54)에 탑재되는 단순한 하나의 조(핑거) 부재(94)를 유리하게 제공한다. 프레스 디바이스(50)는 이전의 디바이스들에서와 같이 볼 베어링 또는 롤러 베어링을 요구하지 않는다. 대신에 단순한 베어링 표면이 필요로 하는 전부이다. 또한 본 발명에서는 설명한 압축 캐비티의 일부를 형성하는 정지 부재도 필요 없다.

이전의 디바이스들은 압축 캐비티를 형성하는 적어도 2개의 상이한 부재를 요구하는 반면에, 본 발명은 하나의 부재만이 필요한 것을 유리하게 교시하고 있다. 이전의 디바이스들은 또한 프레스를 개방 및 폐쇄하는 다양한 체결구들을 갖는 복잡한 기구를 요구한다. 본 발명은, 압축 캐비티를 형성하도록 그들의 대응하는 레버들(54)을 갖는, 일례에서는 8개의 조(94)의 단일 세트를 유리하게 제공한다.

본 발명은, 연속하는 압축 캐비티가 균일한 압축을 달성하는 하나의 수단이지만, 본 발명에서와 같이, 압축 표면(102)이 균일한 압력을 또한 생성하기 때문에, 균일한 압축이 인접하는 조들(94) 사이에 존재하는 접선 공간으로 또한 달성될 수 있음을 인지하고 있다. 본 발명의 하나의 측면에서의 접선 공간이 하나의 조(94)가 인접하는 조(94)와 겹치는 인터페이스에서 별개의 스텝을 갖지만, 압력을 생성하는 표면 세그먼트들은 방사 방향으로의 투시도로부터 보았을 때에 압축 캐비티 전반에 걸쳐서 연속적이다.

이전의 장치들은 압축 조들의 일반적인 방사 방향에 기인하여 인접하는 조들 사이에 공간들을 갖는 것에 대한 임의의 부정적인 결과를 교시하거나 인지하고 있지 않음을 유의해야 한다.

현존하는 프레스들에 대한 본 발명의 또 다른 이점은, 현재 각 조(94)가 압축 표면(102)으로서 기능하고 압축 캐비티의 세그먼트를 형성하도록 프레스 디바이스(50)의 복잡도, 비용, 유지성, 프레스 개방 치수 범위, 및 유연성이 상당히 단순하게 되는 것이다. 이는 조들(94)의 호환성 때문에 각 조(94)가 다양한 특징에 대해 유리하게 최적화될 수 있게 한다. 선행 기술은 조(핑거)와 조합되는 홀더 및/또는 정지 표면이 압축 캐비티의 적어도 일부를 형성하는데 요구되는 것을 나타낸다. 최소 압축에서, 본 발명의 인접하는 조들(94)은 또한 그의 전방에 있는 인접하는 조(94)의 표면에서 생성된 고압력에 대한 추가적인 내성을 제공하도록 서로 유리하게 협동한다.

본 발명의 추가적인 이점은 표준 및 현존하는 탐폰들 또는 다른 기계류와 함께 사용되도록 설명된 배치 능력이다. 이는 장비 개발 시간 및 비용을 최소로 하게 된다.

본 발명의 흡수성 블랭크들(114) 및 궁극적으로 거즈(20)는 흡수성 섬유들 및/또는 바인더 섬유들의 임의의 적절한 타입 및/또는 조합을 포함할 수 있다. 흡수성 섬유들은 폴리에스테르, 셀룰로오스, 아세테이트, 나일론, 폴리프로필렌, 레이온, 면 또는 그들의 혼합물과 같은, 합성 또는 천연 섬유들로 이루어진 임의의 적절한 흡수성 재료를 포함할 수 있다. 흡수성 섬유들은 섬유들의 임의의 적절한 혼합물을 또한 포함할 수 있다. 예를 들면, 흡수성 섬유들은 면 및 레이온과 같은 셀룰로오스 섬유들로 형성될 수 있다. 흡수성 섬유들은 100wt% 면, 100wt% 레이온, 또는 면과 레이온 섬유들의 혼합물일 수 있다. 일부 측면에서, 셀룰로오스 섬유들은 초흡수성을 위해 변형될 수 있다.

일부 측면에서, 흡수성 블랭크들(114) 및 궁극적으로 거즈들(20)은, 2011년 3월 18일자로 출원되고, 여기에서 모순되지 않는 한 참조로 본 명세서에 포함되는, 잭슨(Jackson) 등의 미국 특허출원 제13/051447호에 교시된 바와 같은 흡수성 섬유들 및 긴 바인더 섬유들의 조합을 포함할 수 있다.

면 섬유들이 사용되었을 때, 면 섬유들은 약 20밀리미터(mm) 내지 약 40mm 사이의 스테이플(staple) 길이를 가져야 한다. 면 섬유들은 일반적으로 약 15미크론 내지 약 28미크론 사이의 섬유 사이즈를 가져야 한다. 면 섬유들은 또한 원하는 경우 표백될 수 있다. 표백하는 것은 면 섬유들의 외관을 더욱 하얗게 할 것이다.

레이온 섬유들이 존재할 때, 레이온 섬유들은 약 20mm 내지 약 45mm 사이의 스테이플 길이를 가져야 한다. 일부 측면에서, 레이온 섬유들은 38 내지 42mm의 스테이플 길이를 가질 수 있다. 적절한 레이온 섬유들은 약 1 내지 약 6 사이의 데니어(denier)를 가질 수 있다. 특정 측면들에서, 레이온 섬유들은 비스코스 레이온(viscose rayon), 리오셀 레이온(locell rayon), 또는 임의의 다른 적절한 레이온이나 재생된 셀룰로오스일 수 있다.

레이온 섬유는 원형, 이엽 또는 삼엽 횡단면 구성이나 당업자에게 알려진 소정의 다른 횡단면 구성을 가질 수 있다. 이엽 구성은 개 뼈처럼 보이는 횡단면 프로파일을 가지며, 삼엽 구성은 "Y"처럼 보이는 횡단면 프로파일을 갖는다. 또한, 레이온 섬유는 원하는 경우 표백될 수 있다.

다양한 측면에서, 흡수성 블랭크들(114)은 거즈(20)로 압축되기 전에 말려지거나, 적층되거나, 접히거나, 다른 방식으로 제조될 수 있다. 예를 들면, 적절한 월경 탐폰들은 에드겟(Edgett)의 미국 특허출원공개 제2008/0287902호 및 배일리(Bailey)의 미국 특허 제2,330,257호에 개시된 바와 같은 "컵"형 거즈들; 아기야퐁(Agyapong)의 미국 특허 제6,837,882호에 개시된 바와 같은 "아코디언" 또는 "W-접힘" 거즈들; 프리이스(Friese)의 미국 특허 제6,310,269호에 개시된 바와 같은 "방사상 감김" 거즈들; 하우드(Harwood)의 미국 특허 제2,464,310호에 개시된 바와 같은 "소시지"형 또는 "다발"형 거즈들; 제스업(Jessup)의 미국 특허 제6,039,716호에 개시된 바와 같은 "M-접힘" 탐폰 거즈들; 조겐슨(Jorgensen)의 미국 특허출원공개 제2008/0132868호에 개시된 바와 같은 "적층" 탐폰 거즈들; 또는 섀퍼(Schaefer)의 미국 특허 제3,815,601호에 개시된 바와 같은 "가방"형 탐폰 거즈들을 포함할 수 있다.

"방사상 감김" 거즈들을 제조하기 위한 적절한 방법은 프리이스(Friese)의 미국 특허 제4,816,100호에 개시되어 있다. "W-접힘" 거즈들을 제조하기 위한 적절한 방법은 아기야퐁(Agyapong)의 미국 특허 제6,740,070호, 콘도(Kondo)의 미국 특허 제7,677,189호 및 뮬러(Mueller)의 미국 특허출원공개 제2010/0114054호에 개시되어 있다. "컵" 거즈들 및 "적층" 거즈들을 제조하기 위한 적절한 방법은 조겐슨(Jorgensen)의 미국 특허출원공보 제2008/0132868호에 개시되어 있다.

다양한 측면에서, 본 발명의 탐폰들(10)은 또한 외표면의 적어도 일부 위에 배치된 덮개 재료를 포함할 수 있다. 덮개는 여성의 질의 내벽과 거즈(20)의 섬유들이 직접적으로 접촉하지 않는 것을 보증하는 데 유익할 수 있다. 이는 탐폰(10)이 제거된 후에 질 내에 섬유들이 뒤에 남겨지게 될 가능성을 최소화한다. 덮개는 흡수성 섬유들을 실질적으로 또는 완전히 둘러싸서 포위하도록 삽입 단부(38) 및/또는 인출 단부(42)에 감싸질 수 있다. 덮개는 또한 열 및/또는 압력에 의한 것과 같은, 거즈(20)에 그 일부 또는 모두를 접합하는 것을 돕도록 가열 밀봉성 재료로 구성될 수도 있다.

선택적인 덮개는 폴리올레핀, 특히 폴리프로플렌 또는 폴리에틸렌과 같은 비직조 재료로 형성될 수 있다. 덮개 재료는 스펀본드(spunbond)될 수 있다. 일부 측면에서, 덮개 재료는 2성분 섬유(예를 들어, 폴리에틸렌/폴리에틸렌 테레프탈레이트 외피 코어)로 이루어진 본디드 카드형 웹(bonded carded web)일 수 있다. 일부 측면에서, 덮개 재료는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 또는 양자의 조합으로 이루어진 필름 재료일 수 있다. 예를 들면, 일부 측면에서, 덮개는 폴리에틸렌-폴리프로필렌-폴리에틸렌으로 이루어진 3개 층을 가질 수 있다. 일부 측면에서, 덮개 재료는 1mm 이하 또는 0.5mm 이하의 직경을 갖는 개구를 가질 수 있다.

다양한 측면에서, 인출 끈(21)은 임의의 적절한 방식으로 거즈(20)에 부착될 수 있다. 예를 들면, 개구는 인출 끈(21)을 부착하기 위한 수단을 제공하도록 거즈(20)(및, 제공되는 경우 덮개)을 통해 형성될 수 있다. 다양한 측면에서, 인출 끈(21)은 흡수성 블랭크가 거즈(20)로 압축되기 전 또는 후에 흡수성 블랭크(114)에 부착될 수 있다. 인출 끈(21)은 거즈(20)에 부착될 수 있으며, 그러면 자체적으로 루프 형성될 수 있다. 그러면, 끈(21)이 거즈(20)로부터 분리되지 않는 것을 보증하도록 인출 끈(21)의 자유 단부들 부근에 매듭(31)이 형성될 수 있다. 또한, 매듭(31)은 인출 끈(21)의 해어짐을 방지하도록 기능하고, 여성이 그녀의 질로부터 탐폰(10)을 제거할 준비가 되었을 때 여성이 인출 끈(21)을 잡는 장소 또는 지점을 제공하도록 기능한다.

인출 끈(21)은 다양한 타입의 실 또는 리본으로 구성될 수 있다. 실 또는 리본은 100% 면 섬유 및/또는 전체적으로나 부분적으로 다른 재료로 이루어질 수 있다. 일부 측면에서, 인출 끈(21)은 67% 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 33% 레이온일 수 있다. 인출 끈(21)은 동여매거나 동여매지 않고 흡수성 블랭크(114) 및/또는 거즈(20)에 접합될 수 있다. 인출 끈(21)은 임의의 적절한 길이를 가질 수 있고/있거나 인출 끈(21)은 거즈(20)에 고정되기 전에 염색되고/되거나 왁스와 같은 위킹 방지제(anti-wicking agent)로 처리될 수 있다.

본 발명이 그의 특정 측면들에 대하여 상세하게 설명되었지만, 당업자는 상기한 것을 이해할 때에 이들 측면에 대한 대체들, 변형들, 및 등가물들을 용이하게 인식할 것이라는 것은 자명할 것이다. 따라서, 본 발명의 범주는 첨부된 청구항들 및 이들에 대한 임의의 등가물들의 범주로 평가되어야 한다. 또한, 개시된 측면들, 범위들, 예들, 및 대체들의 모든 조합 및/또는 하위조합도 고려된다.

Claims

각 레버가 레버 외단부, 방사상 내향(radially-inward) 단부, 및 레버 외단부로부터 방사상 내향 단부로 연장되는 레버 길이방향 축을 포함하는, 복수의 레버;
각 조(jaw)가 레버에 부착되며, 각 조가 구역을 갖는 압축 표면을 가지고, 압축 표면이 레버 길이방향 축에 일반적으로 평행한 평면을 규정하는 복수의 조; 및
재료에 노출된 압축 표면의 상기 구역이 그 압축 표면의 내향 이동에 따라 감소하도록 비선형 동작으로 각 레버를 이동시키도록 구성된 압축 기구를 포함하는, 재료를 압축하기 위한 장치.
제1항에 있어서, 상기 각 조는 레버와 일체형인, 장치.
제1항에 있어서, 인접하는 조들 사이의 갭을 더 포함하며, 상기 갭은 갭 중심선을 갖고, 인접하는 조들 사이의 상기 갭의 상기 갭 중심선을 포함하는 선이 상기 인접하는 조의 상기 압축 표면에 평행한, 장치.
제3항에 있어서, 상기 갭은 상기 장치가 최소 압축 직경에 있을 때, 및 상기 장치가 최대 압축 직경에 있을 때에 0에 근접하는, 장치.
제1항에 있어서, 상기 복수의 조의 상기 압축 표면들은 새겨진 가상 실린더를 규정하며, 인접하는 조들 사이의 갭을 더 포함하고, 상기 갭은 갭 중심선을 가지며, 인접하는 조들 사이의 상기 갭의 상기 갭 중심선을 포함하는 선은 상기 가상 실린더에 대한 접선에 평행한, 장치.
제1항에 있어서, 각 조의 상기 동작은 곡선형인, 장치.
제1항에 있어서, 상기 재료는 최초 압축 직경 및 최종 압축 직경을 가지며, 상기 장치에 의해 얻어질 수 있는 상기 최종 압축 직경에 대한 상기 최초 압축 직경의 비는 2보다 큰, 장치.
제1항에 있어서, 상기 재료는 최초 압축 직경 및 최종 압축 직경을 갖고, 상기 장치에 의해 얻어질 수 있는 최종 압축 직경에 대한 상기 최초 압축 직경의 비는 5보다 큰, 장치.
제1항에 있어서, 상기 재료는 최초 압축 직경 및 최종 압축 직경을 갖고, 상기 장치에 의해 얻어질 수 있는 최종 압축 직경에 대한 상기 최초 압축 직경의 비는 10보다 큰, 장치.
제1항에 있어서, 상기 재료는 최초 압축 직경 및 최종 압축 직경을 갖고, 상기 장치에 의해 얻어질 수 있는 최종 압축 직경에 대한 상기 최초 압축 직경의 비는 20보다 큰, 장치.
제1항에 있어서, 고정 링을 더 포함하며, 각 레버는 피봇 핀으로 상기 고정 링에 피봇 가능하게 부착되고, 인접하는 레버들은 체인 링크에 피봇 가능하게 연결되며, 상기 피봇 핀은 상기 조와 상기 체인 링크 사이에 배치되는, 장치.
제1항에 있어서, 각 조는 조 에지를 포함하며, 상기 조 에지의 표면형태(topography)는 인접하는 조의 상기 압축 표면의 표면형태와 근본적으로 매칭되는, 장치.
중앙 길이방향 축을 가지고,
각 레버가 레버 외단부, 방사상 내향 단부, 및 레버 외단부로부터 방사상 내향 단부로 연장되는 레버 길이방향 축을 포함하는, 복수의 레버;
갭이 인접하는 조들(jaw) 사이에 규정되도록 각 조가 레버에 부착되며, 상기 갭은 갭 중심선을 갖고, 각 조는 구역을 갖는 압축 표면을 가지고, 압축 표면이 레버 길이방향 축에 일반적으로 평행한 평면을 규정하는, 복수의 조; 및
인접하는 조들 사이의 상기 갭의 상기 갭 중심선이 상기 압축 표면들에 의해 규정되며 상기 중앙 길이방향 축 상의 중앙인 가상 실린더의 접선에 주로 평행하도록 비선형 동작으로 각 레버를 이동시키도록 구성된 압축 기구를 포함하는, 재료를 압축하기 위한 장치.
제13항에 있어서, 인접하는 조들 사이의 상기 갭의 상기 갭 중심선은 인접하는 압축 표면에 주로 평행한, 장치.
제13항에 있어서, 각 조는 레버와 일체형인, 장치.
제 13 항에 있어서, 상기 재료는 최초 압축 직경 및 최종 압축 직경을 갖고, 상기 장치에 의해 얻어질 수 있는 최종 압축 직경에 대한 상기 최초 압축 직경의 비는 5보다 큰, 장치.
제 13 항에 있어서, 상기 재료는 최초 압축 직경 및 최종 압축 직경을 갖고, 상기 장치에 의해 얻어질 수 있는 최종 압축 직경에 대한 상기 최초 압축 직경의 비는 10보다 큰, 장치.
제13항에 있어서, 고정 링을 더 포함하며, 각 레버는 피봇 핀으로 상기 고정 링에 피봇 가능하게 부착되고, 인접하는 레버들은 체인 링크에 피봇 가능하게 연결되며, 상기 피봇 핀은 상기 조와 상기 체인 링크 사이에 배치되는, 장치.
제13항에 있어서, 상기 재료는 탐폰 거즈인, 장치.
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