MX2015004988A - Aparatos y metodos para cohesionar sustratos. - Google Patents

Aparatos y metodos para cohesionar sustratos.

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MX2015004988A
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MX
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drum
anvil roller
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outer circumferential
pressure element
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Gene Xiaoqing Huang
Uwe Schneider
David Carlton Ordway
Jillian Marie Franke
Michael Devin Long
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Procter & Gamble
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Abstract

Un método incluye girar un tambor alrededor de un eje y girar un rodillo de yunque alrededor de un eje adyacente al tambor de modo de formar una línea de contacto entre estos. El tambor incluye una tobera de fluido y un elemento de presión, en donde el elemento de presión tiene una superficie externa. El rodillo de yunque incluye una superficie circunferencial externa dúctil. Se avanzan un primer y segundo sustratos en una dirección de máquina sobre el tambor. La tobera de fluido se mueve radialmente hacia afuera y se dirige un chorro de fluido caliente sobre los sustratos. La tobera de fluido se retrae radialmente hacia adentro y el elemento de presión se desplaza radialmente hacia afuera. Los sustratos avanzan a través de la línea de contacto y se comprimen entre el elemento de presión y el rodillo de yunque de modo que el elemento de presión deforme la superficie circunferencial externa dúctil del rodillo de yunque.

Description

APARATOS Y MÉTODOS PARA COHESIONAR SUSTRATOS CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente descripción se refiere a métodos para fabricar artículos absorbentes, y específicamente, a aparatos y métodos para cohesionar sustratos entre sí durante la fabricación de artículos absorbentes.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN A lo largo de una línea de ensamblaje, se pueden ensamblar varios tipos de artículos, tales como pañales y otros artículos absorbentes, mediante la adición de componentes a y/o de la modificación de cualquier otra forma de una trama continua de material en avance. En algunos procesos, las tramas de material en avance se combinan con otras tramas de material en avance. En otros procesos, los componentes individuales creados a partir de tramas de material en avance se combinan con tramas de material en avance que, a su vez, se combinan después con otras tramas de material en avance. En algunos casos, los componentes individuales creados con la trama o tramas en avance se combinan con otros componentes individuales creados con otra trama o tramas en avance. Las tramas de material y las partes componentes usadas para fabricar pañales pueden incluir: capas inferiores, capas superiores, puños para las piernas, fajas para la cintura, componentes de núcleo absorbente, orejas anteriores y/o posteriores, componentes de ajuste y varios tipos de componentes y tramas elásticas tales como elásticos para las piernas, elásticos de protección para los puños de las piernas, paneles laterales elásticos y elásticos para la cintura. Una vez que las partes componentes deseadas se ensamblan, se realiza el corte final de la(s) trama(s) en avance y las partes componentes con una cuchilla para separar la(s) trama(s) en pañales u otros artículos absorbentes individuales.
En algunas configuraciones de conversión, se avanzan bastidores individuales espaciados entre sí en una dirección de máquina y se disponen con un eje longitudinal paralelo a la dirección transversal. Las regiones opuestas de la cintura de los bastidores individuales se conectan después con longitudes continuas de tramas del cinturón anterior y posterior elásticamente extensibles que avanzan en la dirección de máquina. Mientras están conectadas con el bastidor, las tramas del cinturón anterior y posterior se mantienen en una condición totalmente alargada a lo largo de la dirección de máquina, y forman de este modo una longitud continua de artículos absorbentes. La longitud continua de artículos absorbentes se puede plegar después en una dirección transversal. En algunas configuraciones de conversión, durante el proceso de plegado, una de las tramas del cinturón anterior y posterior se pliega en una relación opuesta con el cinturón opuesto. Los cinturones anterior y posterior se pueden unir entre sí después para crear costuras laterales en los pañales.
Se pueden fundir parcialmente porciones del cinturón anterior y posterior y comprimirse entre sí para crear costuras laterales. El proceso de costura puede incluir avanzar los cinturones anterior y posterior a través de una línea de contacto formada entre un rodillo de yunque rotativo y una herramienta de compresión rotativa. Mientras los cinturones anterior y posterior avanzan a través de la línea de contacto, la herramienta de compresión puede comprimir los cinturones anterior y posterior contra el rodillo de yunque. El yunque y la herramienta de compresión se pueden elaborar de un material rígido. En algunos procesos, la cantidad de tiempo que se comprimen los cinturones anterior y posterior puede afectar la resistencia y la calidad de la costura. En particular, un tiempo de compresión mayor puede incrementar la calidad y la resistencia de la costura. Sin embargo, en un proceso de fabricación de alta velocidad que usa un rodillo de yunque rígido y una herramienta de compresión rígida, el rodillo de yunque y la herramienta de compresión se pueden espaciar de modo de impedir la interferencia entre el rodillo de yunque y la herramienta de compresión. Como resultado, el tiempo de compresión puede ser casi instantáneo mientras los cinturones anterior y posterior pasan a través de la línea de contacto formada entre el rodillo de yunque y la herramienta de compresión.
En algunos procesos, la compresión de los sustratos en avance en una dirección no tangencial a la superficie externa de la herramienta de compresión y a la superficie circunferencial externa del rodillo de yunque puede mejorar la calidad y la resistencia de la costura. Sin embargo, en un proceso que usa una herramienta de compresión rígida y un rodillo de yunque rígido espaciados de modo de impedir la interferencia, el sustrato se puede comprimir en una dirección tangencial a la superficie externa del rodillo de yunque y de la herramienta de compresión.
Por consiguiente, sería beneficioso proveer un aparato y un método para incrementar el tiempo de compresión para unir sustratos entre sí para formar una costura lateral en un proceso de fabricación de alta velocidad. Además, sería beneficioso proveer un proceso y un aparato para comprimir sustratos en una dirección no tangencial a la superficie externa de la herramienta de compresión y a la superficie circunferencial externa del yunque.
BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCIÓN Los aspectos de la presente descripción incluyen un método, en donde el método comprende las etapas de: girar un tambor alrededor de un eje de rotación, en donde el tambor comprende una tobera de fluido y un elemento de presión, y el elemento de presión tiene una superficie externa; girar un rodillo de yunque alrededor de un eje de rotación adyacente al tambor, en donde el rodillo de yunque tiene una superficie circunferencial externa dúctil, y el rodillo de yunque y el tambor forman una línea de contacto entre estos; avanzar una primera capa de sustrato en una dirección de máquina sobre el tambor, en donde la primera capa de sustrato tiene una superficie interna y una superficie externa, y la superficie externa de la primera capa de sustrato se ubica adyacente al tambor; avanzar una segunda capa de sustrato en la dirección de máquina, en donde la segunda capa de sustrato tiene una superficie interna y una superficie externa, en donde la primera capa de sustrato se ubica entre la segunda capa de sustrato y el tambor, y en donde la primera y segunda capas de sustrato tienen un calibre no comprimido combinado; envolver la primera y segunda capas de sustrato alrededor de una porción del tambor; calentar un fluido a una temperatura suficiente para fundir, al menos parcialmente, la primera y segunda capas de sustrato; mover la tobera de fluido radialmente hacia afuera con respecto al eje de rotación del tambor; dirigir un chorro del fluido caliente sobre la primera y segunda capas de sustrato; fundir parcialmente la primera y segunda capas de sustrato; retraer la tobera de fluido radialmente hacia adentro con respecto al eje de rotación del tambor; desplazar el elemento de presión radialmente hacia afuera con respecto al eje de rotación del tambor; avanzar la primera y segunda capas de sustrato a través de la línea de contacto; y comprimir la primera y segunda capas de sustrato entre el elemento de presión y el rodillo de yunque y deformar la superficie circunferencial externa dúctil del rodillo de yunque.
Los aspectos de la presente descripción incluyen un aparato para unir un primer y segundo sustratos entre sí, en donde los sustratos primero y segundo tienen un calibre no comprimido combinado. El aparato comprende un tambor que comprende una superficie circunferencial externa y una abertura del tambor en la superficie circunferencial externa, en donde el tambor se adapta para girar alrededor de un eje de rotación. El aparato comprende una tobera de fluido conectada de modo móvil al tambor, ubicada radialmente hacia adentro con respecto a la abertura del tambor, y adaptada para dirigir el fluido radialmente hacia afuera a través de la abertura del tambor. El aparato comprende un rodillo de yunque que comprende una superficie circunferencial externa ubicada adyacente al tambor de modo de definir una línea de contacto entre el rodillo de yunque y el tambor. El rodillo de yunque se adapta para girar alrededor de un eje de rotación y comprende una manga dúctil que define la superficie circunferencial externa del rodillo de yunque. La superficie circunferencial externa del rodillo de yunque se puede deformar hacia el eje de rotación del rodillo de yunque. El aparato comprende un elemento de presión conectado de modo móvil al tambor, ubicado radialmente hacia adentro con respecto a la abertura del tambor, y adaptado para extenderse a través de la abertura del tambor.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La Figura 1 es una vista en perspectiva de un pañal tipo calzón.
La Figura 2A es una vista en planta parcialmente recortada del pañal tipo calzón que se muestra en la Figura 1.
La Figura 2B es una vista en planta parcialmente recortada de una segunda configuración de un pañal tipo calzón.
La Figura 3A es una vista transversal de los pañales tipo calzón de las Figuras 2A y 2B tomada a lo largo de la línea 3A-3A.
La Figura 3B es una vista transversal de los pañales tipo calzón de las Figuras 2A y 2B tomada a lo largo de la línea 3B-3B.
La Figura 4 es una vista lateral esquemática de un aparato de conversión adaptado para fabricar pañales tipo calzón preajustados.
La Figura 5A es una vista de una longitud continua de los ensambles de bastidores de la Figura 4 tomada a lo largo de la línea A-A.
La Figura 5B1 es una vista de un bastidor individual de la Figura 4 tomada a lo largo de la línea B1-B1.
La Figura 5B2 es una vista de un bastidor individual de la Figura 4 tomada a lo largo de la línea B2-B2.
La Figura 5C es una vista de longitudes continuas del material del panel lateral anterior y posterior en avance de la Figura 4 tomada a lo largo de la línea C-C.
La Figura 5D es una vista de múltiples bastidores individuales espaciados entre sí a lo largo de la dirección de máquina DM y conectados entre sí mediante el material del panel lateral anterior y posterior de la Figura 4, tomada a lo largo de la línea D-D.
La Figura 5E es una vista de los múltiples bastidores individuales plegados con el material del panel lateral anterior y posterior en una relación opuesta de la Figura 4, tomada a lo largo de la línea E-E.
La Figura 5F es una vista de dos artículos absorbentes individuales que avanzan en la dirección de máquina DM de la Figura 4, tomada a lo largo de la línea F-F.
La Figura 5G es una vista de un área de superposición de los sustratos primero y segundo de la Figura 5D tomada a lo largo de la línea 5G-5G.
La Figura 6A es una vista lateral esquemática de un aparato de cohesión adaptado para formar costuras en pañales tipo calzón preajustados.
La Figura 6A1 es una vista lateral esquemática detallada del aparato de cohesión de la Figura 6A.
La Figura 6B es una vista en elevación de la estación de costura de la Figura 6A.
La Figura 6B1 es una vista en elevación detallada de la estación de costura de la Figura 6B.
La Figura 7 es una vista en despiece detallada de una estación de costura.
La Figura 8 es una vista en elevación de una estación de costura.
La Figura 9 es una vista lateral en elevación parcial de un elemento de presión y un rodillo de yunque que se configura para deformar la primera y segunda capas de sustrato en una dirección z.
La Figura 10 es una vista en perspectiva de una estación de costura en una primera configuración.
La Figura 11 es una vista lateral esquemática de un aparato de cohesión adaptado para formar costuras en pañales preajustados.
La Figura 12 es una vista en perspectiva de una estación de costura en la segunda configuración.
La Figura 13 es una vista lateral en elevación parcial de un elemento de presión y un rodillo de yunque.
La Figura 14 es una vista lateral en elevación parcial de un elemento de presión y un rodillo de yunque.
La Figura 15 es una vista lateral en elevación parcial de un elemento de presión y un rodillo de yunque.
Las Figuras 16-19 son vistas laterales en perspectiva de un aparato de cohesión adaptado para formar costuras en pañales tipo calzón preajustados.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La presente solicitud reivindica el beneficio de la solicitud provisional de los EE. UU. núm. de serie 61/717,268, presentada el 23 de octubre de 2012, que se incorpora en su totalidad a título de referencia en la presente descripción.
Las siguientes definiciones pueden ser útiles para comprender la presente descripción: “Artículo absorbente” se usa en la presente descripción para referirse a productos de consumo cuya función principal es la de absorber y retener suciedades y desechos. “Pañal” se usa en la presente descripción para referirse a un artículo absorbente usado, generalmente, por infantes y personas incontinentes alrededor de la parte inferior del torso. El término “desechable” se usa en la presente descripción para describir artículos absorbentes que no están, generalmente, previstos para ser lavados o de cualquier otra forma restaurados o reusados como un artículo absorbente (p. ej., están previstos para ser desechados después de un solo uso y pueden estar, además, configurados para ser recielados, convertidos en compost o de cualquier otra forma desechados de una manera compatible con el medio ambiente).
En la presenate descripción, “elástico,” “elastómero” o “elastomérico” se refieren a un material que ante la aplicación de una fuerza a su longitud inicial relajada, puede estirarse o alargarse a una longitud alargada más de 10 % mayor que su longitud inicial y que sustancialmente recupera de nuevo aproximadamente su longitud inicial al eliminarse la fuerza aplicada.
Como se usa en la presente descripción, el término “unido” abarca las configuraciones mediante las cuales un elemento se fija directamente a otro elemento al fijar el elemento directamente al otro elemento, y las configuraciones mediante las cuales un elemento se fija indirectamente al otro elemento al fijar el elemento a uno o más miembros intermedios que a su vez se fijan al otro elemento.
“Longitudinal” significa una dirección que transcurre sustancialmente perpendicular de un borde de la cintura a un borde de la cintura longitudinalmente opuesto de un artículo absorbente cuando el artículo está en un estado aplanado, no contraído, o de un borde de la cintura al fondo de la entrepierna, por ejemplo, la línea de pliegue, en un artículo de pliegue doble. Las direcciones de hasta 45 grados de la dirección longitudinal se consideran “longitudinales”. “Lateral” se refiere a la dirección que transcurre de un borde lateral que se extiende longitudinalmente a un borde lateral opuesto lateralmente que se extiende longitudinalmente de un artículo y, generalmente, en ángulo recto a la dirección longitudinal. Las direcciones de hasta 45 grados de la dirección lateral se consideran “laterales”.
“Radial” significa una dirección que transcurre del centro de un tambor hacia una superficie circunferencial externa.
El término “sustrato” se usa en la presente descripción para describir un material principalmente bidimensional (es decir, en un plano XY) y cuyo grosor (en una dirección D es relativamente pequeño (es decir, 1/10 o menor) en comparación con su longitud (en una dirección X) y ancho (en una dirección Y). Algunos ejemplos no limitantes de sustratos incluyen una trama, una capa o capas o materiales fibrosos, telas no tejidas, películas y láminas tales como películas poliméricas o láminas metálicas. Estos materiales se pueden usar solos o pueden comprender dos o más materiales laminados. Por consiguiente, una trama es un sustrato.
En la presente descripción, el término “tela no tejida” se refiere a un material fabricado con filamentos (fibras) continuos (largos) y/o filamentos (fibras) discontinuos (cortos) por medio de procesos tales como unión por hilado, fusión-soplado, cardado y lo similar. Las telas no tejidas no tienen un patrón de filamentos tejidos o de punto.
El término “dirección de máquina” (DM) se usa en la presente descripción para referirse a la dirección de flujo de material a través de un proceso. Adicionalmente, la colocación relativa y el movimiento del material pueden describirse como que fluyen en la dirección de máquina mediante un proceso de corriente arriba en el proceso a corriente abajo en el proceso.
El término “dirección transversal” (DT) se usa en la presente descripción para referirse a una dirección no paralela, y usualmente perpendicular, a la dirección de máquina.
El término “calzón” (denominado, además, “calzón de entrenamiento”, “pañal precerrado”, “pañal tipo calzón”, “calzón pañal” y pañal con ajuste elástico) en la presente descripción se refiere a artículos absorbentes desechables que tienen una abertura para la cintura de perímetro continuo y aberturas para las piernas de perímetro continuo diseñados para usuarios adultos o niños. Un calzón se puede configurar con una abertura continua o cerrada para la cintura y al menos una abertura continua cerrada para las piernas antes de colocar el artículo en el cuerpo del usuario. Un calzón se puede preformar mediante diversas téenicas que incluyen, pero no se limitan a, unir entre sí porciones del artículo por medio del uso de cualquier elemento de cierre permanente y/o que se puede volver a sujetar (p. ej., costuras, uniones térmicas, soldaduras por presión, adhesivos, uniones adherentes, sujetadores mecánicos, etc.). Un calzón se puede preformar en cualquier lugar a lo largo de la circunferencia del artículo en la región de la cintura (p. ej., sujetarse o coserse en el lateral, sujetarse o coserse en la cintura anterior, sujetarse o coserse en la cintura posterior).
“Preajustados” se refiere en la presente descripción a pañales tipo calzón fabricados y proporcionados a los consumidores en una configuración en donde la región de la cintura anterior y la región de la cintura posterior se ajustan o conectan entre sí tal como están envasados, antes de la colocación en el cuerpo del usuario. Como tales, los pañales tipo calzón pueden tener una abertura para la cintura de perímetro continuo y aberturas para las piernas de perímetro continuo diseñados para usuarios adultos o niños.
Como se analiza en mayor detalle más abajo, un pañal tipo calzón se puede preformar mediante diversas téenicas que incluyen, pero no se limitan a, unir entre sí porciones del pañal por medio del uso de elementos de cierre permanentes y/o que se pueden volver a sujetar (p. ej., costuras, uniones térmicas, soldaduras por presión, adhesivos, uniones adherentes, sujetadores mecánicos, etc.). Además, los pañales tipo calzón se pueden preformar en cualquier parte a lo largo de la circunferencia de la región de la cintura (p. ej., sujetarse o conectarse en el lateral, sujetarse o conectarse en la cintura anterior, sujetarse o conectarse en la cintura posterior).
En la presente descripción, “dúctil” se refiere a cualquier material con un durómetro de entre 20 y 100 medido de conformidad con la designación internacional ASTM: D2240 para durómetros de tipo A.
La presente descripción se refiere a métodos y aparatos para cohesionar sustratos entre sí. Como se analiza en mayor detalle más abajo, el aparato de cohesión puede incluir un tambor y un rodillo de yunque adyacente al tambor. El rodillo de yunque y el tambor pueden cada uno incluir una superficie circunferencial externa. El tambor puede incluir, además, una abertura en la superficie circunferencial externa y una o más estaciones de costura ubicadas radialmente hacia adentro de la superficie circunferencial externa del tambor. La superficie circunferencial externa del rodillo de yunque puede comprender un material dúctil. Como se analiza en mayor detalle más abajo, la estación de costura puede incluir una tobera de fluido conectada operativamente con un elemento de presión. Durante la operación de cohesión, el tambor gira alrededor de un eje de rotación y una primera capa de sustrato avanza en una dirección de máquina sobre la superficie circunferencial externa del tambor. Una segunda capa de sustrato avanza, además, en la dirección de máquina, en donde la primera capa de sustrato se ubica entre la segunda capa de sustrato y el tambor. Un fluido se calienta a una temperatura suficiente para fundir, al menos parcialmente, los sustratos. Mientras gira el tambor, la tobera de fluido se mueve radialmente hacia afuera hacia la abertura en la superficie circunferencial externa del tambor. La tobera de fluido dirige un chorro del fluido caliente a través de la abertura y sobre un área de superposición de la primera y segunda capas de sustrato, que funde parcialmente el área de superposición. Mientras el tambor continúa girando, la tobera de fluido se retrae radialmente hacia adentro de la abertura y el elemento de presión se mueve radialmente hacia afuera a través de la abertura.
El área de superposición parcialmente fundida avanza después a través de una línea de contacto formada entre el elemento de presión y el rodillo de yunque, y por consiguiente se comprime el área de superposición de los sustratos primero y segundo entre el elemento de presión y el rodillo de yunque. El elemento de presión pueden comprimir el área de superposición contra el rodillo de yunque de modo que la superficie circunferencial externa del rodillo de yunque se deforme radialmente hacia adentro hacia el eje de rotación del rodillo de yunque. El elemento de presión puede deformar la superficie circunferencial externa del rodillo de yunque un grosor radial que es al menos 25 % del calibre de la primera y segunda capas de sustrato no fundidas ni comprimidas. Concurrentemente, los sustratos primero y segundo se pueden deformar en una dirección no tangencial a la superficie circunferencial externa del rodillo de yunque y la superficie externa del elemento de presión. Como resultado, se forman regiones de cohesión individuales o costuras entre los sustratos primero y segundo. Después, el tambor continúa girando y el elemento de presión se retrae radialmente hacia adentro de la abertura.
Se apreciará que, si bien los métodos y los aparatos de cohesión de la presente descripción pueden configurarse para unir varios tipos de sustratos, más abajo se hace un análisis de los métodos y los aparatos de la presente descripción en el contexto de la fabricación de artículos absorbentes. En particular, se analizan los métodos y los aparatos en el contexto de la cohesión de sustratos de cinturón entre sí para formar costuras laterales en longitudes continuas en avance de artículos absorbentes durante la producción. Como se analiza más abajo, una longitud continua en avance de artículos absorbentes puede incluir una pluralidad de bastidores conectados con un primer sustrato del cinturón continuo y un segundo sustrato del cinturón continuo. Los sustratos primero y segundo de los cinturones continuos se pueden separar entre sí a lo largo de una dirección transversal mientras avanzan a lo largo de una dirección de máquina. Cada bastidor se puede extender en la dirección transversal y puede incluir primeras y segundas regiones finales opuestas separadas por una región central, en donde las primeras regiones finales se conectan con el primer sustrato del cinturón y las segundas regiones finales se conectan con el segundo sustrato del cinturón. Los bastidores se pueden espaciar entre sí, además, a lo largo de la dirección de máquina.
Un aparato de plegado funciona para plegar el bastidor alrededor del eje de plegado a lo largo de las regiones centrales y para que el segundo sustrato del cinturón y la segunda región final del bastidor asuman una relación opuesta con el primer sustrato del cinturón y la primera región final del bastidor. En algunas configuraciones ilustrativas, el primer sustrato del cinturón, el segundo sustrato del cinturón, y el bastidor plegado avanzan en la dirección de máquina sobre la superficie circunferencial externa de un tambor rotativo, tal como se describió anteriormente. Mientras gira el tambor, la tobera de fluido se mueve radialmente hacia afuera hacia una abertura en la superficie circunferencial externa del tambor. La tobera de fluido dirige un chorro del fluido caliente a través de la abertura y sobre un área de superposición de los sustratos primero y segundo del cinturón, que funde parcialmente el área de superposición. Mientras el tambor continúa girando, la tobera de fluido se retrae radialmente hacia adentro de la abertura y el elemento de presión se mueve radialmente hacia afuera a través de la abertura. El área de superposición parcialmente fundida se comprime después entre el elemento de presión y un rodillo de yunque, creando sitios de unión individuales o costuras entre los sustratos primero y segundo del cinturón. El tambor continúa girando y el elemento de presión se retrae radialmente hacia adentro de la abertura, y la longitud continua de los sustratos primero y segundo del cinturón avanzan del tambor a un rodillo de cuchilla. Las regiones unidas se cortan con el rodillo de cuchilla a lo largo de la dirección transversal para crear una primera costura lateral en un artículo absorbente y una segunda costura lateral en un artículo absorbente que avanza subsiguientemente.
Aunque el siguiente análisis se refiere a la cohesión de una o más capas de sustrato, se apreciará que en algunas configuraciones ilustrativas, los aparatos y los métodos que se describen en la presente descripción se pueden usar para repujar o deformar una única capa de sustrato.
Los procesos y los aparatos que se describen en la presente descripción se pueden usar para unir varios tipos de configuraciones de sustratos, algunas de las cuales se pueden usar en la fabricación de distintos tipos de artículos absorbentes. Para ayudar a proporcionar un contexto adicional a la descripción subsiguiente de las configuraciones del proceso, lo siguiente proporciona una descripción general de artículos absorbentes en la forma de pañales que incluyen componentes que pueden cohesionarse de conformidad con los métodos y los aparatos que se describen en la presente descripción.
Las Figuras 1 y 2A muestran un ejemplo de un pañal tipo calzón 100 que se puede ensamblar y plegar de conformidad con los aparatos y los métodos que se describen en la presente descripción. En particular, la Figura 1 muestra una vista en perspectiva de un pañal tipo calzón 100 en una configuración preajustada y la Figura 2A muestra una vista en planta de un pañal tipo calzón 100 con la porción del pañal que mira en dirección opuesta a un usuario orientada hacia el observador. El pañal tipo calzón 100 que se muestra en las Figuras 1 y 2A incluye un bastidor 102 y un cinturón elástico de tipo anillo 104. Como se analiza más abajo en mayor detalle, un primer cinturón elástico 106 y un segundo cinturón elástico 108 se conectan entre sí para formar el cinturón elástico de tipo anillo 104.
Aun con referencia a la Figura 2A, el bastidor 102 incluye una primera región de la cintura 116, una segunda región de la cintura 118, y una región de la entrepierna 120 dispuesta entre la primera y segunda regiones de la cintura. La primera región de la cintura 116 se puede configurar como una región de la cintura anterior y la segunda región de la cintura 118 se puede configurar como una región de la cintura posterior. En algunas configuraciones, la longitud de cada una de la región de la cintura anterior, la región de la cintura posterior, y la región de la entrepierna puede ser 1/3 de la longitud del artículo absorbente 100. El pañal 100 puede incluir, además, un borde de la cintura anterior 121 que se extiende lateralmente en la región de la cintura anterior 116 y un borde de la cintura posterior 122 opuesto longitudinalmente y que se extiende lateralmente en la región de la cintura posterior 118. Para proporcionar un marco de referencia para el presente análisis, el pañal 100 y el bastidor 102 de la Figura 2A se muestran con un eje longitudinal 124 y un eje lateral 126. En algunas configuraciones ilustrativas, el eje longitudinal 124 se puede extender a través del borde de la cintura anterior 121 y a través del borde de la cintura posterior 122. Y el eje lateral 126 se puede extender a través de un primer borde lateral derecho o longitudinal 128 y a través de un punto medio de un segundo borde lateral izquierdo o longitudinal 130 del bastidor 102.
Como se muestra en las Figuras 1 y 2A, el pañal tipo calzón 100 puede incluir una superficie interna orientada hacia el cuerpo 132 y una superficie externa orientada hacia la prenda 134. El bastidor 102 puede incluir una capa inferior 136 y una capa superior 138. El bastidor 102 puede incluir, además, una unidad absorbente 140, que incluye un núcleo absorbente 142, dispuesto entre una porción de la capa superior 138 y la capa inferior 136. Como se analiza con mayor detalle más abajo, el pañal 100 puede incluir, además, otras características, tales como elásticos en las piernas y/o puños en las piernas para mejorar el ajuste alrededor de las piernas del usuario.
Como se muestra en la Figura 2A, la periferia del bastidor 102 se puede definir por medio del primer borde lateral longitudinal 128, un segundo borde lateral longitudinal 130, un primer borde final que se extiende lateralmente 144 dispuesto en la primera región de la cintura 116 y un segundo borde final que se extiende lateralmente 146 dispuesto en la segunda región de la cintura 118. Ambos bordes laterales 128 y 130 se extienden longitudinalmente entre el primer borde final 144 y segundo borde final 146.
Como se muestra en la Figura 2A, los bordes finales que se extienden lateralmente 144 y 146 se ubican longitudinalmente hacia adentro del borde de la cintura anterior que se extiende lateralmente 121 en la región de la cintura anterior 116 y el borde de la cintura posterior que se extiende lateralmente 122 en la región de la cintura posterior 118. Cuando el pañal tipo calzón 100 se usa en la parte inferior del torso de un usuario, el borde de la cintura anterior 121 y el borde de la cintura posterior 122 del bastidor 102 pueden rodear una porción de la cintura del usuario. Al mismo tiempo, los bordes laterales del bastidor 128 y 130 pueden rodear al menos una porción de las piernas del usuario. Y la región de la entrepierna 120 se puede ubicar, generalmente, entre las piernas del usuario con el núcleo absorbente 142 que se extiende de la región de la cintura anterior 116 a través de la región de la entrepierna 120 a la región de la cintura posterior 118.
Los pañales tipo calzón se pueden fabricar con un cinturón elástico de tipo anillo 104 y se proporcionan a los consumidores en una configuración en donde la región de la cintura anterior 116 y la región de la cintura posterior 118 se conectan entre sí como se envasaron, antes que los utilice el usuario. Como tal, los pañales tipo calzón pueden tener una abertura de la cintura de perímetro continuo 110 y las aberturas para las piernas de perímetro continuo 112 como se muestra en la Figura 1.
El cinturón elástico de tipo anillo 104 se define mediante un primer cinturón elástico 106 conectado con un segundo cinturón elástico 108. Como se muestra en la Figura 2A, el primer cinturón elástico 106 define la primera y segunda regiones finales opuestas 106a, 106b y una región central 106c, y el segundo cinturón elástico 108 define la primera y segunda regiones finales opuestas 108a, 108b y una región central 108c.
La región central 106c del primer cinturón elástico se conecta con la primera región de la cintura 116 del bastidor 102, y la región central 108c del segundo cinturón elástico 108 se conecta con la segunda región de la cintura 116 del bastidor 102. Como se muestra en la Figura 1, la primera región final 106a del primer cinturón elástico 106 se conecta con la primera región final 108a del segundo cinturón elástico 108 en la primera costura lateral 178, y la segunda región final 106b del primer cinturón elástico 106 se conecta con la segunda región final 108b del segundo cinturón elástico 108 en la segunda costura lateral 180 para definir el cinturón elástico de tipo anillo 104, así como también la abertura de la cintura 110 y las aberturas para las piernas 112. El primer cinturón elástico 106 puede definir una superficie interna 117a y una superficie externa 119a. El segundo cinturón elástico 108 puede definir una superficie interna 117b y una superficie externa 119b.
Como se muestra en las Figuras 2A, 3A y 3B, el primer cinturón elástico 106 define, además, un borde lateral externo 107a y un borde lateral interno 107b, y el segundo cinturón elástico 108 define un borde lateral externo 109a y un borde lateral interno 109b. Los bordes laterales externos 107a, 107b pueden definir, además, el borde de la cintura anterior 120 y el borde de la cintura posterior que se extiende lateralmente 122. El primer cinturón elástico y el segundo cinturón elástico pueden, además, cada uno incluir una capa externa orientada hacia la prenda 162 y una capa interna orientada hacia el usuario 164. Se apreciará que el primer cinturón elástico 106 y el segundo cinturón elástico 108 pueden comprender los mismos materiales y/o pueden tener la misma estructura. En algunas configuraciones ilustrativas, el primer cinturón elástico 106 y el segundo cinturón elástico pueden comprender materiales diferentes y/o pueden tener estructuras diferentes. Se apreciará, además, que el primer cinturón elástico 106 y el segundo cinturón elástico 108 pueden construirse con varios materiales. Por ejemplo, el primer y segundo cinturones pueden fabricarse con materiales tales como películas plásticas; películas plásticas perforadas; tramas de tela tejida o no tejida de materiales naturales (p. ej., fibras de madera o algodón), fibras sintéticas (p. ej., poliolefinas, poliamidas, fibras de poliéster, polietileno o polipropileno) o una combinación de fibras naturales y/o sintéticas; o tramas recubiertas de tela tejida o no tejida. En algunas configuraciones ilustrativas, el primer y segundo cinturones elásticos incluyen una trama de tela no tejida de fibras sintéticas, y pueden incluir una tela no tejida elástica. En otras configuraciones ilustrativas, el primer y segundo cinturones elásticos incluyen un material interno hidrófobo de tela no tejida no elástica y un material externo hidrófobo de tela no tejida no elástica.
El primer y segundo cinturones elásticos 106, 108 pueden cada uno incluir, además, un material elástico del cinturón interpuesto entre la capa externa 162 y la capa interna 164. El material elástico del cinturón puede incluir uno o más elementos elásticos tales como cintas, lazos o paneles que se extienden a lo largo de las longitudes de los cinturones elásticos. Como se muestra en las Figuras 2A, 3A, y 3B, el material elástico del cinturón puede incluir una pluralidad de cintas elásticas 168 que se pueden denominar en la presente descripción como los elásticos externos de la cintura 170 y los elásticos internos de la cintura 172. Como se muestra en la Figura 2A, las cintas elásticas 168 se extienden de modo continuo lateralmente entre la primera y segunda regiones finales opuestas 106a, 106b del primer cinturón elástico 106 y entre la primera y segunda regiones finales opuestas 108a, 108b del segundo cinturón elástico 108. En algunas configuraciones ilustrativas, se pueden configurar algunas cintas elásticas 168 con discontinuidades en áreas, tales como, por ejemplo, en donde el primer y segundo cinturones elásticos 106, 108 se superponen sobre la unidad absorbente 140. En algunas configuraciones ilustrativas, las cintas elásticas 168 se pueden disponer a un intervalo constante en la dirección longitudinal. En otras configuraciones ilustrativas, las cintas elásticas 168 se pueden disponer a intervalos diferentes en la dirección longitudinal. El material elástico del cinturón en una condición extendida puede interponerse y unirse entre la capa externa no contraída y la capa interna no contraída. Cuando se relaja el material elástico del cinturón, el material elástico del cinturón vuelve a una condición no estirada y contrae la capa externa y la capa interna. El material elástico del cinturón puede proporcionar una variación deseada de la fuerza de contracción en el área del cinturón elástico de tipo anillo.
Se apreciará que el bastidor 102 y los cinturones elásticos 106, 108 se pueden configurar de diferentes maneras aparte de lo que se ilustra en la Figura 2A. Por ejemplo, la Figura 2B muestra una vista en planta de un pañal tipo calzón 100 que tiene los mismos componentes que se describieron anteriormente en referencia a la Figura 2A, salvo que el primer borde final que se extiende lateralmente 144 del bastidor 102 se alinea a lo largo de y coincide con el borde lateral externo 107a del primer cinturón elástico 106, y el segundo borde final que se extiende lateralmente 146 se alinea a lo largo de y coincide con el borde lateral externo 109a del segundo cinturón 108.
Los aparatos y los métodos de conformidad con la presente descripción se pueden utilizar para ensamblar varios componentes de los pañales tipo calzón preajustados y reajustables 100. Por ejemplo, la Figura 4 muestra una vista esquemática de un aparato de conversión 300 adaptado para fabricar los pañales tipo calzón 100. El método de operación del aparato de conversión 300 se puede describir con referencia a los diversos componentes de los pañales tipo calzón 100 descritos anteriormente y que se muestran en las Figuras 1 y 2A. Si bien los siguientes métodos se proveen en el contexto del pañal 100 que se muestra en las Figuras 1 y 2A, se apreciará que se pueden fabricar varias configuraciones de pañales tipo calzón de conformidad con los métodos que se describen en la presente descripción, tales como, por ejemplo, los artículos absorbentes que se describen en la patente de los EE. UU. núm. 7,569,039, presentada el 10 de noviembre de 2004; la publicación de la patente de los EE. UU. núm. 2005/0107764A1, presentada el 10 de noviembre de 2004; la solicitud de patente de los EE. UU. núm. 13/221,127, presentada el 30 de agosto de 2011; y la solicitud de patente de los EE. UU. núm. 13/221 ,104, presentada el 30 de agosto de 2011.
Como se describe en mayor detalle más abajo, el aparato de conversión 300 que se muestra en la Figura 4 opera para avanzar los bastidores individuales 102 a lo largo de una dirección de máquina DM de modo que el eje lateral de cada bastidor 102 sea paralelo a la dirección de máquina, y en donde los bastidores 102 se espacian entre sí a lo largo de la dirección de máquina DM. Las regiones opuestas de la cintura 116, 118 de los bastidores espaciados 102 se conectan después con longitudes continuas de los sustratos primero y segundo del cinturón elástico en avance 406, 408. Los bastidores 102 se pliegan después a lo largo del eje lateral para colocar los sustratos primero y segundo del cinturón elástico 406, 408 en una relación opuesta, y los sustratos primero y segundo del cinturón elástico se conectan entre sí a lo largo de las regiones 336, que se espacian intermitentemente a lo largo de la dirección de máquina. Cada región 336 puede incluir uno o más sitios de unión individuales 336a. Después, los sustratos del cinturón elástico 406, 408 se cortan a lo largo de las regiones 336 para crear los pañales individuales 100, tal como se muestra en la Figura 1.
Como se muestra en las Figuras 4 y 5A, una longitud continua de los ensambles de bastidores 302 avanza en una dirección de máquina DM hacia un aparato portador 308 y se corta en los bastidores individuales 102 con el rodillo de cuchilla 306.
La longitud continua de los ensambles de bastidores puede incluir las unidades absorbentes 140 colocadas entre el material de la capa superior 138 y el material de la capa inferior 136, elásticos para las piernas, puños de protección para las piernas y lo similar. Una porción del ensamble de bastidores se corta para mostrar una porción del material de la capa superior 138 y una unidad absorbente 140.
Después que los bastidores absorbentes individuales 102 se cortan con el rodillo de cuchilla 306, el aparato portador 308 gira y avanza el bastidor individual 102 en la dirección de máquina DM en la orientación que se muestra en la Figura 5B1 , en donde el eje longitudinal 124 del bastidor 102 es, generalmente, paralelo a la dirección de máquina DM. Aunque el bastidor 102 que se muestra en la Figura 5B1 se muestra con el segundo borde final que se extiende lateralmente 146 como un borde anterior y el primer borde final que se extiende lateralmente 144 como el borde posterior, se apreciará que en otras configuraciones, el bastidor 102 se puede avanzar en otras orientaciones. Por ejemplo, el bastidor se puede orientar de modo que el segundo borde final que se extiende lateralmente 146 sea un borde posterior y el primer borde final que se extiende lateralmente 144 sea un borde anterior. El aparato portador 308 gira, además, mientras al mismo tiempo cambia la orientación del bastidor en avance 102. El aparato portador 308 puede, además, cambiar la velocidad a la cual avanza el bastidor 102 en la dirección de máquina DM. Se apreciará que se pueden usar varias formas de aparatos portadores con los métodos de la presente descripción, tales como, por ejemplo, los aparatos portadores que se describen en la patente de los EE. UU. núm. 7, 587,966. La Figura 5B2 muestra la orientación del bastidor 102 en el aparato portador 308 mientras avanza en la dirección de máquina. Específicamente, la Figura 5B2 muestra el bastidor 102 con el eje lateral 126 del bastidor 102, generalmente, paralelo a la dirección de máquina DM, y en donde el segundo borde lateral longitudinal 130 es el borde anterior y el primer borde lateral longitudinal 128 es el borde posterior.
Como se analiza a continuación con referencia a las Figuras 3, 5C, 5D, 5E y 5F, los bastidores 102 se transfieren del aparato portador 308 y se combinan con longitudes continuas en avance de los sustratos del cinturón 406, 408, que subsiguientemente se cortan para formar el primer y segundo cinturones elásticos 106, 108 en los pañales 100.
Con referencia a las Figuras 4 y 5C, los bastidores 102 se transfieren del aparato portador 308 a una línea de contacto 316 entre el aparato portador 308 y un aparato portador 318 en donde el bastidor 102 se combina con longitudes continuas de los sustratos en avance del cinturón anterior 406 y el cinturón posterior 408. El sustrato del cinturón anterior 406 y el sustrato del cinturón posterior 408 definen, cada uno, una superficie orientada hacia el usuario 312 y una superficie opuesta orientada hacia la prenda 314. La superficie orientada hacia el usuario 312 del primer sustrato del cinturón 406 se puede combinar con la superficie orientada hacia la prenda 134 del bastidor 102 a lo largo de la primera región de la cintura 116, y la superficie orientada hacia el usuario 312 del segundo sustrato del cinturón 408 se puede combinar con la superficie orientada hacia la prenda 134 del bastidor 102 a lo largo de la segunda región de la cintura 118. Como se muestra en la Figura 4, el adhesivo 320 se puede aplicar intermitentemente a la superficie orientada hacia el usuario 312 de los sustratos primero y segundo del cinturón 406, 408 antes de combinarse con el bastidor individual 102 en la línea de contacto 316 entre el rodillo 318 y el aparato portador 308.
Con referencia a las Figuras 4 y 5D, se define una longitud continua de los artículos absorbentes 400 mediante múltiples bastidores individuales 102 espaciados entre sí a lo largo de la dirección de máquina DM y conectados entre sí mediante el segundo sustrato del cinturón 408 y el primer sustrato del cinturón 406. Como se muestra en la Figura 4, la longitud continua de los artículos absorbentes 400 avanza de la línea de contacto 316 a un aparato de plegado 500. En el aparato de plegado 500, cada bastidor 102 se pliega en la dirección transversal DT a lo largo de un eje lateral 126 para colocar la primera región de la cintura 116 y, específicamente, la superficie interna orientada hacia el cuerpo 132 en una orientación opuesta de superficie a superficie con la superficie interna del cuerpo 132 de la segunda región de la cintura 118. El plegado del bastidor ubica, además, la superficie orientada hacia el usuario 312 del segundo sustrato del cinturón 408 que se extiende entre cada bastidor 102 en una relación opuesta con la superficie orientada hacia el usuario 312 del primer sustrato del cinturón 406 que se extiende entre cada bastidor 102. Con referencia a las Figuras 4, 5D, y 5E, los bastidores individuales plegados 102 conectados con los sustratos primero y segundo del cinturón 406, 408 avanzan del aparato de plegado 500 a un aparato de cohesión 334. El aparato de cohesión 334 funciona para cohesionar un área de superposición 362, y crea de este modo los sitios de unión individuales 336a. El área de superposición 362 incluye una primera capa de sustrato 407 y una segunda capa de sustrato 409 que se muestran en la Figura 5G como una porción del segundo sustrato del cinturón 408 que se extiende entre cada bastidor 102 y una porción del primer sustrato del cinturón 406 que se extiende entre cada bastidor 102, respectivamente. El área de superposición 362 se puede definir mediante un calibre C como se muestra en la Figura 5G. El calibre C es el grosor combinado de los sustratos primero y segundo no fundidos ni comprimidos 406, 408 tal como se muestra en la Figura 5G. Con referencia a las Figuras 4 y 5F, una longitud continua de los artículos absorbentes avanza del aparato de cohesión 334 a un rodillo de cuchilla 338 en donde las regiones 336 se cortan a lo largo de la dirección transversal para crear una primera costura lateral 178 en un artículo absorbente 100 y una segunda costura lateral 180 en un artículo absorbente que avanza subsiguientemente.
Si bien se describe que el artículo absorbente tiene un sustrato primero y segundo del cinturón, se apreciará que el artículo absorbente puede tener solo un sustrato del cinturón. Además, se apreciará que el bastidor y el sustrato del cinturón del artículo absorbente pueden ser un sustrato continuo de modo que el área de superposición se forme con el mismo sustrato. Como tal, el aparato de cohesión puede funcionar para cohesionar un sustrato continuo en un área de superposición para formar uno o más sitios de unión individuales.
Con referencia a la Figura 4, el aparato de conversión puede incluir un aparato de cohesión 334. Por ejemplo, la Figura 6A muestra una vista lateral esquemática detallada de un aparato de cohesión 334 que se puede usar con los métodos y los aparatos en la presente descripción. Como se muestra en la Figura 6A, el aparato de cohesión 334 puede incluir un tambor 364 y un rodillo de yunque 368 ubicado adyacente al tambor 364. El rodillo de yunque 368 incluye una superficie circunferencial externa 370 y se adapta para girar alrededor de un eje de rotación 372. El rodillo de yunque 368, que incluye la superficie circunferencial externa 370, puede comprender un material dúctil. El tambor 364 puede incluir, además, una superficie circunferencial externa 376 y se adapta para girar alrededor de un eje de rotación 374. El tambor 364 puede incluir una o más aberturas del tambor 366 en la superficie circunferencial externa 376. Además, se ubican una pluralidad de estaciones de costura 348 radialmente hacia adentro de la superficie circunferencial externa 376 y las aberturas del tambor 366. Como se analiza en mayor detalle más abajo, con referencia a la Figura 6B, cada estación de costura 348 puede incluir una tobera de fluido 378 y un elemento de presión 380. Si bien el tambor 364 que se muestra en la Figura 6A incluye seis estaciones de costura 348, se apreciará que el tambor 364 se puede configurar para incluir más o menos de seis estaciones de costura 348.
Durante la operación, el tambor 364 puede girar alrededor del eje de rotación 374 y el rodillo de yunque 368 puede girar alrededor del eje de rotación 372 en las direcciones que se muestran en la Figura 6A. Los artículos absorbentes 400 pueden avanzar en la dirección de máquina DM sobre la superficie circunferencial externa 376, en donde el primer sustrato del cinturón 406 se ubica entre el segundo sustrato del cinturón 408 y la superficie circunferencial externa 376. Mientras gira el tambor 364, las toberas de fluido 378 de una estación de costura 348 se mueven radialmente hacia afuera hacia la abertura del tambor 366 en la superficie circunferencial externa 376 como se muestra en la Figura 6B. Se calienta un fluido a una temperatura suficiente para fundir, al menos parcialmente, el área de superposición. Las toberas de fluido 378 dirigen un chorro del fluido caliente a través de la abertura del tambor 366 y sobre un área de superposición de los sustratos primero y segundo 406, 408 para fundir parcialmente el área de superposición.
Con referencia a las Figuras 6A y 6B, mientras el tambor 364 continúa girando, las toberas de fluido 378 se retraen radialmente hacia adentro de la abertura del tambor 366, el tambor 112 continúa girando alrededor del eje de rotación 374, y un elemento de presión se desplaza radialmente hacia afuera a través de la abertura del tambor 366. Los artículos absorbentes 400 pasan después a través de una línea de contacto 332 formada entre el elemento de presión 380 y el rodillo de yunque 368 como se muestra en la Figura 6A. El elemento de presión 380 comprime el área de superposición parcialmente fundida contra la superficie circunferencial externa 370, y crea uno o más sitios de unión individuales 336a entre los sustratos primero y segundo del cinturón 406, 408.
Mientras el elemento de presión 380 comprime el área de superposición parcialmente fundida contra la superficie circunferencial externa 370, el elemento de presión 380 puede deformar la superficie circunferencial externa 370 del rodillo de yunque 368 radialmente hacia adentro hacia el eje de rotación 372. Concurrentemente, el área de superposición de los sustratos primero y segundo 406, 408 se deforma en una dirección Z que no es tangencial a la superficie externa 425 del elemento de presión 380 y la superficie circunferencial externa 370 del rodillo de yunque 368, como se describe en mayor detalle más abajo. Como resultado, el elemento de presión 380 comprime el área de superposición durante más de un instante en el tiempo mientras los artículos absorbentes 400 avanzan a través de la línea de contacto 332. El tambor 364 continúa girando y el elemento de presión se retrae radialmente hacia adentro de la abertura del tambor 366.
Cada estación de costura del tambor puede incluir una tobera de fluido y un elemento de presión. La Figura 7 muestra una vista en despiece detallada de una estación de costura 348. Como se muestra en la Figura 7, la estación de costura 348 incluye un elemento base 340 que se conecta firmemente y gira con el tambor. El elemento base 340 es de forma sustancialmente cuadrada y se define mediante una superficie superior del elemento base 382 y una superficie inferior del elemento base 383. El elemento base 340 incluye una abertura base 350 que se extiende a través de las superficies superior e inferior del elemento base 382, 383 de modo que una tobera de fluido 384 y el elemento de presión 380 puedan extenderse a través de la abertura base 350. Además, la superficie inferior del elemento base 383 se conecta firmemente con un enlace base 352. Como se analiza más abajo, un extremo del enlace base 352 se conecta a la superficie inferior del elemento base 383, y otro extremo del enlace base 352 se conecta operativamente a un primer enlace deslizante 354.
Aun con referencia a la Figura 7, la estación de costura 348 incluye, además, un elemento de rodillo de leva 358 y un primer y segundo conjuntos de rodillos de leva 388, 390 conectados rotativamente con el elemento de rodillo de leva 358. El elemento de rodillo de leva 358 tiene una forma sustancialmente en T y se define mediante una primera porción del elemento de rodillo de leva 360, una segunda porción del elemento de rodillo de leva 362 y una faz superior del elemento de rodillo de leva 363. La primera porción del elemento de rodillo de leva 360 se conecta operativamente con el primer enlace deslizante 354 y el primer conjunto de rodillos de leva 388 en la misma posición del elemento de rodillo de leva 358. Además, el segundo conjunto de rodillos de leva 390 se conecta operativamente a la segunda porción del elemento de rodillo de leva 362 en una posición radialmente hacia afuera del primer conjunto de rodillos de leva 388. Conectados operativamente, además, al elemento de rodillo de leva 358 hay un conjunto de segundos enlaces deslizantes 356. El conjunto de segundos enlaces deslizantes 356 conecta operativamente el elemento base 340 a la primera porción del elemento de rodillo de leva 360 en una posición relativamente hacia afuera del segundo conjunto de rodillos de leva 390.
Como se analiza en mayor detalle más abajo, con referencia a las Figuras 6A1 y 6B, el primer y segundo conjuntos de rodillos de leva 388, 390 se configuran para girar a lo largo de una guía de levas fija mientras gira el tambor 364. La guía de levas fija 293 rodea el eje de rotación 374 y se define mediante una superficie circunferencial interna 395 y un radio R que se extiende de la superficie circunferencial interna 395 de la guía de levas fija 392 al eje de rotación 374 como se muestra en la Figura 6A1. En algunas configuraciones ilustrativas, la guía de levas fija 392 puede incluir varias regiones curvas y/o rectas de modo que la guía de levas fija 392 se defina mediante los radios R relativamente más largos y más cortos en puntos diferentes a lo largo de la superficie circunferencial interna 395 de la guía de levas fija 392. El primer y segundo conjuntos de rodillos de leva 388, 390 ruedan sobre la guía de levas fija 392 mientras gira el tambor 364. El primer, segundo y tercer enlaces deslizantes 354, 356, 385 giran en donde el radio R de la guía de levas fija 392 aumenta o disminuye mientras el primer y segundo conjuntos de rodillos de leva 388, 390 ruedan a lo largo de la guía de levas fija 392. Al mismo tiempo, en las regiones en donde la guía de levas fija 392 se define mediante los radios relativamente más largos, R, el elemento de rodillo de leva 385 se desplaza radialmente hacia afuera a través de la abertura base. En tanto que, en las regiones en donde la guía de levas fija 392 se define mediante los radios relativamente más cortos, R, el elemento de rodillo de leva se desplaza radialmente hacia adentro a través de la abertura base. Se apreciará que la guía de levas 392 se puede configurar para tener varias formas y tamaños diferentes. Por ejemplo, en algunas configuraciones ilustrativas, la guía de levas 392 se puede configurar de modo que tenga una forma circular que se separa o es excéntrica con respecto al eje de rotación 374. La separación de la guía de levas fija del eje de rotación hace que el elemento de rodillo de leva se desplace mientras el primer y segundo conjuntos de rodillos de leva ruedan a lo largo de la guía de levas fija.
Con referencia a las Figuras 7 y 8, la estación de costura 348 puede incluir, además, un elemento de resorte 394. El elemento de resorte 394 puede tener una forma sustancialmente en U y puede definirse mediante una faz superior del elemento de resorte 410, una faz inferior del elemento de resorte 411 y una abertura lateral del elemento de resorte 412. Con referencia a la Figura 7, la faz inferior del elemento de resorte 411 se conecta fijamente a la faz superior del elemento de rodillo de leva 363. El elemento de resorte 394 puede extenderse a lo largo de la totalidad de la faz superior del elemento de rodillo de leva 363. Como se analiza en mayor detalle más abajo, la abertura lateral del elemento de resorte 412 permite que el elemento de resorte 394 se flexione mientras un elemento de presión comprime el área de superposición parcialmente fundida contra la superficie circunferencial externa.
La estación de costura puede incluir, además, un elemento de presión 380 como se muestra en la Figura 7. El elemento de presión 380 puede ser de forma sustancialmente rectangular y puede definirse mediante una faz superior del elemento de presión 420, una faz inferior del elemento de presión 421 y una longitud del elemento de presión 387. El elemento de presión 380 puede incluir las proyecciones de forma sustancialmente cuadrada 423 que se extienden hacia afuera desde la faz superior del elemento de presión 420. Las proyecciones 423 se pueden definir mediante una superficie externa 425 que es la superficie radialmente más externa de la proyección 423. En algunas configuraciones ilustrativas, las proyecciones 423 pueden tener una superficie externa plana 425 como se muestra en la Figura 6B. Sin embargo, en otras configuraciones ilustrativas, las proyecciones 423 pueden tener una superficie externa curva. La faz inferior del elemento de presión 421 se conecta firmemente a la faz superior del elemento de resorte 410. El elemento de presión 380 puede extenderse a lo largo de la totalidad de la faz superior del elemento de resorte 410. Como se analiza en mayor detalle más abajo, las proyecciones 423 se pueden disponer en dos hileras como se muestra en la Figura 7. Las proyecciones 423 pueden incluir un material dúctil que puede formar la superficie externa 425 de las proyecciones 423.
Aun con referencia a la Figura 7, la estación de costura 348 puede incluir, además, los aparatos calefactores 384. Como se analiza en mayor detalle más abajo, cada aparato calefactor 384 proporciona una fuente de fluido presurizado para enviar un fluido caliente presurizado, tal como aire, por ejemplo, a la tobera de fluido 378. En algunas configuraciones ilustrativas, una válvula puede controlar la salida del fluido del aparato calefactor 384 y dentro de una tobera de fluido 378. Cada aparato calefactor 384 se conecta operativamente al elemento base 340 por medio de un conjunto de terceros enlaces deslizantes 385. Cada tercer enlace deslizante 385 se conecta operativamente a un extremo de un aparato calefactor 384 y, además, a la segunda porción del elemento de rodillo de leva 365.
Con referencia a la Figura 7, la estación de costura puede incluir, además, una tobera de fluido 378. La tobera de fluido 378 puede incluir uno o más orificios de fluido 424 en donde el fluido caliente presurizado sale de la tobera de fluido 378. Cada aparato calefactor 384 se conecta firmemente con una tobera de fluido separada 378. Como se muestra en la Figura 7, los orificios de fluido 424 pueden ser circulares y pueden extenderse en una hilera a lo largo de la tobera de fluido 378.
Con referencia a las Figuras 6A y 9, el rodillo de yunque 368 puede incluir un material dúctil 342. El material dúctil 342 puede definir la superficie circunferencial externa 370 del rodillo de yunque 368. El material dúctil puede incluir, por ejemplo, silicona, caucho natural, caucho sintético (p. ej., Buna-N, Buna-S, nitrilo, y neopreno), poliuretanos, plástico ABS. El material dúctil puede tener un durómetro dentro del intervalo de la escala Shore A de 20-100 durómetros o un durómetro equivalente. En algunas configuraciones ilustrativas, el material dúctil 342 puede formar una manga 343 sobre el rodillo de yunque 368 como se muestra en la Figura 6A. La manga 343 puede definir la superficie circunferencial externa 370 del rodillo de yunque 368. En algunas configuraciones ilustrativas, el rodillo de yunque 368 puede consistir totalmente de un material dúctil.
En operación, los artículos absorbentes avanzan en la dirección de máquina DM hacia un aparato de cohesión 334. Con referencia a la Figura 6A, los artículos absorbentes 400 avanzan en la dirección de máquina DM sobre la superficie circunferencial externa 376 mientras el tambor 364 gira alrededor del eje de rotación 374. El primer sustrato del cinturón 406 se ubica entre el segundo sustrato del cinturón 408 y la superficie circunferencial externa 376. Específicamente, la capa externa 162 del primer sustrato del cinturón 406 puede estar en contacto directo con la superficie circunferencial externa 376. Y la capa interna 164 del primer sustrato del cinturón 406 puede estar en contacto directo con la capa interna 164 del segundo sustrato del cinturón 408. La superficie circunferencial externa 376 se desplaza a la misma velocidad que los artículos absorbentes 400 en avance, de modo que la posición en la que se reciben los artículos absorbentes 400 sobre la superficie circunferencial externa 376 permanezca constante hasta que los artículos absorbentes 400 se retiren del tambor 364 corriente abajo. El área de superposición de los sustratos primero y segundo del cinturón 406, 408 se ubica sobre la superficie circunferencial externa 376 coincidente con una abertura del tambor 366. Como se analiza en mayor detalle más abajo, una estación de costura 348, ubicada radialmente hacia adentro de la abertura del tambor 366, se configura para unir una porción del área de superposición mientras los artículos absorbentes 400 se desplazan a lo largo del tambor 364. La estación de costura 348 se dispone en una primera configuración mientras se reciben los artículos absorbentes en el tambor 364.
La Figura 10 muestra una vista en perspectiva de una estación de costura 348 en una primera configuración. Con referencia a las Figuras 8 y 10, en la primera configuración, las toberas de fluido 378 se ubican radialmente hacia afuera cerca de la abertura del tambor 366 y la superficie circunferencial externa 376, mientras que el elemento de presión 380 se ubica radialmente hacia adentro, alejado de la abertura del tambor 366 y la superficie circunferencial externa 376. Además, las toberas de fluido 378 se ubican en la misma ubicación circunferencial que las proyecciones 423 del elemento de presión 380, de modo que el fluido caliente se dirija a las mismas ubicaciones sobre el área de superposición que el elemento de presión 380 comprime subsiguientemente.
Con referencia a las Figuras 6A y 6B, mientras el tambor 364 continúa girando, los artículos absorbentes 400 se envuelven alrededor de la superficie circunferencial externa 376. Al mismo tiempo, se dirige un chorro del fluido caliente presurizado de los aparatos calefactores 384 fuera de las toberas de fluido 378 y sobre el área de superposición de los sustratos primero y segundo del cinturón 406, 408. Las toberas de fluido 378 se mantienen a una distancia preseleccionada Y de la capa externa 162 del primer sustrato del cinturón 406 para controlar la presión aplicada al área de superposición por el fluido caliente como se muestra en la Figura 6B1. En algunas configuraciones ilustrativas, la distancia Y entre la capa externa 162 del primer sustrato del cinturón 406 y las toberas de fluido 378 se puede mantener dentro de 3 mm de la distancia preseleccionada Y.
Se puede usar un aparato para el control de la posición para mantener los artículos absorbentes dentro de una distancia constante de la superficie circunferencial externa del tambor mientras el fluido calienta el área de superposición. En algunas configuraciones ilustrativas, el aparato para el control de la posición 450 puede ser un aparato de correa 451 como se muestra en la Figura 11. El aparato para el control de la posición 450 se puede ubicar adyacente al tambor 364 y puede asumir la forma de al menos una porción de la superficie circunferencial externa 376. El aparato para el control de la posición puede mantener los artículos absorbentes 400 en el intervalo de 0 milímetros a aproximadamente 10 milímetros de la superficie circunferencial externa del tambor, o entre aproximadamente 0.5 milímetros y aproximadamente 5 milímetros de la superficie circunferencial externa.
Una vez que el área de superposición se funde, al menos parcialmente, y mientras el tambor 364 continúa girando, la estación de costura cambia a una segunda configuración. Con referencia a las Figuras 6A, 6A1 , 6B, y 6B1 , el primer y segundo conjuntos de rodillos de leva 388, 390 ruedan sobre la guía de levas fija 392 mientras gira el tambor 364. La guía de levas fija 392 permanece fija mientras el primer y segundo conjuntos de rodillos de leva 388, 390 ruedan a lo largo de la guía de levas fija 392. Mientras el primer y segundo conjuntos de rodillos de leva 388, 390 ruedan de las regiones en donde el radio R de la guía de levas fija 392 se define mediante los radios R relativamente más cortos a las regiones en donde el radio R de la guía de levas fija 392 se define mediante los radios R relativamente más largos, el primer, segundo y tercer enlaces deslizantes 354, 356, 385 giran alrededor de un punto. Con referencia a la Figura 6B, el primer enlace deslizante 354 gira alrededor de un punto en el enlace base 352 y en el elemento de rodillo de leva 358, mientras que el conjunto de segundos enlaces deslizantes 356 giran alrededor de un punto en el elemento de rodillo de leva 358 y en el elemento base 340. Al mismo tiempo, el elemento de rodillo de leva 358 se desplaza radialmente hacia afuera hacia la superficie circunferencial externa 376. Los terceros enlaces deslizantes 385 giran, además, alrededor de un punto en el elemento de rodillo de leva 358, y provocan que los aparatos calefactores 384 se muevan radialmente hacia adentro, alejándose de la superficie circunferencial externa 376, y que las toberas de fluido 378 se distribuyan circunferencialmente entre sí a ambos lados del elemento de presión 380. La estación de costura 348 continúa deslizándose hasta que el primer y segundo conjuntos de rodillos de leva 388, 390 rueden a lo largo de las regiones de la guía de levas fija 392 en donde el radio R de la guía de levas fija 392 permanece constante, lo que corresponde a la segunda configuración de la estación de costura 348. La estación de costura 348 permanece en la segunda configuración hasta que el primer y segundo conjuntos de rodillos de leva 388, 390 se desplazan a lo largo de la guía de levas fija 392 a las regiones en donde la guía de levas fija se define mediante los radios relativamente más cortos.
La Figura 12 muestra una vista en perspectiva de una estación de costura 348 en la segunda configuración. Con referencia a la Figura 12, en la segunda configuración, el elemento de presión 380 se extiende a través de la abertura del tambor más allá de la superficie circunferencial externa, los aparatos calefactores 384 se ubican radialmente hacia adentro, alejados de la abertura del tambor 366, y las toberas de fluido 378 se ubican a ambos lados del elemento de rodillo de leva adyacente a la superficie circunferencial externa 366.
Con referencia a las Figuras 6A y 6B, mientras el tambor 364 continúa girando y la estación de costura 348 está en la segunda configuración, el área de superposición parcialmente fundida se acerca al rodillo de yunque 368 ubicado adyacente al tambor 364. Mientras los artículos absorbentes 400 avanzan a través de la línea de contacto 332 formada entre el rodillo de yunque 368 y el tambor 364, el elemento de presión 380, que se extiende radialmente hacia afuera de la abertura del tambor 366, comprime el área de superposición parcialmente fundida contra la superficie circunferencial externa 370. Como se muestra en las Figuras 9 y 13-15, mientras los artículos absorbentes 400 avanzan a través de la línea de contacto 332 entre el rodillo de yunque rotativo 368 y el elemento de presión 380 de la estación de costura 348, las proyecciones 423 del elemento de presión 380 deforman la superficie circunferencial externa 370 del rodillo de yunque 368 radialmente hacia adentro hacia el eje de rotación 372. Como resultado, los sustratos primero y segundo 406, 408 se deforman en una dirección, Z, que no es tangencial a la superficie circunferencial externa 370 del yunque 368 y la superficie externa 425 de las proyecciones 423 del elemento de presión 380.
El rodillo de yunque 368 se puede configurar para deformarse en una dirección hacia el eje de rotación 372 en un grosor radial RT que es al menos 25 % del calibre, C, de los sustratos primero y segundo no fundidos ni comprimidos combinados 406, 408. En algunas configuraciones ilustrativas, el rodillo de yunque 368 se puede deformar en un grosor radial RT que es al menos 30 %, al menos 40 %, al menos 50 %, al menos 60 %, al menos 70 %, al menos 80 % del calibre, C, de los sustratos primero y segundo no fundidos ni comprimidos combinados 406, 408.
Las proyecciones 423 del elemento de presión 380 se configuran para hacer contacto con las mismas ubicaciones del área de superposición que se funden, al menos parcialmente, con el fluido caliente como se muestra en la Figura 6B, formando, de este modo, los sitios de unión individuales 336a en el área de superposición. El elemento de resorte 394 se puede usar para aplicar una fuerza predeterminada al área de superposición entre el elemento de presión 380 y el rodillo de yunque 368. Una vez comprimidos, los artículos absorbentes avanzan y salen de la circunferencia externa del tambor. El tambor continúa girando y la estación de costura se coloca nuevamente en la primera configuración para formar sitios de unión individuales en un artículo absorbente subsiguiente.
En algunas configuraciones ilustrativas, la distancia de los artículos absorbentes a las toberas de fluido puede oscilar de 0 milímetros a aproximadamente 20 milímetros, o entre aproximadamente 0 milímetros y aproximadamente 5 milímetros, por ejemplo, o entre aproximadamente 0.5 milímetros y aproximadamente 3 milímetros. El control de la distancia entre el primer y segundo sustratos y el orificio de fluido 424 puede, además, resultar en una atomización del fluido y un patrón de fusión relativamente más predecibles durante el proceso de calentamiento.
El fluido caliente puede incluir aire ambiental u otros gases. Se apreciará que el fluido se puede calentar a varias temperaturas y presurizarse a varias presiones. Por ejemplo, en algunas configuraciones ilustrativas, el fluido se puede calentar a una temperatura que oscila entre el punto de fusión menor de los sustratos primero y segundo del cinturón menos 30 °C al punto de fusión menor de los sustratos primero y segundo del cinturón más 100 °C. En algunas configuraciones ilustrativas, la presión del fluido puede ubicarse en el intervalo de 10 kPa (0.1x105 Newton por metro cuadrado) a 1,000 kPa (1x106 Newton por metro cuadrado). En algunas configuraciones ilustrativas, el fluido caliente se puede dirigir hacia al menos uno de los sustratos primero y segundo del cinturón durante un intervalo de tiempo que oscila de 10 a 1000 milisegundos o más. Pueden usarse intervalos de tiempo más cortos o más largos.
En algunas configuraciones ilustrativas, el elemento de presión puede comprimir el área de superposición parcialmente fundida contra la superficie circunferencial externa a una presión en el intervalo de aproximadamente 100 kPa (1x105 Newton por metro cuadrado) a aproximadamente 100,000 kPa (1x108 Newton por metro cuadrado). En algunas configuraciones ilustrativas, el elemento de presión 366 puede comprimir los sustratos primero y segundo del cinturón durante un período de tiempo en el intervalo de 10 a 1000 milisegundos o más. Pueden usarse intervalos de tiempo más cortos o más largos.
Con referencia a la Figura 10, se apreciará que las proyecciones 423 se pueden espaciar regular o irregularmente en varias configuraciones y se pueden orientar en varias direcciones. Las proyecciones 423 pueden ser circulares, ovaladas o de varias formas diferentes. En algunas configuraciones ilustrativas, las proyecciones del elemento de presión pueden tener una superficie lisa de modo que los sitios de unión individuales sean planos. Sin embargo, en algunas configuraciones ilustrativas, las proyecciones del elemento de presión pueden tener una superficie áspera de modo que los sitios de unión individuales tengan una textura. Con referencia a la Figura 10, las proyecciones 423 pueden tener una altura 440 en el intervalo de aproximadamente 0.5 milímetros a aproximadamente 5 milímetros. En algunas configuraciones Ilustrativas, las proyecciones pueden tener un ancho 442 en el intervalo de aproximadamente 2 milímetros a aproximadamente 10 milímetros, o entre aproximadamente 4 milímetros y aproximadamente 6 milímetros.
Aunque se muestra en las Figuras 8 y 12 que el elemento de resorte 390 tiene una forma en U, se apreciará que se pueden usar varios elementos de resorte diferentes para absorber la presión del elemento de presión 380 que comprime el área de superposición entre la superficie circunferencial externa. Al controlar la cantidad de fuerza aplicada al área de superposición, es posible aplicar una fuerza suficiente para formar sitios de unión individuales para minimizar el daño a los sustratos y/o para formar cohesiones individuales relativamente débiles.
La temperatura y la presión del fluido se mantienen dentro de un intervalo específico una vez que se seleccionan los puntos de ajuste nominales. Por ejemplo, se puede seleccionar un punto de ajuste a partir de los intervalos descritos anteriormente y, después, la temperatura puede mantenerse en un intervalo fijo alrededor del punto de ajuste nominal, tal como ± 30 °C y la presión puede mantenerse en un intervalo fijo alrededor del punto de ajuste nominal, tal como ± 100 kPa (1 bar). El intervalo aceptable dependerá de la relación entre las propiedades, tales como el punto de reblandecimiento y/o la temperatura de fusión de los materiales que se unirán y del punto de ajuste nominal seleccionado. Por ejemplo, un punto de ajuste nominal sobre la temperatura de fusión de uno o más de los materiales que se unirán puede requerir un nivel de control más estricto que un punto de ajuste nominal bien por debajo de la temperatura de fusión de uno o más de los materiales que se unirán. El nivel de control puede ser asimétrico alrededor del punto de ajuste nominal. Calentar suficientemente significa que el fluido se calienta a una temperatura que permitirá al menos una fusión parcial o al menos un reblandecimiento del sustrato o sustratos. El calentamiento suficiente puede variar con los materiales y el equipo usados. Por ejemplo, si el fluido caliente se aplica al sustrato o sustratos casi inmediatamente, con poco o ningún tiempo para enfriarse, el fluido puede calentarse aproximadamente al punto de reblandecimiento o aproximadamente al punto de fusión del sustrato o los sustratos. Si el fluido caliente se dirige al sustrato o sustratos con una interrupción en el tiempo o la distancia, de tal manera que el fluido caliente pueda enfriarse algo antes de interactuar con el o los sustratos, puede ser necesario calentar el fluido por encima, posiblemente significativamente por encima del punto de reblandecimiento o el punto de fusión del sustrato o los sustratos.
La duración de la transferencia de energía en el proceso que se describe en la presente descripción puede ser un proceso dinámico y puede crear un gradiente de temperatura a través de las secciones transversales de los componentes fusionables. Es decir, el núcleo de los componentes fusionables puede permanecer sólido mientras la superficie externa de los componentes fusionables se funde o se aproxima a la fusión. Incluso por debajo de la temperatura de fusión, la superficie externa puede alcanzar el punto de reblandecimiento, de tal manera que la deformación plástica del material puede ocurrir con una carga mucho menor que para el mismo material a temperatura ambiente. Por consiguiente, si uno o más de los materiales que deben unirse tienen un punto de reblandecimiento, el proceso puede ajustarse para lograr una temperatura en al menos una porción de los sustratos primero y segundo del cinturón 406, 408 entre el punto de reblandecimiento y el punto de fusión. El uso de una temperatura igual o por encima del punto de reblandecimiento pero inferior al punto de fusión de uno o más de los componentes fusionables puede permitir la creación de una unión sólida entre los sustratos primero y segundo del cinturón 406, 408 con una interrupción reducida en la estructura de los componentes fusionables, p. ej., que atenúe o que debilite de cualquier otra forma los componentes fusionables.
Con referencia a las Figuras 4 y 5F, una vez que se forman los sitios de unión individuales 336a, los artículos absorbentes 400 avanzan en la dirección de máquina DM a un rodillo de cuchilla 338 en donde las regiones 336 se cortan a lo largo de la dirección transversal para crear una primera costura lateral 178 en un artículo absorbente 100 y una segunda costura lateral 180 en un artículo absorbente que avanza subsiguientemente. En algunas configuraciones ilustrativas, se apreciará que el rodillo de cuchilla puede integrarse al elemento de presión de modo que mientras el elemento de presión comprime el área de superposición, el elemento de presión corte, además, el área de superposición.
En algunas configuraciones ilustrativas, un elemento de presión 580 puede asumir la forma de un tambor rotativo 520. Como se muestra en la Figura 16, el tambor rotativo 520 puede tener una superficie circunferencial externa 522 y una pluralidad de proyecciones 523 que se extienden radialmente hacia afuera de la superficie circunferencial externa 522 del tambor rotativo 520. En esta configuración ilustrativa, se puede ubicar un rodillo de yunque 568 que tiene una superficie circunferencial externa 570 adyacente al tambor rotativo 520, que forma una línea de contacto 532 entre estos. El rodillo de yunque 568 puede comprender un material dúctil. En otras configuraciones ilustrativas, un rodillo de yunque 668 puede tener una pluralidad de aberturas 534 en una superficie circunferencial externa 670 tal como se muestra en la Figura 17. Las aberturas 534 se pueden configurar para acoplarse con las proyecciones 523 del tambor rotativo 520. En algunas configuraciones ilustrativas, el rodillo de yunque 668 que se muestra en la Figura 17 se puede elaborar de un material rígido, tal como metal.
En incluso otras configuraciones ilustrativas, el elemento de presión 780 puede asumir la forma de una primera cinta transportadora 720 como se muestra en la Figura 18. La primera cinta transportadora 720 puede tener una superficie externa 722 y una pluralidad de proyecciones 723 que se extienden hacia afuera de la superficie externa 722 de la primera cinta transportadora 720. Se puede configurar un rodillo de yunque 730 como una segunda cinta transportadora 740 que se puede ubicar adyacente a la primera cinta transportadora 720, que forma una línea de contacto 732 entre estas. La segunda cinta transportadora 740 puede tener una superficie externa 742. La segunda cinta transportadora 740 puede comprender un material dúctil. En otras configuraciones ilustrativas, una segunda cinta transportadora 840 puede tener una pluralidad de aberturas 834 en una superficie externa 842 tal como se muestra en la Figura 19. Las aberturas 736 de la segunda cinta transportadora 840 se pueden configurar para acoplarse con las proyecciones 723 de la primera cinta transportadora 720. En algunas configuraciones ilustrativas, la segunda cinta transportadora 840 que se muestra en la Figura 19 se puede elaborar de un material rígido, tal como metal.
Se apreciará que los métodos y los aparatos que se describen en la presente descripción se pueden usar con varios aparatos de costura. Por ejemplo, los métodos y los aparatos que se describen en la presente descripción se pueden usar con la solicitud de patente de los EE. UU. núm. 13/401,907, presentada el 22 de febrero de 2012 y la solicitud de patente de los EE. UU. núm. 13/402,056, presentada el 22 de febrero de 2012.
Si bien el aparato de cohesión se describe en el contexto de la cohesión de cinturones para elaborar costuras laterales, se apreciará que los métodos y los aparatos en la presente descripción se pueden usar para unir varios componentes y sustratos entre sí. Los aparatos y los métodos para cohesionar sustratos que se describen en la presente descripción se pueden configurar, además, para funcionar de conformidad con el aparato y los métodos que se describen en la patente de los EE. UU. núm. 6,248,195 y la publicación de la solicitud de patente de los EE. UU. núm. 2012-0021186, presentadas el 7 de junio de 2010.
Las dimensiones y los valores descritos en la presente descripción no deben entenderse como estrictamente limitados a los valores numéricos exactos mencionados. Por el contrario, a menos que se especifique de cualquier otra manera, cada una de las dimensiones pretende significar tanto el valor mencionado como un intervalo funcionalmente equivalente que abarca ese valor. Por ejemplo, una dimensión descrita como “40 mm” se refiere a “aproximadamente 40 mm”.
Todos los documentos citados en la presente descripción, incluida cualquier referencia cruzada o solicitud o patente relacionada, se incorporan en su totalidad en la presente descripción como referencia a menos que se excluya o limite expresamente de cualquier otra manera. La cita de cualquier documento no es una admisión que constituye una materia anterior respecto a cualquier invención descrita o reivindicada en la presente descripción o que, por sí sola o en cualquier combinación con alguna otra referencia o referencias, enseña, sugiere o describe tal invención. Además, en la medida en que cualquier significado o definición de un término en este documento esté en conflicto con cualquier significado o definición del mismo término en un documento incorporado como referencia, el significado o definición asignado al término en este documento deberá regir.
Si bien se han ilustrado y descrito modalidades particulares de la presente invención, será evidente para aquellos con experiencia en la materia que pueden hacerse otros cambios y modificaciones diversas sin desviarse del espíritu y alcance de la invención. Se ha pretendido, por consiguiente, abarcar en las reivindicaciones anexas todos los cambios y modificaciones dentro del alcance de la invención.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Un método para formar una costura, el método comprende las etapas de: girar un tambor (364) alrededor de un eje de rotación (374), el tambor (364) comprende una tobera de fluido (378) y un elemento de presión (380), y el elemento de presión (380) tiene una superficie externa (425); girar un rodillo de yunque (368) alrededor de un eje de rotación (372) adyacente al tambor (364), el rodillo de yunque (368) tiene una superficie circunferencial externa dúctil (370), y el rodillo de yunque (368) y el tambor (364) forman una línea de contacto (332) entre estos; avanzar una primera capa de sustrato (407) en una dirección de máquina (DM) sobre el tambor (364), la primera capa de sustrato (407) tiene una superficie interna y una superficie externa, caracterizado porque la superficie externa de la primera capa de sustrato (407) se ubica adyacente al tambor (364); avanzar una segunda capa de sustrato (409) en la dirección de máquina (DM), en donde la segunda capa de sustrato (409) tiene una superficie interna y una superficie externa, en donde la primera capa de sustrato (407) se ubica entre la segunda capa de sustrato (409) y el tambor (364), y en donde la primera y segunda capas de sustrato (407, 409) tienen un calibre (C) no comprimido combinado; envolver la primera y segunda capas de sustrato (407, 409) alrededor de una porción del tambor (364); calentar un fluido a una temperatura suficiente para fundir, al menos parcialmente, la primera y segunda capas de sustrato (407, 409); mover la tobera de fluido (378) radialmente hacia afuera con respecto al eje de rotación (374) del tambor (364); dirigir un chorro del fluido caliente sobre la primera y segunda capas de sustrato (407, 409); fundir parcialmente la primera y segunda capas de sustrato (407, 409); retraer la tobera de fluido (378) radialmente hacia adentro con respecto al eje de rotación (374) del tambor (364); desplazar el elemento de presión (380) radialmente hacia afuera con respecto al eje de rotación (374) del tambor (364); avanzar la primera y segunda capas de sustrato (407, 409) a través de la línea de contacto (332); y comprimir la primera y segunda capas de sustrato (407, 409) entre el elemento de presión (380) y el rodillo de yunque (368) y deformar la superficie circunferencial externa dúctil (370) del rodillo de yunque (368).
2. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el rodillo de yunque (368) se deforma en un grosor radial que es al menos aproximadamente 25 % del calibre (C) no comprimido combinado de la primera y segunda capas de sustrato (407, 409).
3. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque el rodillo de yunque (368) se deforma en un grosor radial que es al menos 50 % del calibre (C) no comprimido combinado de la primera y segunda capas de sustrato (407, 409).
4. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque el rodillo de yunque (368) comprende una manga (343), en donde la manga (343) forma la superficie circunferencial externa (370) del rodillo de yunque (368).
5. El método de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado además porque la superficie circunferencial externa dúctil (370) del rodillo de yunque (368) tiene un durómetro shore A de aproximadamente 20 a aproximadamente 100.
6. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque el tambor (364) comprende una superficie circunferencial externa (376) y una abertura del tambor (366) en la superficie circunferencial externa (376), y porque la tobera de fluido (378) y el elemento de presión (380) se ubican radialmente hacia adentro de la abertura (366) en la superficie circunferencial externa (376).
7. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque el elemento de presión (380) comprime la primera y segunda capas de sustrato (407, 409) entre el rodillo de yunque (368) a una presión de aproximadamente 100 kPa (1x105 Newton por metro cuadrado) a aproximadamente 100,000 kPa (1x108 Newton por metro cuadrado).
8. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado además porque el elemento de presión (380) comprende una pluralidad de proyecciones (423), en donde las proyecciones (423) tienen una superficie externa (425), en donde la etapa de compresión de la primera y segunda capas de sustrato (407, 409) entre el elemento de presión (380) y el rodillo de yunque (368) comprende comprimir la primera y segunda capas de sustrato (407, 409) entre las proyecciones (423) del elemento de presión (380) y el rodillo de yunque (368).
9. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque comprende además la etapa de cortar la primera y segunda capas de sustrato (407, 409) en artículos individuales (100) con un rodillo de cuchilla (338).
10. Un aparato para cohesionar un primer y segundo sustratos (406, 408) entre sí, en donde los sustratos primero y segundo (406, 408) tienen un calibre (C) no comprimido combinado, caracterizado porque el aparato comprende: un tambor (364) que comprende una superficie circunferencial externa (376) y una abertura del tambor (366) en la superficie circunferencial externa (376), en donde el tambor (364) se adapta para girar alrededor de un eje de rotación (374); una tobera de fluido (378) conectada de modo móvil al tambor (364), ubicada radialmente hacia adentro con respecto a la abertura del tambor (366), y adaptada para dirigir el fluido radialmente hacia afuera a través de la abertura del tambor (366); un rodillo de yunque (368) que comprende una superficie circunferencial externa (370) ubicada adyacente al tambor (364) de modo de definir una línea de contacto (332) entre el rodillo de yunque (368) y el tambor (364), en donde el rodillo de yunque (368) se adapta para girar alrededor de un eje de rotación (372), y el rodillo de yunque (368) comprende una manga dúctil (343) que define la superficie circunferencial externa (370) del rodillo de yunque (368), en donde la superficie circunferencial externa (370) del rodillo de yunque (368) se puede deformar hacia el eje de rotación (372) del rodillo de yunque (368); y un elemento de presión (380) conectado de modo móvil al tambor (364), ubicado radialmente hacia adentro con respecto a la abertura del tambor (366), y adaptado para extenderse a través de la abertura del tambor (366).
11. El aparato de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado además porque el rodillo de yunque (368) se configura para deformarse en un grosor radial que es al menos aproximadamente 25 % del calibre (C) no comprimido combinado de los sustratos primero y segundo (406, 408).
12. El aparato de conformidad con las reivindicaciones 10 a 11, caracterizado además porque la manga (343) se configura para deformarse en un grosor radial que es al menos 50 % del calibre (C) no comprimido combinado de los sustratos primero y segundo (406, 408).
13. El aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12, caracterizado además porque la superficie circunferencial externa dúctil (370) del rodillo de yunque (368) tiene un durómetro shore A de aproximadamente 20 a aproximadamente 100.
14. El aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 10 a 13, caracterizado además porque el elemento de presión (380) comprende una proyección (423) que se extiende radialmente hacia afuera con respecto al eje de rotación (374), en donde la proyección (423) define una superficie externa (425).
15. El aparato de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 10 a 14, caracterizado además porque el elemento de presión (380) y el rodillo de yunque (368) se configuran para deformar los sustratos primero y segundo (406, 408) en una dirección no tangencial a la superficie externa (425) de la proyección (423).
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