TW201144060A - Bonded substrates and methods for bonding substrates - Google Patents

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TW201144060A
TW201144060A TW99145069A TW99145069A TW201144060A TW 201144060 A TW201144060 A TW 201144060A TW 99145069 A TW99145069 A TW 99145069A TW 99145069 A TW99145069 A TW 99145069A TW 201144060 A TW201144060 A TW 201144060A
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Kristopher K Biegler
Victor Felix Panza
Jorge Adrian Ferreiro
Omar Alberto Parodi
Michael Reed Gorman
Gabriela Fernanda Serra
William Charles Unruh
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3M Innovative Properties Co
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201144060 六、發明說明: 【先前技術】 在將基板(包括包含(例如)非編織網之基板)接合在一起 時常使用熱。可(例如)藉由輻射加熱、超音波振動、使基 ' ㈣加熱之表面接觸及其類似者來執行此加熱。在此等加 • &程序中,*自基板之與待接合側相對的側將熱引導至基 板上,從而導致對基板之全部厚度的加熱。在此接合中, 常可能顯著更改一或兩個基板之結構。 【發明内容】 本文揭示用於將加熱流體衝擊至基板之表面上以加熱基 板之表面,以便促進使基板彼此熔融接合以形成層壓板之 裝置及方法。亦揭示其中按表面接合方式將纖維網接合至 基板及/或按敞空保留(l〇ft-retaining)方式接合纖維網之層 壓板。該基板可包含在基板之與待接合至纖維網之表面相 對的表面上之突起。 在一態樣中,本文揭示一種表面接合層壓板,其包含: 具有第一及第二相對面向之主表面之纖維網;及具有第一 及第二相對面向之主表面之基板;其中該纖維網之該第一 ' 主表面表面接合至該基板之該第一主表面。 • 在另一態樣中,本文揭示一種熔融接合層壓板,其包 含:具有第一及第二相對面向之主表面之非編織纖維網; 及具有第一及第二相對面向之主表面之預成形基板;其中 該非編織纖維網之該第一主表面熔融接合至該預成形基板 之該第一主表面,使得在該纖維網與該預成形基板之間的 153133.doc 201144060 接合為一敞空保留接合。 在另一態樣中,本文揭示一種將至少一纖維網接合至至 少一基板之方法,其包含:將加熱流體衝擊至一移動纖維 網之一第一主表面上;將加熱流體衝擊至一移動基板之第 一主表面上;及使該纖維網之該第一主表面與該基板之該 第一主表面接觸,使得該纖維網之該第一主表面熔融接合 至該基板之該第一主表面。 【實施方式】 各圖中之相同參考數字指示相同元件。一些元件可按類 似或相同倍數存在;在此等情況下,該等元件可包含相同 參考數字,其中為了便於描述,該等元件中之一或多者由 撇號(,)標明。除非另有指示,否則此文件中之所有圖及圖 式未按比例,且經選擇用於說明本發明之不同實施例之目 的。烊§之,各種組件之尺寸僅按說明性術語描繪,且不 應自圖式推斷各種組件之尺寸之間的關係,除非有如此指 示。雖然本發明中可使用諸如「頂部」、「底部」、「上 部」、「下部」'「在…下」、「在…上」、「前」、「後」、「向 外」、「向内」、「上」及「下」以及「第一」及「第二」之 術语,但應理解,彼等術語僅按其相對意義使用,除非另 有指出。 圖1中展示包含接合至基板120之纖維網110的例示性層 壓板150之側面透視圖。纖維網11〇包含纖維m,且包含 第一主表面112及第二相對面向之主表面113。(一般熟習 此項技術者應認識到,網丨丨〇之表面丨〗2及丨丨3可能並非完 153133.doc _ 4 - 201144060 全地平坦及/或連續實體表面,此係因為其由網1 i 〇之某些 纖維111之最向外部分共同界定)^層壓板150進一.步包含 基板120,該基板120包含第一主表面121及第二相對面向 之主表面122。基板120可視情況包含自主表面122突出之 突起123。 在所說明之實施例中’纖維網11 〇表面接合至基板 120(特定言之,纖維網no之第一主表面U2表面接合至基 板120之第一主表面121)。此意謂纖維網11〇係藉由將網 110之表面112之一些纖維111表面接合至基板丨2〇之第一主 表面121而附接至基板120 »如在圖2中以說明性方式所展 示’標明纖維111表面接合至基板120之第一主表面121音 明纖維111之纖維部分114之纖維表面11 5的部分按以下方 式熔融接合至基板120之第一主表面121 :實質上維持基板 120之第一主表面121的原始(接合前)形狀,且將基板12〇之 第一主表面121的至少一些部分在曝露之條件下實質上維 持在表面接合區中。 表面接合實質上維持第一主表面121之原始形狀的要求 意謂可將表面接合纖維與按藉由纖維至基板内之至少穿 透、基板之變形及其類似者導致纖維部分嵌入(例如,部 分或完全囊封)於基板内之方式(如在圖3中以說明性方式所 展示)接合至基板之纖維區別開。以定量方式,可藉由表 面接合纖維之表面積的至少約65%在纖維之接合部分中的 基板表面上方可見來將表面接合纖維與嵌入式纖:⑴區 別開(但自-個以上角度之檢驗可能係有必要的以目測到 I53133.doc 201144060 纖維之全部表面積)。基板120之原始(接合前)形狀之實質 維持亦可由不存在第一主表面121之實體形狀的任何光澤 改變(例如,起皺、皺縮、基板12〇之部分至網11〇之孔隙 空間内之穿透等)來表明。 表面接合將第一主表面121之至少一些部分實質上維持 在曝露之條件下之要求意謂可將表面接合纖維與按導致纖 維充分熔融、密化、壓緊 '混合等以便形成連續接合之方 式接合至基板的纖維區別開。連續接合意謂緊鄰基板12〇 之第一主表面12 1的纖維已充分混合及/或密化(例如,熔融 在一起以便部分或完全失去其作為個別纖維之身分識別) 以在頂部形成連續材料層且與第一主表面121接觸。(一般 熟習此項技術者應認識到偶爾的空隙及其類似者在「連 續」層中之可能性’且應瞭解,在此上下文中,可將術語 連續」解釋為意謂在接合區中,連續、密化之纖維層在 頂部,且與基板12〇之第一主表面121的至少約95%之面積 接觸)。因此’藉由使基板12〇之第一主表面121在組成纖 維網110之第一主表面丨12的表面接合纖維之間可見的眾多 曝露區之存在’可將表面接合纖維與按連續接合接合之纖 維區別開。 表面接合至基板的例示性非編織纖維網之掃描電子顯微 圖(分別按130倍及180倍放大率)展示於圖5及圓6中。在此 等顯微圖令,纖維部分至基板之表面的上述表面接合易於 顯而易見’其對接合之纖維部分或對基板具有最小變形或 損壞,且其中基板之表面之眾多曝露區在表面接合纖維間 I53133.doc 201144060 係可見的。 如本文中所定義,術語「表面接合」意謂網主要藉由上 述表面接合纖維部分熔融接合至基板,且此外意謂在無此 等表面接合之情況下,纖維網及基板將不保持接合在一 起。一般熟習此項技術者應認識到,如按此方式使用之術 語「表面接合」不包含纖維網與基板之間的主要接合係藉 由某一其他熔融接合機制(例如,藉由將纖維嵌入至基板 内’及其類似者)之情形(其中表面接合纖維部分僅偶:見 於網之該或該等接合區内)…般熟f此項技術者因此將 瞭解,如本文中描述之表面接合不包含如通常(例如)藉由 超音波接合、藉由㈣接合(❹,如藉由在相對高壓力 下使基板穿過加熱之親隙而達成)、藉由擠壓層廢及其類 似者達成之此炫融接合。吾人熟知此等程序會導致在接人 之形成t纖維部分及/或基板之大規模變形及/或實體改 變。-般熟習此項技術者將進一步瞭解,接合至仍處於溶 融、半熔融、軟等狀態下之基板(諸如,尚未冷卻(例如)至 固態的擠壓材料)之纖維網可能不包含表面接合此係因 為至仍處於此高溫及’或仍可相當大地變形之基板的接合 可使纖維變得嵌人、可造成連續接合之形成,或兩者。 熟習此項技術者將進-步認識到,雖㈣人式纖 ^小規模準連續接合區域及其類似者可能偶爾出現於已 2接合f基板的網中(如本文中所福述),但此等特徵可 僅表不此等特徵在接合程序中 述,術語「表面接合」意謂雖缺此等/入出;1°如上所敍 …、此寺嵌入式纖維部分及/ 153133.doc 201144060 或準連續接合纖維區域可在小的程度上存在,但纖維部分 〃基板之間的大多數接合為表面接合使得在不存在此等 表面接合之情況下,藉由嵌入式纖維及/或準連續接合區 域之任何偶然接合將如此弱’以致纖維網及基板將不保持 接合在一起。 一般熟習此項技術者將進一步認識到,雖然如本文中描 述的纖維部分至基板之表面接合可導致比藉由將纖維嵌入 2基板内或將纖維連續接合至基板獲得的接合弱之個別接 合,但如本文中描述之表面接合可仍然提供纖維網與基板 之間的可接受之接合(若在一或多㈣足夠大的區上執行 亦即,如與常藉由超音波接合及其類似者達成之小區接合 U叫作點接合)相反,可在一或多個大的區上有利地執行 表面接合(本文中稱為「區接合」)。此區接合意謂大量表 面接合纖維部分(可隨機及/或均勻地存在於接合區上)可共 同地提供用於處置層壓板150及在各種最終用途中令人滿 意地執行之足夠接合強度。在各種實施例令,纖維網㈣ 與基板120之間的此等表面接合區可各自包含至少約平 方毫米、至少約400平方毫米或至少1〇〇〇平方毫米之面 積…般熟習此項技術者因此將再次能夠易於將此區接合 與常在其祕融接合程序中使用之局部或點接合區別開。 至少藉由本文中揭示之方法’可易於在纖維網與基板之 間的大比例之重疊或接觸區上執行表面接合。特定言之, 纖維網110及基板120可包含重疊之區(例如,在該重疊之 區中,網1H)之第-表面112與基板120之第—表面i2i面對 153133.doc 201144060 彼此及/或彼此接觸)。此重疊之區的至少約7〇%、至少約 祕、至少約9G%或實f上全部可包含該或該等表面接合 區。 如本文中揭示之表面接合可提供優於其他溶融接合方法 之優點。特定言之’在接合區内’表面接合可使基板12〇 之任何變形最小化’且可使嵌人於基板12G内及/或連續接 合至基板120的纖維U1之數目最小化◊因此,層壓板15〇 甚至在接合區中亦可保持相當的可撓性。 可將如本文中揭示之表面接合執行至以下程度:基板 12〇與纖維網m不可彼此分開、完全不可彼此分開,或不 嚴重損壞基板120及纖維網11〇中之一或兩者。 在一些實施例中,表面接合纖維可大體或實質上保留其 原始(接合則)形狀。在此等實施例中,可將保留形狀之表 面接合纖維與藉由纖維部分融合至基板而接合至基板的纖 維區別開(其中術語「融合」意謂在接合程序中,纖維部 分已自其原始接合前實體結構及形狀實質上變形,例如, 纖維部分已變得實質上扁平),如在圖4中以說明性方式所 展示。以定量方式,藉由表面接合纖維在橫截面中保持足 夠圓以在纖維之接合部分中展現不大於約2 5:丨(如由基於 許多代表性纖維之平均值獲得)之縱橫比(亦即,纖維之最 大橫截面尺寸與最小橫截面尺寸之比),可將保留形狀之 表面接合纖維與融合纖維117區別開。在各種實施例中, 纖維可包含不大於約2:1或不大於約1.5:丨之縱橫比。一般 熟習此項技術者應認識到,識別保留形狀之表面接合纖維 153133.doc 201144060 之此方法可僅適合於如最初製造的大體圓形橫截面形狀之 纖維;若使用其他形狀之纖維,則可能有必要將如初始製 造的纖維之橫截面形狀與在接合操作後之形狀比較,以便 進行判疋。又,一般熟習此項技術者應認識到,歸因於當 纖維處於高溫下時與纖維之部分接觸的其他纖維之存在, 一些保留形狀之表面接合纖維的某一部分之橫截面形狀之 一些變形可能偶爾出現(一些此等出現可見於圖6中)。為此 原因而展現變形的保留形狀之表面接合纖維不應等同於融 合纖維。 在圖1之所說明實施例中,纖維網11〇藉由敞空保留接合 而接合至基板120 ^此意謂纖維網11〇熔融接合至基板 12〇,使得纖維網110保留在接合程序前由纖維網ιι〇展現 的顯著量之敞空。敞空為關於纖維網之技術術語,且為在 纖維網内的開放程度、壓縮之缺乏、孔隙空間之存在等之 量測。因而’可使用敞空之任一常用量測。為了方便起 見’本文中纖維網之敞空將由由網(包括纖維以及未由纖 ’准佔據的網之孔隙空間)佔據的總體積對由纖維之材料單 獨佔據的體積之比率表示。使用此量測,如本文中描述的 敞:保留接合定義為經接合之纖維網11〇包含為在接合程 序前或在不存在接合程序之情況下由網展現的敞空之至少 8〇%之敞空的接合。若纖維網11G之僅-部分具有接合至其 土板120 Η可易於藉由將在接合區中的網之敞空與在 未接合區中的網之敞空進行比較來確定保留之敞空。若全 纖維網11G具有接合至其之基板12()(或若未接合區中之 153133.doc 201144060 網亦已經歷在接合程序期間之壓縮),則可能有必要將接 合網之敞空與在接合前的同—網之樣本之敞空進行比較。 在各種實施例中’層_15G包含敞空保留接合,使得纖 維網110包含至少9G% '至少95%或實f上全部的其接合前 敞空。 -般熟習此項技術者應認識到,在一些實施例中,層壓 板150可不包含如本文中描述之表面接合層壓板(例如,包 含纖維網110之第一主表面112的大量纖維ιη可嵌入於基 板120内及/或連續接合至基板12〇),但在此等情況下’纖 維網110可仍然以敞空保留接合接合至基板12〇。 如本文中揭示之敞空保留接合可提供優於其他熔融接合 方法之優點。特定言之’在接合區内,敞空保留接合可使 不在網no之第一主表面112上的纖維網11〇之纖維保持原 樣及/或不熔融接合至基板120。因此,纖維網11〇可保持 有敞空、有彈性及/或有可撓性,甚至在接合區中亦如此 (在此等情況下,纖維網11〇可較易於由凸出緊固元件嚙 合、可呈現更令人愉悅的觸感及/或外觀等)。相比之下, 其他接合方法可不利地壓壞或密化接合區中之多數或全部 纖維及/或可將其熔融接合至基板,同時失去諸如敞空及 可撓性之理想性質。一般熟習此項技術者因此將瞭解,如 本文中描述之敞空保留接合不包含如通常(例如)藉由超音 波接合、藉由壓縮接合(例如,如藉由在相對高壓力下使 基板穿過加熱之親隙而達成)、藉由擠壓層壓及其類似者 達成之此溶融接合(當此等程序導致接合網之顯著壓壞及/ 153133.doc -11- 201144060 或密化時)。 一般熟習此項技術者應認識到,除了本文中描述之表面 接合及/或敞空保留接合之外,其他接合方法(例如,補充 性點接合)亦可用於層壓板之某些位置中(例如,若需要增 強總體接合)。 雖然本文中提出之方法(例如,加熱流體在兩個會聚基 板之表面上的衝擊;或,加熱流體在兩個會聚基板之表面 上的衝擊,其中局部移除衝擊的加熱流體)可特別適合於 生產表面接合層壓板、敞空保留接合層壓板或兩者但— 般熟習此項技術者基於本文中之揭示内容應瞭解,其他方 法亦可為合適的。此等方法可包括可將熱賦予至兩個基板 之第一表面,使得兩個基板之第一表面可熔融接合在一起 以達成本文中描述之結構的任何程序。 基板120可為需要將纖維網11〇表面接合至的任何基板。 基板120可由任何合適的熱塑性聚合材料(例如,可熔融接 〇之材料)製成。此等材料可包括(例如)聚烯烴、聚酯、聚 醯胺及各種其他材料。合適的聚烯烴之實例包括聚乙稀、 聚丙埽、聚丁蝉、乙烯共聚物、丙烯共聚物、丁稀 及此等材料之共聚物及摻合物。基板可包含如此項技術中 熟知之各種添加劑及其類似者,只要此等添加劍不會不可 接受地降低基板經溶融接合之能力即可。基板12〇可為多 層基板(例如,共擠壓多層薄膜),只要第一主表面〗21能夠 熔融接合至纖維網110的纖維中之至少一些即可。 在-些實施例令’基板m可包含預成形基板,其意謂 153133.doc -12· 201144060 基板12〇為預先存在、先前製造之薄膜,其物理性質通常 已充分開發。應使此情況(例如)與基板經製造(例如,擠 壓)且通常在其仍大體熔融、半熔融、軟或其類似者之條 件下直接置於本文t描述之接合程序中的情況形成對比。 基板m可為任何所要厚度。在各種實施例中,基板 之厚度(不包括突起之高度)可小於約400微米小於約200 微米、小於約100微米或小於約5〇微米。在一些實施例 中,基板120不包含(例如)呈在網之主表面上的塗層之形式 之任何黏著劑(亦即,熱熔黏著劑、壓敏黏著劑及其類似 者)。 在一些實施例中,基板12〇可為連續的,亦即,無任何 穿通孔。在其他實施例中,基板120可為不連續的,例 如’包含穿通穿孔及其類似者。在一些實施例中,基板 120可包含緻密、無孔材料。在一些實施例中,基板〖π可 包含多孔材料。在特定實施例中,基板120可包含纖維 網’例如’非編織纖維網。 在一些貫施例中,基板120之第一主表面121及第二相對 面向之主表面122可無突起。在其他實施例中,可選突起 123可自基板120之第二主表面122突出,如在圖1之例示性 。十中所展不° (在此特定設計中,突起123在基板120之 與待接合側相對的側上)^視任何合適目的所需要,突起 123可具有任何所要的類型、形狀或設計,以基板I”之每 面積任何所要密度存在。突起123可與基板120整合(亦 即,具有相同組合物且同時形成為一單元)。 153133.doc •U· 201144060 在各種實施例中’突起123可包含至多約3 mm、約1.5 mm、約〇·8 mm或約〇.4 mm之最大南度(在表面122以上)。 在額外實施例中,突起123可包含至少約〇.〇5 mm、約〇」 mm或約〇·2 mm之最小高度。在各種實施例中,突起123可 包含至少約2:1、至少約3:1或至少約4:1之縱橫比(突起高 度與突起最大寬度之比率)。
在一些實施例中’突起123包含能夠與纖維材料喃合且 可充當所謂的卡鉤及環圈緊固系統之卡鉤組件的類型之凸 出緊固元件(例如,卡鉤)。可使用任何此等凸出緊固元 件。在特定實施例中,可使用各自包含在美國專利 6,558,602、5,077,870及4,894,060中描述之通常類型的桿 及相對大的頭部(可為(例如)大體蘑菇形、扁平圓盤及其類 似者)之緊固元件。具有包含凸出緊固元件之突起的合適 基板包括(例如)可在商標名CS200及CS6〇〇下購自3M C〇mpany(St. Pau丨,MN)之彼等產品。其他合適基板包括 (例如)在美國專利7,067,185及7,048 984中描述之基板。 在將纖維網11〇熔融接合至包含突起123(詳言之凸出 緊固元件)之基板12〇中,如本文中描述之接:可特別有 利’此係因為可能能夠執行接合而不顯著損壞(例如,變 形、壓壞、變平等)接合區中之突起。因此,在-此實施 例中’如本文令描述之接合程序經執行,使得層壓板15〇 之基板120包含尚未顯著受損壞 .^ ^ L , 貝艰之犬起123。未顯著受損壞 意明S與尚未經歷接合程序之 " 犬起比較時,在視覺檢驗 (幻如,藉由足夠強大以顯露 硌個別犬起之細節的顯微鏡) 153133.doc * J-4. 201144060 時,在每十個突起中不多於一個突起顯示 壞、熔融及其類似者之任何損壞。在另外實施財,在 趣顯不_。在額外實施例中,實質上 =突起皆無損壞。對於基板之突起為凸出緊 疋情況,在基板的保留之剝落效能方面, 特 對突起之顯著損壞。舉例 '不存在 抑H < 田與任何合適的環圈組件 .二:且心料定量特性化卡料“之组件之 ^所熟知_落測試中之任何測試時,基板在 中描述之接合程序後可保留如初始製造的基板之至少約 80%的剝落效能。在各種實 基板之剝洛效能可保 持。如-始象造的基板之剝落效能的至少約9〇%或至少約 95/。1習此項技術者應瞭解,許多接切序在 Ζ序中顯著或甚至完全壓壞所有突起,且因此應再次睁 :本文中揭示之接合方法及接合㈣板與此項技術中之接 "方法及接合層壓板之間的根本差異。 纖維網m可為待作為自支I網處置且待經受本文令描 述之接合程序的具有足夠機械強度之任何合適纖維網。因 2應理解,如本文中描述之層屋板150不包含不包含層 ^基板之預先存在的自支樓纖維網之任何物品(此等不 匕3之物σσ可包括(例如)沈積至纖維織品上之熔喷纖維及 其類似者)。 在一 ^實施例中,纖維網11〇可包含諸如藉由編織、針 織乂 及其類似者達成之交纏纖維。因而,纖維網U〇 可包含合適的織物或纺織品,只要包含纖維之材料適合於 153133.doc 15 201144060 =中描述之接合即可。因此,雖然為便於說 =偶㈣網UG稱作非編織纖維網’但應理解,網110^ 匕3任何合適的纖維材料。 在一些實施例中,镟 ,戴、准網110包含非編織纖維網。 網,:要可執行本文中描述之接合即可。非編織纖維 =可為(例如)梳織網、紡黏網、射流喷網、氣流纖網或 網(亦即’只要此網已經歷足夠的處理以致使其自支 樓即可)。非編織纖維網11()可為具有(例如)至少—溶喷網 層及至少-紡黏網層或非編織網之任何其他合適組合的多 層材料。相而言,非編_維網u阿為紡I炼喷·纺 黏、紡黏-紡黏或紡黏·紡黏_纺黏多層材料。或者,網可為 包含非編織層及緻密薄膜層之複合網,例如包含以弧形突 出環圈接合至緻密薄膜襯背之非編織纖維且可在商標名 Extrusion Bonded L〇〇p下購自 3M c〇mpan狀 p叫 的網》 纖維網11G可由任何合適的熱塑性聚合材料(例如,可溶 融接合之材料)製成。此等材料可包括(例如)聚烯烴、聚 酯、聚醯胺及各種其他材料。合適聚烯烴之實例包括聚乙 烯、聚㈣、聚丁烯、乙烯共聚物 '丙烯共聚物、丁烯共 聚物及此等材料之共聚物及摻合物。—般熟習此項技術者 應瞭解,纖維網11 〇之組合物可經有利地選擇以便增強至 基板120之熔融接合。舉例而言,基板之至少主表面121及 纖維網之至少一些纖維可實質上包含(例如)聚丙烯。 153133.doc -16- 201144060 纖維網m可具有如對於特定應用所需要之任何合適的 基本重量》合適的基本重量範圍可(例如)自至少每平方米 約0 30或40克直至至多每平方米約4〇〇1〇〇或_克。 纖維網m可包含如本文中先前描述之任何合適的敞空。 纖,准網11G可包含任何合適厚度。在各種實施例中,纖維 、周110在厚度上可為至多約5mm、約Μ麵。在另 外實施例中’纖維網u〇在厚度上可為至少約。」麵、約 〇·2 mm或約 〇 5 mm。 f-些實施例中,纖維網11〇之一些或所有纖維川可包 含單組份纖維。在-些實施例中,纖維網11〇亦可包含或 改為包含雙組份纖維,例如,包含包圍較高炫點材料之核 心的較低熔點材料之㈣。若需要,㈣材料可經選擇以 便增強其熔融接合至基板120之能力。可存在其他纖維(例 如,切段纖維及其類似者)。在一些實施例中,纖維網ιι〇 不包含遍及網或在網之主表面上分佈的如可按黏著劑粒 子、黏合劑或其類似者之形式存在的任何黏著劑(亦即, 熱熔黏著劑、壓敏黏著劑及其類似者)。在一些實施例 中,纖維網U0包含具有有利地適合於本文中描=之表面 接合的組合物之某些纖維及具有與表面接合纖維之組合物 不同的組合物之其他纖維。 在某些實施例中,纖維網110包含不與基板12〇成重疊關 係之延伸部分。(藉由本文中揭示之方法,纖維網㈣的延 伸部分之曝露表面可在接合程序期間保持大體不受熱曝露 影響’亦即’曝露表面未炭化或致使成玻璃狀或指示不可 153133.doc 17 201144060 接受地咼度曝露至熱的任何相似條件)。纖維網1 1 〇之此延 伸部分可用作(例如)附接區,藉由附接區,層壓板150可附 接至一物件。一個此組態以例示性方式展示於圖7中,其 中存在至少一基板120作為在纖維網110之較寬寬度上的窄 條帶。可藉由沿著所展示之假想線切割來移除層壓板i 50 之個別零件160 ’其中個別零件160包含可用以將零件16〇 附接至物件之延伸部分丨61。在圖7中展示之特定實施例 中,提供纖維網110之額外延伸部分162,該額外延伸部分 162在與延伸部分ι61相反的方向上延伸,且在零件丨6〇用 作卡鉤及環圈緊固系統之卡鉤承載組件(亦即’作為卡鉤 承載突出部)之情況下可充當(例如)指提昇件。如可用於此 應用中,圖7之例示性基板包含自基板12〇之第二主表面 122突出的突起123(例如,其可為凸出緊固元件 在圖7中所說明之特定實施例中,基板12〇存在作為在纖 維網川之較寬寬度上之兩個條帶,其中纖維網m之橫向 延伸部分向外接界基板12〇之每—條帶,且其中纖維網HO 之-額外延伸部分橫向處於基板之條帶之間。自此層壓 板’可切割出個別零件16〇’每—零件具有附接部分ΐ6ι及 指提昇部分162,例如,用於附接至諸如衛生物品⑼如, 尿布、個人護理產品及其類似者)之物件。部分ΐ6ι至物件 之附接可藉由此項技術中已知之任何方法(例如,超音波 接合、黏著劑附接等)實現。 簡言之’本文中描述之接合程序涉及加熱流體(亦即, 氣態流體)至第一移動基板之第—主表面上的衝擊及加熱 I53133.doc •18· 201144060 流體至第二移動基板之第一主表面上的衝擊。在一些實施 例中,移動基板可為會聚基板’其意謂基板正在第一基板 之第一主表面與第二基板之第一主表面接觸的會聚路徑中 移動。如本文中所揭示’加熱流體至移動基板之第一表面 的衝擊可升向基板之第一表面的溫度足夠用於待達成之接 合,而不必將基板之其餘部分(例如,基板之内部及/或基 板之第二相對主表面)的溫度升高至足以造成不可接受的 實體改變或損壞之點。在將纖維網接合至基板之特定例子 中,在一些貫施例中,可充分升高纖維網及基板的流體衝 擊表面之溫度以達成上述表面接合,例如,不使纖維變得 嵌入於基板中,及/或不造成緊鄰基板表面的纖維之此熔 融、密化及/或固化而使得形成連續接合。 叙熟習此項技術者應認識到本文_描述之接合為熔融 接合,亦即,當處於由加熱流體衝擊達成之加熱狀態下 時,纖維表面材料與基板表面材料之分子混合,且接著在 冷部及固化時保持混合…般熟習此項技術者亦應瞭解, 本文中揭示的加熱流體衝擊方法不限於如本文中描述的表 面接合層壓板之形《,且可用於額外目的,例如,用於達 成不屬於如本文中使用的表面接合之定義之炼融接合,且 甚至用於不同於熔融接合之目的。 在一些實施例令’同時執行加熱流體至第-移動基板之 第主表面的衝擊與加熱流體至第二移動基板之第—主表 面的衝擊’其中加熱流體的衝擊實質上繼續,直至基板之 第一主表面彼此接觸時為止。 153133.doc .19· 201144060 圖8中展示可至少用以達成上述表面接合之例示性裝置 1。在此等實施例中,在加熱流體至每一基板之第—主表 面上的衝擊期間,第一基板11 〇(例如,纖維網)及第二基板 12〇(例如’視情況含有突起之基板)各自與各別襯背表面接 觸。此襯背表面可用以支撐基板,且亦可冷卻至某一量 (例如,低於衝擊之加熱流體的溫度loot、200°c或30(rc 或以上)’以便在基板之第一主表面經加熱以便促進表面 接合期間輔助保持基板之其餘部分足夠冷以防止或最小化 基板之損壞、熔融等。若基板不連續或多孔(例如,若基 板為纖維網),則此襯背表面亦可用以閉塞基板之第二主 表面,使得衝擊流體不穿通基板之厚度且經由第二主表面 退出。因此,在此等實施例中,藉由如本文中描述的加熱 流體之衝擊加熱基板之主表面不包含使加熱流體衝擊於基 板之主表面上且穿過基板以便經由相對面向之主表面退出 的方法》 在-些實施例中’襯背表面可由背輥提供。因此,在圖 8之例示性說明中,在加熱流體至基板11〇之第一主表面 m上的衝擊期間,基板110之第二主表面113與背輥23〇之 表面231接觸。同樣地,在加熱流體至基板12〇之第一主表 面m上的衝擊期間’基板120之第二主表面122(或突起 123之最外表面(若存在此等突起))與背輥22〇之表面a〗接 觸。 在-些實施例中’可使用預熱輥在加熱流體的衝擊前預 熱基板110及120中之-者或兩者之表面。在圖8之例示性 153133.doc •20- 201144060 說明中,在加熱流體至基板110之主表面121上的衝擊前, 使基板110之主表面121與預熱報210之表面211接觸》 在圖8之所說明實施例中,背輥22〇與背輥23〇組合以形 成層壓輥隙222,在層壓|昆隙222中,使基板11〇之第—主 表面112與基板120之第一主表面12ι當處於足以造成基板 110與120至少彼此表面接合之溫度下時彼此接觸。如本文 中先前提及,在使對基板110及12〇之任一組件之任何損 壞、壓壞及其類似者最小化的條件下執行此接合可係有利 的。在(如圖8中所示)基板丨2〇包含突起(例如,其可能易經 文變形或壓壞)之情況下,此可特別有用。因此,背輥23〇 及220可經配置以便在與通常在材料之層壓(對於其,相對 π的壓力常係較佳的)中使用之壓力相比非常低的壓力下 操作輥隙222 ^在各種實施例中,可藉由小於每線性英吋 約15磅(每線性公分27牛頓)、小於約1〇 pH(18 Nic)或小於 約5 pli(9 Nlc)之層壓輥隙壓力執行基板11〇與12〇接合在一 起。在另外實施例中,背輥23〇、背輥22〇或兩者可包含相 對軟材料(例如,具有小於7〇之蕭式A級硬度的橡膠材料) 之至少一表面層。可(例如)藉由使用具有永久附接之軟表 面塗層的輥、藉由使用軟材料之可移除式套管、藉由用相 對軟且有彈性的膠帶覆蓋背輥之表面及其類似者來達成此 相對軟表面層。若需要,一或兩個背輥之表面可跨輥之面 為步進式的,以便在某些位置中選擇性地提供層壓壓力。 在退出層壓輥隙222後,若需要,可冷卻層壓板15〇(在 些實鈿例中,其可經表面接合、敞空保留接合或兩 153133.doc 201144060 )J如藉由使層壓板150之一或兩個主表面與冷卻輥 接觸、藉由冷卻流體在層壓板150之一或兩個表面上的衝 擊及其類似者。層麗板150此後可經由任何合適的網處置 程序而處理、捲起、儲存等。舉例而言,額外層可塗佈或 層壓於層壓板150上’可如先前描述自其切割出個別 件,等等。 =所提及,本文中描述之接合裝置及方法對於包含易於 壓壞之突起的基板之接合可特別有利。此外,本文中描述 之接合裝置及方法可特別適合於諸如纖維網之多孔材料的 接合。此等網可包含自絕緣能力,使得可藉由加熱流體的 衝擊加熱纖維網之第一主表面,同時網之剩餘部分(内部 及第二主表面)保持相對冷。(在熱曝露期間,一些偶然額 外纖維'纖維接合可能出現於纖維網内)。如本文中描述之 接合程序亦可尤其適合於纖維網至基板之接合,同時保留 纖維網之敞空,如先前所提及。 -般熟習此項技術者亦應瞭解,藉由將加熱流體衝擊至 第移動基板之第-主表面上及加熱流體至第二移動基板 之第一主表面上的衝擊(詳言之,如藉由使用本文中猶後 描述之喷曾達成)加熱多個基板(例如,會聚基板)可適合於 許多用途’包括不同於前文提及之接合或表面接合之用 途。舉例而言’此等方法可用以自基板蒸發液體、用以藉 由退火或其類似者修改基板之表面結構、用以促進化學反 應或表面修改、用以齡、檢、麻& ''硬化及/或交聯存在於表面上 之塗層,等等。 153l33.doc
S •22· 201144060 加熱流體至基板110之第一主表面112上的衝擊及加熱流 體至基板120之第一主表面121上的衝擊可藉由使用喷嘴 400達成。圖8中展示的例示性類型之喷嘴400更詳細地展 示於圖9中。如在圖9中之側視圖中所展示(沿著橫跨基板 110及120之運動方向的軸線(亦即,與背輥220及230之長 軸線對準之軸線)檢視),喷嘴400包含至少第一流體遞送出 口 420(加熱流體可經由其衝擊至基板11〇之第一主表面ι12 上)及第二流體遞送出口 430(加熱流體可經由其衝擊至基板 120之第一主表面121上)。(本文中對第一流體遞送出口、 第二流體遞送出口等之提及用於便於將分開的出口等彼此 區別’且不應解釋為要求由不同出口等遞送之流體必須在 組合物上有所不同)。第一流體遞送出口 420由其流體連接 至的第一流體遞送通道421供應加熱流體,且第二流體遞 送出口 430由其流體連接至的第二流體遞送通道431供應加 熱流體。在一些實施例中,噴嘴400可包含單一内部充氣 部(腔室),加熱流體藉由供應管線410自外部源(未圖示)供 應至該内部充氣部,其中加熱流體自單一共同充氣部弓丨導 至第一流體遞送出口 420及第二流體遞送出口 430,且其中 第一流體遞送出口 420及第二流體遞送出口 430因此包含單 一連續流體遞送出口之第一部分及第二部分。因此,在此 等實施例中,第一流體遞送通道421及第二流體遞送通道 43 1為單一共同充氣部之部分,而非為實體分開之通道, 且第一流體遞送出口 420及第二流體遞送出口 430將在類似 或相同條件下自共同源遞送加熱流體(在此情況下,出σ 153133.doc •23· 201144060 部分420及430可僅為單一出口之不同面向之部分)。 在替代實施例中’喷嘴400之内部可分隔(例如,由圖9 之可選内部隔板422)成實體上分開且不彼此流體連接之第 一流體遞送通道421及第二流體遞送通道43卜在此情況 下’第二流體遞送通道431及第二流體遞送出口㈣可由第 二流體供應管線4U供應有與供應至第一流體遞送通道421 及第-流體遞送出口 4 2 〇之加熱流體不同的加熱流體(例 如,其為處於不同溫度、壓力、速度等下之空氣)。 雖然圖8及圖9之例示性喷嘴400展示為一一 _ 熱流體自該單-單元衝擊至基板㈣之第—主表二12上且 至基板120之第一主表面121上,但應瞭解,本文中論述之 衝擊可(例如)藉由使用兩個鄰近但實體分開之單元來執 行》亥兩個單元中之一者經由&體遞送出口 將加熱流 體衝擊至基板11G之第-主表面112上,且該兩個單元甲之 另者筵由流體遞送出口 430將加熱流體衝擊至基板丨2〇之 第一主表面121上。因此’為了便於論述,本文中使用術 語γ喷嘴」,但本文中描述之裝置(例如,喷嘴)應理解為包 含單一單元將流體衝擊至兩個基板上之裝置以及一單元將 流體衝擊至一基板且另一單元(其可為實體上分開之單元) 將流體衝擊至另一基板之多單元裝置。 通常嘴嘴4〇〇將包含共同界定流體遞送通道421及43 1 之實心(亦即,不可滲透)隔板442及442,。隔板442及442,之 最靠近基板110的末端可共同界定流體遞送出口 42〇,且若 出口 420在其工作面處不包含流體可滲透薄片(稍後詳細描 153133.doc -24- 201144060 述),則可為界定流體遞送出口 420之僅有元件。類似地, 隔板442及442’之最靠近基板120的末端可共同界定流體遞 送出口 430。 若需要流體遞送通道421及/或431具有恆定寬度,則可 大體彼此平行地定位隔板442與442,(例如,按如圖1〇a中對 於隔板542及542’所展示類似的方式,隔板542及542,按類 似於隔板442及442'界定噴嘴400之流體遞送通道421的類似 方式界定喷嘴500之流體遞送通道521)。或者,若需要(例 如)提供隨著流體沿著通道前進而變窄或擴大之流體遞送 通道,則隔板442與4421之間的寬度可變化。除了隔板442 及442,之外,喷嘴400可包含界定喷嘴4〇〇之後部部分(遠離 流體遞送出口)的一或多個隔板415。因此,噴嘴4〇〇可包 含至少隔板442、442,及415 ’該等隔板共同提供加熱流體 可由供應管線410(及供應管線411,若存在)供應至的外 殼,其中用於加熱流體退出噴嘴400的主要或僅有路徑為 經由流體遞送出口 420及430。 為了便於描述,第一流體遞送出口 42〇特徵化為包含工 作面424,工作面424可最方便地認為係加熱流體在其退出 出口 420時穿過的表面。工作面424可為假想表面,諸如, 由隔板442及442'之末端界定的假想弧形表面(例如,圓权 形表面之一段)。或者’工作面424可包含一實體層,例 如,流體可滲透薄片,如本文中稍後詳細論述。第二流體 遞送出口 430同樣地特徵化為包含工作面434。 每一出口及其工作面可具有圓周長度及橫向寬度(在橫 153133.doc -25- 201144060 跨鄰近基板之運動方向的方向上延伸,亦即,在與鄰近背 報之長軸線對準的方向上延伸在—些實施例中圓周 長度可比橫向寬度長,使得出口為圓周細長的。雖然在圖 8之例示性說明中,第一流體遞送出σ42()在喷嘴彻之鄰 近於輥230的面之整個圓周長度上延伸(其中第二流體遞送 出口 430同樣地在喷嘴彻之鄰近於輥22()的面之整個圓周 長度上延伸)’但在一些實施例中,喷嘴4〇〇之每一面可包 含多個分開的流體遞送出口。此等多個出口可由橫向定向 之分隔物界定’且可在喷嘴面之圓周長度上間隔開,如實 例組3中所示。 第一流體遞送出口 420及第二流體遞送出口 43〇成分又關 係。術語「分又關係」可藉由與第一流體遞送出口 42〇之 工作面424正交繪製之軸線423及與第二流體遞送出口 之工作面434正交繪製之軸線433界定,如在圖9中所描 繪。分叉關係意謂第一流體遞送出口 42〇之法向軸線423及 第二流體遞送出口 430之法向軸線433當在遠離喷嘴4〇〇之 方向上自其各別工作面延伸時不相交,而不管其延伸多 遠。分叉關係另外意謂法向軸線423與法向軸線433彼此遠 離至少25度而定向(以實例說明,在圖9中,法向軸線423 與法向軸線433彼此遠離約9〇度而定向)^在各種實施例 中,法向軸線423與433彼此遠離至少約4〇度、至少約6〇度 或至少約80度而定向。在另外實施例中,法向軸線423與 433彼此遠離至多約140度、至多約12〇度或至多約1〇〇度而 定向。 153133.doc 26- 201144060 一般熟習此項技術者應認識到,在具有弧形流體遞送出 口(以下更詳細地描述)之實施例中,法向軸線423與433之 相對疋向了隨著疋位法向轴線的沿著每一出口之.圓周位置 而變化。在此等情況下,兩個流體遞送出口呈分又關係之 表示意謂兩個出口之至少最緊密接近彼此的部分(例如, 出口 420及430之最接近凸出部435的部分)呈分叉關係。在 一些情況下(例如,流體遞送出口中之至少一者按圓周延 伸以便形成(例如)近半圓柱形形狀),距另一流體遞送出口 遠(例如,距凸出部435遠)的彼流體遞送出口之一部分可不 與另一流體遞送出口之任何或所有部分呈分叉關係。本文 中稍後參照貫例1至3描述此情況。然而,在此等情況下, 只要符合兩個出口之至少最緊密接近彼此的部分成分叉關 係的上述條件,則流體遞送出口仍被認為成如本文中描述 之分又關係。 按如本文中揭示之分叉關係配置之第一流體遞送出口 420及第二流體遞送出口 43〇對於將加熱流體引導至兩個會 聚基板上可特別有利。詳言之,成分叉關係的此等流體遞 送出口允許將噴嘴400緊鄰由背輥建立之層壓輥隙而置放 (例如,按在圖8及圖9中描繪之方式)。雖然本文中主要在 將基板接合在一起之情況下進行論述,但應瞭解,成分又 關係配置的流體遞送出口之使用可在為了其他目的而對基 板進行加熱中存在其他用途。 在圖8及圖9之例示性說明中,第一流體遞送出口 42〇為 弧形’其具有大體與背輥230之鄰近表面一致(亦即,具有 153133.doc 27· 201144060 與背輥230之鄰近表面大體類似的形狀且通常平行於背輥 230之鄰近表面)之工作面424。此可有利地允許將第一流 體遞送出口 420之工作面424緊密接近背輥230而置放。因 此,在各種實施例中,在喷嘴400之操作中,在最接近點 處,第一流體遞送出口 420之工作面424可距基板11〇之第 一主表面112少於約10 mm、5 mm或2 mm。同樣地,在圖8 及圖9之例示性說明中,第二流體遞送出口 430為弧形,其 具有與背輥220之鄰近表面大體一致之工作面434。此可有 利地允許將第二流體遞送出口 430之工作面434緊密接近背 輥220而置放。在各種實施例中,在喷嘴4〇〇之操作中,在 最接近點處’第二流體遞送出口 430之工作面434可距基板 120之第一主表面121少於約1〇 mm、5 mm或2 mm。 在特定實施例中,第一流體遞送出口 420為弧形,其具 有與背輥230之鄰近表面大體一致之工作面424,且第二流 體遞送出口 430為弧形,其具有與背輥22〇之鄰近表面大體 一致之工作面434。此可允許喷嘴4〇〇經定位,使得每一流 體遞送出口之每一工作面非常靠近其各別基板之第一主表 面0 在需要出口 420及43 0緊密配合至(圓柱形)背輥之鄰近表 面之實施例中,每一出口之工作面可包含弧形形狀,其為 具有匹配出口待配合至的背輥之表面之曲率半徑的曲率半 徑:大體圓柱形表面之-段。在背輥22〇與背輥23〇為相同 直徑之情形下,兩個流體遞送出口因此可關於同—曲率半 徑對稱。然而,若背輥220與背觀230在直徑上不同,如在 153l33.doc 201144060 圖8及圖9中展示之實施例中,則第一流體遞送出口 之 曲率可與第二流體遞送出口43〇之曲率不同。 每一弧形出口之圓周長度可按需要而不同。舉例而言, 在圖8及圖9中,出口 42〇之圓周長度比出口 43〇之圓周長度 長。視情況,一或兩個出口可包含一可調整擋板(未在任 一圖中展示),該擋板可經調整以便改變出口之圓周長 度。此檔板可用以無關於基板之移動速度而調整(例如)基 板在衝擊加熱流體時的停留時間。在裝置1之操作中,可 按需要操縱擋板之位置以及諸如流體溫度、流體流動速 率、背輥溫度等之其他製程變數(例如,鑒於正處理的特 定基板之線速、厚度及其他性質)。 流體遞送出口 420及流體遞送出口 430可經選擇以具有任 何合適的橫向寬度。如本文中所使用,橫向意謂在橫跨待 加熱的基板之運動方向之方向上及在平行於背輥之長轴線 之方向(亦即’圖8及圖9中之平面内與平面外之方向)上。 在一些貫施例(特別是待接合基板中之至少一者呈窄條帶 形式(例如,如在圖7之例示性實施例中)之實施例)中,可 能需要流體遞送出口之橫向寬度相對窄(例如,考慮待接 合基板之寬度來選擇在此情況下,可能進一步需要流 體遞送出口在與待接合基板之長軸線實質上對準之方向及 待接合基板之運動方向上為細長的(例如,圓周細長)(記 住’當移動基板由背輥支撐時,基板之長軸線及運動方向 可能為弧形)。舉例而言,在圖9中,出口 420之工作面424 沿著與基板110之長軸線及運動方向實質上對準之軸線為 153133.doc -29· 201144060 圓周細長的。 第一流體遞送出口 420之圓周端及第二流體遞送出口 430 之圓周端可經鄰近彼此而定位以便形成突出凸出部43 5, 如在圖9中以例示性方式所展示。兩個出口至彼此之接近 角可使得凸出部435呈相對尖突起之形式,其中出口 42〇之 工作面424與出口 430之工作面434在其最緊密接近或接觸 點處相對於彼此成銳角。此尖突出設計可有利地准許將凸 出部435深深地定位至背輥220與230之間的會聚輥隙區域 内,且可允許加熱流體衝擊基板,實質上直至基板彼此接 觸時位置。在各種實施例中,在其最緊密接近點處出口 420之工作面424與出口 430之工作面434可處於相對於彼此 小於約70度、小於約50度或小於約3〇度之角度。 在一些實施例中,流體遞送出口之工作面可不與其配合 至的背輥一致。舉例而言,出口 42〇及43〇中之任一者或兩 者可大體平坦(扁平)’而非如圖8及圖9中展示之弧形。雖 然此可意謂流體遞送出口可能不能夠靠近背輥定位且自工 作面至背輥之距離可能沿著流體遞送出口之長度而變化, 但在一些情況下此仍為可接受的。 如所提及’流體遞送出口之工作面可為開放式;或者, 其可包含-流體可滲透薄#,加熱流體可穿過該流體可渗 透薄片流體彳滲透薄片彳致使經由出口的加熱流體之 流動較均勻(例如,在出口之圓周長度上)。另外,視薄片 之特性而定,薄片可稍微遠離經由流體遞送通道的流體之 原始流動方向來使流體改方向。舉例而言,參看圖9 ,來 153133.doc 201144060 自供應器410的加熱流體可在與隔板422之長軸線大體對準 的方向上流過流體遞送通道421,但在穿過流體可滲透薄 片時’在流體遞送出口 420之工作面424處,可至少稍微引 導流體在與工作面424之法向軸線423較緊密對準之方向上 流動(如在圖9中由表示流體流動之多個箭頭展示)。此設計 在使加熱流體在較靠近與基板正交之方向衝擊基板U 〇(如 與在較相切定向上衝擊基板u〇相反)中可具有優勢。類似 的考慮適用於關於流體可滲透薄片在出口 430之工作面434 上之存在。在流體遞送通道421及/或431内的内部阻板(未 展示於任一圖中)亦可用以在所要方向上引導加熱流體。 在各種實施例中,流體可滲透薄片可包含共同為薄片提 供至少約20、至少約30或至少約4〇之百分比開放面積的穿 通開口。在另外實施例令,流體可滲透薄片可包含至多約 90、至多約80或至多約70之百分比開放面積。在特定實施 例中’流體可渗透薄片可包含具有至少約〇 2爪爪、至少約 〇_4 mm或至少約0.6 mm之直徑之通孔的穿孔篩。流體可滲 透薄片可包含(例如)具有至多約4mm、至多約2mm或至多 約1·4 mm之直徑之通孔的穿孔篩。通孔可呈細長(例如, 橫向細長)槽之形式,如稍後在實例丨中所描述。百分比開 放面積與通孔大小之組合可經選擇以增強對基板之均勻加 熱。篩可包含具有足夠用於本文中概述之用途的耐久性及 耐溫性之任何材料。金屬篩(例如,鋼)可為合適的。 加熱流體可以任一合適的線速度退出流體遞送開口之工 作面。該速度可由供應管線41〇(及供應管線4ιι,若存在) 153133.doc 201144060 供應至噴嘴400的加熱流體之體積流動速率、流體遞送出 口之大小、在出口之工作面處的流體可渗透薄片(若存在) 中之百分比開放面積及/或通孔之直徑等影響及/或判定。 如所提及’在存在隔板422之情況下,在裝置1之操作期 間,可獨立於經由出口 420退出的加熱流體來控制經由出 口 430退出喷嘴400的加熱流體之線速度。線速度將通常在 低次音速範圍中,例如,小於〇5馬赫,通常小於〇 2馬 赫。線速度常在每秒數米之範圍中;例如,小於每秒5〇 米、小於每秒25米或小於每秒15米。因而,可將本文中使 用之加熱流體衝擊裝置及方法與(例如)常依賴於接近或超 過音速之線速度的熱氣刀之使用區別開。 出口 420之工作面424及出口 43〇之工作面434之面積分別 可、.k選擇以便加熱所要大小之面積,且可考慮待加熱基板 :特性(例如’其宽度、厚度、密度、熱容量等)來選擇。 2可使用具有在自約5平方公分至5〇平方公分之範圍中的 作面之出口。可按需要選擇加熱流體之體積流動速率及 加熱流體之溫度。對於溶融接合應用,加熱流體之溫度可 選擇乂至乂等於基板之組件之軟化點或熔點或稍高於該 軟化點或熔點。 可使用任何合適的加熱氣態流體’其中環境空氣為方便 的選擇。然而,可按需要使用經選擇具有特定效果(例 士促進可接合性、疏水性等)之去濕空氣H㈣ 氣體或氣體混合你 ^ 物°〜體可在經由供應管線41 〇(及411 , 若存在)遞送至喷嘴 1嘴400則由外部加熱器(未展示於任一圖 I53133.doc
S •32· 201144060 中)加熱。此外,或替代地,可在喷嘴4〇〇内供應加埶元 件;或可應用對喷嘴之額外加熱(例如,電阻加轨、紅 外線加熱等)。 、” 雖然可在已使流體衝擊基板後無對其之任何特殊處置的 情況下執行如本文中描述的基板之加熱及/或基板之接人 (如由實例組3證實),但在某些實施财,可有利地提供衝 擊之流體的局部移除。局部移除意謂將已藉由喷嘴衝擊基 板之表面的流體自流體衝擊喷嘴之局部附近主動地移除。 此與待被動地允許衝擊流體自喷嘴之局部附近逸散以消散 至周圍大氣内或由遠離流體衝擊喷嘴一定距離(例如,至 少一分米)定位之器件(例如,風罩、護罩、管等)移除的程 序形成對比。此局部移除可藉由使用本文中早先描述的一 般類型之喷嘴達成,該喷嘴包含具有流體遞送出口之流體 遞送通道,其中添加相對於流體遞送出口局部定位之至少 一流體捕獲入口。局部定位意謂在其彼此最緊密接近點 處,流體捕獲入口位置距流體遞送出口少於1〇 mm。在各 種實施例中’在其最緊密接近點處,流體捕獲人口位置距 机體遞送出口少於約5 mm或少於約2 mm。流體捕獲入口 流體連接至流體移除通道,經由流體移除通道,可主動移 除已由流體捕獲入口捕獲之流體(例如,藉由流體連接至 外邛吸風機的排出管線(未展示於任一圖中))。在衝擊流體 月b夠退出基板之局部附近且不可逆地分散至周圍大氣内以 便不再可局部移除前,流體捕獲入口可自噴嘴之局部附近 局部移除大體積百分比的衝擊流體。在各種實施例中,衝 I53133.doc -33- 201144060 擊流體的體積流量之至少約60%、至少約80%或實質上全 部由本文中揭示之裝置及方法局部移除。 具有局部定位之流體捕獲入口之喷嘴5 〇 〇以代表性方式 展示於圖10a中’圖10a為當基板100鄰近於喷嘴5〇〇經過時 沿著其縱向的部分橫截面圖(其中基板1〇〇之移除方向在平 面外)。為了描述之簡單起見’圖l〇a僅展示單一流體遞送 通道521、單一流體遞送出口 52〇及單一基板1〇〇(與(例如) 背輥200之襯背表面201接觸)’但應理解,當用以按如對 於喷嘴400所描述類似的方式將加熱流體衝擊至兩個會聚 基板上時’喷嘴500將包含兩個流體遞送通道、兩個流體 遞送出口等’如將關於圖U進一步詳細地論述。 雖然在圖1 〇a之例示性實施例中,流體遞送出口 520及其 流體遞送通道521及流體捕獲入口 540/540,及其流體移除通 道541/541'展示為一個單元,其間具有共同隔板542及 542’ ’但應理解,本文中論述的流體之衝擊及移除可藉由 使用兩個或兩個以上鄰近但實體分開之單元執行,該等單 元中之至少一者經由流體遞送出口 52〇衝擊加熱流體,且 其中之至少另一者經由流體捕獲入口 5 40或5 40'局部捕獲衝 擊流體。因此’為了便於論述,本文中使用術語「喷 嘴」’但應理解,本文中描述之裝置(例如,噴嘴)包含單一 單元衝擊流體且捕獲衝擊流體之裝置以及一或多個單元衝 擊流體且一或多個額外單元(其可為實體上分開之單元)捕 獲衝擊流體之多單元裝置。 以類似於喷嘴400之方式,噴嘴5 00包含包含工作面524 I53I33.doc • 34- 201144060 之流體遞送出口 520(在此情況下,該工作面包含穿孔篩 525),其中流體遞送出口 520流體連接至流體遞送通道 521(在圖l〇a中僅展示其最接近流體遞送出口 520之部分)。 另外’噴嘴500包含流體捕獲入口 540及540·,該等出口中 之每一者相對於流體遞送出口 520局部定位。流體捕獲入 口 540及540’分別流體連接至流體移除通道541及54Γ。在 所展示之例示性組態中,流體捕獲入口 540及540'橫向在流 體遞送出口 520侧面(亦即,其在橫跨基板100之運動方向 的方向上(例如,在沿著背輥200之長軸線的方向上)位於流 體遞送出口 520之任一側上)^類似地,流體移除通道541 及54Γ橫向在流體遞送通道521側面,分別與其僅分開(實 心)隔板542及542’。流體移除通道541因此由隔板542界定 於一橫側上,且由隔板543(在此實施例中,其包含在此區 中的噴嘴500之外部殼體)界定於另一橫側上。流體移除通 道54Γ同樣地由隔板542,及543,界定。 再次參看圖l〇a之簡化的一遞送出口、一基板說明,當 將主動抽吸施加至流體移除通道541及541,(例如,藉由外 部引風機或吹風機)時,退出流體遞送出口 52〇之工作面 524且衝擊基板1〇〇之第一主表面1〇丨的加熱流體之大體積 百分比可由流體捕獲入口 54〇及54〇,局部捕獲,且藉由流體 移除通道541及54 Γ移除。已發現,衝擊流體之此局部捕獲 可在其衝擊基板1 〇〇之表面丨〇丨後、期間或可能甚至在此之 則更改流體之流動型式。舉例而言,此局部捕獲可修改、 減少或實質上消除流體以使得急劇放緩或甚至停止流體在 153133.doc •35- 201144060 某些位置中之流動的方式衝擊至基板上之流體流動停滯現 象。在更改流動型式時,局部捕獲可有利地修改(例如, 增大)在某些位置中的衝擊流體與基板之間的熱轉移係 數,及/或其可提供跨基板之較寬區的熱之較均勻轉移。 如由實例1至實例2證實,與在不存在此局部捕獲之情況下 需要的衝擊流體溫度相比,衝擊流體之局部捕獲可此外允 許使用較低(例如,低得多)溫度之加熱流體,同時仍加熱 基板以足以允許接合。此局部捕獲亦可允許使用基板之較 快的線速。 可與流體遞送出口 520之工作面524大致平齊地定位流體 捕獲入口 540之工作面544及544’,使得工作面544、544'及 524距基板1〇〇之表面1〇1大體等距離,如由圖1〇a中之距離 545所表示(在圖i〇a之設計中’流體捕獲入口 54〇及54〇ι之 工作面544及544·包含假想表面,而非流體可滲透篩)。喷 觜5 00可經定位使得流體遞送出口 52〇之工作面524及流體 捕獲入口 540之工作面544及544'定位於基板】〇〇之第一主表 面1〇1之約10 mm、約5 mm或約2 mm内。隔板542及543之 末鈿(最罪近基板110)可距基板1〇〇大體等距離,如圖1〇a中 所不。或者,向外在側面的隔板543之末端可延伸地更靠 近基板110,此可增強由流體捕獲入口 54〇對衝擊流體之捕 獲(類似考慮適用於流體捕獲入口 540,)。 圖l〇a、圖i〇b及圖l〇c說明流體捕獲入口 54〇及54〇,之工 作面544及544’開放且不包含穿孔筛或任何其他類型之流體 可滲透薄片之實施例。在此等例子中,流體捕獲入口之工 153133.doc -36- 201144060 作面可主要由隔板之末端界疋。舉例而言,工作面544可 至少部为由1¾板543及542之末端界定,例如,盘圖1〇中未 展示的橫向延伸隔板(諸如,圖9中展示之殼體415)之末端 一起。然而,在各種實施例中,可在一或多個流體捕獲入 口之工作面處提供流體可滲透薄片。此流體可滲透薄片可 包含與在流體捕獲出口局部定位至的流體遞送入口之工作 面處提供的流體可滲透薄片之性質類似的性質(例如,百 分比開放面積等),且可為流體遞送入口之流體可滲透薄 片之連續部分(例如,如在實例丨中)。在其他實施例中,流 體捕獲入口之流體可滲透薄片可包含不同性質,及/或包 含與流體遞送入口之流體可滲透薄片不同的材料。 圖l〇a說明喷嘴500之組態、自喷嘴5〇〇至基板1〇〇之距 離、使用的衝擊流體之速度等組合以提供在衝擊流體能夠 在任何顯著程度上橫向穿透超出入口 54〇及54〇,之邊界前退 出出口 520且衝擊基板100之實質上所有流體由入口 54〇及 540’捕獲之實施例。此現象由在圖1〇a中表示流體流動之方 向的箭頭表示。(當然,退出出口 52〇的流體之一小部分可 能在衝擊至基板1〇〇上前由入口 54〇及54〇,移除)。圖i〇b說 明噴嘴500經操作使得衝擊流體之某一部分能夠橫向穿透 超出入口 540及540’之邊界(且因此,可在至少小的程度上 在局部與%境空氣混合)但由捕獲入口 54〇及54〇,提供之抽 吸足夠強使得實質上所有衝擊流體仍由捕獲人口⑽及州, 捕獲之實施例。圖l〇c說明嘴嘴5〇〇經操作使得實質上所有 衝擊流體由捕獲人口 540及54G,捕獲且環境空氣之某一部分 153133.doc •37· 201144060 亦由捕獲入口捕獲(在圖1〇c中的環境空氣之流動由虛線箭 頭指示)之實施例。當以此方式操作喷嘴5〇〇時,在各種實 施例中,捕獲的環i兄空氣之體積流動速率可範圍高達捕獲 的衝擊流體之體積流動速度之約1〇%、高達約2〇%或高達 約 40%。 一般熟習此項技術者應瞭解,藉由本文中揭示之方法, 衝擊流體可至少輕微橫向超出流體捕獲入口之邊界而循 環,而仍在局部由流體捕獲入口捕獲且被移除。已發現喷 嘴500之設計及系統之操作參數(例如,加熱流體之流動速 率、經由流體移除通道施加的抽吸等)的調整可更改衝擊 的加熱流體能夠在由捕獲入口捕獲前橫向穿透超出流體捕 獲入口之邊界的程度,及/或可更改除了衝擊㈣之外亦 捕獲環境空氣之程度,其中之兩者中的任_者可有利地增 強由基板1 0 0經歷的加熱之均勻性β 在審閱圖l〇a、圖10b及圖10c時,—般熟習此項技術者 可認識到,在此等例示性說明中,流體遞送出口 僅由 流體捕獲入口 540及540,橫向接界,在基板1〇〇之運動方向 上未提供包圍流體遞送出口 520之流體捕獲入口以便完全 包圍流體遞送出口 520之周邊。然而,按如關於噴嘴所 論述類似的方式且如稍後關於圖η論述,嗔嘴5〇〇之入口 及出口可包含圓周細長弧形形狀,其中入口 丹® 口之細長 軸線在基板100之運動方向上對準。因此,Α 0在各種實施例 中’橫向在流體遞送出口 520側面的流體捕獲入口 54〇及 540’之提供可足以包圍具有流體捕獲入口之流體遞送出口 153133.doc •38· 201144060 »、至少約80%或至少約9〇〇/(^ (熟習 在使用喷嘴500接合兩個基板時(如 520的周邊之至少約7〇0/〇 此項技術者亦應瞭解,_ 參看圖11進-步詳細地描述),各自橫向側面有流體捕獲 .出口可經定位使其圓周末端緊密接 口而言將進一步使未由流體捕獲入口 入口之兩個流體遞送出 近,其對於組合之出口 接界的出口區最小化)。 雖然為便於描述局部流體捕獲之基本前提,圖1〇a、圖
解,喷嘴500可用以使加熱流體衝擊兩個會聚基板及自喷 嘴之局部附近局部地移除衝擊流體。在圖u中以例示性方 式描繪此實施例。在所說明之實施例中,噴嘴5〇〇包含具 有工作面524之第一流體遞送出口 wo,出口 52〇流體連接 至第一流體遞送通道52 1,且橫向側面有第一流體捕獲入 口 540及54〇’,第一流體捕獲入口 54〇及54〇,流體連接至第 一流體移除通道541及541,(皆如關於圖i〇a所描述)。 喷嘴500額外包含具有工作面554之第二流體遞送出口 5 50,出口 55 0流體連接至第二流體遞送通道551,且橫向 側面有分別具有工作面564及564,之第二流體捕獲入口 56〇 及560’ ’且第二流體捕獲入口 560及560'流體連接至第二流 體移除通道561及561'。所有此等特徵與圖9之喷嘴4〇〇相 似,添加了流體捕獲入口及流體移除通道。因而,流體遞 送通道521及551可視為實質上等效於喷嘴4〇〇之流體遞送 通道421及431,且流體遞送出口 520及550可視為實質上等 效於噴嘴400之流體遞送出口 420及430。因此,應理解, 153133.doc •39- 201144060 喷嘴400之特徵(例如,出口之圓周細長及/或弧形性質、其 在基板附近之定位、形成突出凸出部535的出口之配置等) 的相關描述以相似方式適用於喷嘴5〇〇之特徵。詳言之, 喷嘴500之流體遞送出口 520與550以先前描述之方式成分 叉關係。在特定實施例中,流體捕獲入口 540及54〇,可與流 體遞送出口 520—致,其皆可與背輥200之鄰近表面2〇1 一 致(亦即’所有此等元件之弧形形狀可類似且大體彼此平 行)。類似的考慮適用於流體捕獲入口 560及560,及流體遞 送出口 550(相對於彼此及背輥205之表面206)。 在圖11中,僅展示一加熱流體供應管線(5 1 〇),且流體遞 送通道521及551展示為包含單一充氣部之部分,其間無隔 板(與喷嘴400之隔板422相似)。應理解,若需要,可使用 此隔板,且可將加熱流體供應管線用於與用於流體遞送通 道521之加熱流體供應管線分開的流體遞送通道55 1(以與 對於喷嘴400描述之方式相似的方式)。 至少一流體排出管線5 11用以自喷嘴500之流體移除通道 移除捕獲之流體。在所說明之實施例中,流體移除通道 541及561包含一單一流體移除通道之部分,其間不存在分 隔隔板。因此,在此實施例中,可使用單一流體排出管線 自通道541及561移除捕獲之流體。若在流體移除通道541 與561之間提供隔板,則可提供用於每一流體移除通道的 分開之流體排出管線。類似的考慮適用於通道541'及 561,。 若需要,分開之流體排出管線可連接至流體移除通道 153133.doc • 40- 201144060 541及54Γ。或者’可在喷嘴500内提供通路(例如,橫向穿 過流體遞送通道521),其互連流體移除通道541及541,,使 得可將一單一流體排出管線用於兩者。類似的考慮適用於 通道561及56Γ。 流體遞送出口 520可用以將加熱流體衝擊至基板J〇〇之主 表面101上,同時基板1〇〇與(例如,背輥2〇〇之)襯背表面 2〇1接觸。同樣地,流體遞送出口 55〇可用以將加熱流體衝 擊至基板105之主表面1〇6上,同時基板1〇5與(例如,背輥 205之)襯背表面206接觸。可按如對於喷嘴4〇〇所描述類似 的方式進行此等操作,除了如上所述使用流體捕獲入口 540、54〇’及560及560'以局部捕獲衝擊流體之外。 在些情況下,可能需要提供多個橫向間隔之流體遞送 出口,每一流體遞送出口流體連接至一流體遞送通道。如 本文中其他處,橫向意味橫跨待加熱基板之運動方向之方 向,例如,沿著背輥之長軸線。圖12再次地在單—基板 100之簡化情況下展示此例示性組態,其中基板運動之方 向在圖12之平面外。例示性噴嘴6〇〇包含分別具有工作面 624及624且分別流體連接至流體遞送通道621及62广之第 :橫向間隔之流體遞送出口 62〇及第二橫向間隔之流體遞 送出口 620。在所說明之實施例中,工作面624及分別 包3穿孔師625及625’。提供橫向向外在流體遞送出口 及側面之外部流體移除出σ州及64Q,。亦提供額外的 内部流體捕獲人口67〇’其橫向夾人於流體遞送出口 62〇與 620’之間。流體捕獲入口64〇、64〇,及67〇分別包含工作’面 153133.doc •41 · 201144060 644、644’及674,且分別流體連接至流體移除通道Ml、 641'及671。外部流體移除通道641及641'與流體遞送通道 621及62Γ分別由隔板642及642’分開。外部流體移除通道 641及64Γ分別進一步由隔板643及643'界定,隔板643及 643'可包含在此等位置中的喷嘴600之殼體之部分。内部流 體移除通道671與流體遞送通道621及62Γ分別由隔板672及 672’分開》 本文中早先關於喷嘴400及5 00提供的各種流體遞送及移 除通道、流體遞送出口及流體捕獲入口之描述適用於喷嘴 600之各種通道、出口及入口。且,當然,雖然關於單一 基板100在圖12中展示(為了便於描述)’但應理解,當用以 按如對於喷嘴400及喷嘴500描述類似的方式將加熱流體衝 擊至兩個會聚基板上時,喷嘴600將包含使加熱流體衝擊 兩個基板所需要的通道、出口、入口等❶詳言之,喷嘴 600可包含兩個橫向間隔之成對的流體遞送出口,其中給 定對中之每一出口成分叉關係,且其中橫向間隔之成對的 流體遞送出口橫向向外側面有成對的流體捕獲入口且具有 橫向夾入於其間之一對額外的流體捕獲入口。 如圖12中所說明,退出流體遞送出口 620及620,之工作 面624及624'且衝擊基板1 〇〇的加熱流體在局部由流體捕獲 入口 640、640'及670捕獲。一般熟習此項技術者應瞭解, 橫向在流體遞送出口 620之間的内部流體捕獲入口 670之插 入可減少或消除原本可能由來自兩個出口之流體之碰撞導 致的任何停滯點。圖12中描繪的類型之設計可提供在寬寬 •42· 153133.doc
201144060 度基板之加熱中的増強之 奸你恶rb 另外’在需要加熱在平 订條帶中之兩個基板(例如 壓板)之iltenr L 裂4圖7中展示的類型之層 极)之It况下,此類型 下,$ π Μ、,,0* 11汁了為有利的。在此情況 机體遞达出口 620可大體在— 在基板條帶上居中,且流 體遗达出口 620·可在另—基板條帶上居中。 可按需要擴展使用多個橫向間隔之流體遞送出口、向外 =在流體遞送出口之側面定位流體捕獲入口及在流體遞 ^出口之間橫向定位額外流體捕獲入口的喷嘴6〇〇之基本 叹4。亦即’可生產具有按與流體捕獲入口之交替方式橫 向穿插之任何數目個流體遞送出口(其長抽線在網之運動 方=上大體對準)的噴嘴。如先前所提及,可為了類似目 的提供多個實體分開之流體遞送出口及流體捕獲入口。任 何此叹计可允許藉由本文中揭示之方法加熱寬寬度基板。 一般熟習此項技術者應瞭解,雖然用於衝擊流體之局部 移除的裝置及方法可對於諸如加熱基板以達成如本文中描 述之表面接合的應用特別有利,但許多其他用途為可能 的。 實例 實例1 獲得可在商標名Spunbond 50 gsm(SSS)下購自pirst Quality Nonwovens之紡黏非編織網。該網為具有15%點接 合之點圖案及100 mm之寬度的50 gsm,且包含聚丙烯。在 商標名CS60下自3M Company(St. Paul, MN)獲得基板(具有 在美國專利6000106中描述之一般類型)。基板之第一表面 153133.doc -43- 201144060 大體平滑’且基板之第二表面具有按每平方英吋約·之 密度的突起(其中該等突起為各自具有擴大的大體圓盤形 頭部之凸出緊固元件基板之厚度為^⑽微米(不計突起 之高度)’且突起之高度為約380微米。襯背與突起具有整 體構造,Μ包含聚丙稀/聚乙烯共聚物。獲得該基板作 為各自具有24 mm寬度之細長條帶。 按類似於圖8中展示之方式的方式設置具有層壓輥隙之 網處置裝置。將兩個細長條帶基板接合至如本文中描述的 單-非編織網之第-表面。雖然為了方便起見,偶爾按一 個基板來用片語表達以下描述,但應理解,相同地處置平 行行進之兩個相同基板。 在使用裝置時,將基板導引至1〇2 cm半徑鉻預熱輥(與 圖8之輥210相似)上,其中基板之第一表面(亦即,與具有 突起的表面相對之表面)接觸預熱輥之表面。預熱輥由熱 油在内部加熱以包含約U8t之標稱表面溫度。在獲得穩 態操作條件後,發現基板之第一表面獲得約丨13。〇之溫度 (如由未接觸熱量測器件監測)。 自預熱輥,基板橫跨約5.1 cm之距離到達3 2 cm半徑之 第一背輥(與圖8之輥220相似),該第一背輥未經主動冷卻 或加熱。在其表面上,輥包含標稱〇 64 cm厚的充滿鋁粒 子之聚石夕氧橡膠表面層。該表面層包含6〇之肖氏A級硬 度。該表面層包含完全在輥周圍圆周延伸之兩個上升平線 區(平線區大致高出輥之周圍表面2 2 mm),每一者具有約 27 mm之橫向寬度’具有約8 mm的在其近邊緣之間的橫向 153133.doc •44· 201144060 距離(跨輥之面’在與輕之長轴線對準之方向上)。將平行 行進之基板導引至第_背輥之平線區上,使得在基板之第 二表面上的突起之㈣形頭部接觸平線區表面^將基板 上升於平線區上以使非編織網接觸第-背輥之表面的可能 性最小化。)在因此接觸了第一背輥之表面後,基板圓周 橫跨在待如本文巾所描述加熱且接合之第_#㈣圍的約 180度之弧。 在使用裝置時,將非編織網導引至l〇2 cm半徑之第二 背報上(與圖8之輥230相似)。該第二背輕包含一工金屬: 面,且由流體之内部循環而控制至耽之標稱溫度。非編 織網圓周橫跨在待如本文中所描述加熱且接合之第二背報 周圍的約9G度之弧m織網之路徑與兩個基板條帶之 路徑對準,使得當兩個基板在兩㈣輥之間的輥隙中接觸 非編織網時,基板條帶與非編織網沿網對準。 類似於圖8中展示之配置,按水平堆疊定位背輥。按盥 圖8中的喷嘴400之置放相似之方式,能夠局部捕獲/移除 衝擊空氣的熱空氣衝擊喷嘴經建置且垂直置放於背報堆疊 上、鄰近輥隙。如自沿著橫跨網移動之軸線(如在圖8中檢 視)的側檢視,噴嘴包含一第一表面及一第二表面,其申 第一表面與第二表面成分叉關係(如本文中早先定義)。每 一表面包含一大體圓柱形段,其中第—表面之曲率大體匹 配第-背輥之曲率(其中第一表面之曲率半徑為約3 2 cm),且第二表面之曲率大體匹配第二背輥之曲率(其中第 二表面之曲率半徑為_·2 em)。第_表面之圓周長度為 153133.doc -45- 201144060 約75 mm,且第二表面之圓周長度為約5〇 mm。兩個表面 在與圖9之凸出部435相似的突出凸出部處會合。 如自與兩個基板條帶之移動對準的方向檢視,喷嘴之第 一分叉表面包含兩個空氣遞送出口,每一空氣遞送出口具 有約25 mm之橫向寬度。兩個空氣遞送出口橫向向外在兩 個空氣捕獲入口側面,每一空氣捕獲入口具有約21爪爪之 橫向寬度。橫向夾入於兩個空氣遞送出口之間的為約4 mm 之橫向寬度的一額外空氣捕獲入口 ^包含細長槽開口之穿 孔金屬篩經定位以便沿著第一分叉表面橫向延伸以便覆蓋 兩個空氣遞送出口及其間之空氣捕獲入口’但不覆蓋兩個 向外橫向在側面之空氣捕獲入口。槽開口在橫向方向上為 細長的,寬度約0.9 mm,且按約3·〇 mm之中心至中心間距 圓周間隔。穿孔金屬筛包含約28%的百分比開放面積。因 此,喷嘴之第一表面包含與圖12中展示之組態相似的組 ’、疋穿孔金屬篩除了界定空氣遞送出口之工作表面之 外亦界定夾入之空氣捕獲入口。 當自與非編織網之移動對準的方向檢視時,噴嘴之第二 刀又表面包含兩個空氣遞送出口之類似配置、兩個橫向在 側面之空氣捕獲入口及一橫向夾入之空氣捕獲入口。出口 及入口之換向寬度與對於第一分叉表面相同。第二分叉表 面包含一可調整擔& ’該擋板橫向延伸以便冑向覆蓋兩個 氣遞送出口之寬度且可沿著第二表面圓周移動以便控制 空氣遞送出口之圓周長度。擋板經定位使得第二分叉表面 之空氣遞送出口之圓周長度為約4〇 mme上述穿孔金屬筛 153133.doc -46- 201144060 以對於第一分又表面類似的方式覆蓋第二分叉表面之兩個 空氣遞送出口及其間之空氣捕獲入口。 第一及第二分又表面的所有空氣遞送出口及入口分別流 體連接至空氣遞送通道及空氣移除通道。空氣遞送出口皆 由附接至噴嘴之同一空氣遞送管道饋送,使得基板及非編 織網接收處於大體類似之溫度下的空氣。可按需要控制供 應至喷嘴的熱空氣之溫度及體積流動速率(藉由使用可在 商標名 Lufterhitzer 5000下自 Leister(Kaegiswil,Switzerland) 購得之加熱器)。可按需要控制移除所捕獲空氣之體積速 率(經由附接至噴嘴之移除管道)。 以與圖9中的噴嘴4〇〇之位置相似之方式靠近第一及第二 背輥定位喷嘴《喷嘴之第一分又表面在距第一背輥之表面 估計為約1.5 mm至2 mm之距離處,在於第一背輥周圍圓 周延伸約128度之圓弧上。喷嘴之第二分叉表面在距第二 月報之表面估計為約1,5 mm至2 mm之距離處,在於第二 背輥周圍圓周延伸約28度之圓弧上。再次地與圖9中展示 之組態相似,突出凸出部在輥隙(兩個輥之表面之間最靠 近的接觸點)上居中》 藉由使用若干熱電偶及相關聯之硬體量測熱空氣供應溫 度處於390 F(198°C)。使用熱線風速計及相關聯之硬體判 定熱空氣及捕獲之空氣的體積流動速率。熱空氣之體積流 量為約每分鐘1.0立方米。在空氣遞送出口之總面積為約 54 cm2之情況下,且在穿孔金屬篩包含約28之百分比開放 面積之情況下,在出口之工作面處的熱空氣之線速度估計 153133.doc .47· 201144060 為約每秒li米。返回供應體積為約每分鐘114立方米,因 此對應於在捕獲的衝擊空氣之體積流動速率之約14%的體 積流動速率下之環境空氣之捕獲。 上述裝置及方法用以在分別沿著第一背輥及第二背輥之 表面之弧形路徑中導引細長條帶基板及非編織網,在此期 間,其緊密地經過喷嘴之待藉由熱空氣(藉由衝擊空氣之 局部捕獲)衝擊的第一及第二分叉表面(分別地)。基板及非 編織網接著進入兩個背輥之間的輥隙,其中使基板之第一 表面與襯背之第一表面接觸。將兩個背輥之間的輥隙設定 在低Μ力下’其中壓力估計為5 pIi(每線性英忖碎數)或約 每線性公分9 N。將兩個基板及非編織網之線速設定至標 稱每分鐘70米》 $ 在接觸在-起後’基板與非編織網__起在使其不再與背 輥接觸前在約180度之弧上圓周沿著第二背輥之表面。 此程序導致基板之兩個平行條帶接合至非編織網之第一 中非編織網的第-表面之一條帶曝露於基板條帶 之近邊緣之間,且其中非編織網的第一表面之條帶曝露在 該等條帶之遠邊緣外(與® 7中展示之配置相似 在檢驗時,發現基板條帶與非編織網之間的接合係極佳 的’且難以甚至不可能在不顯著損壞或毀壞―或兩者之,产 況下自非編織網移除基板。值得注意地,接合區完全」 板與非編織網之間的接觸區(包括基板之最邊緣 亦注意到,在接合基板之區中的非編織網之 基板接合至的表面相對的表面)並 ' 兴…、基板之區顯著不 153133.doc -48- 201144060 同。亦即’看來接合程序並*會顯著更改非編織網之敞 空、密度或外觀。亦注意到,接合程序看來並不影響或更 改突出的凸出緊固元件。亦即,注意不到元件之實體損壞 或變形。定性而言,作為已經歷接合程序之結果,觀測不 到纖維網之敞空之差異。定性而言,作為已經歷接合程序 之結果,觀測不到具有纖維材料的緊固元件之嚙合效能之 差異。在靠近檢驗時,觀測到非編織網與基板表面接合在 一起,如本文中所描述。 實例2 在商標名EBL Bright下自3M獲得複合非編織網(具有美 國專利5616394中描述之一般類型),其包含在弧形突出環 圈中接合至3 5 gsm聚丙稀概背的約35 gsm之聚丙稀纖維(4 丹尼爾(denier))。使用與對於實例i實質上相同的條件,實 例1的基板材料之條帶接合至非編織網之纖維側。再次發 現極佳之結果,具有在全部非編織網-基板接觸區上之極 佳的表面接合’且無非編織網之明顯損壞或密化且無對凸 出緊固元件之明顯損壞或變形。 實例組3 在商標名 LC060ARWM 下自 PGI Nonwovens(Charlotte, NC)獲得50 gsm紡黏-熔喷-紡黏(SMS)非編織網。使用各種 網寬度’通常在1 〇 cm之範圍中。如在實例1中描述,自 3M Company(St. Paul,MN)獲得基板。獲得基板作為20 mm寬度之細長條帶。 設置具有層壓輥隙之網處置裝置。該裝置具有由金屬製 153133.doc -49- 201144060 成之第-背觀及由木材製成之第二背輥,纟中木親之表面 由聚石夕氧膠帶(在商標名04863下,自德國Hamburg之Tesa 獲得)覆蓋。按垂直堆叠定位背輥,#中木輥在金屬輥之 頂4 ’其間界定一輥隙。不控制背輥之溫度。在第一金屬 背輥上導引非編織網’且在第二聚矽氧覆蓋之木背輥上導 引基板’纟中突起面向背輥。將空轉輥置放在背親附近以 導引基板及非編織網,使得每一者橫跨在其各別背輥周圍 約130度的弧。 熱空氣由可在商標名LHS System 6〇L下購自瑞士 Kaegiswil之Leister的加熱器提供。熱空氣由定製的喷嘴衝 擊至基板上。該喷嘴由金屬製成,且在喷嘴之後部具有可 耦接至熱空氣供應管道的供應入口(開口)。喷嘴之本體由 兩個橫向間隔之大體平行側壁製成,該等側壁沿著噴嘴之 長軸線自在喷嘴之後部的供應入口至在喷嘴之前部的尖端 (最罪近輥隙)水平延伸。該等側壁在形狀上實質上相同; 每一者具有上邊緣及下邊緣,具有在沿著喷嘴之長軸線之 任一給定位置處的界定於其間之側壁高度。在自喷嘴之後 部至大致在喷嘴之前部與後部之間一半的位置之距離上, 每一側壁之上邊緣及下邊緣分又,使得側壁高度增大至最 大值。在自(最大側壁高度之)此位置至噴嘴之前部的距離 上,隨著側壁之上邊緣及下邊緣各自沿循平滑弧形會聚路 徑以在界定噴嘴之前部的點處會合,側壁高度減小。使側 壁之上邊緣及下邊緣的弧形形狀分別大體匹配木背輥及金 屬背輥之曲率。因此,喷嘴包含上部正面及下部正面,該 153133.doc -50- 201144060 等面彼此成分又關係,其中喷嘴之前端包含一突出凸出 部。 在喷嘴之上部及下部正面處’側壁之間的橫向間距為約 20 mm。喷嘴之内部由金屬隔板分隔以便提供六個矩形空 氣遞送出口 ’每一空氣遞送出口由空氣遞送通道供應(其 中所有通道由在噴嘴後部的同一供應入口供應熱空氣)。 每一空氣遞送出口橫向為約20 mm寬,其中出口之垂直高 度範圍自約2.5 mm至4.0 mm(由於噴嘴為定做,因此在尺 寸上存在一些可變性)。空氣遞送出口中之一者在處於喷 嘴之前部處的突出尖端處,且經定向以大體直接朝向由兩 個背輥建立之輥隙遞送熱空氣。喷嘴之上表面具有三個空 氣遞送出口,該等空氣遞送出口經定向以當基板緊接在穿 過輥隙前橫跨在上部背輥周圍約45度之弧時將熱空氣遞送 至基板。喷嘴之下表面具有兩個空氣遞送出口,該等空氣 遞送出口經定向以當非編織網緊接在穿過輥隙前橫跨在下 部背輥周圍約45度之料將熱空氣遞送至非編織網上。該 等空氣遞送出口係開放的,纟中不存在穿孔金屬篩。在喷 嘴之内部内的空氣遞送通道之間為死空間(熱空氣不穿過 該死空間)。在此等死空間位置中的喷嘴之侧壁中提供孔 以提供通風。喷嘴不含有任何空氣捕獲入口,且不提供對 衝擊空氣之局部移除。 在使用該裝置之各種貫驗中’噴嘴經定位使得喷嘴之上 表面的空氣遞送出口估計為處於距上部背輥之面3、_至4 顏之範圍中,且使得喷嘴之下表面的空氣遞送出口類似 153133.doc -51- 201144060 地估計為距下部背輥之面3 ^^^至彳〇1〇1。在此等實驗中, 按各種體積流動速率提供熱空氣。不可能在實驗期間量測 實際體積流動速率,但離線測試指示體積流動速率處於每 分鐘數百公升之範圍中。在此等實驗中,提供範圍自約 500 C至約700 C之各種溫度下的熱空氣。在此等實驗中, 基板及非編織網按在每分鐘1〇5米至21〇米之範圍内的各種 線速度導引至其各別背輥上,穿過喷嘴且在喷嘴前部,且 彼此接觸。纟此等一般條件内,#編織網與基板能夠接合 在一起以提供如本文巾描述之表面接合層壓板,而無非編 織網之明顯損壞或密化且無對凸出緊固元件之明顯損壞或 變形。在此等一般條件内,發現藉由在此等實驗中使用的 基板與喷嘴之組合,在較高溫度下及/或按較低線速達成 更穩固的接合。然而,合適的接合度可隨層壓板待用於之 特定應用而變化。 以上描述之測試及測試結果意欲僅為說明性而非預測 性,且可預期測試程序之變化產生不同結果。鑒於在使用 之程序中所涉及的通常已知之容許度,實例部分中之所有 數量值應理解為近似值。已僅為了理解之清晰性而給出前 述詳細描述及實例。自其應理解無不必要的限制。 熟習此項技術者將顯而易見,在眾多實施例中,可修改 及/或組合本文中揭示之特定例示性結構、特徵、細節、 組態等。所有此等變化及組合由發明者預料為處於本發明 之界限内。因此,本發明之範疇不應限於本文中描述之特 疋說明性結構’而是受到由申請專利範圍之語言描述的結 153133.doc •52- 201144060 構及彼等結構之等效物限制。就在此說明書與在以引用方 式併入本文中之任何文獻中之揭示内容之間存在衝突或差 異而言,應以此說明書為準。本申請案係關於與本發明在 同一日期申請之題為APPARATUS AND METHODS FOR IMPINGING FLUIDS ON SUBSTRATES的美國臨時專利申 請案第xx/xxx,xxx號(代理人案號6603 1US002),該申請案 以引用之方式全部併入本文中。 【圖式簡單說明】 圖1為包含一例示性纖維網的一例示性層壓板之側視 圖,該例示性纖維網係藉由敞空保留接合而表面接合至一 例示性基板; 圖2為包含纖維網的層壓板之一部分的部分橫截面之示 意性側視圖的說明性描繪,該纖維網具有表面接合至基板 之纖維部分; 圖3為包含纖維網的層壓板之一部分的部分橫截面之示 意性側視圖之說明性描繪,該纖維網具有嵌入於基板中之 纖維部分; 圖4為包含纖維網的層壓板之部分橫截面之示意性側視 圖的說明性描繪,該纖維網具有融合至基板之纖維部分; 圖5為包含表面接合至基板之非編織纖維網的例示性層 壓板之在130倍放大率下拍攝的掃描電子顯微圖; 圖6為包含表面接合至基板之非編織纖維網的例示性層 壓板之在180倍放大率下拍攝的掃描電子顯微圖; 圖7為接合至一例示性纖維網的兩個例示性基板之俯視 153133.doc -53- 201144060 rsa · 圃, 圖8為可用以將第一基板接合至第二基板的例示性裝置 及程序之侧視圖; 圖9為圖8之例示性裝置及程序的一部分之部分切開之擴 大側視圖; 圖l〇a為可用以將加熱流體衝擊至基板上並局部移除衝 擊之流體的例示性裝置及程序之一部分之橫截面圖解說 明; 圖l〇b及圖i〇c描繪可操作圖i〇a之例示性裝置及程序之 額外方式; 圖11為可用以將加熱流體衝擊至兩個基板上並局部移除 衝擊之流體且將兩個基板接合在一起的例示性裝置及程序 之部分切開之側視圖;及 圖12為可用以將加熱流體衝擊至基板上並局部移除衝擊 之流體的另一例示性裝置及程序之一部分的橫截面圖解說 明。 【主要元件符號說明】 1 裝置 100 基板 . 101 基板之第一主表面 105 基板 106 基板之主表面 110 纖維網 111 纖維 153133.doc -54-
S 201144060 112 纖維網之第一主表面 113 纖維網之第二主表面 114 纖維部分 115 纖維表面 116 嵌入式纖維 117 融合纖維 120 基板 121 基板之第一主表面 122 基板之第二主表面 123 突起 150 層壓板 160 零件 161 延伸部分/附接部分 162 纖維網之額外延伸部分/指提昇部分 200 背輥 201 概背表面 205 背輥 206 概背表面 210 預熱報 211 預熱輥之表面 220 背輥 221 背輥之表面 222 層壓輥隙 230 背輥 153133.doc -55- 201144060 231 背輥之表面 400 喷嘴 410 供應管線 411 第二流體供應管線 415 隔板/殼體 420 第一流體遞送出口 421 第一流體遞送通道 422 隔板 423 法向軸線 424 工作面 430 第二流體遞送出口 431 第二流體遞送通道 433 法向轴線 434 工作面 435 凸出部 442 隔板 442' 隔板 500 噴嘴 510 流體供應線 511 流體排出管線 520 第一流體遞送出口 521 流體遞送通道 524 工作面 525 穿孔筛 153133.doc •56, 201144060 535 540 540' 541 541' 542 542, 543 543, 544 544, 545 550 551 554 560 560' 561 56Γ 564 564' 600 620 620, 突出凸出部 第一流體捕獲入口 第一流體捕獲入口 第一流體移除通道 第一流體移除通道 隔板 隔板 隔板 隔板 工作面 工作面 距離 第二流體遞送出口 第二流體遞送通道 工作面 第二流體捕獲入口 第二流體捕獲入口 第二流體移除通道 第二流體移除通道 工作面 工作面 喷嘴 第一橫向間隔之流體遞送出口 第二橫向間隔之流體遞送出口 153133.doc -57- 201144060 621 流體遞送通道 621, 流體遞送通道 624 工作面 624, 工作面 625 穿孔篩 625· 穿孔篩 640 外部流體移除出 口 /流體捕獲入口 640' 外部流體移除出 口 /流體捕獲入口 641 流體移除通道 641, 流體移除通道 642 隔板 642, 隔板 643 隔板 643, 隔板 644 工作面 644' 工作面 670 内部流體捕獲入 口 671 流體移除通道 672 隔板 672' 隔板 674 工作面 -58- 153133.doc

Claims (1)

  1. 201144060 七、申請專利範圍: 1· 一種表面接合層壓板,其包含: 一纖維網,其具有第一及第二相對面向之主表面 及, 基板其具有第一及第一相對面向之主表面 S亥基板 其中該纖維網之該第一主表面係表面接合至 之s玄第一主表面。 其中該纖維網為一非編織纖維 2·如請求項1之層壓板, .網。 如請求項!之層壓板’其中該基板包含在該基板之表面 接合區中的在該基板之該第二主表面上之突起。 4·如請求項3之層壓板’其中該等突起包含凸出緊固元 件0 5.如請求項3之層壓板’其中該等突起在該層壓板之該等 表面接合區中未顯著受損。 6_如請求们之層壓板’其中該纖維網及該基板包含該纖 維網之該第-主表面與該基板之該第—主表面彼此成重 1關係之一重疊區,且其中該纖維網與該基板在該重疊 區之至少70%上彼此表面接合。 7.如請求項6之層壓板,其中該纖維網與該基板在實質上 全部該重疊區上彼此表面接合。 8·如明求項7之層壓板,其中纖維之表面接合部分遍及該 表面接合區隨機且均勻地分佈。 9.如请求項7之層壓板,其中該纖維網包含不與該基板成 153133.doc 201144060 重疊關係之至少一第一延伸部分。 10·如請求項9之層壓板,其中該纖維網之該第一延伸部分 經組態以附接至-物件’使得該層壓板可用作該物件之 —^鉤承載突出部。 11. 如請求項10之層Μ板,其中該纖維網進-步包含經組態 以用作一指提昇件之一第二延伸部分。 12. -種衛生物品’其包含如請求項1之該表面接合層壓 板。 !3.如請求…之層壓板’其中該纖維網之至少一些表面接 合纖維為單組份纖維。 14. 如請求項1之層壓板’其中該接合為一敞空保留接合。 15. 如請求項!之層壓板,其中該纖維網之表面接合纖維保 留形狀地接合至該基板’以便包含小於約15的一縱橫 比0 16. —種熔融接合層壓板,其包含: -非編織纖維網,其具有第_及第二相對面向之主表 面; 及, 一預成形基板’其具有第-及第二相對面向之主表 面; 其中該非編織纖維網之該第一主表面熔融接合至該 預成形基板之該第一主表面,使得在該纖維網與該預 成形基板之間的該接合為一敞空保留接合。 17. 如請求項16之層壓板,其中該基板包含在該基板之敞空 153133.doc -2- 201144060 保留接合區中的在該基板之該第二主表面上之顯著未受 損的突出凸出緊固元件。 18·如請求項16之層壓板,其中該非編織纖維網及該基板包 含該非編織纖維網之該第一主表面與該基板之該第一主 表面彼此成重疊關係之一重疊區,且其中該非編織纖維 網與該基板在實質上全部該重疊區上彼此敞空保留地接 合0 19. 如請求項is之層壓板,其中該非編織纖維網包含不與該 基板成重疊關係且經組態以附接至一物件使得該層壓板 可用作該物件之--^鉤承載突出部之至少一第一延伸部 分。 20. 如請求項19之層壓板,其中該纖維網進一步包含經組態 以用作一指提昇件之一第二延伸部分。 21. 如請求項16之層壓板,其中該非編織纖維網係表面接合 至該基板。 22. —種衛生物品,其包含如請求項16之該層壓板。 23. —種將至少一纖維網接合至至少一基板之方法,其包 含: 將加熱流體衝擊至一移動纖維網之一第一主表面上 將加熱流體衝擊至一移動基板之第一主表面上; 及, ’ 使該纖維網之該第一主矣品ώ w , 乐主表面與該基板之該第一主表面 接觸,使得該纖維網之續坌 J之該第一主表面熔融接合至該基板 之該第一主表面。 153133.doc 201144060 24. 如請求項23之方法,装忐 、中該纖維網之該第一主表面至該 基板之該第-主表面的該溶融接合為表面接合。 25. 如請求項23之方法,其中該纖維網為-非編織纖維網, 且其令該接合包含敞空保留接合。 26. 如請求項23之方法,其, 再中该基板之該第二主表面包含突 起該接合程序不造成對該等突起之顯著損壞。 月求項23之方法,其中該接合程序包含㈣保留接合 及表面接合,且其中兮蛀 ^ 该接合程序不造成對該等突起之顯 者損壞。 28.如請求項23之方法,其中同時執行加熱流體至該纖維網 之該第-主表面上的該衝擊與加熱流體至該基板之該第 —主表面上的該衝擊。 29‘如請求項23之方法,其中該纖維網包含—第二相對面向 之主表面’該主表面在加熱流體至該纖維網之該第一主 表面上的該衝擊期間與-第—襯背表面接觸,且盆中该 :板包含一第二相對面向之主表面,該主表面在加熱流 a至該基板之該第-主表面上的該衝擊期間與一第二襯 背表面接觸。 3〇·如請求項29之方法,其中該第一襯背表面為一第一背親 之表面,且該第二襯背表面為一第二背報之表面,且其 中該纖維網之該第一主表面與該基板之該第一主表面之 該接觸係藉由使該纖維網及該基板穿過由該第一背親及 s亥第二背輥建立之一層壓輥隙而執行。 31.如請求項30之方法,其t該非編織纖_網之該第一主表 153133.doc •4· 201144060 表面之該接觸係藉由小於每線性 英吋約10磅之一層壓輥隙壓力而執行
    面與該基板之該第一 英吋約10磅之一層壓 32.如請求項3〇之方法, —表面包含具有一小 至低於該加熱流體之溫度至少15(TC的一溫度。 如叫求項30之方法’其中藉由在加熱流體至該基板之該 第一主表面上的該衝擊前使該基板之該第—主表面接觸 預熱輥而預熱該基板之該第一主表面。 3 5.如清求項23之方法’其中衝擊至該纖維網之該第一主表 面上的該加熱流體不穿過該纖維網之厚度,以便退出該 纖維網之該第二主表面。 3 6.如凊求項23之方法,其中該等加熱流體藉由具有成分叉 關係之一第一流體遞送出口及一第二流體遞送出口的一 喷嘴而衝擊至該纖維網之該第一主表面及該基板之該第 一主表面上。 37·如请求項36之方法,其中該衝擊加熱流體藉由相對於該 第一流體遞送出口局部地定位之至少一第一流體捕獲入 口及相對於該第二流體遞送出口局部地定位之至少一第 二流體捕獲入口局部捕獲。 153133.doc
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