CN101868207B - 用于活化纤维网的设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种在不同方向上同时活化纤维网的两个或更多个部分的设备。所述设备包括其上具有三维表面部件的一对互啮合的活化辊。将三维表面部件排列在辊上的离散区域中，使得所述区域中的至少两个区域提供不同的活化方向。所述辊包括在提供不同活化方向的辊上的离散区域之间定位的一个或多个缓冲区。

Description

用于活化纤维网的设备

发明领域

本公开一般涉及用于活化可延展材料的设备。更具体地讲，本公开涉及用于在不同方向上同时活化可延展材料的不同区域的设备。

发明背景

多种制品，包括一次性尿布、训练裤、成人失禁制品、妇女卫生制品等，利用弹性或类弹性材料来改善制品的适形能力和/或贴合性。然而，通常与一些弹性材料相关的较高成本会使得它们不适合用于此类制品中。此外，某些弹性材料在被掺入到可穿着制品中时可能不会提供合适的柔软性、光滑度、强度等。因此已发现，非织造织物，尤其是低成本的聚合物基非织造织物，日益普遍地用于一次性吸收制品中。非织造织物通常形成为纤维网络的幅材、棉絮、垫子或片材，并且有时一般称作“非织造纤维网”。在弹性纺织制品中使用非织造纤维网的一个障碍是由可延展但非弹性的纤维制成的非织造纤维网的相对非弹性本性。因此，通过将低力拉伸弹性材料接合到可延展非织造材料的一个或多个层上形成的层压体通常用于降低或者甚至消除这些不可取特征中的至少一些。在这些构造中，弹性层可提供贴合性及舒适性所需的弹性拉伸，同时外部非织造层提供使层压体具有布状感觉所需的美观。然而，由于非织造材料通常为非弹性的，因此仍会提供不可取的对低力拉伸弹性材料延展性的抵抗(即，“锁定”弹性材料的拉伸特性)。

当将诸如可延展非织造材料的非弹性材料层压到弹性材料上时，限制由所述非弹性材料造成的锁定量的一种方法是对层压体进行活化。活化，或者有时称其为增量拉伸，涉及在一个或多个方向上永久性拉伸或伸长纤维网或纤维网的一些部分。随着纤维网被拉伸，一些纤维、纤维间键合、和/或纤维内键合据信被破坏。非织造纤维网的纤维和/或键合的破坏可导致纤维网内增加的弹性和/或柔软性，至少导致一定程度的伸长。用于活化可延展材料的已知方法通常涉及使材料通过一对或多对活化辊。活化辊一般具有三维表面部件(例如，齿和凹槽、峰和槽、或皱褶)，所述部件被构造成相互可操作地啮合。辊上的三维表面部件通常互补(即以互啮合的方式组合)，使得辊有时称作“匹配”或“配合”对。当纤维网通过活化辊的匹配对时，其经受来自互啮合的三维表面部件的较高局部机械应力。在这些高局部机械应力区域中，大部分(即便不是所有)纤维/键合破坏。成功完成活化加工之后，活化的纤维网可表现出取决于活化方向的一个或多个尺寸上的长度增加。

在用于活化材料的一种已知方法中，纤维网首先给料通过一对匹配的活化辊，所述活化辊具有在辊的“轴向”(即，平行于辊的旋转轴线)上延伸的凸起部分以在第一方向上活化材料。辊上轴向延伸的凸起部分以与两个齿轮的齿通常互啮合的方式相似的方式互啮合。辊的定位可使得互啮合的齿基本上互相不接触以避免损害齿和/或辊。随着纤维网通过成对的辊，其在材料走行的方向上被活化，所述方向有时称作纵向(“MD”)。在某些情况下，匹配的成对辊可包括类似有大有小直径的交替盘排列的表面部件，所述排列有时称作环轧制构型。环轧制通常用于在正交于纵向的方向上活化纤维网，所述方向也称作横向(“CD”)。在某些情况下，未活化的纤维网可被结合到未拉紧的弹性材料上以形成层压材料。层压体随后可经受活化加工以形成“零应变”拉伸层压体。活化纤维网的方法和/或制备包括活化材料的弹性层压材料的方法的实例存在于以下专利中：授予Kamfe等人的美国专利公布4,200,963；授予Sisson的美国专利公布4,209,563；授予Ness的美国专利公布4,525,407；授予Sabee的美国专利公布4,834,741；授予Buell等人的美国专利公布5,143,679；授予Anderson等人的美国专利公布5,650,214；授予Buell等人的美国专利公布5,156,793；授予Buell等人的美国专利公布5,330,458；授予Buell等人的美国专利公布6,476,289；授予Bodaghi等人的美国专利公布6,521,555；授予Jameson等人的PCT公开WO00/029199；授予McAmish等人的PCT公开WO03/072338；授予McCormack等人的PCT公开WO05/110748；授予Middlesworth等人的PCT公开WO08/067463；以及授予Curro等人的美国专利公布20080224351。尽管已知的方法可用于在一个方向上活化材料，但是在某些应用中可期望在一个以上的方向上活化材料。

用于向基本上非弹性的、可延展材料提供一定弹性的另一种方法有时称作“SELFing”，其是指结构化类弹性成膜。结构化类弹性成膜类似于其中材料在互啮合的齿之间拉伸的活化。然而，在结构化类弹性成膜中，齿不是沿着活化区域的长度连续穿行，而是沿着所述长度离散，留下狭窄的未活化材料带。在活化区域中，材料永久性变形，而在未活化区域中基本上没有永久性变形。当结构类弹性成膜后的材料被拉伸时，所述材料通常表现出弹性性能。

用于在两个方向上活化纤维网的一种已知方法为使纤维网通过在第一方向上活化纤维网的第一对辊，随后接着使纤维网通过在第二(或更多)方向上活化纤维网的第二(或更多)对辊。添加另外的成对辊存在的问题是其会增加制造操作的成本和复杂性。此外，添加更多对辊一般意味着在生产线上需要更多空间来容纳所述附加辊。此外，如果具有不同活化方向的不同纤维网区域彼此相对靠近(例如，间隔小于20mm)，有可能的是由于加工路径的可变性，纤维网的一小部分会活化两次，在两个方向的每一个上活化一次。这种双重活化会对纤维网施加局部过量应变，所得为针孔，或者在极度情况下，甚至造成层压体中的撕裂。因此，在至少一些制造方法中，附加成本、复杂性和/或所需空间会使得利用附加对的活化辊不可取。

在两个方向上活化纤维网的另一种已知方法为使纤维网通过烫印操作，所述操作利用一对匹配板以活化置于所述板之间的纤维网部分。所述板可包括三维表面部件并且一般排列为具有上板和下板的互补的一对板。通常为上板的所述板之一通过活塞或其它装置向着另一块板移动直至板的三维表面部件互啮合以提供所需的啮合深度及相应的活化程度。所述板的三维表面部件可被构造成在多个方向上和/或纤维网的不同部分上提供活化。然而，烫印操作由于压印的摆动本性而趋于比采用辊慢。此外，合适的啮合深度及应变速率所需的精确控制会减缓加工甚至另外和/或需要昂贵设备和/或复杂工艺。在至少一些商业工业中，尤其是在其中商业上成功的工业可需要高产品输出的那些工业(例如，一次性尿布工业)中，烫印操作可能不是用于高速活化纤维网的商业上可取的或者甚至商业上可行的操作。

因此，期望提供用单对辊在不同方向上活化纤维网的不同区域而不会对纤维网造成不可取的损害的设备。

附图概述

图1为一对活化辊的透视图。

图2为一对活化辊的侧视图。

图3为一对活化辊的透视图。

图4为一个活化辊的侧透视图。

图5为一个活化辊的前透视图。

图6A至6C为包括各种活化构型的纤维网实例的平面图。

图7A至7C为包括各种活化构型的纤维网实例的平面图。

图8A和8B为具有活化部分的纤维网实例的平面图。

图9为一次性吸收制品的一个实例的平面图。

发明详述

定义：

“吸收制品”是指能够吸收和存储液体的制品。“可穿着的吸收制品”为紧贴或邻近穿着者的身体放置以吸收和容纳可由身体排放的流出物的装置。可穿着吸收制品的非限制性实例包括尿布和训练裤。

“活化”是可延展材料的机械变形，其导致可延展材料在材料的X-Y平面中的活化方向上的永久性伸长。例如，当纤维网或纤维网的一部分经受使得材料应变超过塑性出现的应力时会发生活化，所述应变可以包括或者不包括材料或材料一部分的完全机械破坏。包括与可延展材料连接的弹性材料的层压体的活化通常导致可延展材料塑性变形，同时弹性材料基本上回复至其初始尺寸。“活化的”是指已经受活化加工的材料。

“互补”是指两个辊的三维表面部件被构造成在表面部件重叠时彼此相对。例如，互补的表面部件包括当表面部件彼此紧靠时贴合到第二个辊的下凹部分中的第一个辊上的凸起部分(反之亦然)。

“活化方向”是指在活化辊上介于两个互啮合的表面部件之间的任何位置处，基本上垂直于互啮合的表面部件的长度方向的方向。对于互相平行的互啮合的表面部件，活化方向垂直于这两个表面部件的长度方向。对于互相不平行的互啮合的表面部件，活化方向为垂直于每一个互啮合的表面部件的长度方向的两个方向的平均值。例如，在横向延伸的齿和凹槽形式的表面部件可提供纵向上的活化，而在正交于辊的旋转轴线的方向上延伸的峰和槽形式的表面部件可提供横向上的活化。在其它实例中，活化辊上的表面部件可被构造成在连续的曲线方向上(即，不存在将表面部件分隔为离散的活化区域的间隙)或对角线方向上活化纤维网。如本文所公开的，在连续的曲线方向上的活化被视为单一活化方向。然而，在某些实施方案中，在间歇的曲线方向上(即，存在将表面部件分隔为离散的活化区域的中断或间隙)的活化可被视为不同的活化方向。中断或间隙为两个活化区域之间的空间分隔，其中当在邻近的表面部件之间测量时，中断或间隙中的最短尺寸大于被中断或间隙隔开的离散的活化区域中的三维表面部件的最小节距。当邻近的表面部件为相同高度时，则间隙尺寸为表面部件尖端之间的峰对峰距离。如果邻近的表面部件不是同一高度，则间隙尺寸为最短的表面部件的尖端与邻近的表面部件上的相同相对高度处的点之间的最短距离。

“设置”是指一个元件相对于另一个元件的相对位置。例如，当第一元件与第二元件在特定位置或地点形成(接合并定位)为一体结构或者作为与第二结构元件连接的单独的第一结构元件时，则第一元件可被称为是设置在第二元件上。

“弹性”材料为在施加偏置力后可拉伸至其松弛初始长度的至少约150％或甚至至200％的细长长度(即，可拉伸至超过其初始长度的50％或甚至100％)而无破裂或破损的材料。此外，在释放外加力时，所述材料可恢复其伸长量的至少约40％，至少约60％，或甚至至少约80％。例如，具有100mm的初始长度的材料可延伸至少至150mm，并且在移除该力后它将回缩至120mm的长度(即，表现出60％的恢复)。

“可延展的”材料为在施加偏置力后可拉伸至其松弛初始长度的至少约150％或甚至200％的细长长度(即，可拉伸至超过其初始长度的50％或甚至100％)而无破裂或破损的材料。此外，在释放外加力时，所述材料显示出极小的恢复，例如小于其伸长量的约40％，小于约20％，或甚至小于约10％。例如，具有100mm的初始长度的材料可延伸至少至150mm，并且在移除该力后它将回缩至140mm的长度(即，表现出20％的恢复)。

“互啮合”是指以重叠方式啮合在一起但不互锁或基本上不约束彼此运动的互补部件。

“接合”是指这样一些构型，其中将一个元件直接连接到另一个元件上从而使该元件直接固定到另一个元件上；也指这样一些构型，其中将一个元件连接到中间构件上，继而再把中间构件连接到另一个元件上，从而使该元件间接固定到另一个元件上。

“纵向”或“MD”为纤维网被活化时基本平行于纤维网走行方向的方向。在纵向的45度以内的方向被认为是“纵向”。“横向”或“CD”为基本垂直于纵向并在大体上由纤维网限定的平面内的方向。在横向45度内的方向被认为是横向。

“非织造材料”是指采用例如纺粘法、熔喷法、粗梳法等方法由连续(长)丝(纤维)和/或不连续(短)丝(纤维)制成的多孔纤维材料。非织造材料不具有纺织丝或编织丝模式。非织造材料可为液体可透过的或不可透过的。

“外侧”和“内侧”分别是指一个元件相对于第二元件关于活化辊的径向中心线的位置。例如，如果元件A处于元件B的外侧，则元件A比元件B更远离径向中心线。

“可拉伸”材料为施加偏置力后可拉伸为至少约150％或者甚至200％的细长长度的材料。取决于恢复量，可拉伸材料可为弹性的或可延展的。可拉伸材料的一个实例包括与弹性聚乙烯薄膜连接的可延展的聚丙烯非织造材料。

“三维表面部件”是指活化辊的一个元件，所述元件由辊向外或向内延伸，并且被构造成与另一个活化辊的互补的三维表面部件互啮合以活化纤维网。三维表面部件的非限制性实例包括齿、凹槽、峰、槽、以及皱褶。

“纤维网”是指能够被卷绕成辊的材料。纤维网可为薄膜纤维网、非织造纤维网、层压纤维网、开孔的层压纤维网等。纤维网的正面是指其二维表面中的一个，与其边缘相对。术语“复合纤维网”是指包括两个或更多个以面对面关系粘结的单独的纤维网。所述粘结可通过组成纤维网的边缘，尽管组成纤维网以彼此面对面的关系平放。

“X-Y平面”是指由移动纤维网的纵向和横向或者一片材料的长度和宽度限定的平面。

设备

不受理论的限制，据信在其中活化方向突然改变(例如，在纤维网的邻近区域内由横向活化至纵向活化)的纤维网区域内向纤维网施加的局部应力的量会足够高以在活化加工期间不可取地损害纤维网。对纤维网的损害甚至会足够严重而使得纤维网在商业上不适用于其预期用途(例如，过度穿孔、撕裂、细化和/或弱化)。在其中活化方向突然改变的纤维网区域，当纤维网正在被活化加工拉伸和变形时，存在于活化辊上的三维表面部件之间的用于纤维网占据的空间可能不足。在空间上隔开活化区域可解决纤维网受损的问题，但是随后材料会在邻近非活化区域的区域内丧失其一些或者甚至全部的弹性性能，因为材料的非活化部分会不可取地约束邻近活化部分的拉伸特性。纤维网的一个或多个部分中的拉伸损失会降低纤维网的所需性能，例如布状感、柔软性、拉伸性。已惊人地发现，通过在辊上提供不同活化方向的区域之间设置合适的缓冲区，活化期间对纤维网不可取的损害可被最小化或者甚至可被消除而不会造成不可取的拉伸“锁定”。

本文所述的设备包括一对互啮合的活化辊。所述设备可为较大规模制造工艺(例如，尿布制造工艺)中的一个部件，或者所述设备可为用于活化纤维网的独立式装置。辊的尺寸可不同，例如直径为200-800mm。辊可被构造成具有三维表面部件，例如齿、凹槽、峰、槽、皱褶等。辊可各包括单个表面部件、多个表面部件、单个表面部件区域、或多个表面部件区域。辊及其相应的表面部件可由一体的材料片形成，或者表面部件可由相同或不同材料的离散片形成并且在辊形成之前、之间和/或之后永久性或临时性(例如，可拆卸地和/或可重新连接地)接合到辊上。辊及表面部件可由相同的或不同的材料制成，并且可包括本领域已知的任何合适的材料。当纤维网被给料至由旋转辊形成的辊隙中时，三维表面部件可被构造成在不同方向上同时活化纤维网的两个或更多个部分。如本文所用，关于在不同方向上活化纤维网的术语“同时”是指利用单对辊实现活化加工，其与可利用两对或更多对辊以提供两个或更多个不同的活化方向的顺序操作相对。与在多个方向上拉伸纤维网的一个或多个部分(例如，通过双轴活化和/或压花)的已知方法形成对比的是，纤维网的每个离散的活化区域在通过本文所述的方法活化时是在单一方向上活化，这与其它方法提供的两个或更多个活化方向不同。不受理论的限制，据信将纤维网的特定区域中的活化方向限制为单一方向可降低活化加工期间损害纤维网的可能性。压花与活化之间的另一个区别为在压花加工期间，被压花的材料占据两个辊上的压花图案的凸部和凹部之间的基本上所有空间，与提供增加的延展性相对，所述压花通常用于在纤维网上提供图像。然而，在活化期间，被活化的材料在两个互啮合的三维表面部件之间拉伸，但是并不占据这些互啮合的表面部件之间的所有空间，所述表面部件中的每一个位于两个辊中的每一个上。

在某些实施方案中，可期望在纵向活化纤维网的一个或多个部件。纵向活化可通过构造每个辊的一个或多个部分以包括平行于辊的旋转轴线延伸的齿而实现。辊通常将包括设置在邻近的齿之间的凹槽。可将齿和凹槽设置在活化辊上，使得它们仅仅活化其中需要纵向活化的纤维网的一部分，例如，沿着纤维网的一个或多个纵向侧边并且小于纵向侧边内侧例如60mm、40mm、20mm、10mm或5mm。包括齿和凹槽的辊部分的尺寸可根据需要改变。在某些实施方案中，可期望在不同于纵向的方向(例如横向上)活化纤维网的一个或多个部分。在横向活化纤维网可通过提供三维表面部件实现，所述表面部件包括垂直于辊的旋转轴线延伸的峰。所述表面部件通常将包括设置在邻近的峰之间的槽。峰和槽可设置在辊上以便它们仅仅活化其中需要横向活化的纤维网部分，例如，纵向活化部分的内侧。尽管该实施例公开了纵向和横向活化，但应当了解，辊可被构造成提供其它活化方向，所述活化方向不受限制地包括对角线和/或曲线活化方向。

三维表面部件可具有“节距”，所述节距为相同类型的两个邻近表面部件的尖端上相同的相对点之间的距离(例如，两个邻近的凸起部分之间的尖端对尖端距离)。节距可根据需要改变以提供合适的活化程度。就相同的啮合深度而言，具有较低节距的表面部件通常比具有较高节距的表面部件提供更多对材料的活化(即，向活化材料赋予更强的延展性)。本文所公开的表面部件的合适的节距值包括1-10mm、2-8mm、或者3-7mm。在某些实施方案中，两个表面部件之间的节距可根据表面部件上的哪些点被选择以确定尖端之间的距离而改变，例如，构造不平行的表面部件以提供曲线的活化方向。在此类实例中，通过测量表面部件尖端中点之间的距离确定节距。表面部件也可具有2-20mm的高度，所述高度为由辊的表面至表面部件尖端的距离。表面部件的尖端可为平的或圆的。圆尖端可向纤维网施加较少应力。本文所述的表面部件的尖端可具有较高纵横比，即尖端的长度基本上大于宽度。例如，纵横比可大于10，或者甚至大于100。特定的表面部件的宽度可例如小于约2mm，小于1mm，或者小于0.5mm。

在某些实施方案中，纤维网的特定部分可通过活化辊的特定区域在第一方向(例如，纵向、横向、或曲线方向)上活化。与在第一方向上被活化的纤维网特定部分通过缓冲区在空间上隔开的纤维网的其它部分可在第二方向上被活化。与在第一方向和第二方向上被活化的纤维网特定部分通过缓冲区在空间上隔开的纤维网的另外其它部分可在第三方向上被活化，如果需要以此类推。互啮合的活化辊可在所述辊的一个或两个之上包括至少一个缓冲区用于隔开辊的多个区域，所述区域被构造用于在不同方向上活化纤维网，所述缓冲区可对应于活化的纤维网上的缓冲区。缓冲区可不包括三维表面部件、较少的三维表面部件、或改进的三维表面部件(例如，具有比相同辊上的其它齿较低齿高的齿)。在其中缓冲区包括三维表面部件的实施方案中，表面部件提供较少活化或者甚至不提供活化。例如，表面部件可包括不提供足够的啮合深度或适当取向以活化通过旋转辊之间的纤维网的齿或凹槽。不受理论的限制，据信对应于辊上缓冲区的纤维网部分可在多方向活化加工期间吸收由活化辊施加在纤维网上的至少一些能量，因此减少或者甚至防止可与同时多方向活化相关的材料破坏。

缓冲区可为任何合适的尺寸，只要活化的纤维网基本上不会由于活化而受损并且纤维网的活化部分的延展性不会由非活化的缓冲区不可取地锁定。缓冲区可与活化辊上的一个或多个“活化区域”的边界(即，包括被构造成活化纤维网的三维表面部件的活化辊上的离散部分)邻接，和/或可部分地或完全地围绕一个或多个活化区域。缓冲区可在横向、纵向、曲线方向或对角线方向中的一个或多个方向上延伸。以与上述间隙尺寸相同的方式确定缓冲区的宽度，不同的是用于测量中的邻近的表面部件被构造成提供在不同方向上的活化。缓冲区宽度的合适的实例包括2-30mm、4-20mm、或者6-10mm之间的宽度。缓冲区的宽度在整个相同的缓冲区上可以使恒定的或不恒定的。当活化辊包括一个以上的缓冲区时，缓冲区可为相同宽度，但是不必非要如此。应当了解，缓冲区在空间上隔开活化辊的离散部分，所述离散部分被构造成在不同方向(例如，横向与纵向、横向与曲线方向、纵向与曲线方向、纵向与对角线方向、以及这些的任何组合)上活化纤维网。被构造成在相同方向(例如，纵向与纵向、横向与横向、曲线方向与曲线方向、对角线方向与对角线方向)上活化纤维网但是彼此在空间上隔开(例如，在相同方向上提供间歇活化)的辊的离散部分不被如本文所设想的缓冲区隔开。被构造成活化纤维网的活化辊的离散部分通常具有＞50mm²，例如＞5000mm²，或＞50000mm²的表面积。活化区域的表面积通过测量纤维网上被辊活化的相应活化区域的表面积来确定。尽管对于要活化的特定区域的尺寸没有绝对的上限，但其被限制为小于100％，例如＜90％、＜80％、＜70％、或者甚至＜60％。例如，用于活化用于一次性尿布或训练短裤中的外覆盖件的活化辊包括两个纵向活化区域和一个横向活化区域，所述纵向活化区域具有用于活化外覆盖件的腿围部分的100cm²的组合总表面积，所述横向活化区域具有用于活化外覆盖件的主体部分的900cm²的总表面积。

本文所述的匹配的活化辊的三维表面部件通常被构造成互啮合。换句话讲，一个辊的三维表面部件可被设计成与另一个辊的三维表面部件可操作地啮合，使得在辊旋转并且材料在旋转的成对辊之间经过时，要活化的材料、辊和/或三维表面部件不会不可取地受到损害。在其中辊包括被下凹部分(例如，凹槽)隔开的凸起部分(例如，齿)(所述部分在平行于辊的旋转轴线的方向上沿着辊延伸)的某些实施方案中，一个辊的凸起部分可被构造成贴合(即，啮合)到另一个辊的下凹部分中，反之亦然。通过这种方式，辊在旋转时可通过由互啮合的齿和凹槽产生的弯曲的“Z字形”路径经过纤维网，从而在纵向活化纤维网。在横向的活化可通过构造互啮合的成对辊以具有例如垂直于辊的旋转轴线延伸的峰和槽来实现。在某些实施方案中，互啮合的峰和槽可被描述为两种不同直径盘的交替堆叠。具有较大直径的盘与直径较小的盘在辊上交替。互啮合的成对辊被对齐以便一个辊的较大直径的盘与另一个辊的较小直径的盘相对。通过这种方式，垂直于辊的旋转轴线延伸的峰和槽互啮合。

通常利用驱动马达或其它原动机驱动辊中的至少一个(“驱动辊”)。在其中活化辊包括在平行于旋转轴线的方向上延伸的互啮合的齿和凹槽形式的表面部件以及其中互啮合的辊保持为恒定啮合(即，互啮合的表面部件设置在辊圆周的主要部分周围)的实施方案中，第二个辊通常不必驱动，因为扭矩将由驱动辊通过纤维网传送至第二个辊。可期望构造辊的凸起部分以便它们在一般的活化操作中彼此不接触。然而应当了解，一个或多个驱动马达或其它原动机可用于驱动所述辊中的一个或两个辊。此外，所述辊可各安装在位于两个机面板之间的轴上。第一个辊可位于固定轴承中，而另外的第二个辊位于可滑动构件的轴承中，使得可滑动构件的位置可调节，例如借助调节螺杆或本领域已知的其它装置。调节装置移动可滑动构件，并且因此移动活动辊相应地靠近或离开固定辊以进一步啮合或脱离成对的互啮合辊上齿轮状的齿。辊齿的啮合深度通常决定了纤维网经受的伸长程度。通常在辊齿的啮合深度与纤维网组合物之间建立平衡，因为这些会影响活化纤维网的物理特性。

图1示出了包括一对可旋转活化辊110和120的设备100的一个实例。辊110和120可包括互啮合的齿111和121、相对的侧边101和102、以及通过辊110或120的半径延伸的径向中心线103。当辊以相反的方向(即，如箭头所指出的，各自为顺时针和逆时针)旋转时，上辊110中的齿111被构造成贴合(即，啮合)到下辊120中的凹槽122内。同样，下辊中的齿121被构造成贴合到上辊110中的凹槽112内。纤维网130可在纵向通过辊110和120以制备活化的纤维网135。在该实例中，齿111和121显示为与辊110和120在横向共延，然而，应当了解齿不必一定沿着辊的整个长度延伸，而是可被构造成根据需要在辊110和/或120上延伸任何距离。

图2示出了包括一对具有互啮合的齿211和221的可旋转辊210和220的设备200的一个实例。如可在图2中看出的，当辊210和220旋转时，上辊210中的齿211被构造成贴合到下辊220中的凹槽222内，并且下辊220中的齿221被构造成贴合到上辊210中的凹槽212内。纤维网230可给料至在旋转辊210和220之间形成的辊隙240中。如本文所用，“辊隙”是指其中两个辊210和220的表面重叠或开始重叠以接纳并移动纤维网230的区域。在辊210与220的互啮合的三维表面部件(211、212、221和222)之间纵向通过之后，纤维网230被活化并且可具有皱褶235或指示活化的其它可见特性。

图3示出了可适于在横向活化纤维网的一对可旋转辊330和340的一个实例。每个辊310和320可包括三维表面部件335，所述三维表面部件被构造为形成总体波纹表面的交替的系列峰336、346和槽337、347。槽337、347的精确构型、间距和深度可取决于例如完全加工纤维网的活化部分中所需的弹性量而改变。在某些实施方案中，大约3.8mm的节距350、在峰处所测量的大约12°的夹角、以及大约7.6mm的峰至凹槽谷深可适合。当调节波纹辊以便其相对的峰336、346互相重叠至例如2mm-10mm、5mm-7mm、或3.8mm与4.4mm之间的深度时，在纤维网内可产生良好的延展特性。前述波纹辊330、340上的相对峰336、346的重叠程度(即，“啮合深度”)可根据需要进行调节以在纤维网的活化部分内产生或多或少的延展性。对于前述辊几何形状及层压纤维网构造，可实现从少至1.27mm到多至5.71mm范围内的峰至峰重叠深度。

图4至5示出了包括用于在两个不同方向上活化纤维网的三维表面部件的辊400的一个实例的透视图。如箭头470所示，辊400可被构造成以顺时针方向旋转。辊400可包括被齿446之间的凹槽447隔开的齿446形式的三维表面部件。尽管未示出，但是应当了解，辊400为一对互啮合的匹配辊中的一个辊，该对中的第二个辊将具有与图4-5中所示的辊400的表面部件互补的表面部件。取决于所需的活化位置、数量、速度及方向，齿446的节距对于辊400上的所有齿446可以相同或不同。齿446与齿446之间的凹槽447可被构造成以平行于旋转轴线的方向沿着辊400延伸以便为纤维网的一个或多个部分提供纵向活化。齿446与凹槽447的单个区域440可被构造成对于辊400的每次周转(即，旋转360°)活化纤维网的一个或多个特定部分仅仅一次。齿446与凹槽447的相对区域441可被包括在辊400的轴向相对侧上以提供例如具有在横向对称的纵向活化部分的纤维网。区域440、441可包括任何数目的适于提供所需活化的相同或不同尺寸的齿446和凹槽447。区域440、441不同于另一个区域440、441，所述不同是通过两个区域之间可辨别的空间分隔。在某些实施方案中，辊400可包括围绕辊400的整个圆周连续定位的齿446和凹槽447的一个或多个区域440、441以便提供移动纤维网在纵向的连续活化。在某些实施方案中，齿446与凹槽447的区域440、441可围绕辊400的圆周间歇定位(即，空间分隔)以在纵向间歇的纤维网上提供纵向活化区域。例如，围绕辊400的圆周等距分隔的齿446与凹槽447的两个或更多个区域440、441(被中断或间隙隔开的除外)可在纵向等距分隔的移动纤维网上提供纵向活化区域。图6A示出了具有纵向活化区域610的纤维网600的一个实例，所述活化区域在横向连续且在纵向间歇。在某些实施方案中，齿446与凹槽447的区域440、441可在轴向空间上隔开以在横向间歇的纤维网上提供纵向活化区域。图6B示出了具有纵向活化区域630的纤维网620的一个实例，所述活化区域在纵向连续且在横向间歇。在某些实施方案中，齿446与凹槽447的区域440、441可被构造成在纵向和横向间歇活化纤维网的一个或多个部分。图6A示出了具有纵向活化区域650的纤维网640一个实例，所述活化区域在横向和纵向间歇。此外，纤维网640的特定部分可比在相同方向上活化的其它区域更高程度地被活化(即，具有较大延展性)。较高活化区域651与较低活化区域652可在纤维网上以任何所期望的构型定位。

辊400可包括被峰436之间的槽437隔开的峰436形式的三维表面部件。取决于所需的活化位置、数量、速度及方向，峰436的节距对于辊400上的所有峰436可相同或不同。峰436和槽437可以连续构型设置在辊400的基本上整个圆周周围以便在横向活化移动纤维网的特定的一个或多个部分。在某些实施方案中，可将峰436和槽437设置成使得它们仅部分地围绕辊400的圆周延伸以便对于辊400的每次周转提供横向活化一次。在某些实施方案中，峰436与槽437的区域可围绕辊400的圆周间歇定位以在纵向间歇的纤维网上提供一个或多个横向活化区域。例如，围绕辊400的圆周隔开的峰436和槽437的两个或更多个区域(被中断或间隙隔开的除外)可在纵向间歇的纤维网上提供横向活化区域。图7A示出了具有横向活化区域710的纤维网700的一个实例，所述活化区域在横向连续且在纵向间歇。在某些实施方案中，峰436与槽437的区域可在轴向空间上隔开以在横向间歇的纤维网上提供横向活化区域。图7B示出了具有横向活化区域730的纤维网720的一个实例，所述活化区域在纵向连续且在横向间歇。在某些实施方案中，峰437与槽437的区域可被构造成在纤维网740上提供横向活化区域750，如图7C所示，所述活化区域在纵向和横向上间歇。

辊400可包括环向缓冲区450和轴向缓冲区460。环向缓冲区450可被构造成分隔在轴向方向上不同的活化区域。环向缓冲区具有可为例如属于2至30mm范围内的任何值的宽度(W_cd)。轴向缓冲区450可被构造成分隔在环向延伸(即，围绕辊400的圆周)的方向上不同的活化区域。轴向缓冲区具有可为例如属于2至30mm范围内的任何值的宽度(W_md)。轴向与环向缓冲区可在轴向或环向的45°内的任何方向上延伸(如在由辊表面限定的平面中所测量的)。辊400可包括一个或多个被定位以分隔任何数目的表面部件和/或表面部件区域的缓冲区，所述表面部件和/或表面部件区域被构造成在不同方向上活化纤维网。

辊400的三维表面部件及缓冲区450、460可被排列以根据需要提供任何合适的间歇和/或连续活化图案构型。图8A示出了具有纵向活化部分810和横向活化部分820的纤维网800的一个实例，所述纵向活化部分在纵向连续且在横向间歇，所述横向活化部分在横向连续且在纵向间歇。图8A示出了纤维网800包括介于横向活化部分820与纵向活化部分810之间的缓冲区830。在某些实施方案中，纤维网800可包括连续的曲线方向活化部分840与横向活化部分850，如图8B所示。曲线方向活化部分840与横向活化部分850可通过缓冲区860隔开。

在某些实施方案中，包括一对互啮合的活化辊的设备可被构造成对于活化辊的每次旋转活化特定数目的制品和/或单个制品的特定数目的部分。辊的三维表面部件可围绕辊在环向间隔开以便每次旋转活化任何数目的制品(例如，2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、或者甚至10个或更多个)和/或单个制品的任何数目的部分(例如，2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、或者甚至10个或更多个)。例如，辊可被构造为5上辊。在5上构型中，辊可包括五个围绕每个辊在环向间隔开72°的互补的三维表面部件区域。在此类构型中，辊能够对于辊的每次旋转在纵向和/或横向活化连续移动的纤维网至多5次，其可对应于活化五个不同的制品、单个制品的五个部分、或它们的任何组合。应当了解，在单次旋转中活化的制品数或单个制品的部分数不必非要对于每次旋转相同。例如，辊可被构造成在一次旋转中活化四个制品或制品部分并在随后的旋转中活化五个制品或制品部分。还应当了解，三维表面部件(或其区域)可以任何合适的构型定位在辊上以便每次旋转提供所需的活化数，并且在其中辊被构造成在单次旋转中活化纤维网多次的实施方案中，表面部件不必被构造成以相同的速率或相同的数量来活化纤维网。

一次性吸收制品

图9示出了处于平展未收缩状态的一次性吸收制品20的一个实例。图9中的一次性吸收制品20可为诸如一次性尿布或训练短裤的可穿着制品。一次性吸收制品20可以扣紧构型排列(即，制品20可为可扣紧的、可重复扣紧的、或预扣紧的)以形成腰部开口和至少一个腿部开口。一次性吸收制品20可包括在纵向(Y)延伸的纵向中心线10和在横向(X)延伸的横向中心线86。纵向与横向可各自平行于MD和CD。一次性吸收制品20可包括液体可透过的顶片24、外覆盖件22、以及设置在顶片24与外覆盖件22之间的吸收芯26。外覆盖件22可包括腿围部分33。当制品20为扣紧构型时，外覆盖件22的腿围部分33可环绕腿部开口的整个周长。一次性吸收制品20可包括一个或多个与腿围部分33连接的弹性股线或弹性腿围32。腿围32可与腿围部分33共延，但是不必非要如此。腿围32可包括与一层或多层可延展非织造材料和/或薄膜层压的弹性材料层(例如，股线、薄膜、或非织造材料)。腿围32可为实时拉伸或零应变拉伸层压体。在实时拉伸层压体中，弹性材料通常在层压到可延展非织造材料上之前被拉伸至一定程度。实时拉伸的一个优点为层压体上的局部应力可在活化期间减小。然而，实时拉伸层压体会比零应变层压体需要更多的非织造材料，因此更昂贵。腿围可与裆区内外覆盖件侧边的横向内侧或横向外侧齐平连接。当一次性吸收制品为扣紧构型时，外覆盖件22的腿围32和/或腿围部分33可被连续或间歇活化以提供可拉伸的腿部开口。

一次性吸收制品20可包括前腰区36、与前腰区36相对的后腰区38、和定位在前腰区36与后腰区38之间的裆区37。腰区36和38一般包括当穿着一次性吸收制品20时环绕穿着者腰部的那些部分。裆区37是当穿着一次性吸收制品20时，一般置于穿着者两腿之间的一次性吸收制品20的那个部分。除了包括腿围部分33的制品20或外覆盖件22的那些部分之外，腰区36和38以及裆区37可共同称作制品20或外覆盖件22的主体30。如图9所示，一次性吸收制品20的外周边由纵向侧边54和端边56限定。一次性吸收制品20可包括大致平行于纵向中心线10取向的纵向侧边54。外覆盖件22可包括与一次性吸收制品20的纵向侧边54和/或端边56连接的边缘。作为另外一种选择，外覆盖件22可具有一个或多个定位在一次性吸收制品20的相应边缘54、56内侧的边缘，但是它们具有大致相同的取向(即，平行于纵向中心线和横向中心线10和86)。

诸如一次性尿布的一次性吸收制品一般被设计成在穿着者的腰部和腿部周围提供合适的贴合性。由于穿着者的多种身体差别，穿着者腰部或腿部的周长、形状及其它身体特性可在不同的穿着者之间具有很大的差异，因此需要一定范围的吸收制品尺寸。因此，可期望提供能够调节成多个穿着者尺寸的一次性吸收制品，所述调节通过例如提供具有多方向弹性的外覆盖件。此类外覆盖件可包括具有布状外观和触感的外部可延展非织造材料和内部弹性层。外层和内层可连接在一起以形成层压体。为了提供具有内衣状性能的一次性尿布或一次性裤，可期望在横向活化此类制品的外覆盖件的所有或一部分以便在将外覆盖件组合到制品(例如，一次性尿布或训练短裤)中时，制品将通过在腰区弹性适形于穿着者身体(例如，越过臀部的上部)提供所期望的贴合性。还可期望在纵向活化外覆盖件的腿围部分以在尿布或短裤由指定的穿着者穿着时于腿部开口周围提供360度的拉伸。在某些实施方案中，腿围部分可以曲线方向活化以符合外覆盖件的纵向侧边的轮廓。不同方向的活化(例如，外覆盖件的横向活化的主体部分和外覆盖件的纵向活化的腿围部分)可由一个或多个缓冲区在外覆盖件上空间隔开。缓冲区可由一次性吸收制品的具有不同活化方向的两个或更多个区域部分或全部限定和/或与所述两个或更多个区域邻接。缓冲区可为2-30mm宽。本文所述的设备和方法可适于同时活化此类外覆盖件而不会对外覆盖件纤维网造成不可取的损害或不可取的拉伸锁定。发明详述中引用的所有文件都在相关部分中以引用方式并入本文中；对于任何文件的引用均不应当被解释为承认其是有关本发明的现有技术。当本发明中术语的任何含义或定义与以引用方式并入的文件中术语的任何含义或定义矛盾时，应当服从在本书面文件中赋予该术语的含义或定义。

本文所公开的量纲和值不旨在被理解为严格地限于所述的精确值。相反，除非另外指明，每个这样的量纲均是指所引用的数值和围绕该数值的功能上等同的范围。例如，公开为“40mm”的量纲旨在表示“约40mm”。

除非明确排除或换句话讲有所限制，本文中引用的每一个文件，包括任何交叉引用或相关专利或专利申请，均据此以引用方式全文并入本文。任何文献的引用不应承认为其是有关本文所公开的或受权利要求保护的任何发明的现有技术，或者所述文件单独或与任何此类发明的任何其它一个或多个参考、教导、建议或公开组合。此外，达到这种程度以致本文献中术语的任何含义或定义与引入以供参考的文献中相同术语的任何含义或定义矛盾时，应当服从在本文献中赋予该术语的含义或定义。

虽然已经举例说明和描述了本发明的具体实施方案，但是对于本领域的技术人员来说显而易见的是，在不背离本发明的实质和范围的情况下可以做出多个其它改变和变型。因此，权利要求书意欲包括在本发明范围内的所有这样的改变和变型。

Claims (18)

1.一种同时在多个方向上活化可拉伸材料的设备，所述设备包括：

a.可在第一方向上旋转的第一辊和可在第二方向上旋转的第二辊，所述第一辊和第二辊各包括：

i.第一区域，所述第一区域包括至少一个三维表面部件，其中所述第一辊的第一区域的一个或多个三维表面部件与所述第二辊的第一区域的一个或多个三维表面部件互补并相对于彼此定位，使得当所述第一辊在第一方向上旋转并且所述第二辊在第二方向上旋转时，所述第一辊和第二辊的第一区域的三维表面部件互啮合，所述第一辊和第二辊的第一区域的互啮合的表面部件被可操作地构造成在第一方向上活化所述可拉伸材料，

ii.第二区域，所述第二区域包括至少一个三维表面部件，其中所述第一辊的第二区域的一个或多个三维表面部件与所述第二辊的第二区域的一个或多个三维表面部件互补并相对于彼此定位，使得当所述第一辊在第一方向上旋转并且所述第二辊在第二方向上旋转时，所述第一辊和第二辊的第二区域的三维表面部件互啮合，所述第一辊和第二辊的第二区域的互啮合的表面部件被可操作地构造成在不同于所述第一方向的单独第二方向上活化所述可拉伸材料，

iii.设置在所述第一区域与第二区域的包括三维表面部件的部分之间的缓冲区；以及

b.介于所述第一辊和第二辊之间的辊隙，所述辊隙由所述第一辊和第二辊的互啮合的表面部件形成，所述辊隙被构造成接纳要活化的所述可拉伸材料。

2.如权利要求1所述的设备，其中所述缓冲区具有2-30mm的宽度。

3.如权利要求1所述的设备，其中所述缓冲区具有5-20mm的宽度。

4.如权利要求1所述的设备，其中所述第一区域和第二区域中的至少一个区域的三维表面部件包括具有至少1mm的节距的凸起部分。

5.如权利要求1所述的设备，其中所述第一辊和第二辊被构造成旋转360度，并且所述第一辊和第二辊被构造成每旋转360度活化所述可拉伸材料两次或更多次。

6.如权利要求1所述的设备，其中所述第一辊和第二辊被构造成旋转360度，并且所述可拉伸材料包括离散制品，并且其中所述第一辊和第二辊被构造成每旋转360度活化两个或更多个制品。

7.如权利要求1所述的设备，其中所述辊的三维表面部件及缓冲区被构造成在纵向和横向中的至少一个方向上间歇活化所述可拉伸材料。

8.如权利要求1所述的设备，其中所述第一方向为横向，并且所述辊的三维表面部件及缓冲区被构造成在纵向上连续活化所述可拉伸材料。

9.如权利要求1所述的设备，其中所述第一和第二方向选自由下列组成的组：纵向、横向、对角线方向、和曲线方向。

10.如权利要求1所述的设备，其中所述可拉伸材料适合用作用于一次性吸收制品的外覆盖件。

11.如权利要求10所述的设备，其中所述可拉伸材料包括主体部分和腿围部分，并且所述第一区域被构造成活化所述主体部分，并且所述第二区域被构造成活化所述腿围部分。

12.如权利要求10所述的设备，其中所述可拉伸材料在活化后为零应变拉伸层压材料。

13.如权利要求11所述的设备，其中所述主体部分在横向上活化，并且所述腿围部分在纵向上活化。

14.如权利要求1所述的设备，其中所述第一辊和第二辊中的至少一个包括轴向缓冲区和环向缓冲区。

15.如权利要求1所述的设备，其中所述第一辊和第二辊的第一区域的互啮合的三维表面部件和所述第一辊和第二辊的第二区域的互啮合的三维表面部件中的至少一些具有2-10mm的啮合深度。

16.如权利要求1所述的设备，其中所述第一辊和第二辊包括第三区域，所述第三区域被构造成提供不同于所述第一和第二方向的第三活化方向，并且其中第二缓冲区设置在所述第三区域与所述第一区域和第二区域中的至少一个区域之间。

17.如权利要求1所述的设备，其中第一辊和第二辊包括第三区域，所述第三区域被构造成在第二方向上活化所述可拉伸材料，所述第二区域和第三区域被构造成活化所述可拉伸材料的不同部分。

18.如权利要求17所述的设备，其中所述第一区域和第二区域的至少一部分与所述第一区域和第三区域的至少一部分被缓冲区隔开。

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