Устройства и способы для сшивки заготовок

Устройства и способы для сшивки заготовок

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее раскрытие относится к способам изготовления абсорбирующих изделий и, в частности, к устройствам и способам сшивки двух или большего количества частично плавких материалов.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Одноразовые абсорбирующие изделия, в частности одноразовые подгузники, рассчитаны на ношение людьми, испытывающими недержание, в том числе младенцами и инвалидами. Такие изделия предусмотрены для ношения в области нижней части туловища и предназначены для абсорбирования и удерживания мочи и других выделений из тела и, таким образом, для препятствования загрязнению, увлажнению или аналогичной порче объектов, которые могут входить в контакт с подгузником в ходе использования (например, одежда, постельные принадлежности, другие люди и т.д.). Одноразовые подгузники доступны в форме натягиваемых подгузников, также именуемых трусами для приучения к горшку, которые содержат фиксированные боковые стороны. Фиксированные боковые стороны могут быть изготовлены путем сшивки боковых вставок передней части подгузника с боковыми вставками задней части подгузника. В целях сшивки, соприкасающиеся поверхности боковых вставок могут по меньшей мере частично подлежать расплавлению путем направления нагретого текучего вещества в зоны соприкасающихся поверхностей. Затем к частично расплавленным зонам может быть приложено давление.

Следовательно, в ходе процесса сшивки заготовок было бы полезно обеспечить способы и устройства для более точного направления нагретого текучего вещества и прикладывания давления к частично расплавленным зонам заготовок.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Аспекты настоящего раскрытия включают устройства и способы изготовления абсорбирующих изделий и, в частности, способы сшивки заготовок в ходе изготовления одноразовых абсорбирующих изделий. Частные воплощения способов изготовления, раскрываемых в настоящем раскрытии, предусматривают формирование боковых швов в конфигурациях подгузников различных типов. Несмотря на то, что настоящее раскрытие относится, главным образом, к формированию боковых швов в трусах-подгузниках, следует принимать во внимание, что способы и устройства, раскрываемые в настоящем раскрытии, также могут применяться к другим швам, используемым в подгузниках, а также к абсорбирующим изделиям других типов.

В одном из воплощений способ формирования шва включает этапы: вращения формующего цилиндра вокруг оси вращения, при этом указанный формующий цилиндр содержит отверстие для текучего вещества и элемент, прикладывающий давление, протяженный радиально наружу от формующего цилиндра рядом с выпускным каналом для текучего вещества; вращения опорного цилиндра, прилегающего к формующему цилиндру; продвижения первой заготовки в направлении обработки на формующем цилиндре с пространственным разносом Y между отверстием для текучего вещества и первой заготовкой; продвижения второй заготовки в направлении обработки, при этом первая заготовка находится между второй заготовкой и формующим цилиндром; поддержания пространственного разноса между первой заготовкой и отверстием для текучего вещества посредством элемента, прикладывающего давление; нагревания текучего вещества до температуры, достаточной для по меньшей мере частичного расплавления заготовок; направления струи нагретого текучего вещества через отверстие для текучего вещества на зону перекрытия первой и второй заготовок; частичного расплавления зоны перекрытия и сжатия зоны перекрытия в зазоре между элементом, прикладывающим давление, и опорным цилиндром.

В другом воплощении - устройстве для формирования шва между по меньшей мере двумя заготовками - указанное "устройство" содержит нагревательный цилиндр, выполненный с возможностью вращения вокруг оси вращения, при этом нагревательный цилиндр имеет наружную периферийную поверхность, отверстия для текучего вещества на наружной периферийной поверхности и элемент, прикладывающий давление, расположенный рядом с отверстием для текучего вещества. Устройство содержит опорный цилиндр, выполненный с возможностью вращения вокруг оси вращения, при этом опорный цилиндр расположен вблизи нагревательного цилиндра, определяя зазор между нагревательным цилиндром и опорным цилиндром. Элементы, прикладывающие давление, выполнены с возможностью регулирования пространственного разноса между отверстием для текучего вещества и заготовкой, продвигающейся через зазор в направлении обработки.

В другом воплощении - способе для формирования шва - указанный способ включает этапы: обеспечения опорного блока; обеспечения формующего блока, прилегающего к опорному блоку, при этом формующий блок имеет лицевую поверхность, элемент, прикладывающий давление, протяженный наружу от лицевой поверхности к опорному блоку, и отверстие для текучего вещества в лицевой поверхности, расположенное сбоку от элемента, прикладывающего давление; продвижения первой заготовки в направлении обработки между формующим блоком и опорным блоком с пространственным разносом между отверстием для текучего вещества и первой заготовкой; продвижения второй заготовкой в направлении обработки, при этом первая заготовка находится между второй заготовкой и формующим блоком; регулирования пространственного разноса между первой заготовкой и отверстием для текучего вещества; нагревания текучего вещества до температуры, достаточной для по меньшей мере частичного расплавления заготовок; направления струи нагретого текучего вещества через отверстие для текучего вещества на зону перекрытия первой и второй заготовок; частичного расплавления зоны перекрытия и сжатия зоны перекрытия между элементом, прикладывающим давление, и опорным блоком.

Эти и другие характерные признаки, предусматриваемые воплощениями, описываемыми в настоящем раскрытии, станут в более полной мере понятны ввиду нижеследующего подробного описания в сочетании с чертежами.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Воплощения, показанные на чертежах, по своей сущности являются иллюстративными примерами и не предназначены для ограничения сути изобретения, определяемой формулой изобретения. Нижеследующее подробное описание иллюстративных воплощений может быть понято при прочтении в сочетании с нижеследующими чертежами, на которых похожие элементы обозначены похожими ссылочными позициями и на которых:

ФИГ. 1А иллюстрирует одно из воплощений частей заготовок, соединенных швом.

ФИГ. 1В иллюстрирует другое воплощение частей заготовок, соединенных швом.

ФИГ. 1С иллюстрирует еще одно воплощение частей заготовок, соединенных швом.

ФИГ. 2 представляет упрощенное схематическое изображение одного из воплощений выполненного с возможностью вращения сшивающего устройства, пригодного для сшивки двух или большего количества частей заготовок.

ФИГ. 3 представлет подробный вид выполненного с возможностью вращения устройства по ФИГ. 2.

ФИГ. 4 представляет другой подробный вид выполненного с возможностью вращения устройства по ФИГ. 2.

ФИГ. 4А представляет вид в перспективе одного из воплощений элемента, прикладывающего давление, и отверстия для текучего вещества.

ФИГ. 4В представляет вид в перспективе другого воплощения элемента, прикладывающего давление, и отверстия для текучего вещества.

ФИГ. 5 представляет упрощенное схематическое изображение другого воплощения сшивающего устройства, пригодного для сшивки двух или большего количества частей заготовок.

ФИГ. 6А иллюстрирует сшивающее устройство по ФИГ. 5 в применении.

ФИГ. 6В иллюстрирует сшивающее устройство по ФИГ. 5 в применении.

ФИГ. 7 представляет упрощенное схематическое изображение другого воплощения сшивающего устройства, пригодного для сшивки двух или большего количества частей заготовок.

ФИГ. 8 представляет упрощенное схематическое изображение еще одного воплощения сшивающего устройства, пригодного для сшивки двух или большего количества частей заготовок.

ФИГ. 9 представляет упрощенное схематическое изображение еще одного воплощения сшивающего устройства, пригодного для сшивки двух или большего количества частей заготовок.

ФИГ. 10 представляет упрощенное схематическое изображение еще одного воплощения сшивающего устройства, пригодного для сшивки двух или большего количества частей заготовок.

ФИГ. 11 представляет упрощенное схематическое изображение еще одного воплощения сшивающего устройства, пригодного для сшивки двух или большего количества частей заготовок.

ФИГ. 11А иллюстрирует сшивающее устройство по ФИГ. 11 в применении.

ФИГ. 11В иллюстрирует сшивающее устройство по ФИГ. 11 в применении.

ФИГ. 11С иллюстрирует сшивающее устройство по ФИГ. 11 в применении.

ФИГ. 12 - вид в перспективе трусов-подгузника.

ФИГ. 13 - вид в частичном разрезе в плоском состоянии трусов-подгузника, показанных на Фигуре 1.

ФИГ. 14 - вид в частичном разрезе в плоском состоянии второго воплощения трусов-подгузника.

ФИГ. 15А - вид трусов-подгузника по Фигурам 13 и 14 в поперечном разрезе, выполненном вдоль линии 15А-15А.

ФИГ. 15В - вид трусов-подгузника по Фигурам 13 и 14 в поперечном разрезе, выполненном вдоль линии 15В-15В.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Способы и устройства, описываемые в настоящем раскрытии, относятся к сшивке заготовок. Обычно части заготовок могут перекрываться, и для того, чтобы по меньшей мере частично расплавить перекрывающиеся части заготовок, из отверстия подают струю нагретого текучего вещества. Конкретнее, струя нагретого текучего вещества проникает в части заготовок и по меньшей мере частично расплавляет перекрывающиеся части заготовок, при этом части заготовок сшиваются в зоне перекрытия. Местоположение частей заготовок относительно отверстия может быть отрегулировано так, чтобы в ходе операции нагревания части заготовок удерживались на предварительно определенном расстоянии от отверстия. Затем в зоне перекрытия может быть приложено давление, посредством чего части заготовок сшиваются друг с другом. Во всех воплощениях, описываемых в настоящем раскрытии, текучее вещество может включать окружающий воздух или другие газы.

Термин «направление обработки» (MD) используется в настоящем раскрытии для обозначения направления потока материала в ходе процесса. Кроме того, относительное расположение и перемещение материала может описываться как течение в направлении обработки в ходе процесса от восходящего направления в процессе к нисходящему направлению в процессе.

Термин «поперечное направление» (CD) используется в настоящем раскрытии для обозначения направления, которое, по сути, является перпендикулярным направлению обработки.

В том значении, которое используется в настоящем раскрытии, термин «сшивка» описывает конфигурацию, посредством которой первый элемент непосредственно скрепляется со вторым элементом путем прикрепления первого элемента непосредственно ко второму элементу.

В том значении, которое используется в настоящем раскрытии, термин «заготовка» используется в настоящем раскрытии для описания материала, который первоначально является двумерным (т.е. находится в плоскости XY) и толщина которого (в направлении Z) является относительно малой (т.е. составляет 1/10 или менее) по сравнению с его длиной (в направлении X) и шириной (в направлении Y). Неограничивающие примеры заготовок включают заготовку, слой или слои, или волокнистые материалы, нетканые материалы, пленки и фольгу, такие как полимерные пленки или металлическая фольга. Эти материалы могут использоваться по отдельности или могут включать два или большее количество слоев, нанесенных друг на друга. Как таковое, полотно представляет собой заготовку.

В том значении, которое используется в настоящем раскрытии, термин «натягиваемый подгузник», относится к предмету одежды, который обычно носят младенцы и лица, страдающие недержанием, и который надевают как трусы. Следует понимать, однако, что настоящее раскрытие также применимо к другим абсорбирующим изделиям, таким как подгузники на липкой ленте, урологические трусы, гигиенические средства для женщин и т.п., в том числе абсорбирующие изделия, предназначенные для использования младенцами, детьми и взрослыми.

В том значении, которое используется в настоящем раскрытии, термин «внутренний» относится к первому элементу или материалу, который находится ближе к поперечной или продольной средней линии изделия относительно второго элемента или материала, при этом второй элемент или материал является «наружным» по отношению к первому.

В том значении, которое используется в настоящем раскрытии, термин «пористый» относится к материалу, имеющему воздухопроницаемость, по меньшей мере, 30 см³/см²/с при испытании согласно стандартному методу испытаний ткани на воздухопроницаемость методом калиброванного отверстия, описанному в методе Method 5450 стандарта Federal Test Method Standard No. 191A.

В том значении, которое используется в настоящем раскрытии, термин «по меньшей мере частично расплавленный» относится к материалам, по меньшей мере часть которых достигла по меньшей мере температуры точки размягчения, но не достигла температуры точки плавления. «Расплавленный» также относится, в его обычном смысле, к материалам, температура которых превышает точку плавления на по меньшей мере части материала.

В некоторых особенностях, настоящее раскрытие относится к швам, способам создания швов, изделиям, содержащим шов, и способам создания изделий, содержащих шов. Как будет более подробно описано ниже, шов может быть сформирован между двумя заготовками, где каждая из заготовок содержит один или несколько плавких компонентов. Шов также может быть сформирован между частями одной и той же заготовки, т.е., например, сложенной вдоль линии сгиба, образованной между двумя частями заготовки. Части заготовки, подлежащей сшивке, могут располагаться вблизи друг друга и нагреваться до по меньшей мере температуры размягчения или температуры плавления для по меньшей мере частичного расплавления одной или обеих частей заготовки. После нагревания части заготовки могут подвергаться сжатию. Нижеследующее описание, по сути, описывает швы, способы создания швов и устройство для создания швов. Несмотря на то, что различные воплощения описаны и проиллюстрированы по отдельности, следует принимать во внимание, что различные аспекты различных воплощений могут сочетаться, давая дальнейшие воплощения, которые с целью краткости могут не описываться непосредственно.

На ФИГ. 1А, 1В и 1С показаны схематические местные виды сбоку в вертикальном разрезе двух частей заготовок, подлежащих сшивке. Для формирования шва 10 по меньшей мере две части 11, 12 заготовок располагают прилегающим образом. Шов 10 содержит наружные поверхности 13, 14 и зону перекрытия 15 между заготовками 11, 12. На ФИГ. 1А показана конфигурация, именуемая в настоящем раскрытии швом внахлест, при которой два или большее количество материалов сшиты вдоль прилегающих, перекрывающихся поверхностей. На ФИГ. 1В показана конфигурация, которая в настоящем раскрытии именуется швом встык, при которой два или большее количество материалов сшиты на их краях или рядом с краями, и эти материалы загнуты от шва. На ФИГ. 1С проиллюстрированы части 11 и 12 заготовок, которые являются частью одной и той же непрерывной заготовки, которая сложена по линии сгиба F и перекрывается.

Сшивка по меньшей мере двух частей 11 и 12 заготовок, которые расположены прилегающим образом для формирования шва 10, как показано на ФИГ. 1А и 1В, может включать доставку первой заготовки и складывание заготовки для создания частей 11 и 12 заготовки, при этом части заготовки имеют определенную температуру плавления и наружную поверхность 13, 14, при этом температуры плавления первой 11 и второй 12 заготовок являются, по сути, одинаковыми или существенно различными. Операция сшивки может быть выполнена в интегрированном узле складывания и запаивания, описанном, например, в патенте США №5779831 (Schmitz). В некоторых воплощениях части 11 и 12 заготовок могут являться частью разных, отдельных заготовок, которые перекрываются. Для формирования зоны 15 перекрытия, операция сшивки также может включать этап размещения части 11 заготовки рядом с частью 12 заготовки. Текучее вещество может достаточно нагреваться для того, чтобы допускать, по меньшей мере, частичное расплавление частей 11, 12 заготовок. Струя нагретого текучего вещества может быть направлена к по меньшей мере одной из наружных поверхностей: к наружной поверхности 13 части 11 заготовки или к наружной поверхности 14 части 12 заготовки. Может допускаться проникновение текучего вещества в части 11 и 12 заготовок так, чтобы по меньшей мере часть каждой из частей 11 и 12 заготовок расплавлялась в зоне 15 перекрытия. Нагретое текучее вещество с регулируемой температурой и давлением может проходить из впускного канала для текучего вещества, приводя к образованию регулируемых и сосредоточенных струй нагретого текучего вещества, которые направляют к наружным 13, 14 поверхностям частей 11, 12 заготовок, подлежащих сшивке.

Под регулируемостью подразумевается то, что, если выбраны номинальные заданные значения, температуру и давление поддерживают в нормативных пределах. Например, заданное значение может быть выбрано исходя из обсужденных выше интервалов, и тогда температура может поддерживаться в фиксированном интервале вокруг номинального заданного значения, такого как ±30°C, и давление может поддерживаться в фиксированном интервале относительно номинального заданного значения, таком как ±1 бар. Допустимый интервал будет зависеть от связи между такими свойствами, как точка размягчения и/или температура плавления материалов, подлежащих сшивке, и выбранное номинальное заданное значение. Например, номинальное заданное значение, превышающее температуру плавления одного или нескольких из материалов, подлежащих сшивке, может потребовать более узкого интервала регулирования, чем номинальное заданное значение значительно более низкой температуры плавления одного или нескольких материалов, подлежащих сшивке. Интервал регулирования может быть асимметричным относительно номинального заданного значения. Под достаточным нагреванием подразумевается то, что текучее вещество нагревают до температуры, которая сделает возможным по меньшей мере частичное расплавление или по меньшей мере размягчение заготовки или заготовок. Достаточное нагревание может изменяться вместе с используемыми материалами и оборудованием. Например, если нагретое текучее вещество применяется к заготовке или заготовкам почти мгновенно, с небольшим или отсутствующим временем для охлаждения, текучее вещество может быть нагрето приблизительно до температуры размягчения или приблизительно до температуры плавления заготовки или заготовок. Если нагретое текучее вещество направляют к заготовке или заготовкам через некоторый промежуток по времени или расстоянию, так, что нагретое текучее вещество может несколько охлаждаться перед взаимодействием с заготовкой или заготовками, может оказаться необходимым нагревание текучего вещества, возможно, значительно выше точки размягчения или точки плавления заготовки или заготовок.

Текучее вещество также может доставляться к наружным поверхностям 13, 14 с импульсным воздействием. Воздействие струи нагретого текучего вещества может регулироваться так, чтобы как энергия, вводимая струей, так и энергия, вводимая другими средствами, такими как нагретая опора (если опора является нагреваемой), поверхность форсунки, деформация частей 11, 12 заготовок и внутреннее трение частей 11, 12 заготовок, была достаточна для того, чтобы по меньшей мере частично расплавить плавкие компоненты в частях 11, 12 заготовок для создания достаточной клейкости, которая при сжатии будет образовывать прочный шов в зоне перекрытия 15. Расплавление плавких компонентов повсюду в частях 11, 12 заготовок может происходить неравномерным образом.

Продолжительность переноса энергии в процессе, описываемом в настоящем раскрытии, может представлять собой динамический процесс, и может создаваться температурный градиент через поперечные сечения плавких компонентов. Т.е. сердцевина плавких компонентов может оставаться твердой, в то время как внешняя поверхность плавких компонентов расплавляется или близка к расплавлению. Внешняя поверхность может достигать точки размягчения даже ниже температуры плавления, и, таким образом, пластическая деформация материала может происходить при много меньшей нагрузке, чем для того же материала при температуре окружающей среды. Поэтому если один или несколько из материалов, подлежащих сшивке в шов 10, обладают точкой размягчения, процесс может регулироваться так, чтобы в по меньшей мере части частей 11, 12 заготовок он достигал температуры между точкой размягчения и точкой плавления. Использование температуры выше точки размягчения, но ниже точки плавления одного или нескольких из плавких компонентов может позволить создавать прочное термокомпрессионное соединение между частями 11, 12 заготовок с уменьшенным нарушением структуры плавких компонентов, например размягчением или иным ослаблением плавких компонентов.

Как будет более подробно обсуждаться ниже, способы сшивки по меньшей мере двух частей заготовок могут также включать этап сжатия шва 10 одним или несколькими элементами, прикладывающими давление, в то время как плавкие компоненты являются, по меньшей мере, частично расплавленными и/или находятся в клейком состоянии. Температура элементов, прикладывающих давление, может быть по меньшей мере ниже точки плавления шва 10. В некоторых воплощениях элемент, прикладывающий давление, может являться нагретым. Свойство клейкости плавких компонентов позволяет сшивать части 11, 12 заготовок, и, таким образом, можно сократить или исключить накопление расплавленного материала заготовок. При затвердевании такой расплавленный материал может образовывать на наружных поверхностях шва 10 твердые, царапающие выпуклости. Элементы, прикладывающие давление, могут быть спроектированы в соответствии с эстетическими требованиями, например, для создания обособленных точек, имеющих определенную форму, в которых сшивают части 11, 12 заготовок. Обособленные точки сжатия также могут делать шов более легким для раскрытия в случае надобности. Точки сжатия обычно могут принимать форму и расстояние между поверхностями, прикладывающими давление. В качестве одного из примеров, элементы, прикладывающие давление, могут быть, в общем, овальными или могут иметь какую-либо другую геометрическую или декоративную форму в соответствии с необходимым усилием отвода или восприятием усилия отвода. Элементы, прикладывающие давление, могут располагаться на равномерных или неравномерных расстояниях и могут быть ориентированы в разных направлениях.

В некоторых воплощениях способ, описываемый в настоящем раскрытии, составляет часть способа изготовления абсорбирующего изделия. Например, способ изготовления абсорбирующего изделия может включать доставку первой части 11 заготовки и второй части 12 заготовки, при этом каждая из первой части 11 и второй части 12 заготовок имеет температуру плавления и наружную поверхность 13, 14, при этом температуры плавления первой 11 и второй 12 частей заготовок являются, по сути, одинаковыми или существенно разными. Первая часть 11 заготовки может быть расположена вблизи по меньшей мере второй частью 12 заготовки, образуя зону 15 перекрытия. Текучее вещество может быть достаточно нагрето для того, чтобы допускать по меньшей мере частичное расплавление первой и второй частей 11, 12 заготовок. Струя нагретого текучего вещества может быть направлена на по меньшей мере одну из поверхностей: наружную поверхность 13 первой части 11 заготовки или наружную поверхность 14 второй части 12 заготовки. Может допускаться проникновение текучего вещества в первую 11 и вторую 12 части заготовок так, чтобы по меньшей мере часть каждой из первой заготовки 11 и второй заготовки 12 расплавлялась в зоне 15 перекрытия. Первая часть 11 заготовки и вторая часть 12 заготовки могут содержать боковую вставку, переднюю часть, заднюю часть или их сочетание. Как будет более подробно обсуждаться ниже, в качестве одного из примеров, абсорбирующее изделие может представлять собой натягиваемый подгузник. Первая и вторая части заготовок могут представлять собой нетканые материалы. Первая и вторая части заготовок могут также содержать эластичную пленку. Способ изготовления абсорбирующего изделия также может включать сжатие зоны 15 перекрытия. Сжатие зоны 15 перекрытия может быть выполнено после частичного расплавления частей 11 и 12 заготовок в зоне 15 перекрытия. Например, сжатие зоны 15 перекрытия может происходить в пределах 5 миллисекунд, или 10 миллисекунд, или 50 миллисекунд частичного расплавления частей 11 и/или 12 заготовок. В некоторых воплощениях зона 15 перекрытия может быть сжата в ходе нескольких циклов. После сжатия части 11 и 12 заготовок могут быть разрезаны на отдельные изделия, например, с использованием механического режущего устройства, такого как гнутое лезвие или вырубной нож. В некоторых воплощениях следует принимать во внимание, что части 11 и 12 заготовок сжимают и разрезают на одном этапе.

Части 11 и 12 заготовок могут представлять собой нетканые заготовки с основной массой в интервале от 10 до 500 граммов на квадратный метр, содержащие волокна в диапазоне от микроволокон с плотностью менее одного денье до традиционных волокон с плотностью в интервале от 1 до 7 денье. Нетканые заготовки также могут содержать эластичные материалы в форме нитей. Частично основываясь на толщине заготовок, промежуток времени, требуемый для сшивки заготовок 11, 12 данным способом, может находиться в интервале от 5 до 2000 миллисекунд. В некоторых воплощениях для нагревания может использоваться от 30 до 250 миллисекунд, и от 5 до 250 миллисекунд может использоваться для сжатия/охлаждения. В некоторых воплощениях этап сжатия может быть очень коротким, почти мгновенным. Используемые промежутки времени могут изменяться вместе с выбором номинального давления и температуры. Большее время обработки материалы могут без повреждения выдерживать при более низком давлении и/или температуре, в то время как более высокое давление и/или температура может использоваться с более короткими временами обработки.

По меньшей мере одна из частей 11 и 12 заготовок может содержать достаточное количество плавкого материала для того, чтобы эта часть заготовки поддавалась термической сшивке с другой частью заготовки. Части 11, 12 заготовки могут быть пористыми - воздухопроницаемыми, проницаемыми для текучих веществ и пара - и часть 11 заготовки, часть 12 заготовки или обе части 11 и 12 заготовок могут содержать плавкие компоненты. Части 11, 12 заготовок могут быть ткаными или неткаными и могут содержать волокна или полимерные вяжущие, природные волокна, такие как целлюлоза - древесную массу, хлопок, джут, коноплю; синтетические волокна, такие как гидратцеллюлозное волокно, сложное полиэфирное, полиолефиновое, акриловое, полиамидное, арамидное, политетрафторэтиленовое металлическое, полиимидное, полипропиленовое, полиэтиленовое волокна; или вяжущие, такие, как двухкомпонентное волокно, сополимерный сложный полиэфир, поливинилхлорид, сополимер винилацетата и винилхлорида, сополимерный полиамид, сополимер уретана и мочевины. Части 11 и 12 заготовок могут содержать смеси материалов, при этом некоторые из материалов, составляющих эти смеси, не являются плавкими. Части 11, 12 заготовок могут состоять из одинаковых или разных материалов. Каждая из частей 11, 12 заготовок имеет определенную температуру плавления, и температура плавления частей 11, 12 заготовок может быть разной или, по существу, одинаковой. Температуры плавления являются, по сути, одинаковыми, если они находятся в пределах 30°C относительно друг друга. Температуры плавления частей 11, 12 заготовок могут находиться в пределах 10°C одна относительно другой или в пределах 5°C относительно друг друга. В некоторых воплощениях температуры плавления частей 11, 12 заготовки являются одинаковыми. По мере уменьшения разности между температурами плавления может возрастать возможность контролировать шов.

Процесс сшивки дозирует и распределяет тепловую энергию внутри и вокруг области перекрытия, где будет образовано термокомпрессионное соединение. В некоторых случаях, чем ниже тепловая энергия, доставляемая для образования термокомпрессионного соединения, тем менее вероятно то, что процесс будет повреждать близлежащие материалы или воздействовать на слои, прилегающие к намеченному месту термокомпрессионного соединения. Струя нагретого текучего вещества, такого как, например, воздух, может рассредоточиваться по пористым слоям, или там, где температура плавления частей 11, 12 заготовок не является одинаковой, при этом горячий воздух может использоваться для формирования сквозь наружный слой отверстия, допускающего проникновение горячего воздуха во внутреннюю часть заготовки. Когда каждая из частей 11, 12 заготовок является пористой, и части 11, 12 заготовок имеют, по сути, одинаковую температуру плавления, может использоваться поток воздуха с относительно низкой температурой и низким давлением, что в результате не приводит к большому повреждению волокон внутри и вокруг зоны термокомпрессионного соединения. В некоторых случаях, если одна из частей 11, 12 заготовок или другой слой материала, находящегося между источником горячего воздуха и частями 11, 12 заготовок, не является пористым или имеет температуру плавления, которая не является, по сути, такой же, как у других слоев, может потребоваться поток воздуха с относительно высокой температурой и высоким давлением.

На ФИГ. 2 показано упрощенное схематическое изображение выполненного с возможностью вращения сшивающего устройства 20, которое может использоваться для сшивки частей 11 и 12 заготовок с образованием шва 10. Выполненное с возможностью вращения сшивающее устройство 20 содержит формующий цилиндр 22 с элементами 24, прикладывающими давление, протяженными радиально наружу от наружной периферической поверхности 26 формующего цилиндра 22. Следует принимать во внимание, что формующий цилиндр 22 может содержать один или несколько элементов 24, прикладывающих давление. Элементы 24, прикладывающие давление, могут содержать выпускные каналы 28 для текучего вещества, при этом каждый выпускной канал 28 для текучего вещества содержит отверстие 30 для текучего вещества. Выпускной канал 28 для текучего вещества находится в связи по текучей среде с камерой 32 для текучего вещества, обеспечивающей источник текучего вещества под давлением, предназначенный для доставки нагретого текучего вещества под давлением, такого как, например, воздух, к выпускному каналу 28 для текучего вещества. В некоторых воплощениях для нагревания текучего вещества внутри камеры 32 для текучего вещества предусмотрено нагревательное устройство 34. В некоторых воплощениях истечение текучего вещества из камеры 32 для текучего вещества в выпускной канал 28 для текучего вещества может управляться клапаном 36.

Как показано на ФИГ. 2, для продвижения частей 11 и 12 заготовок в направлении обработки MD на формующем цилиндре 22 могут использоваться приводные ролики 38. Части 11 и 12 заготовок могут оборачиваться вокруг наружной периферической поверхности формующего цилиндра 22 по мере его вращения. После вмещения в формующий цилиндр 22 нагретое текучего вещества под давлением выпускают из выпускных каналов для текучего вещества для нагревания частей 11 и 12 заготовок, в то время как формующий цилиндр вращается. По меньшей мере частично расплавленные части заготовок продвигают через зазор 40 между формующим цилиндром 22 и опорным цилиндром 42. Опорный цилиндр 42 может располагаться относительно формующего цилиндра 22 так, чтобы поверхность 44, прикладывающая давление, на элементе 24, прикладывающем давление, сжимала части 11 и 12 заготовок в зоне перекрытия 15 по мере продвижения частей 11 и 12 заготовок через зазор 40. В некоторых воплощениях высота зазора 40 может регулироваться для управления давлением, прикладываемым к частям 11 и 12 заготовок элементами 24, прикладывающими давление. Давление, прикладываемое к частям 11 и 12 заготовок, может, например, находится в интервале от 1×10⁵ ньютонов на квадратный метр до 1×10⁸ ньютонов на квадратный метр.

Несмотря на то, что это не показано на фигурах, следует принимать во внимание, что концы или начала частей 11, 12 заготовок в восходящем направлении и целевое положение шва 10 в нисходящем направлении могут иметь различные отличающиеся конфигурации. Например, части 11 и 12 заготовок могут иметь начало в форме рулона, и в нисходящем направлении могут быть предусмотрены средства разматывания, безузлового соединения концов и/или складывания, позволяющие направлять непрерывные отрезки этих заготовок через средства сшивки и/или преобразователи для изготовления конструкций заготовок. Кроме того, несмотря на то, что устройство 20, описано в настоящем раскрытии как содержащее формующий цилиндр 22 и опорный цилиндр 42, такое описание никоим образом не предназначено для ограничения способа, описанного для устройства, содержащего цилиндры.

Со ссылкой на ФИГ. 3, показан упрощенный вид в частичном разрезе формующего цилиндра 22 с образцом элемента 24, прикладывающего давление. Элемент 24, прикладывающий давление, может содержать, например, выпускной канал 28 для текучего вещества конической или цилиндрической формы, через который направляют нагретое текучее вещество, предназначенное для по меньшей мере частичного расплавления плавких компонентов частей 11, 12 заготовок. Несмотря на то, что нижеследующее обсуждение относится к выпускному каналу 28 для текучего вещества цилиндрической формы, следует принимать во внимание, что также могут использоваться выпускные каналы 28 для текучего вещества различных других форм, такие как, например, конусы, прямоугольники и пирамиды. Форсунки для текучего вещества могут быть соединены с верхней лицевой поверхностью 50 выпускного канала 28 для текучего вещества. Следует принимать во внимание, что верхняя лицевая поверхность 50 и отверстие 30 могут быть сконфигурированы так, чтобы они имели различные отличающиеся размеры. Например, в некоторых воплощениях диаметр верхней лицевой поверхности 50 цилиндрического выпускного канала 28 для текучего вещества может находиться в интервале от 1 миллиметра до 8 миллиметров, а диаметр отверстия 30 зоны 34 цилиндрической формы может находиться в интервале от 0,1 миллиметров до 6 миллиметров.

Нагретое текучее вещество, проходящее через выпускной канал 28 для текучего вещества, направляют к зоне перекрытия 15 частей 11, 12 заготовок по мере продвижения частей заготовок 11, 12 в направлении обработки MD через зазор 40 между формующим цилиндром 22 и опорным цилиндром 42. После того как нагретое текучее вещество частично расплавляет плавкие компоненты частей 11, 12 заготовок, элемент 24, прикладывающий давление, прикладывает давление и сжимает частично расплавленные компоненты частей 11, 12 заготовок, сшивая части 11, 12 заготовок в шов 10. Как упоминалось ранее, текучее вещество может представлять собой окружающий воздух или другие газы. Следует принимать во внимание, что текучее вещество может нагреваться до различных температур и нагнетаться при различных давлениях. Например, в некоторых воплощениях текучее вещество может быть нагрето до температуры в интервале от низшей точки плавления частей 11, 12 заготовок минус 30°C до низшей точки плавления частей 11, 12 заготовок плюс 100°C. В некоторых иллюстративных конфигурациях давление текучего вещества может находиться в интервале от 0,1×10⁵ ньютонов на квадратный метр до 1×10⁶ ньютонов на квадратный метр.

В ходе работы выпускной канал 28 для текучего вещества может перемещаться с такой же скоростью или приблизительно с такой же скоростью, как зона перекрытия 15 частей 11, 12 заготовок в разные промежутки времени, что позволяет направлять нагретое текучее вещество на по меньшей мере одну из наружных поверхностей 13, 14. В некоторых воплощениях