BR112018010732B1 - Método de corte de uma estrutura de manta - Google Patents

Abstract

MÉTODO DE CORTE DE UMA ESTRUTURA DE MANTA. Um método de corte de uma estrutura de manta que é utilizada no fabrico de um artigo absorvente. O método de corte da estrutura da manta pode empregar um laser que tenha um modo de funcionamento por pulsos. Em várias modalidades, a frequência do feixe de radiação pulsada a partir do laser pode ser padronizada para corresponder ao material da estrutura da manta. Em várias modalidades, a frequência do feixe de radiação pulsada a partir do laser pode ser padronizada para corresponder à velocidade com que a estrutura da manta está se movendo e pode mudar com qualquer alteração na velocidade do movimento da estrutura da manta.

Description

FUNDAMENTOS DA DIVULGAÇÃO

[001] Os artigos absorventes para cuidados pessoais são fabricados utilizando uma variedade de componentes, incluindo estruturas de manta, que podem proporcionar vários benefícios para o usuário do artigo absorvente. Um exemplo de uma estrutura de manta pode ser uma manta ou película não tecida permeável a líquido que pode ser utilizada como uma camada de contato com o corpo, tal como uma camada de folha superior, do artigo absorvente. Outro exemplo de uma estrutura de manta pode ser uma manta ou película não tecida impermeável a líquido que pode ser utilizada como uma camada de contato com o vestuário, tal como uma camada de folha posterior, do artigo absorvente.

[002] Os artigos absorventes para cuidados pessoais podem ser fabricados numa variedade de formas, tais como, por exemplo, retangular ou ampulheta, e uma variedade de tamanhos que podem ser dimensionados para se adaptarem a uma gama de usuários desde o lactente até ao adulto. As estruturas de manta que formam alguns dos componentes de um artigo absorvente são cortadas a partir de folhas maiores de estruturas de manta, em estruturas de manta menores, apropriadamente dimensionadas, para serem incorporadas no artigo absorvente resultante.

[003] O corte da folha maior de estruturas de manta em estruturas de manta menores, de tamanho apropriado, pode empregar um laser que pode emitir um feixe de radiação na estrutura da manta. A saída de energia do feixe de radiação pode ser absorvida pela estrutura da manta na área que é o foco do feixe de radiação. A absorção da energia do feixe de radiação pode resultar na vaporização da estrutura da manta na área de foco. A vaporização da estrutura da manta pode resultar numa borda áspera para a estrutura de manta restante, devido à fusão do material da estrutura da manta que encosta na área onde ocorreu a vaporização.

[004] Como estas estruturas de manta serão utilizadas em artigos absorventes para cuidados pessoais e podem potencialmente entrar em contato com a pele do usuário, é necessário um método de corte de uma estrutura de manta que resulte numa borda mais macia para a estrutura de manta cortada.

SUMÁRIO DA DIVULGAÇÃO

[005] Em várias modalidades, um método de corte de uma estrutura de manta pode ter as seguintes etapas: proporcionar um laser capaz de emitir um feixe de radiação; proporcionar a estrutura de manta em que a estrutura de manta compreende uma primeira porção de material e uma segunda porção de material; direcionar o feixe de radiação do laser para a primeira porção da estrutura da manta com um primeiro perfil de pulsos por diâmetro do feixe; direcionar o feixe de radiação do laser para a segunda porção da estrutura da manta com um segundo perfil de pulsos por diâmetro do feixe; em que a primeira porção da estrutura da manta é diferente da segunda porção da estrutura da manta e em que o primeiro perfil de pulsos por diâmetro do feixe é diferente do segundo perfil de pulsos por diâmetro do feixe. Em várias modalidades, a primeira porção da estrutura de manta compreende um material compreendendo pelo menos um dentre polietileno, polipropileno ou poliéster e a segunda porção da estrutura de manta compreende um material compreendendo pelo menos um dentre polietileno, polipropileno ou poliéster.

[006] Em várias modalidades, a primeira porção da estrutura da manta é uma camada única de material e a segunda porção da estrutura da manta é uma estrutura laminada de pelo menos dois materiais sobrepostos um ao outro. Em várias modalidades, os pelo menos dois materiais da estrutura laminada estão pelo menos parcialmente ligados um ao outro.

[007] Em várias modalidades, a primeira porção da estrutura da manta é uma estrutura laminada de pelo menos duas camadas de material sobrepostas umas às outras e a segunda porção da estrutura da manta é uma estrutura laminada de pelo menos três camadas de material sobrepostas umas às outras. Em várias modalidades, as pelo menos duas camadas da estrutura laminada da primeira porção da manta são pelo menos parcialmente ligadas uma à outra e em que as pelo menos três camadas de materiais da estrutura laminada da segunda porção da estrutura da manta são pelo menos parcialmente ligadas umas às outras.

[008] Em várias modalidades, o primeiro perfil de pulsos por diâmetro de feixe é de 0,25 a 32 e o segundo perfil de pulsos por diâmetro de feixe é de 0,25 a 32. Em várias modalidades, o primeiro perfil de pulsos por diâmetro de feixe é de 0,25 a 8 e o segundo perfil de pulsos por diâmetro de feixe é de 0,25 a 8.

[009] Em várias modalidades, o laser tem um modo de operação de pulso. Em várias modalidades, o feixe de radiação de laser é uma estrutura de modo único. Em várias modalidades, o feixe de radiação de laser tem um diâmetro localizado entre 150 μm e 350 μm.

[0010] Em várias modalidades, um método de corte de uma estrutura de manta tem as etapas de: proporcionar um laser; fornecer a estrutura da manta; mover a estrutura da manta a uma primeira velocidade; direcionar um feixe de radiação do laser para a estrutura da manta numa primeira frequência, resultando num primeiro perfil de pulsos por diâmetro do feixe; variar a velocidade do movimento da estrutura da manta para uma segunda velocidade; e direcionar um feixe de radiação do laser para a estrutura da manta como uma segunda frequência, resultando em um segundo perfil de pulsos por diâmetro do feixe; em que a primeira frequência e a segunda frequência são diferentes.

[0011] Em várias modalidades, o primeiro perfil de pulsos por diâmetro de feixe é o mesmo que o segundo perfil de pulsos por diâmetro de feixe. Em várias modalidades, o primeiro perfil de pulsos por diâmetro de feixe é diferente do segundo perfil de pulsos por diâmetro de feixe.

[0012] Em várias modalidades, o primeiro perfil de pulsos por diâmetro de feixe é de 0,25 a 32 e o segundo perfil de pulsos por diâmetro de feixe é de 0,25 a 32. Em várias modalidades, o primeiro perfil de pulsos por diâmetro de feixe é de 0,25 a 8 e o segundo perfil de pulsos por diâmetro de feixe é de 0,25 a 8.

[0013] Em várias modalidades, o laser tem um modo de operação de pulso. Em várias modalidades, o feixe de radiação de laser é uma estrutura de modo único. Em várias modalidades, o feixe de radiação de laser tem um diâmetro localizado entre 150 μm e 350 μm.

[0014] Em várias modalidades, a estrutura da manta compreende um material que compreende pelo menos um dentre um poliéster, polipropileno ou polietileno.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA DIVULGAÇÃO

[0015] A presente divulgação é direcionada a um método de corte de uma estrutura de manta que é utilizada no fabrico de um artigo absorvente. O método de corte da estrutura da manta pode empregar um laser que tenha um modo de funcionamento por pulsos. Em várias modalidades, a frequência do feixe de radiação pulsada a partir do laser pode ser padronizada para corresponder ao material da estrutura da manta. Em várias modalidades, a frequência do feixe de radiação pulsada a partir do laser pode ser padronizada para corresponder à velocidade com que a estrutura da manta está se movendo e pode mudar com qualquer alteração na velocidade do movimento da estrutura da manta.

Definições:

[0016] O termo "artigo absorvente" se refere a um artigo que pode ser colocado contra ou próximo ao corpo (isto é, contíguo ao corpo) do usuário para absorver e conter vários exsudatos líquidos, sólidos e semissólidos liberados pelo corpo. Tais artigos absorventes se destinam a ser descartados após um período limitado de uso, em vez de serem lavados ou de outro modo restaurados para a reutilização. Deve-se entender que a presente divulgação é aplicável a vários artigos absorventes descartáveis, incluindo, mas não se limitando a fraldas, calças de treino, calças para crianças, roupas para natação, produtos de higiene feminina, incluindo, mas não se limitando a, absorventes, produtos para incontinência, roupas médicas, protetores cirúrgicos e curativos, outros vestuários de cuidados pessoais ou de cuidados da saúde e similares, sem se afastar do escopo da presente divulgação.

[0017] O termo “ligado” se refere neste documento a unir, aderir, conectar, fixar, ou similar, dois elementos. Dois elementos serão considerados ligados quando estiverem unidos, aderidos, conectados, fixados, ou similar, direta ou indiretamente um ao outro, por exemplo, quando cada um está diretamente ligado aos elementos intermediários. A ligação de um elemento a outro pode ocorrer por meio de ligações contínuas ou intermitentes. A ligação de um elemento a outro pode ocorrer através de qualquer meio adequado, tal como, mas não limitado a, adesivos, ligações ultrassônicas, ligações térmicas, ligações por pressão ou outras técnicas convencionais. Um adesivo pode ser aplicado continuamente ou intermitentemente, como contas, um spray, redemoinhos paralelos ou similares. Adesivos adequados podem ser obtidos de Bostik Findlay Adhesives, Inc., de Wauwatosa, WI, EUA.

[0018] O termo “manta cardada” refere-se, neste documento, a uma trama contendo fibras naturais ou sintéticas de comprimento descontínuo normalmente com comprimentos de fibra inferiores a cerca de 100 mm. Fardos de fibras descontínuas podem ser submetidos ao processo de abertura para separação das fibras, as quais são então enviadas a um processo de cardagem que separa e penteia as fibras a fim de alinhá-las na direção da máquina depois de serem depositadas sobre um arame em movimento para processamento adicional. Essas tramas geralmente são submetidas a algum tipo de processo de ligação, tais como ligação térmica, usando calor e/ou pressão. Além disso, ou em vez disso, as fibras podem ser submetidas a processos adesivos para ligar as fibras umas às outras, tal como pelo uso de adesivos em pó. A manta cardada pode ser submetida ao entrelaçamento fluido, tal como hidroentrelaçamento, para entrelaçar ainda mais as fibras e, assim, melhorar a integridade da manta cardada. As tramas cardadas, devido ao alinhamento das fibras no sentido da máquina, quando são ligadas, geralmente terão mais resistência no sentido da máquina do que resistência no sentido transversal da máquina.

[0019] O termo “película” se refere neste documento a uma película termoplástica feita usando um processo de extrusão e/ou formação, tal como o processo de extrusão de película fundida ou de película soprada. O termo inclui películas com aberturas, películas com fendas e outras películas porosas, as quais constituem películas de transferência de líquido, bem como películas que não transferem fluidos, tais como, mas não limitadas a, películas de barreira, películas preenchidas, películas respiráveis e películas orientadas.

[0020] O termo "entrelaçamento por fluido" e "entrelaçado por fluido" refere-se aqui a um processo de formação para aumentar ainda mais o grau de entrelaçamento das fibras em uma determinada trama fibrosa não tecida, ou entre tramas fibrosas não tecidas e outros materiais, de modo a dificultar a separação das fibras e/ou camadas individuais como resultado do entrelaçamento. Geralmente isso é realizado apoiando a trama fibrosa não tecida em algum tipo de superfície de formação ou de transporte que tenha pelo menos algum grau de permeabilidade ao fluido pressurizado que está sendo aplicado. Em seguida, um fluxo de fluido pressurizado (normalmente múltiplos fluxos) é direcionado contra a superfície da trama não tecida, situada no lado oposto da superfície apoiada da trama. O fluido pressurizado entra em contato com a fibra e força partes das fibras na direção do fluxo do fluido, deslocando toda as fibras, ou parte da pluralidade de fibras, na direção da superfície apoiada da trama. O resultado é o entrelaçamento adicional das fibras no que pode ser chamado de direção Z da trama (sua espessura) em relação à sua dimensão mais plana, seu plano X-Y. Quando duas ou mais tramas separadas ou outras camadas são colocadas adjacentes umas às outras na superfície de formação/transporte e submetida ao fluido pressurizado, geralmente o resultado desejado é que algumas das fibras de pelo menos uma das tramas sejam forçadas para dentro da trama ou camada adjacente, causando o entrelaçamento de fibras entre as interfaces das duas superfícies, de modo a resultar na colagem ou junção das tramas/camadas devido ao maior entrelaçamento das fibras. O grau de adesão ou entrelaçamento dependerá de vários fatores incluindo, mas sem limitação, os tipos de fibras utilizados, o comprimento das fibras, o grau de pré-adesão ou entrelaçamento da trama, ou tramas, antes de ser submetida ao processo de entrelaçamento por fluido, o tipo de fluido utilizado (líquidos, por exemplo, água; vapor ou gases, por exemplo, ar), a pressão do fluido, a quantidade de fluxos do fluido, a velocidade do processo, o tempo de permanência do fluido e a porosidade da trama ou tramas/outras camadas e a superfície de formação/transporte. Um dos processos mais comuns de entrelaçamento por fluido é chamado de hidroentrelaçamento, que é um processo bem conhecido para aqueles com habilidade comum na área de tramas não tecidas. É possível encontrar exemplos de processos de entrelaçamento por fluido na Patente U.S. n° 4.939.016 para Radwanski et al., Patente U.S. n° 3.485.706 para Evans, e Patente U.S. n° 4.970.104 e 4.959.531 para Radwanski, aqui incorporadas para referência em sua totalidade para todas as finalidades.

[0021] O termo “g/m2” se refere neste documento a gramas por metro cúbico.

[0022] O termo “hidrofílico” se refere neste documento a fibras ou a superfícies de fibras que são molhadas por líquidos aquosos em contato com as fibras. O grau de molhamento dos materiais pode, por sua vez, ser descrito em termos de ângulos de contato e de tensões superficiais dos líquidos e materiais implicados. Os equipamentos e técnicas adequados para a medição da molhabilidade de materiais fibrosos específicos ou de misturas de materiais fibrosos podem ser fornecidos por Cahn SFA-222 Surface Force Analyzer System (sistema de analisador de resistência de superfície) ou por um sistema substancialmente equivalente. Quando medidas com este sistema, as fibras que possuem ângulos de contato menores do que 90 são designadas como “molháveis” ou hidrofílicas, e fibras com ângulos de contato maiores do que 90 são designadas “não molháveis” ou hidrofóbicas.

[0023] O termo “impermeável a líquidos” se refere neste documento a um laminado de camada simples ou múltiplas camadas no qual os exsudatos corporais líquidos, tais como urina, não passarão pela camada ou laminado, sob condições normais de uso, em um sentido geralmente perpendicular ao plano da camada ou laminado no ponto de contato com o líquido.

[0024] O termo “permeável a líquidos” se refere neste documento a qualquer material que não seja impermeável a líquidos.

[0025] O termo “meltblown” se refere neste documento às fibras formadas pela extrusão de um material termoplástico fundido, por meio de uma pluralidade de moldes capilares finos, geralmente circulares, como fios ou filamentos fundidos, em fluxos de gás aquecido de convergência em alta velocidade (por exemplo, ar), que atenuam os filamentos de material termoplástico fundido a fim de reduzir seus diâmetros, que pode ser um diâmetro de microfibra. Por conseguinte, as fibras meltblown são carregadas pelo fluxo de gás em alta velocidade e são depositadas em uma superfície de coleta de modo a formar uma manta de fibras meltblown dispersas aleatoriamente. Tal processo é divulgado, por exemplo, na Patente EUA n° 3.849.241 para Butin, et al., incorporada neste documento por referência. Fibras meltblown são microfibras que podem ser contínuas ou descontínuas, normalmente são menores do que 0,6 denier e podem ser pegajosas e autoaderentes quando depositadas sobre uma superfície coletora.

[0026] O termo "não tecido" refere-se aqui a um material que é formado sem o auxílio de um processo de tecelagem ou malharia têxtil. O material pode ter uma estrutura de fibras, filamentos ou fios individuais (coletivamente denominados “fibras”) que podem ser intercalados, mas não de uma maneira identificável como em um tecido de malha. O material não tecido pode ser formado a partir de muitos processos, tais como, mas não limitados a, processos de fusão, processos de spunbonding, processos de manta cardada, etc.

[0027] O termo “spunbond” se refere neste documento a fibras de pequeno diâmetro formadas pela extrusão de material termoplástico fundido como filamentos a partir de uma pluralidade de capilares finos de uma fieira, com uma configuração circular ou de outro tipo, e o diâmetro dos filamentos extrudados é reduzido rapidamente por meio de um processo convencional, por exemplo, extrusão por tração, e processos descritos na Patente dos EUA N.° 4.340.563 para Appel et al., Patente dos EUA N.° 3.692.618 para Dorschner et al., Patente dos EUA N.° 3.802.817 para Matsuki et al., Patente dos EUA N.° 3.338.992 e 3.341.394 para Kinney, Patente dos EUA N.° 3.502.763 para Hartmann, Patente dos EUA N.° 3.502.538 para Peterson e Patente dos EUA N.° 3.542.615 para Dobo et al., cada uma delas incorporada neste documento em sua totalidade para referência. As fibras spunbond são geralmente contínuas e muitas vezes apresentam uma média de comprimento denier maior que 0,3, e em uma modalidade, entre cerca de 0,6, 5 e 10 e cerca de 15, 20 e 40. Normalmente, as fibras spunbond não são aderentes quando são depositadas em uma superfície de coleta.

[0028] O termo “termoplástico” se refere neste documento a um material que amolece e que pode ser moldado quando exposto ao calor e que, substancialmente, retorna a uma condição não amolecida quando resfriado.

[0029] O termo "usuário" refere-se aqui a quem utiliza um artigo absorvente, tal como, mas não limitado a, uma fralda, fralda de treinamento, calças para crianças, produto para incontinência, absorvente feminino ou outro artigo absorvente e o artigo absorvente é colocado em proximidade com o corpo para capturar exsudados corporais.

Estrutura da Manta:

[0030] Embora as modalidades aqui descritas possam geralmente aplicar-se a uma estrutura de manta processada na direção longitudinal da estrutura da manta, também conhecida como a direção da máquina, deve notar-se que aquele não versado na técnica poderia aplicar a informação aqui apresentada a uma estrutura de manta processada na direção transversal da estrutura da manta, também conhecida como a direção contrária da máquina, sem se afastar do espírito e do escopo da divulgação.

[0031] Em várias modalidades, a estrutura da manta pode ser uma única camada de material. Em várias modalidades, a estrutura da manta pode ter uma estrutura laminada na qual pelo menos duas camadas de material são sobrepostas umas sobre as outras. Em várias modalidades, a estrutura da manta pode ter uma estrutura laminada na qual pelo menos três camadas de material são sobrepostas umas sobre as outras. Em várias modalidades, uma estrutura da manta pode ter uma estrutura laminada em que pelo menos quatro camadas de material são sobrepostas umas sobre as outras. Em várias modalidades, uma porção da estrutura da manta pode ser uma camada única de material e outra parte da mesma estrutura da manta pode ser uma estrutura laminada na qual pelo menos duas camadas de material são sobrepostas umas sobre as outras. Em várias modalidades, uma porção da estrutura da manta pode ser uma estrutura laminada na qual pelo menos duas camadas de material são sobrepostas umas sobre as outras e outra porção da mesma estrutura da manta pode ser uma estrutura laminada na qual pelo menos três camadas de material são sobrepostas umas sobre as outras. Em várias modalidades, as camadas de uma estrutura laminada podem ser pelo menos parcialmente ligadas uma à outra. Em várias modalidades, as camadas de uma estrutura laminada estão totalmente ligadas umas às outras. Em várias modalidades, as camadas de uma estrutura laminada não estão ligadas umas às outras.

[0032] Uma camada da estrutura da manta pode ser fabricada a partir de uma ampla seleção de materiais, tais como fibras sintéticas (por exemplo, fibras de poliéster ou polipropileno), fibras naturais (por exemplo, madeira ou fibras de algodão), uma combinação de fibras naturais e sintéticas, espumas porosas, espumas reticuladas, película, películas plásticas com aberturas ou semelhantes. Exemplos de materiais adequados incluem, mas não estão limitados a, raion, madeira, algodão, poliéster, polipropileno, polietileno, náilon, ou outras fibras ligadas por calor, fibras descontínuas bicomponentes, poliolefinas, tais como, mas não limitadas a, copolímeros de polipropileno e polietileno, polietileno linear de baixa densidade e ésteres alifáticos como o ácido polilático, mantas de películas finamente perfuradas, materiais de rede e similares, bem como suas combinações. Um exemplo de uma fibra descontínua bicomponente inclui uma fibra bicomponente de polietileno/polipropileno. Nesta fibra bicomponente particular, o polipropileno forma o núcleo e o polietileno forma o revestimento da fibra. Fibras bicomponentes com outras orientações tais como multilobais, lado-a-lado, ou de ponta-a-ponta, podem ser usadas sem se afastar do escopo desta divulgação.

[0033] O material que forma a camada pode ser processado em uma manta não tecida ou uma película. A manta não tecida ou película, portanto, forma uma camada de estrutura da manta. Exemplos de uma manta não tecida podem incluir manta spunbond, manta meltblown, manta coforme, manta cardada, manta cardada ligada, manta spunbond bicomponente, spunlace, ou semelhantes, bem como combinações das mesmas.

[0034] Uma camada da estrutura da manta pode ser composta por um material substancialmente hidrofóbico, e o material hidrofóbico pode, opcionalmente, ser tratado com um surfactante ou processado de outro modo para conferir um nível desejado de molhabilidade e hidrofilicidade. O surfactante pode ser aplicado por quaisquer meios convencionais, tais como pulverização, impressão, revestimento com pincel ou semelhantes. O surfactante pode ser aplicado a toda a camada de uma estrutura da manta ou pode ser seletivamente aplicado a seções particulares da camada de uma estrutura da manta.

[0035] A estrutura da manta pode ser elástica ou não elástica, esticável ou não esticável. Em várias modalidades, a estrutura da manta pode ser adequadamente esticável e mais adequadamente elástica, pelo menos na direção transversal. Em várias modalidades, a estrutura da manta pode ser esticável e, mais adequadamente, elástica, nas direções transversal e longitudinal.

[0036] A estrutura da manta pode ser respirável, permeável a líquido e/ou impermeável a líquido. Em várias modalidades, a estrutura da manta pode ser uma única camada permeável a líquido. Em várias modalidades, a estrutura da manta pode ser uma única camada impermeável a líquido. Em várias modalidades, a estrutura da manta pode ter uma estrutura laminada na qual pelo menos duas camadas de material são sobrepostas uma sobre a outra e pelo menos uma das camadas é impermeável a líquido. Em várias modalidades, a estrutura da manta pode ter uma estrutura laminada na qual pelo menos duas camadas de material são sobrepostas umas sobre as outras e a estrutura da manta é respirável e impermeável a líquido.

[0037] Em várias modalidades, uma camada de uma estrutura de manta pode ter uma gramatura de cerca de 10, 12 ou 15 g/m2 a cerca de 20, 22, 25 ou 30 g/m2. Em várias modalidades, uma camada de uma estrutura de manta pode ser uma manta meltblown de fibras de poliolefina. Em várias modalidades, uma camada de uma estrutura de manta pode ser uma manta de fibras de poliolefina. Um exemplo de tal camada de uma estrutura de manta pode ser uma manta não tecida de polipropileno de 20 g/m2. Em várias modalidades, uma camada de uma estrutura de manta pode ser uma manta ligada cardada de fibras naturais e/ou sintéticas. Um exemplo de tal camada de uma estrutura de manta pode ser uma manta ligada cardada de polipropileno a 100% com um padrão de ligação de diamante, disponível por Sandler AG, Alemanha, tal como Sawabond 4185® de 30 g/m2 ou equivalente. Em várias modalidades, uma camada de uma estrutura de manta pode ser uma manta bicomponente não tecida. A manta não tecida bicomponente pode ser uma manta spunbonded bicomponente ou uma manta bicomponente cardada e ligada. Em várias modalidades, uma camada de uma estrutura de manta pode ser uma película. Em várias modalidades, a estrutura da manta pode ser uma película polimérica microporosa, tal como polietileno ou polipropileno. Um exemplo de uma camada de película pode ser uma película Berry Plastics XP-8695H de 19 g/m2 ou equivalente comercialmente disponível por Berry Plastics Corporation, Evansville, IN, EUA. Outro exemplo dessa camada de estrutura de manta pode ser uma película de polietileno de 22 g/m2. Em várias modalidades, uma estrutura de manta pode ter uma estrutura laminada na qual três camadas de material foram sobrepostas umas sobre as outras. Um exemplo dessa modalidade pode ser uma estrutura laminada na qual as três camadas de material da estrutura laminada podem ser uma estrutura laminada spunbond-meltblown-spunbond tendo 10% de teor meltblown aplicado entre as duas camadas spunbond. Em várias modalidades, a estrutura da manta pode ter uma estrutura laminada na qual quatro camadas de material foram sobrepostas umas sobre as outras. Um exemplo dessa modalidade pode ser uma estrutura laminada na qual as quatro camadas de material da estrutura laminada podem ser spunbond-spunbond- película-spunbond.

[0038] A estrutura da manta utilizada como um componente de um artigo absorvente é cortada e separada de uma estrutura de manta maior. A etapa de corte no processo de fabrico pode empregar um laser, tal como aqui descrito. A estrutura da manta tem duas superfícies principais, uma que fica voltada para o laser e uma superfície oposta, que fica longe do laser. De modo a efetuar uma linha de corte adequada, em que a estrutura da manta componente do artigo absorvente pode ser separada da estrutura da manta primária, o feixe a laser corta a estrutura da manta desde a superfície principal da estrutura da manta até a superfície principal oposta da estrutura da manta. A linha de corte é resultado do rompimento das moléculas que formam a estrutura da manta na área que é o foco do laser. Para ser receptivo à energia emitida pelo laser, a estrutura da manta terá um espectro de absorção. Em várias modalidades, os espectros de absorção da estrutura da manta com uma única camada de material são os mesmos que os espectros de absorção da camada única de material. Em várias modalidades, os espectros de absorção de uma estrutura de manta com uma estrutura laminada em que pelo menos duas camadas de material são sobrepostas em cada uma, serão uma compilação dos espectros de absorção de cada uma das camadas individuais da estrutura laminada da estrutura da manta. Em várias modalidades, uma estrutura de manta tendo uma porção que é camada única de material e outra porção tendo uma estrutura laminada (ou uma estrutura de manta tendo duas porções separadas que são de diferentes estruturas laminadas) terá porções da mesma estrutura de manta com absorção diferente espectros. A absorção de energia do laser por cada camada da estrutura da manta segue a Lei de Beers. Em várias modalidades, cada camada da estrutura da manta absorve pelo menos 60% da energia do laser quando o laser penetra através da camada da estrutura da manta.

Corte a Laser:

[0039] Um laser é um dispositivo que emite um poderoso feixe de luz concentrado. O feixe de luz é uma radiação eletromagnética estimulada e amplificada e é composto de ondas de luz que são coerentes, ou seja, em fase e monocromáticas, ou seja, do mesmo comprimento de onda. Cada laser é geralmente nomeado de acordo com o meio de laser específico que ele emprega e, dependendo da estrutura atômica específica desse meio, cada laser emite seu próprio comprimento de onda específico e característico, ou seja, um de uma frequência bem definida. Comprimentos de onda do laser podem variar de cerca de 0,2 a cerca de 40 microns e suas frequências podem variar de cerca de 1,5x1015 a cerca de 0,75x1013 ciclos por segundo. Exemplos de vários tipos de lasers disponíveis para uso são: lasers gasosos, como dióxido de carbono ou hélio-neon; lasers bombeados por luz de estado sólido, tais como rubi, granada de alumínio de neodímio-ítrio (Nd-YAG) ou vidro; lasers semicondutores, tais como arsenieto de gálio, e lasers plásticos e que utilizam moléculas orgânicas conjugadas, tais como benzeno, tolueno ou naftaleno.

[0040] Os raios laser transportam muita energia. A energia disponível de tal energia pode variar de uma fração de watt a muitos milhares de watts. Geralmente, a potência do feixe usada pode variar dependendo da espessura da estrutura da manta. Em várias modalidades, a potência do feixe pode ser de cerca de 2 a 50 ou 100 watts. A intensidade da energia, isto é, a quantidade que flui por segundo através de uma área unitária de material perpendicular ao feixe, pode ser variada e controlada, por exemplo, variando o foco do feixe de acordo com vários métodos conhecidos.

[0041] A energia de um feixe de laser é transportada de acordo com o padrão de saída ou estrutura de modo do feixe. Um feixe pode ter um único modo ou estrutura multimodo. Um feixe de saída de modo único tem toda a sua energia em um único ponto quente, com uma distribuição de intensidade que segue uma curva Gaussiana quando os pontos de intensidade são tomados ao longo de uma linha perpendicular ao eixo do feixe. Um feixe multimodo é composto por uma série de anéis e/ou pontos simétricos em torno do eixo do feixe. O feixe de modo único pode ser focado em um diâmetro de ponto menor que o feixe de multimodo e esse ponto tem intensidade muito alta. Em várias modalidades, um laser possuindo uma estrutura de modo único e cujo feixe é focável para um tamanho ou diâmetro de ponto pequeno é o mais adequado para o método aqui descrito. Um pequeno tamanho de ponto para o feixe de laser pode ser desejável porque a energia nele contida é tão concentrada que um volume pequeno e preciso de estrutura de manta pode ser rapidamente aquecido, vaporizado ou degradado, de maneira que afeta um corte limpo sem afetar áreas adjacentes da estrutura da manta. Em várias modalidades, o diâmetro do ponto de laser pode variar de cerca de 150 ou 200 μm a cerca de 250, 300 ou 350 μm. Em várias modalidades, o diâmetro do ponto de laser é de cerca de 250 μm.

[0042] O raio laser pode ser focalizado com óptica de focagem adequada e controlado para níveis de potência adequados para realizar a vaporização ao longo de uma linha de corte estreita. Os diâmetros do ponto para o qual um feixe de laser é focado para efetuar uma linha de corte satisfatória de acordo com esta divulgação podem ser de qualquer dimensão adequada, dependendo, inter alia, da espessura da estrutura da manta. Qualquer lente adequada capaz de focar um feixe de radiação a laser pode ser usada com o laser. Em várias modalidades, podem ser utilizadas lentes com comprimentos focais curtos para proporcionar os tamanhos de ponto pequenos desejados. Uma variedade de materiais conhecidos na técnica estão disponíveis para uso como lentes, dependendo do comprimento de onda a ser transmitido através delas. Por exemplo, as lentes de germânio, arsenieto de gálio ou cloreto de sódio podem ser usadas com um laser de dióxido de carbono.

[0043] Os feixes de laser podem ser de dois tipos, pulsados e contínuos. O primeiro envolve pulsos curtos, relativamente altos, ou emissões que podem abranger, para pulsos de pico, de cerca de 15 nanossegundos a cerca de 1 milissegundo, e para pulsos de controle padrão, de cerca de 1 milissegundo a mais de 1 segundo. Em várias modalidades, um laser que emite feixes de energia pulsados é adequado para o método aqui descrito. A frequência do feixe de radiação pulsada do laser é selecionada dependendo do tipo de material nas camadas da estrutura da manta. A frequência do feixe de radiação pulsada do laser também é selecionada dependendo da velocidade de corte. Em várias modalidades, a frequência pode ser de cerca de 2, 5, 7, 10, 15, 20, 22, 25, 30, 35, 40, 45, 47 ou 50 a cerca de 55, 60, 63, 65, 0, 75, 80, 85, 90, 95 ou 100 kHz. Em várias modalidades, a velocidade de corte pode ser de cerca de 100, 150, 200 ou 250 pol./seg. a cerca de 300, 350, 400, 450, 500, 550, 600 ou 650 pol./seg. Em várias modalidades, a velocidade da linha pode ser de cerca de 400, 450, 500 ou 750 pés/min a cerca de 1000, 1250, 1350, 1500, 1600, 1700, 1800 ou 1900 pés/min. A frequência do feixe de radiação pulsada do laser pode resultar em um perfil do número de pulsos por diâmetro do feixe de laser. Em várias modalidades, o perfil do número de pulsos por diâmetro do feixe de laser pode variar de 0,25, 1, 1,5, 2 ou 4 a 6, 8 ou 32. Em tais modalidades, um pulso consecutivo pode sobrepor-se pelo menos ao pulso imediatamente anterior na estrutura da manta. A sobreposição de pulsos pode criar um aumento na temperatura na área da estrutura da manta, que é o foco do feixe de laser. Este aumento de temperatura pode fazer com que a área da estrutura da manta seja vaporizada ou removida antes que quantidades potencialmente prejudiciais de calor se propaguem para as restantes porções de borda da restante estrutura de manta. Como será aqui descrito, a frequência pode ser variada com a velocidade de corte para proporcionar um número consistente de pulsos por unidade de comprimento de corte.

[0044] O comprimento de onda do feixe de laser pode ser um comprimento de onda cuja relação com os espectros de absorção da(s) camada(s) da estrutura da manta é tal que será absorvida na(s) camada(s) da estrutura da manta de maneira que efetue uma linha de corte adequada na estrutura da manta. A radiação a laser pode ser selecionada para ter um comprimento de onda no qual uma camada da estrutura da manta tem uma absorção substancial, de modo a que a radiação eletromagnética absorvida possa vaporizar ou ablar eficazmente a estrutura da manta ao longo da linha de corte. Caso contrário, a radiação a laser seria transmitida ou refletida pela camada da estrutura da manta, tal como outra luz incidente, cujo comprimento de onda está dentro de um intervalo operacional pretendido da estrutura da manta. Em várias modalidades, um laser tem um comprimento de onda fixo e pode ser um de 9,3, 10,1, 10,2, 10,3 ou 10,6 μm. Em várias modalidades, um laser tem um comprimento de onda fixo de 10,2 μm.

[0045] Quando existe um movimento relativo ao longo de um trajeto predeterminado entre um feixe de laser de um comprimento de onda particular e uma estrutura de manta parcialmente transparente a esse comprimento de onda, a energia da largura do feixe e mais concentrada no seu centro é absorvida na estrutura da manta. À medida que a energia é absorvida, ela é transformada em calor, que amolece e funde a estrutura da manta ao longo do caminho do feixe. Em direção ao centro do caminho do feixe, onde a intensidade é maior, algumas das moléculas da estrutura da manta são vaporizadas e os gases resultantes da expansão formam a linha de corte na estrutura da manta. Se as moléculas que são vaporizadas estão na superfície da estrutura da manta, seus gases deixam as cavidades à medida que se elevam diretamente na atmosfera. Se as moléculas vaporizadas não estiverem na superfície, seus gases formam bolhas que se elevam, se espalham, ou até, se a densidade de energia for grande o suficiente, explodem através da estrutura da manta derretida ao redor e/ou sobrejacente. À medida que as bolhas se formam e se elevam, elas movem mecanicamente o material derretido para fora do caminho. Sob condições adequadas, por exemplo, quando um feixe de intensidade suficiente é submetido a uma estrutura de manta durante um tempo suficiente, moléculas suficientes são vaporizadas ao longo de uma linha, de tal forma que as bolhas resultantes se fundem, coalescem ou cooperam para formar uma linha de corte. A estrutura da manta movida pelas bolhas forma um rebordo ligeiramente saliente ao longo da superfície de cada uma das bordas longitudinais superiores da linha de corte. Embora a maioria das bolhas que formam a linha de corte resulte da vaporização da estrutura da manta, alguns locais de bolhas resultam aparentemente de pontos quentes causados por impurezas altamente absorventes, como sujidade ou metais e da umidade retida ou gases normalmente presentes, por exemplo, em estruturas de rede molecular e limites de grãos da estrutura da manta. O tamanho e a distribuição das bolhas que ocorrem em uma estrutura da manta dependem de vários fatores, incluindo a intensidade do feixe, o tempo que ele afeta uma área da estrutura da manta e as características da própria estrutura da manta.

[0046] Onde a vaporização de moléculas ocorre em uma estrutura de manta, isto é, em sua superfície ou em sua espessura, depende do coeficiente de absorção aplicado na lei de absorção exponencial e na difusividade térmica e condutividade da estrutura da manta. A vaporização ocorrerá principalmente na superfície incidente ou próximo da mesma e seguirá para baixo, incrementalmente, para os materiais da estrutura da manta, tendo um elevado coeficiente de absorção, ao passo que ocorrerá de maneira bastante uniforme através da espessura daqueles com um baixo coeficiente de absorção.

[0047] Em várias modalidades, pode ser desejável manter o perfil do número de pulsos por diâmetro do feixe constante. A manutenção do perfil do número de pulsos por diâmetro constante do feixe pode fornecer uma borda menos áspera para a estrutura da manta remanescente após o corte pelo feixe de laser. Em várias modalidades, quando uma estrutura de manta se move a uma velocidade constante, o perfil do número de pulsos por diâmetro de feixe pode ser mantido como uma constante, não variando a frequência do feixe de radiação pulsado do laser (ou seja, "estado constante"). Em várias modalidades, pode ser desejável alterar a velocidade de movimento da estrutura da manta. Exemplos de tais períodos de tempo incluem a partida e o desligamento do equipamento de fabricação. Nos processos comerciais atuais, durante tais intervalos de tempo de partida e parada, o laser é geralmente perfilado ao “estado constante” do número de pulsos por diâmetro de feixe e o corte da estrutura da manta durante a partida e parada pode ser considerada não adequada para o artigo absorvente, o que resulta em desperdício. Para minimizar este desperdício de estrutura da manta que pode ter bordas ásperas devido ao corte a laser, é desejável ter um laser que também possa experimentar variação na frequência do feixe de radiação pulsada do laser para manter um número constante de pulsos por diâmetro do feixe. Em tais modalidades, a manutenção de um número constante de pulsos por diâmetro de feixe pode envolver aumentar ou diminuir a frequência de pulsos do feixe pulsado a partir do laser. Por exemplo, em várias modalidades, pode ser desejável aumentar a velocidade de movimento da estrutura da manta e manter o perfil do número de pulsos num diâmetro de feixe, a frequência do feixe de radiação pulsado a partir do laser terá de aumentar correspondentemente com o aumento da velocidade de movimento da estrutura da manta. Em várias modalidades, pode ser desejável diminuir a velocidade de movimento da estrutura da manta e manter o perfil do número de pulsos num diâmetro de feixe, a frequência do feixe de radiação pulsado a partir do laser terá de diminuir correspondentemente com a diminuição da velocidade de movimento da estrutura da manta. Em várias modalidades, pode ser desejável utilizar o laser para cortar uma estrutura de manta tendo uma porção com uma estrutura de camada que pode ser diferente de uma estrutura de camada de outra porção da mesma estrutura de manta. Em tais modalidades, o perfil do número de pulsos por diâmetro de feixe nas duas porções pode não ser o mesmo para resultar numa borda mais macia da estrutura de manta restante. Por exemplo, uma estrutura de manta pode ter uma porção que é uma camada única de material e a mesma estrutura de manta pode ter outra porção que tem pelo menos duas camadas de material ligadas entre si. Em tais modalidades, o laser pode ser programado para cortar cada porção em relação aos seus espectros de absorção, o que pode resultar num perfil do número de pulsos por diâmetro de feixe que varia entre as duas porções. Por exemplo, o laser pode ser usado para cortar uma primeira porção de uma estrutura de manta formada por uma única camada de material que possui um espectro de absorção e uma segunda porção da estrutura de manta que tem uma estrutura laminada de pelo menos duas camadas de material ligadas juntas e seus próprios espectros de absorção. Ao cortar esta estrutura de manta, o perfil do número de pulsos por diâmetro de feixe na primeira porção pode ser diferente do perfil do número de pulsos por diâmetro de feixe na segunda porção.

[0048] Em várias modalidades, pode ser desejável alterar a velocidade de movimento de uma estrutura de manta na qual a primeira porção da estrutura de manta é diferente de uma segunda porção da mesma estrutura de manta. Em tais modalidades, a frequência do feixe de radiação pulsada a partir do laser pode mudar à medida que a velocidade de movimento da estrutura da manta muda. Em tais modalidades, como a estrutura da manta também pode diferir de uma porção para outra, o perfil do número de pulsos num diâmetro de feixe pode também diferir entre as porções da estrutura da manta.

[0049] Ao introduzir os elementos da presente divulgação ou a(s) modalidade(s) preferencial(is) desta, os artigos “um/uma”, “a/o” e “dito(a)” têm a intenção de indicar que há um ou mais dos elementos. Os termos “compreendendo”, “incluindo” e “tendo” estão destinados a ser inclusivos e significam que pode haver elementos adicionais que não sejam os elementos listados. Muitas modificações e variações da presente divulgação podem ser feitas sem se afastar do espírito e do escopo desta. Portanto, as modalidades exemplares descritas acima não devem ser usadas para limitar o escopo da invenção.

Claims (9)

1. Método de corte de uma estrutura de manta, o método caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: proporcionar um laser capaz de emitir um feixe de radiação; proporcionar a estrutura de manta; direcionar o feixe de radiação do laser para a estrutura de manta caracterizado por mover a estrutura de manta a uma primeira velocidade em relação ao feixe de radiação do laser quando em uma primeira frequência, resultando em um primeiro perfil do número de pulsos por diâmetro do feixe de laser; variar a velocidade do movimento da estrutura da manta para uma segunda velocidade em relação ao feixe de radiação do laser quando em uma segunda frequência, resultando em um segundo perfil do número de pulsos por diâmetro do feixe de laser; em que a primeira frequência e a segunda frequência são diferentes.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro perfil do número de pulsos por diâmetro de feixe de laser é igual ao segundo perfil do número de pulsos por diâmetro de feixe de laser.

3. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro perfil do número de pulsos por diâmetro de feixe de laser é diferente do segundo perfil do número de pulsos por diâmetro de feixe de laser.

4. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro perfil do número de pulsos por diâmetro de feixe de laser é de 0,25 a 32 e o segundo perfil do número de pulsos por diâmetro de feixe de laser é de 0,25 a 32.

5. Método de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o primeiro perfil do número de pulsos por diâmetro de feixe de laser é de 0,25 a 8 e o segundo perfil do número de pulsos por diâmetro de feixe de laser é de 0,25 a 8.

6. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o laser tem um modo de funcionamento por pulsos.

7. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o feixe de radiação a laser é uma estrutura de modo único.

8. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o feixe de radiação a laser tem um diâmetro de foco que varia de 150 μm a 350 μm.

9. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a estrutura da manta compreende um material incluindo pelo menos um dentre um poliéster, polipropileno ou polietileno.