FR2721854A1 - Appareil et procede pour lier ensemble des nappes substrats en deplacement continuel - Google Patents

Appareil et procede pour lier ensemble des nappes substrats en deplacement continuel Download PDF

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Abstract

L'appareil comprend :a) un rouleau de liaison (20) tournant autour d'un axe de liaison (22) et ayant une surface de liaison périphérique extérieure (24) sur laquelle se déplacent au moins deux nappes substrats (12, 14) ;b) un rouleau-enclume (40) ayant une surface d'enclume périphérique extérieure (42), tournant autour d'un axe d'enclume (44) et pressant lesdites nappes (12, 14) contre ladite surface de liaison (24), liant ainsi lesdites nappes ; etc) un moyen de support pivotant (54) connecté audit rouleau-enclume (40) pour positionner ladite surface d'enclume (42) de façon à la maintenir continuellement parallèle à ladite surface de liaison (24)

Description

La présente invention concerne un appareil et un procédé pour lier
ensemble au moins deux nappes se déplaçant continuellement. L'invention concerne plus particulièrement un appareil et un procédé pour lier ensemble par voie ultrasonique au moins deux nappes se déplaçant
continuellement, en utilisant une sonotrode rotative.
Il existe plusieurs procédés classiques différents pour lier ensemble au moins deux nappes se déplaçant continuellement. Par exemple, il est bien connu de l'homme de l'art que deux nappes substrats se déplaçant continuellement peuvent être liées ensemble en les faisant passer sous constriction entre un rouleau de liaison rotatif et un rouleau-enclume rotatif. Habituellement, le rouleau-enclume est configuré pour lier les nappes ensemble selon un tracé de liaison prédéterminé. Les nappes substrats ont été liées ensemble par tout moyen connu de l'homme de l'art tel que par liaison thermique, ultrasonique ou adhésive. Par exemple, le rouleau de liaison est chauffé pour lier thermiquement des nappes ensemble tandis qu'elles se déplacent sous
constriction entre le rouleau de liaison et le rouleau-
enclume. En variante, le rouleau de liaison comprend une sonotrode rotative qui est capable de transmettre de l'énergie ultrasonique pour lier ensemble, par voie ultrasonique, les deux nappes tandis qu'elles se déplacent
sous constriction entre la sonotrode rotative et le rouleau-
enclume. Des exemples représentatifs de sonotrodes rotatives qui ont été utilisées pour lier ensemble deux nappes sont décrits dans US-A-5 096 532 aux noms de Neuwirth et al et 110 403 au nom de Ehlert, brevets cédés l'un et l'autre à
la demanderesse.
L'uniformité et la qualité des liaisons entre les nappes, lorsque l'on utilise des techniques de liaison rotative, dépendent de la force exercée sur les nappes par le rouleau-enclume et le rouleau de liaison; de la durée pendant laquelle les nappes sont pressées l'une contre l'autre, qui dépend de la vitesse de fonctionnement; et des types de matériaux à lier ensemble. Dans les procédés de liaison thermique, l'uniformité et la qualité des liaisons dépendent de la température du rouleau de liaison. Dans les méthodes de liaison ultrasonique, l'uniformité et la qualité des liaisons dépendent également de la fréquence et de
l'amplitude des vibrations de la sonotrode.
Nombreux sont les procédés classiques de liaison rotative qui ont utilisé une enclume rotative montée rigidement. Cependant, de tels procédés classiques n'ont pas été suffisamment satisfaisants. Bien que l'utilisation d'une enclume rotative montée rigidement ait constitué un perfectionnement significatif des procédés de liaison continue, une telle utilisation comporte des limitations inhérentes qui affectent négativement la qualité de la liaison, ce qui, à son tour, limite les vitesses de fonctionnement. Lorsque l'enclume rotative est montée rigidement, l'uniformité et la qualité des liaisons entre les deux nappes dépendent des défauts de planéité à la fois du rouleau de liaison et du rouleau-enclume et de la quantité de fléchissement des deux rouleaux lorsqu'ils sont soumis à une charge variable due aux types de matériaux à lier et aux vitesses de fonctionnement variables. Dans une telle configuration, il est virtuellement impossible de maintenir un alignement convenable entre le rouleau de liaison et le rouleau-enclume pour garantir une force constante voulue entre les rouleaux dans la région de liaison, en particulier lorsque les paramètres du procédé changent. Ainsi, dans de nombreux procédés classiques de liaison rotative, la qualité de liaison s'est révélée nuisiblement variable, aussi bien dans le sens de la longueur que dans le sens de la largeur de
la région de liaison.
L'uniformité et la qualité des liaisons obtenues par liaison rotative, lors de la mise en oeuvre de procédés classiques, ont été particulièrement variables lorsque la largeur du tracé de liaison voulue excède environ 1 cm du fait qu'il devient de plus en plus difficile de maintenir une force et un contact constants entre le rouleau de liaison et
le rouleau-enclume sur toute la largeur du tracé de liaison.
Lorsque l'on utilise un grand nombre des procédés classiques de liaison rotative avec une telle configuration, le pourcentage réel d'aire des nappes liées ensemble est de beaucoup inférieur à l'aire de liaison voulue par rapport à
l'aire du tracé de liaison prévue sur le rouleau-enclume.
De nombreux procédés classiques de liaison rotative ont utilisé différentes approches pour diminuer l'étendue de ces inconvénients. Par exemple, le rouleau de liaison, le rouleau-enclume et les cadres supports ont été usinés avec précision pour réduire les défauts de planéité du système de liaison. En outre, la résistance du rouleau de liaison et du rouleau-enclume, et de leurs cadres supports, a été accrue pour réduire au minimum la flexion sous des conditions de charge variables. Cependant, ces tentatives ont été coûteuses et inefficaces et elles ont demandé d'importantes modifications de réglage lorsque les paramètres du procédé,
tels que la vitesse de fonctionnement, changent.
Les difficultés précitées de maintien de l'uniformité et de la qualité voulues pour la liaison ont été encore plus aiguës lorsqu'il s'est agi de lier ensemble, par voie ultrasonique, au moins deux nappes se déplaçant continuellement, en utilisant une sonotrode rotative. La sonotrode rotative a une mouvement inhérent qui peut affecter de façon nuisible l'uniformité et la qualité de la liaison du fait qu'elle vibre continuellement à une fréquence et une amplitude données pour lier efficacement les deux nappes ensemble. En outre, la sonotrode rotative a habituellement été montée dans une configuration en porte-à-faux qui
augmente la quantité de fléchissement sous charge.
Pour remédier aux difficultés et problèmes rencontrés dans l'art antérieur, il a été mis au point un nouvel
appareil et un nouveau procédé de liaison rotative.
Dans son aspect "appareil", la présente invention apporte un appareil original pour lier ensemble au moins nappes substrats se déplaçant continuellement. L'appareil comprend un rouleau de liaison rotatif qui est disposé au voisinage des nappes substrats et configuré pour tourner autour d'un axe de liaison. Le rouleau de liaison comporte une surface de liaison périphérique extérieure sur laquelle se déplacent les nappes substrats. Un rouleau-enclume rotatif ayant une surface d'enclume périphérique extérieure est disposé adjacent au rouleau de liaison. Le rouleau-enclume est configuré pour tourner autour d'un axe d'enclume pour presser les nappes substrats contre la surface de liaison du rouleau de liaison, liant ainsi les nappes substrats ensemble. Le rouleau-enclume est monté rotatif sur un moyen de support pivotant. Le moyen de support pivotant est configuré pour positionner correctement et continuellement l'axe d'enclume de façon à maintenir la surface d'enclume selon une relation sensiblement parallèle avec la surface de liaison. Le moyen de support pivotant est configuré pour permettre au rouleau-enclume de pivoter de telle sorte que le rouleau-enclume maintient continuellement une force sensiblement constante sur la surface de liaison périphérique extérieure du rouleau de liaison d'un côté à l'autre de la
largeur du rouleau-enclume.
Toujours sur le plan de l'appareil, la présente invention apporte un appareil pour lier ensemble, par voie ultrasonique, au moins nappes substrats se déplaçant continuellement. L'appareil comprend un moyen de liaison ultrasonique qui fournit de l'énergie ultrasonique. Le moyen de liaison ultrasonique comprend une sonotrode rotative qui est configurée pour tourner autour d'un axe de liaison. La sonotrode rotative présente une surface de liaison périphérique extérieure sur laquelle se déplacent les nappes substrats. Un cadre support d'enclume est monté pivotant sur un cadre rigide au niveau de deux points pivots situés sur un axe de pivotement. Un rouleau-enclume rotatif ayant une surface d'enclume est monté rotatif sur le cadre support d'enclume. Le rouleau-enclume est configuré pour tourner autour d'un axe d'enclume et presser les nappes contre la surface de liaison de la sonotrode rotative, liant ainsi ensemble les nappes substrats. Le cadre support d'enclume est configuré pour pivoter autour de l'axe de pivotement, pour maintenir la surface d'enclume dans une relation sensiblement parallèle avec la surface de liaison de la sonotrode rotative. Selon un aspect particulier, le rouleau-enclume rotatif comporte une pluralité de projections, d'un côté à l'autre de la surface d'enclume, lesquelles projections sont configurées pour lier ensemble les nappes substrats en des emplacements de liaison qui sont disposées selon un tracé de liaison prédéterminé. Le tracé de liaison peut avoir une
largeur d'au moins environ 1 cm.
Selon un aspect "procédé", la présente invention apporte un procédé pour lier ensemble au moins nappes substrats se déplaçant continuellement. Au moins deux nappes substrats se déplaçant continuellement sont fournies le long d'un trajet de substrat. Un rouleau de liaison rotatif est prévu adjacent au trajet de substrat. Le rouleau de liaison est mû en rotation autour d'un axe de liaison et il comporte une surface de liaison périphérique extérieure sur laquelle se déplacent les nappes substrats. Un rouleau-enclume rotatif ayant une surface d'enclume périphérique extérieure et une largeur d'enclume est également prévu adjacent au trajet de substrat. Le rouleau-enclume tourne autour d'un axe d'enclume et presse les nappes substrats contre la surface de liaison du rouleau de liaison, liant ainsi ensemble les nappes substrats d'un côté à l'autre de la surface d'enclume
périphérique extérieure du rouleau-enclume. Le rouleau-
enclume est monté pivotant pour positionner correctement et continuellement l'axe d'enclume aux fins de maintenir la surface d'enclume selon une relation sensiblement parallèle avec la surface de liaison. Le rouleau-enclume peut maintenir une force sensiblement constante sur la surface de liaison périphérique extérieure du rouleau de liaison d'un côté à l'autre de la largeur du rouleau-enclume. Selon un aspect particulier du procédé selon l'invention, le rouleau de liaison peut être constitué d'un moyen de liaison
ultrasonique qui comprend une sonotrode rotative.
La présente invention, dans ses différents aspects, peut avantageusement apporter un appareil et un procédé de liaison rotative qui, par comparaison avec les dispositifs classiques, peuvent efficacement lier ensemble deux nappes substrats se déplaçant continuellement tout en maintenant un
tracé de liaison sensiblement constant entre les nappes.
L'appareil et le procédé selon la présente invention règlent automatiquement le positionnement relatif du rouleau de liaison et du rouleau-enclume pour compenser les défauts de planéité et la flexion dus aux charges variables, améliorant ainsi la qualité et l'uniformité de la liaison. L'appareil selon la présente invention est également moins coûteux par comparaison aux dispositifs classiques du fait que l'on peut
employer des composants de précision inférieure.
La présente invention sera mieux comprise et d'autres
avantages apparaîtront à la lecture de la description
détaillée ci-après faite en référence aux dessins annexés qui représentent des formes d'exécutions non limitatives et dans lesquelles: la figure 1A représente une vue en élévation frontale d'un exemple d'appareil selon la présente invention; la figure lB représente une vue en élévation latérale de l'appareil illustré à la figure 1A; la figure 2A représente un exemple de rouleau-enclume pour appareil selon la présente invention;
la figure 2B représente un autre exemple de rouleau-
enclume pour un appareil selon la présente invention; la figure 2C représente un exemple de nappe substrat composite qui est fabriquée en utilisant l'appareil et le procédé selon la présente invention; la figure 3A représente une vue en élévation frontale d'un autre exemple d'appareil selon la présente invention; la figure 3B représente une vue en élévation latérale de l'appareil illustré à la figure 3A; la figure 4 représente un article absorbant qui est fabriqué en utilisant l'appareil et le procédé selon la présente invention; la figure 5A représente un exemple de tracé de liaison qui peut être utilisé sur le rouleau-enclume des différentes formes d'exécution de la présente invention; la figure 5B représente un exemple d'un autre tracé de liaison qui peut être utilisé sur le rouleau-enclume des différentes formes d'exécution de la présente invention; et la figure 6 représente un graphique comparant les différents pourcentages d'aires de liaison obtenus en utilisant un rouleau-enclume fixe ou rigide par rapport au rouleau-enclume des différentes formes d'exécution de la
présente invention.
La présente invention apporte un appareil et un procédé pour lier ensemble au moins deux nappes substrats se déplaçant continuellement. L'appareil et le procédé sont particulièrement utiles pour la liaison ultrasonique de composants sélectionnés à des articles absorbants en utilisant une sonotrode rotative. En variante, l'appareil et le procédé sont utiles pour lier deux nappes ensemble aux fins de former un matériau composite et d'utiliser ensuite celui-ci comme composant d'un article absorbant tel que par exemple un change jetable. La présente invention est particulièrement utile pour la liaison de deux ou plusieurs couches de matériaux qui sont de préférence faits, au moins
en partie, à partir de polymères thermoplastiques.
En particulier, l'appareil et le procédé selon la présente invention peuvent être utilisés pour lier par voie ultrasonique des oreilles extérieures extensibles à un change jetable en utilisant une sonotrode rotative. Les oreilles extérieures extensibles améliorent l'adaptation du change autour de la taille d'un porteur. L'appareil et le procédé selon la présente invention peuvent également être utilisés pour lier un système d'attache aux oreilles extérieures d'un change. En outre, on comprendra facilement que l'appareil et le procédé selon la présente invention peuvent être utilisés dans la fabrication d'autres types d'articles, tels que par exemple, les culottes d'apprentissage de la propreté, les produits d'hygiène intime féminins, les vêtements pour incontinents, les blouses d'hôpital et analogues. Il est prévu que toutes ces variantes de configuration entrent dans le cadre de la présente invention. La présente invention peut également être utilisée pour perforer un matériau tel que par exemple en utilisant une sonotrode rotative pour perforer
sélectivement un matériau.
Dans les figures, les références identiques d'une figure à l'autre désignent les mêmes éléments. Les figures 1A-3B illustrent un procédé et un appareil de liaison rotative. L'appareil, qui est généralement indiqué en 10, et le procédé, peuvent être utilisés pour lier ensemble au moins
deux nappes substrats 12 et 14 se déplaçant continuellement.
Les nappes substrats 12 et 14 se déplacent continuellement le long d'un trajet de substrat 16 dans la direction indiquée par la flèche 18. L'appareil 10 comprend un rouleau de liaison 20 rotatif qui est situé en un emplacement adjacent aux nappes substrats 12 et 14. Le rouleau de liaison 20 est configuré pour tourner autour d'un axe de liaison 22 dans la direction indiquée par la flèche 26. Le rouleau de liaison 20 comporte une surface de liaison périphérique extérieure 24 sur laquelle se déplacent les nappes substrats 12 et 14. Un rouleau-enclume 40 ayant une surface d'enclume périphérique extérieure 42 et une largeur d'enclume 43 est situé en un
emplacement adjacent au rouleau de liaison 20. Le rouleau-
enclume 40 est configuré pour tourner autour d'un axe d'enclume 44 dans la direction indiquée par la flèche 48 pour presser les nappes substrats 12 et 14 contre la surface de liaison 24 du rouleau de liaison 20, liant ainsi ensemble les surfaces de liaison. Le rouleau-enclume 40 est connecté rotatif à un moyen de support pivotant 50. Le moyen de support pivotant 50 positionne correctement et aligne continuellement l'axe d'enclume pour maintenir la surface d'enclume 42 selon une relation sensiblement parallèle avec la surface de liaison 24. Le moyen de support pivotant 50 est configuré pour permettre au rouleau-enclume 40 de pivoter de telle sorte que le rouleau-enclume 40 maintient continuellement une force sensiblement constante sur la surface de liaison périphérique extérieure 24 du rouleau de
liaison 20 d'un côté à l'autre de la largeur 43 du rouleau-
enclume 40.
Les nappes substrats 12 et 14 peuvent être en tout matériau connu par l'homme de l'art pour être compatibles avec les mécanismes de liaison décrits. Par exemple, les nappes substrats 12 et 14 peuvent comprendre un matériau non tissé, tel qu'un matériau polymère lié au filage, obtenu par fusion-soufflage, enchevêtré hydrauliquement ou cardé, un matériau en film, tel qu'un film de polyoléfine ou de polyuréthane, un matériau en mousse ou une combinaison de
tels matériaux. Dans le cadre de la présente description, on
entend par "nappe non tissée" une nappe de matériau qui est formée sans avoir recours à un procédé de tissage ou de tricotage textile. Les nappes substrats 12 et 14 peuvent également être élastiques ou non élastiques, comme être des films ou des couches de caoutchouc naturel, de caoutchouc
synthétique ou de polymères élastomères thermoplastiques.
Tels qu'utilisés ici, les termes "élastomère" ou "élastique" se réfèrent à la propriété de tout matériau, qui, lorsqu'on lui applique une force de sollicitation, est capable d'être allongé ou étiré, dans une direction spécifiée, d'au moins environ 20% à environ 400% et qui récupère au moins environ 5 à environ 35% de sa longueur d'origine après avoir été allongé ou étiré. Les nappes substrats 12 et 14 peuvent être
constituées du même matériau ou de matériaux différents.
Selon une forme d'exécution spécifique, l'une au moins des nappes substrats est formée d'un matériau élastomère, tel qu'un matériau stratifié, lié à l'état étiré (en abrégé SBL, d'après la nomenclature anglaise stretch-bonded-laminate), d'un matériau composite lié avec striction (en abrégé NBL, d'après la nomenclature anglaise neck-bondedlaminate), d'un film élastomère, d'un matériau en mousse élastomère, ou analogues comme cela est bien connu de l'homme de l'art. Il doit être clair qu'une liaison convenable peut être obtenue par une diversité de mécanismes. Par exemple, la liaison peut résulter de la fusion partielle ou complète des nappes substrats 12 et 14. La liaison peut également résulter de la fusion partielle ou complète de l'une seulement des nappes substrats 12 et 14, le matériau fondu s'écoulant sur la nappe substrat adjacente, ce qui se traduit par une venue en prise mutuelle mécanique des nappes substrats. Les nappes substrats 12 et 14 peuvent être fondues et liées par tous moyens connus de l'homme de l'art, par exemple, par voie thermique ou ultrasonique. En variante, les nappes substrats 12 et 14 peuvent être liées ensemble par un adhésif en appliquant un tel adhésif sur l'une au moins des nappes substrats avant que les nappes soient pressées l'une contre l'autre en utilisant l'appareil et le procédé selon la
présente invention.
Comme le montrent les figures 1A à 3B, le rouleau de liaison 20 est configuré pour tourner autour de l'axe de liaison 22 dans la direction indiquée par la flèche 26. Le rouleau de liaison 20 peut être connecté à un arbre par des moyens convenables, tel que par des soudures, des boulons, des vis, des systèmes de clé et de trou appariés, etc. Les autres composants rotatifs de l'appareil 10 peuvent être également connectés en utilisant des moyens similaires. Le rouleau de liaison 20 et l'arbre peuvent ensuite être montés rotatifs et connectés à un support de cadre par des moyens
convenables, tel que par exemple des paliers classiques.
Habituellement, le rouleau de liaison 20 est entraîné par tout moyen connu de l'homme de l'art, tel que par exemple un moteur électrique. Le rouleau de liaison 20 peut être fait de tout matériau qui est capable de résister à la force exercée par le rouleau-enclume 40. De préférence, le rouleau de liaison est en acier. Selon une forme d'exécution, le rouleau de liaison 20 peut être chauffé et configuré pour lier
thermiquement les nappes substrats 12 et 14 ensemble.
Selon un autre aspect de l'invention, les nappes substrats 12 et 14 se déplaçant continuellement sont fondues au moyen d'ultrasons en utilisant une sonotrode rotative et liées ensemble. Comme le montrent les figures 3A et 3B, le rouleau de liaison 20 peut comprendre un moyen de liaison
ultrasonique 30 qui peut inclure une sonotrode rotative 32.
Le rouleau-enclume 40 est configuré pour tourner autour de l'axe d'enclume 44 dans la direction indiquée par la flèche 48 aux fins de presser les nappes substrats 12 et 14 contre la surface de liaison 24 de la sonotrode rotative 32, liant ainsi ensemble les nappes substrats. Le moyen de support pivotant 50 est configuré pour permettre au rouleau- enclume de pivoter pour positionner correctement et continuellement l'axe d'enclume 44 aux fins de maintenir la surface d'enclume 42 en relation sensiblement parallèle avec
la surface de liaison 24 de la sonotrode rotative 32.
Selon une variante de la présente invention, le rouleau-enclume 40 peut comprendre le moyen de liaison ultrasonique 30 et la sonotrode rotative 32. Dans une telle configuration, la sonotrode rotative presserait les nappes substrats 12 et 14 contre la surface de liaison 24 du rouleau de liaison 20. Le moyen de support pivotant 50 serait configuré pour permettre à la sonotrode rotative de pivoter pour positionner correctement et continuellement l'axe d'enclume 44 aux fins de maintenir la surface d'enclume 42, ou la surface de la sonotrode rotative, selon une relation sensiblement parallèle avec la surface de liaison 24 du
rouleau de liaison 20.
Comme le montrent les figures 3A et 3B, la sonotrode rotative 32 des différentes formes d'exécution de la présente invention inclut un objet métallique plein conformé. Des exemples représentatifs de sonotrodes rotatives qui peuvent être utilisées selon la présente invention sont décrits dans US-A-5 096 532 aux noms de Neuwirth et al et US-A-5 110 403 au nom de Ehlert, ces deux brevets étant cédés à la présente demanderesse. En général, la sonotrode rotative 32 peut être faite de tout métal ayant des propriétés acoustiques et mécaniques convenables. Les métaux convenables comprennent l'aluminium, le Monel, le titane et quelques alliages d'acier. En général, les paramètres tels que le diamètre, la masse, la largeur, l'épaisseur et la configuration de la sonotrode rotative 32 ne sont pas critiques. Cependant, ces paramètres déterminent effectivement la fréquence et l'amplitude particulière à laquelle la sonotrode rotative 32
résonne et vibre.
La sonotrode rotative 32 est prévue pour être excitée à une fréquence comprise entre environ 18 et environ 60 kHz. La sonotrode 32 a un diamètre compris entre environ 4 et environ cm et une largeur au niveau de la surface de liaison 24 comprise entre environ 0,6 et environ 13 cm. L'épaisseur de la sonotrode au niveau de son axe de rotation est comprise entre environ 0,06 et environ 15 cm. La sonotrode a une masse qui est comprise dans la gamme allant d'environ 0,06 à environ 30 kg. Le diamètre, la largeur et l'épaisseur de la sonotrode sont choisis de telle sorte que la sonotrode, lorsqu'elle est excitée par de l'énergie ultrasonique à la fréquence voulue, est adaptée à résonner de telle sorte que l'extrémité excitée se déplace sensiblement en phase avec le mouvement de la source d'excitation, et l'extrémité opposée et la surface de liaison 24 se déplacent sensiblement hors de phase avec l'extrémité excitée. Ainsi, lorsque l'on soumet la sonotrode 32 à une excitation ultrasonique, l'extrémité excitée se déplace en direction de l'intérieur de la sonotrode, tandis que l'extrémité opposée et la surface de liaison 24 se déplacent dans la direction opposée qui est également en direction de l'intérieur de la sonotrode. Par suite, le mouvement des extrémités de la sonotrode, l'une par
rapport à l'autre, sont dits être "hors de phase".
Le moyen de liaison ultrasonique 30 comprend également un mécanisme d'entraînement 80 pour faire tourner et exciter, par voie ultrasonique, la sonotrode rotative 32. On peut utiliser, selon l'invention, tout moyen qui fournit la rotation et l'excitation voulues. De tels mécanismes sont bien connus de l'homme de l'art. Par exemple, le moyen de liaison ultrasonique 30 peut comprendre un mécanisme d'entraînement 80 qui est disponible dans le commerce auprès de Dukane Corporation, St-Charles, Illinois (USA) ou un système similaire disponible auprès de Branson Sonic Power Company, Danbury, Connecticut, USA. Habituellement, un générateur, tel qu'un générateur Dukane 1800 watts, 20 kHz (pièce n 20A1800) est connecté à un ensemble d'entraînement, tel qu'un ensemble d'entraînement Dukane (pièce n 110-3123) pour fournir l'excitation ultrasonique nécessaire. Toutes combinaisons de transformateurs d'amplitude ultrasonore, tel qu'un transformateur d'amplitude ultrasonore Dukane 1:1 (pièce n 2177T) et un transformateur d'amplitude ultrasonore Dukane 2:1 (pièce n 2181T) peuvent ensuite être fixés à l'ensemble d'entraînement. Enfin, la sonotrode rotative 32 selon la présente invention est fixée aux transformateurs d'amplitude ultrasonore. Ainsi, la combinaison du générateur, de l'ensemble d'entraînement et des boosters excite par voie ultrasonique la sonotrode rotative 32, fournissant ainsi l'énergie ultrasonique nécessaire à lier ensemble les nappes
substrats 12 et 14.
Comme le montrent les figures 1A-3B, le rouleau-enclume est configuré pour tourner autour de l'axe d'enclume 44 et presser les nappes substrats 12 et 14 contre la surface de liaison 24 du rouleau de liaison 20, liant ainsi les nappes substrats ensemble. Le rouleau- enclume 40 est connecté à un arbre qui est monté rotatif et connecté au moyen de support pivotant 50 par tout moyen convenable, tels que par des paliers classiques. En général, le rouleau-enclume 40 peut être fait de tout métal ayant des propriétés mécaniques
convenables. De tels métaux comprennent les alliages d'acier.
Habituellement, le rouleau-enclume comporte une surface d'enclume 42 et une largeur d'enclume 43 comprise entre environ 1 et environ 15 cm, et de préférence entre environ 3 et environ 15 cm. La surface d'enclume 42 est configurée pour lier les nappes substrats 12 et 14 ensemble en des emplacements de liaison qui sont disposés selon un tracé de liaison prédéterminé. La demanderesse a constaté que, lorsque la largeur du tracé de liaison voulue et la largeur 43 correspondante du rouleau- enclume 40 augmentent, il devient de plus en plus difficile de maintenir un positionnement approprié entre la surface d'enclume 42 et la surface de liaison 24 en utilisant un rouleau-enclume classique monté rigidement. Comme illustré à la figure 2B, la surface d'enclume 42 du rouleau-enclume 40 peut comporter une pluralité de projections 46 sur ladite surface 42. Les projections 46 peuvent s'étendre sur toute la surface d'enclume 42 durouleau-enclume 40 ou, en variante, elles peuvent n'être disposées que sur une portion de la surface d'enclume 42. Les projections 46 du rouleau-enclume 40 pressent les nappes substrats 12 et 14 contre le rouleau de liaison 20 pour lier les nappes substrats 12 et 14 ensemble en des emplacements de liaison. Comme le montre la figure 2C, les projections 46 du rouleau-enclume 40 peuvent être configurées de telle sorte que les nappes substrats 12 et 14 sont liées ensemble en des emplacements de liaison qui sont disposés selon un tracé de liaison prédéterminé. Les projections 46 peuvent avoir n'importe quelle forme ou
taille, en fonction de la configuration de liaison voulue.
Selon d'autres aspects de l'invention, la surface de liaison 24 du rouleau de liaison 20 peut également comporter une pluralité de projections 46 sur ladite surface 24. Les différentes formes d'exécution de la présente invention sont particulièrement utiles lorsque la largeur 47 du tracé de liaison est d'au moins environ 1 cm, de préférence d'environ
1 à environ 13 cm et mieux d'environ 2,5 à environ 13 cm.
Comme le montrent les figures 1A-3B, le rouleau-enclume est monté rotatif et connecté à un moyen de support pivotant 50 par tout moyen convenable tel que des paliers classiques. Le moyen de support pivotant 50 est configuré pour positionner correctement l'axe d'enclume 44 aux fins de maintenir la surface d'enclume 42 selon une relation sensiblement parallèle à la surface de liaison 24. Ainsi, le moyen de support pivotant 50 est configuré pour permettre au
rouleau-enclume 40 de pivoter de telle sorte que le rouleau-
enclume est capable de s'auto-positionner pour maintenir continuellement une force sensiblement constante sur la surface de liaison périphérique extérieure 24 du rouleau de liaison 20. La force peut être maintenue sensiblement
constante sur toute la largeur 43 du rouleau-enclume 40.
Selon une forme d'exécution particulière dans laquelle le rouleau- enclume 40 comporte une pluralité de projections 46 sur sa surface, le rouleau-enclume est configuré pour maintenir une force sensiblement constante sur la surface de liaison périphérique extérieure 24 du rouleau de liaison 20 au moins sensiblement sur toute la largeur des projections 46
du rouleau-enclume 40.
Comme le montrent les figures 1A-3B, le moyen de support pivotant 50 peut comprendre un cadre 54 support d'enclume qui est connecté de façon pivotante à un cadre rigide 52 au niveau de deux points pivots 56 et 58 situés sur un axe de pivotement 60. Le rouleau-enclume 40 est connecté à un arbre qui est situé sur l'axe d'enclume 44 et monté rotatif et connecté au cadre support d'enclume 54. L'axe de pivotement 60 est perpendiculaire à la fois à l'axe d'enclume 44 et à l'axe de liaison 22 et il est sensiblement parallèle à la direction selon laquelle les nappes substrats se déplacent le long du trajet de substrat 16 en tout emplacement particulier. Le cadre support d'enclume 54 comprend un arbre de pivotement qui est monté rotatif et connecté au cadre rigide 52 au niveau des points pivots 56 et 58. L'arbre de pivotement est connecté au cadre rigide 52 en utilisant une paire de paliers classiques de telle sorte que le cadre support d'enclume 54 et le rouleau-enclume 40 pivotent autour de l'axe de pivotement 60. Dans une telle configuration, le rouleau-enclume 40 est capable de pivoter autour de l'axe de pivotement 60 de telle sorte que la surface d'enclume 42 est maintenue selon une relation sensiblement parallèle avec la surface de liaison 24. Comme
tel, le rouleau-enclume 40 est configuré pour s'auto-
positionner aux fins de maintenir une force sensiblement constante sur la surface de liaison périphérique extérieure 24 du rouleau de liaison 20, sensiblement sur toute la
largeur 43 du rouleau-enclume 40.
Le cadre rigide 52 et le cadre support d'enclume 54 peuvent avoir toutes formes de configurations qui permettent le pivotement voulu du rouleauenclume 40. Les cadres 52 et 54 peuvent être faits de tous matériaux capables de résister aux forces exercées entre le rouleau de liaison 20 et le rouleau-enclume 40 au cours de la liaison. Par exemple, un matériau convenable est l'acier. Comme le montrent les figures 1A-3B, le cadre rigide 52 et le cadre support d'enclume 54 peuvent avoir tous deux une forme en U, le rouleau-enclume 40 étant disposé dans la partie intérieure de chacun des cadres 52 et 54. Les paliers classiques peuvent
être montés directement sur les cadres 52 et 54.
Comme les montrent les figures lA-3B, l'axe de pivotement 60 du cadre support d'enclume 54 est situé à une première distance 62 à partir de l'axe de liaison 22 et l'axe d'enclume 44 est situé à une seconde distance 64 à partir de l'axe de liaison 22. En général, la seconde distance 64 dépend des diamètres particuliers du rouleau de liaison 20 et du rouleau-enclume 40. De préférence, la première distance 62 est inférieure à la seconde distance 64, de telle sorte que l'axe de pivotement 60 est plus près que l'axe d'enclume 44 de l'axe de liaison 22. Par exemple, la première distance 62 peut être d'au moins environ 1%, de préférence d'environ 1 à environ 50%, et mieux, d'environ 5 à environ 25% inférieure à la seconde distance 64. La demanderesse a constaté que, dans une telle configuration, le rouleau de liaison 20 et le rouleau-enclume 40 sont plus stables en cours d'utilisation, assurant ainsi une liaison améliorée entre les nappes substrats 12 et 14. Comme les montrent les figures 1A-3B, le moyen de support pivotant 50 de l'appareil selon la présente invention peut également comprendre au moins une butée de pivotement 70 qui règle l'amplitude du pivotement 72 du cadre support d'enclume 54 et du rouleau-enclume 40. Comme le montre la figure 2B, les butées de pivotement 70 limitent l'amplitude du pivotement 72 du rouleau-enclume 40 à un angle compris
entre O et environ 150.
L'appareil 10 selon la présente invention, tel qu'illustré aux figures 1A-3B, peut également comprendre un moyen de mise sous pression 90 connecté au rouleau-enclume 40 pour exercer une force résiliente sur les nappes substrats 12 et 14 et le rouleau de liaison 20 aux fins de lier ensemble les nappes substrats 12 et 14. Le moyen de mise sous pression 90 doit être capable d'exercer une force comprise entre environ 0,1 et environ 55, et de préférence entre environ 2 et environ 27 kg/cm linéaire (d'environ 1 à environ 300, et de préférence d'environ 10 à environ 150 livres/pouce linéaire) sur le rouleau de liaison 20. Tout mécanisme capable d'exercer la quantité voulue de force sur les nappes et le rouleau de liaison convient à cet effet. Par exemple, un vérin pneumatique 92 peut être connecté au cadre rigide 52. Le vérin pneumatique 92 peut être configuré pour exercer une force agissant sur le cadre rigide 52 qui, à son tour, transmet la force à la surface d'enclume 54 via les points pivots 56 et 58. De préférence, le cadre rigide 52 est commandé par des moyens de restriction ou de contrainte convenables connus de l'homme de l'art, tels que le cadre rigide 52 ne peut se déplacer que dans la direction de la force qui s'exerce sur lui. Du fait que le rouleau-enclume 44 est connecté à la surface d'enclume 54, la force est transmise au rouleau-enclume 44 pour presser les nappes substrats 12 et 14 contre la surface de liaison périphérique
extérieure 24 du rouleau de liaison 20.
Dans la forme d'exécution de l'invention illustrée à la figure 3A, l'axe de liaison 22 peut également être décalé d'une distance 94 de l'axe d'enclume 44 de telle sorte que l'axe de liaison 22 n'a pas une relation linéaire avec une ligne de force s'étendant depuis la force d'actionnement qui s'exerce via l'axe d'enclume 44. La demanderesse a constaté qu'une telle disposition est plus stable que lorsque la ligne de force s'étend directement au travers de l'axe de liaison 22. De préférence, l'axe de liaison 22 est décalé par rapport à la ligne de force d'une distance 94 comprise entre environ
0,1 et environ 7 cm, et mieux, d'environ 0,5 à environ 5 cm.
En outre, l'angle 96, tel qu'illustré à la figure 3A, entre la ligne de force et l'axe d'enclume 44 et l'axe de liaison 22 doit être compris entre environ 0,3 et environ 45 , et de
préférence, entre environ 5 et environ 300.
La présente invention apporte avantageusement, dans ses différentes formes d'exécution, un appareil et un procédé de
liaison rotative. La présente invention comprend un rouleau-
enclume qui est capable de s'auto-positionner ou de pivoter de telle sorte que sa surface reste sensiblement parallèle à la surface de liaison. Dans une telle configuration, le rouleau-enclume est capable de maintenir une force sensiblement constante sur la surface de liaison 24 du
rouleau de liaison 20 sur toute la largeur 43 du rouleau-
enclume 40. Par exemple, le rouleau-enclume 40 peut maintenir une force moyenne sur la surface de liaison 24 du rouleau de liaison 20 comprise entre environ 0,1 et environ 55 kg/cm linéaire (environ 1 à environ 300 livres/pouce linéaire) d'un côté à l'autre de la largeur 43 du rouleauenclume 40. Tel qu'utilisé ici, le terme "moyenne" se réfère à la somme des quantités testées divisée par le nombre total de quantités
testées.
Les différents aspects de la présente invention peuvent donner un pourcentage d'aire de liaison sensiblement constant entre les nappes. Telle qu'utilisée ici, l'expression "pourcentage d'aire de liaison" se réfère au pourcentage d'aire totale des deux nappes se déplaçant continuellement qui sont liées ensemble. Par exemple, comme le montre la figure 2C, le pourcentage d'aire de liaison serait calculé en déterminant l'aire des nappes substrats 12 et 14 qui est effectivement liée d'une nappe à l'autre, la division de l'aire liée par l'aire totale des nappes substrats et la
multiplication du résultat par 100.
Les nappes substrats produites en utilisant le rouleau-
enclume des différentes formes d'exécution selon la présente invention ont une aire de liaison qui est sensiblement la même que l'aire du tracé de liaison du rouleau-enclume. De plus, les nappes ont un pourcentage d'aire de liaison moyen sensiblement constant qui a une déviation standard comprise entre environ 0 et environ 5, et de préférence entre environ 0 et environ 1. Les nappes ont également un pourcentage d'aire de liaison qui a un coefficient de variabilité inférieur à 10, et de préférence inférieur à 5. Tel qu'utilisé ici, le terme "déviation standard" se réfère à la racine carrée de la moyenne des carrés des déviations des quantités testées à partir de la moyenne des quantités testées. Telle qu'utilisée ici, l'expression "coefficient de variabilité" se réfère à la déviation standard du pourcentage d'aire de liaison moyen divisé par le pourcentage d'aire de liaison moyen. Les nappes substrats produites en utilisant des enclumes classiques montées rigidement ont un pourcentage
d'aire de liaison moyen beaucoup plus variable.
En outre, le pourcentage d'aire de liaison moyen des
nappes substrats liées ensemble en utilisant le rouleau-
enclume des différentes formes d'exécution de la présente invention est sensiblement supérieur au pourcentage d'aire de liaison moyen des nappes substrats liées ensemble en utilisant des enclumes montées rigidement dans des conditions de travail similaires. Par exemple, le pourcentage d'aire de liaison moyen des nappes substrats liées ensemble en utilisant le rouleau-enclume des différentes formes d'exécution de la présente invention est égal à au moins environ 105%, et de préférence d'environ 110 à environ 300%, du pourcentage d'aire de liaison moyen des nappes substrats liées ensemble en utilisant des enclumes montées rigidement
dans des conditions de travail similaires.
En outre, les nappes substrats liées ensemble en utilisant le rouleauenclume selon les différentes formes d'exécution de la présente invention ont un coefficient de variabilité qui est sensiblement inférieur au coefficient de variabilité des nappes substrats liées ensemble en utilisant des enclumes montées rigidement. Par exemple, les nappes substrats liées ensemble en utilisant le rouleau-enclume des différentes formes d'exécution de la présente invention ont un coefficient de variabilité qui est au moins inférieur à %, et de préférence inférieur à 50%, du coefficient de variabilité des nappes substrats liées ensemble en utilisant des enclumes montées rigidement dans des conditions de
travail similaires.
Ainsi, les différentes formes d'exécution de l'invention apportent efficacement un appareil et un procédé pour lier ensemble au moins deux nappes substrats se déplaçant continuellement. Les différentes formes d'exécution de la présente invention procurent des liaisons plus uniformes que les procédés classiques qui utilisent des rouleaux-enclumes rigides car le rouleau-enclume 40 peut s'auto- positionner ou pivoter pour maintenir le contact avec le rouleau de liaison et ainsi maintenir une force
sensiblement constante sur toute la largeur 43 du rouleau-
enclume 40.
Les différentes formes d'exécution peuvent être utilisées dans la fabrication d'un article absorbant, tel qu'un change jetable représenté à titre d'exemple à la figure 4. L'article absorbant 200 définit une portion avant 202, une portion arrière 204 et une portion d'entrejambe 206
réunissant la portion avant 202 et la portion arrière 204.
L'article absorbant 200 comprend une doublure côté corporel 210, une enveloppe extérieure 212 et un noyau absorbant 214 situé entre la doublure côté corporel 210 et l'enveloppe extérieure 212. Telle qu'utilisée ici, la référence à la portion avant se réfère à la partie de l'article absorbant qui est généralement disposée sur le devant d'un porteur en cours d'utilisation. La référence à la partie arrière se réfère à la portion de l'article qui est généralement située côté dos du porteur en cours d'utilisation et la référence à la portion d'entrejambe se réfère à la portion qui est généralement disposée entre les jambes du porteur en cours d'utilisation. La portion d'entrejambe 206 comporte des portions latérales longitudinales opposées 208 qui incluent une paire de bords de jambe 216 s'étendant longitudinalement et qui sont élastiques. Les bords de jambe 216 sont généralement conçus pour s'adapter autour des jambes d'un porteur en cours d'utilisation et servir de barrières mécaniques contre l'écoulement latéral d'exsudats corporels. Les bords de jambe
216 sont élastiques par une paire d'élastiques de jambe 218.
L'article absorbant 200 comprend en outre un élastique de taille avant 220 et un élastique de taille arrière 222. La portion arrière 204 de l'article absorbant 200 peut comprendre en outre une paire d'oreilles extensibles 224 fixées à ladite portion arrière, lesquelles oreilles sont adaptées, en cours d'utilisation, à venir chevaucher la portion avant 202 de l'article absorbant 200. Un moyen
d'attache, tel que des pressions, des attaches auto-
agrippantes à crochets et boucles, des attaches "champignon" ou des attaches en ruban peuvent être fixées aux oreilles extensibles 224 pour fixer, de façon libérable, les oreilles 224 à la portion avant 202 de l'article absorbant 200. Les moyens d'attache sont prévus pour maintenir l'article absorbant 200 autour de la taille du porteur, en cours d'utilisation. Par exemple, un matériau à crochets 226 peut être fixé aux oreilles extensibles 224 et un matériau à boucles 228 apparié peut être fixé à la portion avant 202 de
l'article absorbant 200.
Selon un aspect particulier, les oreilles extensibles 224 sont fixées à la portion arrière 204 de l'article absorbant 200 en utilisant les divers modes de mise en oeuvre et formes d'exécution de l'appareil selon l'invention. Par exemple, le bord proximal 230 des oreilles extensibles 224 peut être lié par voie ultrasonique à l'article absorbant 200 le long des bords latéraux 232 de la portion arrière 204 de l'article absorbant en utilisant le procédé et l'appareil illustrés aux figures 3A et 3B. Les bords proximaux 230 peuvent être pris en sandwich entre l'enveloppe extérieure 212 et la doublure côté corporel 210 de l'article absorbant et liés ensemble par voie ultrasonique. Dans une telle configuration, les matériaux utilisés pour l'enveloppe extérieure 212, la doublure côté corporel 210 et les oreilles extensibles 224 doivent être compatibles avec les techniques de liaison par ultrasons. En utilisant la sonotrode rotative 32 et le rouleau-enclume 40 selon la présente invention, on obtient une liaison plus uniforme et de meilleure qualité entre l'oreille extensible 224, d'une part, et l'enveloppe extérieure 212 et la doublure côté corporel 210, d'autre part, du fait que la surface d'enclume 42 et la surface de liaison 24 sont maintenues en relation de contact
sensiblement parallèles (figures 3A et 3B).
L'appareil et le procédé, selon les divers aspects de la présente invention, peuvent également être utilisés pour fixer les moyens d'attache à l'article absorbant 200. Par exemple, l'appareil et le procédé tels qu'illustrés aux figures 3A et 3B peuvent être utilisés pour fixer le matériau
à crochets 226 aux oreilles extensibles 224.
La doublure côté corporel 210 de l'article absorbant 200, tel qu'illustré à la figure 4, présente convenablement une surface côté corporel qui est souple, douce au toucher et non irritante pour la peau du porteur. En outre, la doublure côté corporel 210 peut être moins hydrophile que le noyau absorbant 214, pour présenter au porteur une surface relativement sèche et elle peut être suffisamment poreuse pour être perméable aux liquides, permettant aux liquides de pénétrer facilement dans son épaisseur. Une doublure côté corporel convenable 210 peut être fabriquée à partir d'une vaste sélection de matériaux en nappe, tels que les mousses poreuses, les mousses réticulées, les films plastiques perforés, les fibres naturelles (par exemple les fibres de bois ou de coton), les fibres synthétiques (par exemple les fibres de polyester ou de polypropylène) ou une combinaison de fibres naturelles et synthétiques. La doublure côté corporel 210 est convenablement utilisée pour contribuer à isoler la peau du porteur des liquides retenus dans le noyau
absorbant 214.
Diverses étoffes tissées et non tissées peuvent être utilisées pour la doublure côté corporel 210. Par exemple, la doublure côté corporel peut être composée d'une nappe obtenue par fusion-soufflage ou liée au filage de fibres de polyoléfine. La doublure côté corporel 210 peut également être une nappe cardée liée composée de fibres naturelles et/ou synthétiques. La doublure côté corporel 210 peut être constituée d'un matériau sensiblement hydrophobe, et le matériau hydrophobe peut, éventuellement, être traité par un tensioactif ou d'une autre manière pour lui conférer le niveau voulu de mouillabilité et d'hydrophilicité. Selon une forme d'exécution particulière de la présente invention, la doublure côté corporel 210 est constituée d'une étoffe de polypropylène non tissée liée au filage composée de fibres d'environ 0, 31-0,36 tex (environ 2,8-3,2 deniers) formée en une nappe ayant un poids de base d'environ 22 g/m2 et une masse spécifique d'environ 0,06 g/cm3. L'étoffe est traitée superficiellement avec environ 0,28% en poids d'un tensioactif disponible dans le commerce auprès de Rohm and
Haas Company sous la désignation commerciale Triton X-102.
L'enveloppe extérieure 212 de l'article absorbant 200, tel qu'illustrée à titre d'exemple à la figure 4, peut convenablement être composée d'un matériau qui est soit perméable aux liquides, soit imperméable aux liquides. On préfère généralement que l'enveloppe extérieure 212 soit formée d'un matériau qui est sensiblement imperméable aux liquides. Par exemple, une enveloppe extérieure classique peut être fabriquée à partir d'un film mince de matière plastique ou d'un autre matériau flexible imperméable aux liquides. Par exemple, l'enveloppe extérieure 212 peut être formée d'un film de polyéthylène ayant une épaisseur comprise entre environ 0,012 mm (0,5/1000 pouce) et environ 0,051 mm (environ 2,0/1000 pouce). Si l'on désire que l'enveloppe extérieure 212 offre un toucher plus semblable à une étoffe, l'enveloppe extérieure 212 peut être constituée d'un film de polyéthylène sur la surface extérieure duquel est stratifiée une nappe non tissée, telle qu'une nappe liée au filage de fibres de polyoléfine. Par exemple, un film de polyéthylène ayant une épaisseur d'environ 0,015 mm (0,6/1000 pouce) peut avoir été thermiquement stratifié sur une nappe liée au filage de fibres de polyoléfine, lesquelles fibres ont un titre d'environ 0,17 à 0,28 tex (environ 1,5 à 2,5 deniers) par filament, laquelle nappe non tissée a un poids de base d'environ 24 g/m2 (0,7 once/yard2). Des procédés de formation de telles enveloppes extérieures semblables à des étoffes
sont bien connus de l'homme de l'art.
En outre, l'enveloppe extérieure 212 peut être formée à partir d'une couche de nappe fibreuse tissée ou non tissée qui a été totalement ou partiellement construite ou traitée pour conférer le degré voulu d'imperméabilité aux liquides à des régions sélectionnées qui sont adjacentes ou voisines du noyau absorbant 214. De plus, l'enveloppe extérieure 212 peut éventuellement être composée d'un matériau "respirant" microporeux qui permet aux vapeurs de s'échapper depuis le noyau absorbant 214 tout en empêchant les exsudats liquides
de pénétrer dans l'enveloppe extérieure 212.
Le noyau absorbant 214 de l'article absorbant 200, tel qu'illustré à titre d'exemple à la figure 4, est adapté à absorber des exsudats corporels. On pense que tout matériau capable de remplir une telle fonction peut être utilisé dans le cadre de la présente invention. Le noyau absorbant 214 peut être constitué d'une pièce unique, d'un seul tenant, de matériau, ou, en variante, il peut être constitué d'une pluralité de pièces séparées individuelles de matériau, qui sont réunies opérationnellement ensemble. Le noyau absorbant 214 peut être fabriqué selon une grande diversité de formes et de tailles, par exemple, de forme rectangulaire, trapézoïdale, en T, en I, en sablier, etc), et à partir d'une grande diversité de matériaux. La taille et la capacité absorbante du noyau absorbant 214 doivent être compatibles avec la taille du porteur prévu et de la charge de liquide délivrée d'après l'utilisation prévue pour l'article absorbant 200. La taille et la capacité absorbante du noyau absorbant 214 peuvent être variées pour s'adapter à des porteurs allant des nourrissons jusqu'aux adultes. On préfère généralement que le noyau absorbant 214 soit plus étroit dans la portion d'entrejambe 206 de l'article absorbant 200 que dans les portions avant ou arrière, respectivement 202 ou 204. On peut utiliser divers types de matériaux fibreux
hydrophiles mouillables pour former le noyau absorbant 214.
Des exemples de fibres convenables comprennent les fibres organiques qui se produisent naturellement composées d'un matériau intrinsèquement mouillable, telles que les fibres cellulosiques; les fibres synthétiques composées de cellulose et de dérivés de la cellulose, telles que les fibres de rayonne; les fibres inorganiques composées d'un matériau mouillable par nature, telles que les fibres de verre; les fibres synthétiques faites de polymères thermoplastiques mouillables par nature, telles que des fibres de polyester ou de polyamide particuliers; et des fibres synthétiques composées d'un polymère thermoplastique non mouillable, telles que les fibres de polypropylène, qui ont été rendues hydrophiles par des moyens appropriées. Les fibres peuvent être rendues hydrophiles, par exemple, par traitement avec de la silice, traitement avec un matériau qui comporte un motif hydrophile convenable et qui n'est pas facilement éliminable de la fibre, ou en revêtant la fibre hydrophobe non mouillable d'une gaine d'un polymère hydrophile pendant ou après la formation de la fibre. Dans le cadre de la présente invention, il est prévu que l'on puisse également utiliser des mélanges choisis des divers types de fibres mentionnées ci-dessus. Tel qu'utilisé ici, le terme "hydrophile" qualifie les fibres ou la surface de fibres qui sont mouillées par les liquides aqueux en contact avec les fibres. Le degré de mouillage des matériaux peut, à son tour, être décrit en terme d'angle de contact, et de tension
superficielle des liquides et matériaux impliqués.
L'équipement et les techniques convenant à la mesure de la mouillabilité de matériaux en fibres ou de mélanges de matériaux en fibres particuliers peuvent être fournis par un
systèmes d'analyse de force superficielle Chan SFA-222.
Lorsqu'elles sont mesurées avec un tel système, les fibres ayant des angles de contact inférieurs à 90 sont dites "mouillables" tandis que les fibres ayant des angles de
contact supérieurs à 90 sont dites "non mouillables".
En plus du matériau fibreux décrit ci-dessus, le noyau absorbant 214 peut convenablement comprendre un matériau fortement absorbant, tel que ceux connus dans la technique sous le nom de "superabsorbants". En général, le matériau fortement absorbant est présent dans le noyau absorbant 214 en une quantité allant d'environ 5 à environ 100% en poids par rapport au poids total du noyau absorbant pour fournir des performances plus efficaces. Les matériaux fortement absorbants peuvent être des polymères et matériaux naturels, synthétiques, et naturels modifiés. En outre, les matériaux fortement absorbants peuvent être des matériaux inorganiques tels que des gels de silice ou des composants organiques tels que des polymères réticulés. Le terme "réticulation" se réfère à tout moyen permettant de rendre efficacement sensiblement hydro-insolubles, mais gonflables, des matériaux normalement hydrosolubles. De tels moyens peuvent comprendre, par exemple, l'enchevêtrement physique, les domaines cristallins, les liaisons covalentes, les complexes et associations ioniques, les associations hydrophiles telles que la liaison hydrogène, et les associations hydrophobes ou
forces de Van der Waals.
Des exemples de matériaux synthétiques fortement absorbants comprennent des matériaux polymères, tels que les sels d'ammonium et de métaux alcalins du poly(acide acrylique) et du poly(acide méthacrylique), les poly(acrylamides), les poly(vinyléthers), les copolymères
d'anhydride maléique avec des vinyléthers, et des alpha-
oléfines, la poly(vinylpyrrolidone), la poly(vinyl-
morpholinone), le poly(alcool vinylique) ainsi que les mélanges et copolymères de ces composés. D'autres polymères convenant à l'utilisation dans le noyau absorbant comprennent les polymères naturels et naturels modifiés, tels que l'amidon greffé à l'acrylonitrile et hydrolysé, l'amidon greffé d'acide acrylique, la méthylceellulose, la carboxyméthylcellulose, l'hydroxypropylcellulose et les gommes naturelles telles que les alginates, les gommes de xanthum, la gomme de caroube, et analogues. Des mélanges de polymères absorbants naturels et totalement ou partiellement synthétiques peuvent également être utilisables selon la présente invention. D'autres matériaux gélifiants absorbants convenables sont décrits par Assorson et ai dans US-A-3 902 236 délivré le 26 août 1975. Des procédés de préparation de polymères gélifiants absorbants synthétiques sont décrits dans US-A-4 076 663 délivré le 28 février 1978aux noms de Masuda et al. et US-A-4 286 082 délivré le 25 août 1981 aux noms de Tsubakimoto et al. Le matériau fortement absorbant peut revêtir l'une quelconque d'une grande diversité de formes géométriques. En règle générale, on préfère que le matériau fortement
absorbant soit sous la forme de particules séparées.
Cependant, le matériau fortement absorbant peut revêtir la forme de fibres, de flocons, de tiges, de sphères, d'aiguilles ou analogues. L'enveloppe extérieure 212 et la doublure côté corporel 210 sont généralement collées l'une à l'autre de façon à former une poche dans laquelle est disposé le noyau absorbant 214. Ainsi, les tours de jambe 216 sont convenablement formés par des portions de l'enveloppe extérieure 212 et/ou de doublure côté corporel 210, qui s'étendent au- delà des bords longitudinaux du noyau absorbant 214. Naturellement, les tours de jambe 216 peuvent également être formés de matériaux séparés qui sont fixés à l'enveloppe extérieure 212 et/ou à
la doublure côté corporel 210.
Les tours de jambe 216, tels que représentés à la figure 4, comprennent des élastiques de jambe 218. Des matériaux convenant à la formation des élastiques de jambe 218 sont connus de l'homme de l'art. Par exemple, les élastiques de jambe 218 peuvent comprendre une pluralité de brins d'élastiques, tels que par exemple, des brins élastomères LycraR disponibles auprès de DuPont, Wilmington, Delaware, USA. Les brins élastiques ont habituellement un titre de l'ordre de 470-1500 decitex. Les élastiques de jambe 218 peuvent être généralement rectilignes ou éventuellement courbes. De même, les élastiques de taille 220 et 222 sont
bien connus de l'homme de l'art.
Une grande diversité de configurations de change, ainsi que de culottes d'apprentissage de la propreté, de vêtements pour incontinents, et de configurations analogues, peuvent être fabriquées en utilisant les différentes formes d'exécution du procédé et de l'appareil selon la présente invention. Des changes convenables sont décrits avec davantage de détails dans les documents ci-après: EP 532 002 dont les inventeurs désignés sont Hanson et al; US-A-4 149 335 délivré le 22 septembre 1992 aux noms de Kellenberger et al; US-A-4 798 603 délivré le 17 janvier 1989 aux noms de Meyer et ai; US-A-4 704 116 délivré le 3 novembre 1987 au nom de Enloe; USA5 147 343 délivré le 15 septembre 1992 au nom de Kellenberger; EP 604 731 dont les inventeurs désignés sont McCormack et al et GB 94 16606 dont les inventeurs désignés sont Dilnik et al. Les exemples suivants permettront une compréhension plus totale des différentes formes d'exécution de l'invention
sans avoir de caractère limitatif.
Exemples
L'appareil 10, tel qu'illustré aux figures 3A et 3B, a été utilisé pour créer des empreintes sur du papier marquable par compression par passage dans un espace de pression, en faisant varier le tracé de liaison et la force entre le rouleau-enclume 40 et le rouleau de liaison 20. Les empreintes ont été utilisées pour fournir une comparaison entre la qualité et l'uniformité de la liaison obtenue
lorsque l'on utilise un rouleau-enclume 40 s'auto-
positionnant selon les différentes formes d'exécution de la
présente invention, par rapport à un rouleau-enclume fixe.
Deux rouleaux-enclumes 40 ayant différents tracés de liaison ont été utilisés. Le premier rouleau-enclume 40 avait un diamètre de 15,0 cm (5, 89 pouces) et un tracé de liaison A illustré à la figure 5A. Le second rouleau-enclume 40 avait un diamètre de 13,3 cm (5,25 pouces) et un tracé de liaison B tel qu'illustré à la figure 5B. Chaque rouleau- enclume 40 avait une largeur de 10,16 cm (4,0 pouces), le tracé de liaison correspondant s'étendant sur toute la largeur du
rouleau-enclume. La force agissante exercée entre le rouleau-
enclume 40 et le rouleau de liaison 20 était maîtrisée de telle sorte que des empreintes ont été faites avec des forces agissantes de 2,75. 105Pa (40 livres/pouce2); 3,45.105Pa (50 livres/pouce2) et 4,14. 105Pa (60 livres/pouce2). La force se convertit en une force normalisée, respectivement, de 11,52, 14,40 et 17,28 kg/cm linéaire (respectivement 10, 12,5 et 15 livres/pouce linéaire) d'un côté à l'autre de la
surface de chaque rouleau-enclume 40.
Exemple 1
Comme le montrent les figures 3A et 3B, le premier rouleau-enclume 40 qui présente le tracé de liaison A a été utilisé en conjonction avec un rouleau de liaison ultrasonique rotatif 20, ou sonotrode, pour créer l'empreinte dans le papier marquable par compression. Le rouleau-enclume était fixé en réglant les butées de pivotement 70 de façon à maintenir le rouleau-enclume 40 en une position voulue. Les moyens de compression 90 exerçaient une force de 2,75.105Pa (40 livres/pouce2) telle que le rouleau-enclume exerçait une force de 11, 52 kg/cm linéaire (10 livres/pouce linéaire) entre le rouleau de liaison 20 et le rouleau-enclume 40. Le rouleau de liaison ultrasonique rotatif 20 était mû en rotation de telle sorte que le papier marquable était déplacé à raison de 5 m/mn (environ 17 pieds/mn) entre le rouleau de liaison 20 et le rouleau-enclume fixe 40. Le contact entre le rouleau-enclume 40 et le rouleau de liaison 20 provoquait la formation d'un empreinte dans le papier marquable par compression. L'empreinte a été analysée pour déterminer le pourcentage d'aire de liaison. Dans le cadre des exemples, le terme "pourcentage d'aire de liaison" se réfère au pourcentage de l'aire totale du papier marquable qui a reçu réellement une empreinte. Le pourcentage d'aire de liaison du papier marquable est approximativement égal au pourcentage d'aire de liaison réel qui se produirait lorsque l'on lie deux nappes substrats ensemble. Le pourcentage d'aire de liaison était calculé en déterminant l'aire du papier marquable qui a effectivement reçu une empreinte, en divisant l'aire imprimée par l'aire totale du papier et en multipliant
le résultat par 100.
Le papier marquable a été observé au travers d'une lentille 20MM, depuis une hauteur de 90 cm, avec quatre lampes flood dirigées vers le papier d'impression. Le pourcentage d'aire de liaison du papier marquable a ensuite été déterminé en utilisant un analyseur d'image Quantimet 970 qui est disponible dans le commerce auprès de Leica Instruments Inc. Deerfield, Illinois, USA. L'analyseur d'images était équipé d'un logiciel version 8.0 également disponible auprès de Leica Instruments Inc. On a divisé une longueur de l'empreinte en 40 cadres égaux d'environ 0,56 cm de largeur. L'analyseur d'images a déterminé le pourcentage d'aires de liaison moyen pour chaque cadre en faisant la différence entre les zones assombries ou marquées d'une empreinte et les zones plus claires ou non marquées d'une empreinte. Le pourcentage d'aire de liaison moyen et la déviation standard pour tous les cadres ont ensuite été déterminés. L'empreinte avait un pourcentage d'aire de
liaison moyen de 6,53% avec une déviation standard de 0,84.
L'empreinte avait également un coefficient de variabilité de 12,9.
Exemple 2
Le premier rouleau-enclume 40 qui présente le tracé de liaison A a été utilisé de nouveau en conjonction avec un rouleau de liaison ultrasonique rotatif 20, ou sonotrode, pour créer l'empreinte dans le papier marquable par compression. Le rouleau-enclume 40 était fixé en réglant les
butées de pivotement 70 de façon à maintenir le rouleau-
enclume 40 en une position voulue. Les moyens de compression exerçaient une force de 3,45.105Pa (50 livres/pouce2) telle que le rouleau-enclume exerçait une force de 14,40 kg/cm linéaire (12,5 livres/pouce linéaire) entre le rouleau de liaison 20 et le rouleau-enclume 40. Le rouleau de liaison ultrasonique rotatif 20 était mû en rotation de telle sorte que le papier marquable était déplacé à raison de m/mn (environ 17 pieds/mn) entre le rouleau de liaison 20
et le rouleau-enclume fixe 40. Le contact entre le rouleau-
enclume 40 et le rouleau de liaison 20 provoquait la formation d'une empreinte dans le papier marquable par compression. L'empreinte a été analysée comme dans l'exemple 1 pour déterminer le pourcentage d'aire de liaison de chaque cadre, et le pourcentage d'aire de liaison moyen et la déviation standard pour tous les cadres. L'empreinte avait un pourcentage d'aire de liaison moyen de 8,27% avec une déviation standard de 1,45. L'empreinte avait également une
coefficient de variabilité de 17,5.
Exemple 3
Le premier rouleau-enclume 40 qui présente le tracé de liaison A a été utilisé en conjonction avec un rouleau de liaison ultrasonique rotatif 20, ou sonotrode, pour créer l'empreinte dans le papier marquable par compression. Le rouleau-enclume 40 était fixé en réglant les butées de pivotement 70 de façon à maintenir le rouleau-enclume 40 en une position voulue. Les moyens de compression 90 exerçaient une force de 4, 14.105Pa (60 livres/pouce2) telle que le rouleau-enclume exerçait une force de 17,28 kg/cm linéaire (15,0 livres/pouce linéaire) entre le rouleau de liaison 20 et le rouleau-enclume 40. Le rouleau de liaison ultrasonique rotatif 20 était mû en rotation de telle sorte que le papier marquable était déplacé à raison de 5 m/mn (environ
17 pieds/mn) entre le rouleau de liaison 20 et le rouleau-
enclume fixe 40. Le contact entre le rouleau-enclume 40 et le rouleau de liaison 20 provoquait la formation d'une empreinte
dans le papier marquable par compression.
L'empreinte a été analysée comme dans l'exemple 1 pour déterminer le pourcentage d'aire de liaison de chaque cadre, et le pourcentage d'aire de liaison moyen et la déviation standard pour tous les cadres. L'empreinte avait un pourcentage d'aire de liaison moyen de 11,70% avec une déviation standard de 3,32. L'empreinte avait également une
coefficient de variabilité de 28,4.
Exemple 4
Le premier rouleau-enclume 40 qui présente le tracé de liaison A a été utilisé en conjonction avec un rouleau de liaison ultrasonique rotatif 20, ou sonotrode, pour créer
l'empreinte dans le papier marquable par compression.
Cependant, le rouleau-enclume 40 pouvait s'auto-positionner par rapport au rouleau de liaison 20 en réglant les butées de pivotement 70 pour permettre au rouleau-enclume 40 de pivoter. Ainsi, la surface du rouleau-enclume 40 se maintenait selon une relation sensiblement parallèle avec la surface du rouleau de liaison 20. Les moyens de compression exerçaient une force de 2,75.105Pa (40 livres/pouce2) telle que le rouleau-enclume exerçait une force de 11,52 kg/cm linéaire (10,0 livres/pouce linéaire) entre le rouleau de liaison 20 et le rouleau-enclume 40. Le rouleau de liaison ultrasonique rotatif 20 était mû en rotation de telle sorte que le papier marquable était déplacé à raison de m/mn (environ 17 pieds/mn) entre le rouleau de liaison 20 et le rouleau-enclume s'auto-positionnant 40. Le contact entre le rouleau-enclume 40 et le rouleau de liaison 20 provoquait la formation d'une empreinte dans le papier
marquable par compression.
L'empreinte a été analysée comme dans l'exemple 1 pour déterminer le pourcentage d'aire de liaison de chaque cadre, et le pourcentage d'aire de liaison moyen et la déviation standard pour tous les cadres. L'empreinte avait un pourcentage d'aire de liaison moyen de 15,70% avec une déviation standard de 0,43. L'empreinte avait également une
coefficient de variabilité de 2,7.
Exemple 5
Le premier rouleau-enclume 40 qui présente le tracé de liaison A a été utilisé en conjonction avec un rouleau de liaison ultrasonique rotatif 20, ou sonotrode, pour créer l'empreinte dans le papier marquable par compression. Comme
dans l'exemple 4, le rouleau-enclume 40 pouvait sauto-
positionner par rapport au rouleau de liaison 20 en réglant les butées de pivotement 70 pour permettre au rouleau-enclume de pivoter. Ainsi, la surface du rouleau-enclume 40 se maintenait selon une relation sensiblement parallèle avec la surface du rouleau de liaison 20. Les moyens de compression exerçaient une force de 3,45.105Pa (50 livres/pouce2) telle que le rouleau-enclume exerçait une force de 14,40 kg/cm linéaire (12,5 livres/pouce linéaire) entre le rouleau de liaison 20 et le rouleau-enclume 40. Le rouleau de liaison ultrasonique rotatif 20 était mû en rotation de telle sorte que le papier marquable était déplacé à raison de m/mn (environ 17 pieds/mn) entre le rouleau de liaison 20 et le rouleau-enclume s'auto-positionnant 40. Le contact entre le rouleau-enclume 40 et le rouleau de liaison 20 provoquait la formation d'une empreinte dans le papier
marquable par compression.
L'empreinte a été analysée comme dans l'exemple 1 pour déterminer le pourcentage d'aire de liaison de chaque cadre, et le pourcentage d'aire de liaison moyen et la déviation standard pour tous les cadres. L'empreinte avait un pourcentage d'aire de liaison moyen de 16,10% avec une déviation standard de 0,62. L'empreinte avait également une
coefficient de variabilité de 3,9.
Exemple 6
Le premier rouleau-enclume 40 qui présente le tracé de liaison A a été utilisé de nouveau en conjonction avec un rouleau de liaison ultrasonique rotatif 20, ou sonotrode, pour créer l'empreinte dans le papier marquable par compression. Comme dans l'exemple 4, le rouleau- enclume 40 pouvait s'auto-positionner par rapport au rouleau de liaison en réglant les butées de pivotement 70 pour permettre au
rouleau-enclume 40 de pivoter. Ainsi, la surface du rouleau-
enclume 40 se maintenait selon une relation sensiblement parallèle avec la surface du rouleau de liaison 20. Les moyens de compression 90 exerçaient une force de 4,14.105Pa (60 livres/pouce2) telle que le rouleau-enclume exerçait une force de 17,28 kg/cm linéaire (15,0 livres/pouce linéaire) entre le rouleau de liaison 20 et le rouleau- enclume 40. Le rouleau de liaison ultrasonique rotatif 20 était mû en rotation de telle sorte que le papier marquable était déplacé à raison de 5 m/mn (environ 17 pieds/mn) entre le rouleau de liaison 20 et le rouleau-enclume s'auto-positionnant 40. Le contact entre le rouleau- enclume 40 et le rouleau de liaison provoquait la formation d'une empreinte dans le papier
marquable par compression.
L'empreinte a été analysée comme dans l'exemple 1 pour déterminer le pourcentage d'aire de liaison de chaque cadre, et le pourcentage d'aire de liaison moyen et la déviation standard pour tous les cadres. L'empreinte avait un pourcentage d'aire de liaison moyen de 17,80% avec une déviation standard de 0,46. L'empreinte avait également une
coefficient de variabilité de 2,6.
Exemple 7
Le deuxième rouleau-enclume 40 qui présente le tracé de liaison B, tel qu'illustré à la figure 5B, a été utilisé en conjonction avec un rouleau de liaison ultrasonique rotatif , ou sonotrode, pour créer l'empreinte dans le papier marquable par compression. Le rouleau-enclume 40 était fixé en réglant les butées de pivotement 70 de façon à maintenir le rouleau-enclume 40 en une position voulue. Les moyens de compression 90 exerçaient une force de 2,75.105Pa (40 livres/pouce2) telle que le rouleau-enclume exerçait une force de 11,52 kg/cm linéaire (10,0 livres/pouce linéaire) entre le rouleau de liaison 20 et le rouleau-enclume 40. Le rouleau de liaison ultrasonique rotatif 20 était mû en rotation de telle sorte que le papier marquable était déplacé à raison de 5 m/mn (environ 17 pieds/mn) entre le rouleau de liaison 20 et le rouleau-enclume fixe 40. Le contact entre le rouleau- enclume 40 et le rouleau de liaison 20 provoquait la formation d'une empreinte dans le papier marquable par
compression.
* L'empreinte a été analysée comme dans l'exemple 1 pour déterminer le pourcentage d'aire de liaison de chaque cadre, et le pourcentage d'aire de liaison moyen et la déviation standard pour tous les cadres. L'empreinte avait un pourcentage d'aire de liaison moyen de 21,5% avec une déviation standard de 6,6. L'empreinte avait également une
coefficient de variabilité de 30,7.
Exemple 8
Le deuxième rouleau-enclume 40 qui présente le tracé de liaison B, a été utilisé en conjonction avec un rouleau de liaison ultrasonique rotatif 20, ou sonotrode, pour créer l'empreinte dans le papier marquable par compression. Le rouleau-enclume 40 était fixé en réglant les butées de pivotement 70 de façon à maintenir le rouleau-enclume 40 en une position voulue. Les moyens de compression 90 exerçaient une force de 3,45.105Pa (50 livres/pouce2) telle que le rouleau-enclume exerçait une force de 14,40 kg/cm linéaire (12,5 livres/pouce linéaire) entre le rouleau de liaison 20 et le rouleau-enclume 40. Le rouleau de liaison ultrasonique rotatif 20 était mû en rotation de telle sorte que le papier marquable était déplacé à raison de 5 m/mn (environ
17 pieds/mn) entre le rouleau de liaison 20 et le rouleau-
enclume fixe 40. Le contact entre le rouleau-enclume 40 et le rouleau de liaison 20 provoquait la formation d'une empreinte
dans le papier marquable par compression.
L'empreinte a été analysée comme dans l'exemple 1 pour déterminer le pourcentage d'aire de liaison de chaque cadre, et le pourcentage d'aire de liaison moyen et la déviation standard pour tous les cadres. L'empreinte avait un pourcentage d'aire de liaison moyen de 25, 0% avec une déviation standard de 7,1. L'empreinte avait également une
coefficient de variabilité de 28,4.
Exemple 9
Le deuxième rouleau-enclume 40 qui présente le tracé de liaison B, a été utilisé de nouveau en conjonction avec un rouleau de liaison ultrasonique rotatif 20, ou sonotrode, pour créer l'empreinte dans le papier marquable par compression. Le rouleau-enclume 40 était fixé en réglant les
butées de pivotement 70 de façon à maintenir le rouleau-
enclume 40 en une position voulue. Les moyens de compression exerçaient une force de 4,14.105Pa (60 livres/pouce2) telle que le rouleau- enclume exerçait une force de 17,28 kg/cm linéaire (15,0 livres/pouce linéaire) entre le rouleau de liaison 20 et le rouleau- enclume 40. Le rouleau de liaison ultrasonique rotatif 20 était mû en rotation de telle sorte que le papier marquable était déplacé à raison de m/mn (environ 17 pieds/mn) entre le rouleau de liaison 20
et le rouleau-enclume fixe 40. Le contact entre le rouleau-
enclume 40 et le rouleau de liaison 20 provoquait la formation d'une empreinte dans le papier marquable par
compression.
L'empreinte a été analysée comme dans l'exemple 1 pour déterminer le pourcentage d'aire de liaison de chaque cadre, et le pourcentage d'aire de liaison moyen et la déviation standard pour tous les cadres. L'empreinte avait un pourcentage d'aire de liaison moyen de 27,1% avec une déviation standard de 3,2. L'empreinte avait également une
coefficient de variabilité de 11,8.
Exemple 10
Le deuxième rouleau-enclume 40 qui présente le tracé de liaison B, a été utilisé de nouveau en conjonction avec un rouleau de liaison ultrasonique rotatif 20, ou sonotrode, pour créer l'empreinte dans le papier marquable par
compression. Cependant, le rouleau-enclume 40 pouvait s'auto-
positionner par rapport au rouleau de liaison 20 en réglant les butées de pivotement 70 pour permettre au rouleau-enclume de pivoter. Ainsi, la surface du rouleau-enclume 40 se maintenait selon une relation sensiblement parallèle avec la surface du rouleau de liaison 20. Les moyens de compression exerçaient une force de 2,75.105Pa (40 psi) telle que le rouleau-enclume exerçait une force de 11,52 kg/cm linéaire (10,0 livres/pouce linéaire) entre le rouleau de liaison 20 et le rouleauenclume 40. Le rouleau de liaison ultrasonique rotatif 20 était mû en rotation de telle sorte que le papier marquable était déplacé à raison de 5 m/mn (environ
17 pieds/mn) entre le rouleau de liaison 20 et le rouleau-
enclume s'auto-positionnant 40. Le contact entre le rouleau-
enclume 40 et le rouleau de liaison 20 provoquait la formation d'une empreinte dans le papier marquable par compression. L'empreinte a été analysée comme dans l'exemple 1 pour déterminer le pourcentage d'aire de liaison de chaque cadre, et le pourcentage d'aire de liaison moyen et la déviation standard pour tous les cadres. L'empreinte avait un pourcentage d'aire de liaison moyen de 34,0% avec une déviation standard de 1,3. L'empreinte avait également une
coefficient de variabilité de 3,8.
Exemple 11
Le deuxième rouleau-enclume 40 qui présente le tracé de liaison B, a été utilisé de nouveau en conjonction avec un rouleau de liaison ultrasonique rotatif 20, ou sonotrode, pour créer l'empreinte dans le papier marquable par compression. Comme dans l'exemple 10, le rouleau-enclume 40 pouvait s'auto-positionner par rapport au rouleau de liaison en réglant les butées de pivotement 70 pour permettre au
rouleau-enclume 40 de pivoter. Ainsi, la surface du rouleau-
enclume 40 se maintenait selon une relation sensiblement parallèle avec la surface du rouleau de liaison 20. Les moyens de compression 90 exerçaient une force de 3,45.105Pa (50 livres/pouce2) telle que le rouleau-enclume exerçait une force de 14,40 kg/cm linéaire (12,5 livres/pouce linéaire) entre le rouleau de liaison 20 et le rouleau- enclume 40. Le rouleau de liaison ultrasonique rotatif 20 était mû en rotation de telle sorte que le papier marquable était déplacé à raison de 5 m/mn (environ 17 pieds/mn) entre le rouleau de liaison 20 et le rouleau-enclume s'auto-positionnant 40. Le contact entre le rouleau- enclume 40 et le rouleau de liaison provoquait la formation d'une empreinte dans le papier
marquable par compression.
L'empreinte a été analysée comme dans l'exemple 1 pour déterminer le pourcentage d'aire de liaison de chaque cadre, et le pourcentage d'aire de liaison moyen et la déviation standard pour tous les cadres. L'empreinte avait un pourcentage d'aire de liaison moyen de 34,4% avec une déviation standard de 1,3. L'empreinte avait également une
coefficient de variabilité de 3,8.
Exemple 12
Le deuxième rouleau-enclume 40 qui présente le tracé de liaison B, a été utilisé de nouveau en conjonction avec un rouleau de liaison ultrasonique rotatif 20, ou sonotrode, pour créer l'empreinte dans le papier marquable par compression. Comme dans l'exemple 10, le rouleau- enclume 40 pouvait s'auto-positionner par rapport au rouleau de liaison en réglant les butées de pivotement 70 pour permettre au
rouleau-enclume 40 de pivoter. Ainsi, la surface du rouleau-
enclume 40 se maintenait selon une relation sensiblement parallèle avec la surface du rouleau de liaison 20. Les moyens de compression 90 exerçaient une force de 4,14.105Pa (60 livres/pouce2) telle que le rouleau-enclume exerçait une force de 17,28 kg/cm linéaire (15,0 livres/pouce linéaire) entre le rouleau de liaison 20 et le rouleau- enclume 40. Le rouleau de liaison ultrasonique rotatif 20 était mû en rotation de telle sorte que le papier marquable était déplacé à raison de 5 m/mn (environ 17 pieds/mn) entre le rouleau de liaison 20 et le rouleau-enclume s'auto-positionnant 40. Le contact entre le rouleau- enclume 40 et le rouleau de liaison provoquait la formation d'une empreinte dans le papier
marquable par compression.
L'empreinte a été analysée comme dans l'exemple 1 pour déterminer le pourcentage d'aire de liaison de chaque cadre, et le pourcentage d'aire de liaison moyen et la déviation standard pour tous les cadres. L'empreinte avait un pourcentage d'aire de liaison moyen de 35, 4% avec une déviation standard de 1,2. L'empreinte avait également une
coefficient de variabilité de 3,4.
Les données obtenues à partir des exemples ont été rassemblées dans les tableaux 1 et 2. La figure 6 représente schématiquement un graphique qui compare le pourcentage d'aire de liaison obtenu dans l'exemple 7 (rouleau enclume fixe) avec celui obtenu dans l'exemple 10 (rouleau enclume s'auto-positionnant) le long d'une longueur spécifiée d'empreinte. Comme illustré à la figure 6 et par les tableaux 1 et 2, les empreintes faites en utilisant le rouleau-enclume s'auto- positionnant selon les différents modes de mise en oeuvre selon la présente invention sont plus uniformes et reflètent plus précisément le tracé de liaison utilisé sur le rouleau-enclume que les empreintes faites en utilisant le rouleau-enclume fixe. Par exemple, lorsque l'on utilise le tracé de liaison A, les empreintes produites en utilisant le rouleau-enclume selon les différents modes de mise en oeuvre de la présente invention ont un pourcentage d'aire de liaison qui va d'environ 15,70 à 17,80% avec une déviation standard allant de 0,43 à 0,62. Par contre, toujours en utilisant le tracé de liaison A, les empreintes produites en utilisant des rouleaux-enclumes classiques montés rigidement ou fixes ont un pourcentage d'aire de liaison qui va de 6,53 à 11,70% avec une déviation standard comprise entre 0,84 et 3,32. En outre, lorsque l'on utilise le tracé de liaison B, les empreintes produites en utilisant le rouleau-enclume selon les différents modes d'exécution de la présente invention ont un pourcentage d'aire de liaison qui va de 34,0 à 35,4% avec une déviation standard comprise entre 1,2 et 1,3. Par contre, toujours en utilisant le tracé de liaison B, les empreintes produites en utilisant des rouleaux- enclumes classiques montés rigidement ou fixes ont un pourcentage d'aire de liaison qui va de 21,5 à 27,1% avec une déviation standard comprise entre 3,2 et 7,1. Ainsi, la liaison avec les enclumes fixes ou classiques débouche sur un pourcentage d'aire de liaison de beaucoup inférieur et beaucoup plus variable qui ne reflète pas de manière précise le tracé de
liaison du rouleau-enclume.
TABLEAU 1: TRACE DE LIAISON A
Charge % Aire Déviation Variabilité Ex. N 105N de liaison Standard (psi) Enclume 1 2,75(40) 6,53 0,84 12,9 fixe 2 3,45(50) 8,27 1,45 17,5
3 4,14(60) 11,70 3,32 28,4
Enclume 4 2,75(40) 15,70 0,43 2,7 s'auto- 5 3,45(50) 16,10 0,62 3,9 positionnant 6 4,14(60) 17,80 0,46 2,6
TABLEAU 2: TRACE DE LIAISON B
Charge % Aire Déviation Variabilité Ex. N 105N de liaison Standard (psi) Enclume 7 2,75(40) 21,5 6,6 30,7 fixe 8 3,45(50) 25,0 7,1 28,4
9 4,14(60) 27,1 3,2 11,8
Enclume 10 2,75(40) 34,0 1,3 3,8 s'auto- 11 3,45(50) 34,4 1,3 3,8 positionnant 12 4,14(60) 35,4 1,2 3,4 Dans les Tableaux I et II, Variabilité signifie: (Déviation Standard/Aire de liaison) % et psi: livres/pouce (pounds/square inch)

Claims (13)

REVENDICATIONS
1 - Appareil pour lier ensemble au moins deux nappes substrats (12, 14) se déplaçant continuellement, comprenant: a) un rouleau de liaison (20) rotatif qui est configuré pour tourner autour d'un axe de liaison (22) et qui a une surface de liaison périphérique extérieure (24) sur laquelle se déplacent lesdites nappes substrats (12, 14); b) un rouleau- enclume (40) rotatif qui a une surface d'enclume périphérique extérieure (42) et qui est configuré pour tourner autour d'un axe d'enclume (44) et presser lesdites nappes substrats (12, 14) contre ladite surface de liaison (24) dudit rouleau de liaison (20), liant ainsi lesdites nappes substrats ensemble; et c) un moyen de support pivotant qui est connecté rotatif audit rouleau-enclume (40) pour positionner correctement et continuellement ladite surface d'enclume (42) aux fins de maintenir ladite surface d'enclume (42) selon une relation sensiblement parallèle à ladite surface de liaison
(24) dudit rouleau de liaison (20).
2 - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit rouleau de liaison (20) rotatif comprend une sonotrode (32) rotative qui est configurée pour lier ensemble
lesdites nappes substrats (12, 14) par voie ultrasonique.
3 - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit rouleau de liaison (20) rotatif est chauffé et configuré pour lier ensemble lesdites nappes substrats (12,
14) par voie thermique.
4 - Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit rouleau-enclume (40) rotatif comporte, sur ladite surface d'enclume (42), une pluralité de projections (46) qui sont configurées pour lier ensemble lesdites nappes substrats (12, 14) en des emplacements de liaison qui sont
disposés selon un tracé de liaison prédétermine.
- Appareil pour lier ensemble, par voie ultrasonique, au moins deux nappes substrats (12, 14) se déplaçant continuellement, comprenant: a) un moyen de liaison ultrasonique pour fournir de l'énergie ultrasonique, ledit moyen de liaison ultrasonique comprenant une sonotrode (32) rotative qui est configurée pour tourner autour d'un axe de liaison (22) et qui a une surface de liaison périphérique extérieure (24) sur laquelle se déplacent lesdites nappes substrats (12, 14); b) un cadre rigide (52); c) un cadre support d'enclume (54) qui est connecté pivotant audit cadre rigide (52) sur deux points pivots (56, 58) situés sur un axe de pivotement (60); d) un rouleau-enclume (40) rotatif qui a une surface d'enclume périphérique extérieure (42) et qui est connecté rotatif sur ledit cadre support d'enclume (54) et qui est configuré pour tourner autour d'un axe d'enclume (44) et presser lesdites nappes substrats (12, 14) contre ladite surface de liaison (24) de ladite sonotrode (32) rotative, liant ainsi ensemble lesdites nappes substrats (12, 14), ledit cadre support d'enclume (54) étant configuré pour pivoter autour dudit axe de pivotement (60) pour maintenir ladite surface d'enclume (42) selon une relation sensiblement parallèle avec ladite surface de liaison (24) de ladite
sonotrode (32) rotative.
6 - Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit rouleau-enclume (40) rotatif comporte, sur ladite surface d'enclume (42), une pluralité de projections (46) qui sont configurées pour lier ensemble lesdites nappes substrats (12, 14) en des emplacements de liaison qui sont
disposés selon un tracé de liaison prédéterminé.
7 - Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit tracé de liaison a une largeur d'au moins
environ 1 cm.
8 - Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit cadre support d'enclume (54) est configuré pour pivoter autour dudit axe de pivotement (60) pour maintenir un pourcentage d'aire de liaison sensiblement constant entre
lesdites nappes substrats (12, 14).
9 - Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit axe de pivotement (60) dudit cadre support d'enclume (54) est situé à une première distance dudit axe de liaison (22) et ledit axe d'enclume (44) est situé à une seconde distance dudit axe de liaison (22), ladite seconde
distance étant supérieure à ladite première distance.
- Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins une butée de pivotement (70) pour régler l'amplitude de pivotement dudit cadre
support d'enclume (54).
11 - Procédé pour lier ensemble au moins deux nappes substrats (12, 14) se déplaçant continuellement, comprenant les étapes suivantes: a) la fourniture d'au moins deux nappes substrats (12, 14) se déplaçant continuellement le long d'un trajet de substrat (16); b) la prévision d'un rouleau de liaison (20) rotatif adjacent audit trajet de substrat (16), ledit rouleau de liaison (20) ayant une surface de liaison périphérique extérieure (24) sur laquelle lesdites nappes substrats (12, 14) se déplacent; c) la rotation dudit rouleau de liaison (20) autour d'un axe de liaison (22); d) la prévision d'un rouleau-enclume (40) rotatif adjacent audit trajet de substrat (16), ledit rouleau-enclume (40) ayant une surface d'enclume périphérique extérieure (42) et une largeur d'enclume, et ledit rouleau-enclume (40) tournant autour d'un axe d'enclume (44) et pressant lesdites nappes substrats (12, 14) contre ladite surface de liaison (24) dudit rouleau de liaison (20), liant ainsi ensemble lesdites nappes substrats (12, 14); et e) le support pivotant dudit rouleau-enclume (40) pour positionner correctement et continuellement ledit axe d'enclume (44) aux fins de maintenir ladite surface d'enclume (42) selon une relation sensiblement parallèle avec ladite
surface de liaison (24).
12 - Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'étape de fourniture desdites nappes substrats (12, 14) comprend l'étape de fourniture d'au moins un matériau non tissé. 13 - Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'étape de fourniture desdites nappes substrats (12, 14) comprend l'étape de fourniture d'au moins un matériau élastomère. 14 - Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que ladite étape de prévision d'un rouleau de liaison (20) rotatif comprend l'étape de prévision d'un moyen de liaison
ultrasonique qui comprend une sonotrode (32) rotative.
- Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que ladite étape de prévision dudit rouleau enclume (40) rotatif comprend l'étape de prévision d'une pluralité de
projections (46) sur la surface d'enclume (42) dudit rouleau-
enclume (40) pour lier ensemble lesdites nappes substrats (12, 14) en des emplacements de liaison qui sont disposés selon un tracé de liaison prédéterminé ayant une largeur d'au
moins environ 1 cm.
16 - Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que lesdites étapes de prévision dudit rouleau-enclume (40) rotatif et de support pivotant dudit rouleau enclume (40) maintiennent un pourcentage d'aire de liaison sensiblement constant entre lesdites nappes substrats (12, 14). 17 - Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que ledit pourcentage d'aire de liaison entre lesdites nappes substrats (12, 14) a une déviation standard comprise
entre environ 0 et environ 5.
18 - Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que ladite étape de support pivotant dudit rouleau-enclume (40) comprend l'étape de maintien d'une force sensiblement constante sur ladite surface de liaison (24) dudit rouleau de liaison (20) sensiblement d'un côté à l'autre de la largeur
d'enclume dudit rouleau-enclume (40).
19 - Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que ladite étape de support pivotant dudit rouleau-enclume (40) comprend l'étape de prévision d'un cadre support d'enclume (54) qui est connecté pivotant à un cadre rigide (52) en deux points pivots (56, 58) situés sur un axe de pivotement (60), ledit rouleau-enclume (40) et ledit cadre support d'enclume (54) pivotant autour dudit axe de pivotement (60) pour maintenir ladite surface d'enclume (42) selon une relation sensiblement parallèle avec ladite surface
de liaison (24).
- Procédé selon la revendication 19, caractérisé en ce que ladite étape de prévision dudit cadre support d'enclume (54) et dudit cadre rigide (52) comprend l'étape de disposition dudit axe de pivotement (60) dudit cadre support d'enclume (54) à une première distance depuis ledit axe de liaison (22) et l'étape de disposition dudit axe d'enclume (44) à une seconde distance dudit axe de liaison (22), ladite
seconde distance étant supérieure à ladite première distance.
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