JP7428744B2 - 弾性不織材料を製造するための装置 - Google Patents

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ソレンセン、ダニエル・ジェームズ
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デューケイン アイエーエス エルエルシー
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Description

（関連出願の相互参照）
本出願は、２０１６年９月３０日に出願された米国仮特許出願第６２／４０２、４５７号の利益を主張するものであり、当該特許出願の内容は、参照により本明細書に援用される。
本発明は、概して弾性材料に関し、より詳細には、弾性不織材料を製造するための装置に関する。
弾性不織材料は、パーソナルケア用品（例えば、大人用ブリーフ、幼児用おむつ、子供用／大人用プルオンパンツ、体にぴったりした生理用品等）、及び医療用衣類（マスク、キャップ、ガウン、フットウェア等）等の様々な製品で使用されている。弾性不織材料を製造するための少なくともいくつかの従来の方法には、弾性ストランドがテンション（張力）をかけられたときに不織布の層間で弾性ストランドを接着して結合することが含まれている。弾性ストランドが収縮可能になると、それは、不織布が弾性を有して機能するような不織布の領域を集合させる。
しかし、これらの従来の方法によって作製された弾性不織材料の耐久性は、接着剤がクリープする傾向にあり、時間と共に弾性の減少をもたらし得るので、所望より少なくなり得る。さらに、これらの従来の方法を使用して弾性不織材料を製造すると、過度な費用がかかり得る。したがって、より費用対効果の高い態様でより耐久性を有する弾性不織材料を製造するためのシステムを提供することが有益であろう。
一実施形態では、弾性不織材料を製造する装置は、一般的に、第１の結合モジュール及び第２の結合モジュールを備える。第２の結合モジュールは、第１の結合モジュールに近接して配置可能である。第１の結合モジュール及び第２の結合モジュールの少なくとも一方は、幅方向に或る幅寸法及び周方向に延在する円周軸を有するフェイスを含み、かつ回転軸の周りを回転可能である。このフェイスは複数の突条を有する。この突条は、少なくとも２つの互いに隣接した突条が周方向（円周軸）に沿って位置が重なり合うように配置されている。
他の実施形態では、弾性不織布を製造するための方法は、一般的に、第１の結合モジュールを第２の結合モジュールに近接して配置するステップを含む。この方法はまた、第１の結合モジュール及び第２の結合モジュールの間に、不織布と、少なくとも１本の弾性ストランドとを配置するステップを含む。この方法はさらに、不織布に少なくとも１本の弾性ストランドを保持するように、或る結合点において不織布を結合するステップを含む。この方法はさらに、第１切断部及び第２切断部を形成するように少なくとも１本の弾性ストランドを切断するステップを含む。結合点（結合部）は、少なくとも１本の弾性ストランドが結合部の両側部に延出する自由端部を有するように、第１切断部及び第２切断部の間に位置する。
さらに他の実施形態では、弾性不織材料を製造するための方法は、一般的に、第１の結合モジュールを第２の結合モジュールに近接して配置するステップを含む。第１の結合モジュール及び第２の結合モジュールの少なくとも一方は、幅方向に或る幅寸法及び周方向に延在する円周軸を有するフェイスを含む。この方法はまた、第１の結合モジュール及び第２の結合モジュールの少なくとも一方を回転するステップを含む。この方法はさらに、第１の結合モジュール及び第２の結合モジュールの間で周方向（円周軸）に沿って湾曲する曲線に沿って弾性ストランドを誘導するステップを含む。この方法はまた、弾性不織材料を第１の領域及び第２の領域で結合するステップを含む。弾性ストランドの少なくとも一部は第１の領域に捕捉され、弾性ストランドの少なくとも一部は第２の領域に捕捉される。弾性ストランドは、第１の領域及び第２の領域の間を曲線に沿って延在する。
さらなる他の実施形態では、少なくとも１本の弾性ストランドを含む弾性不織材料を製造するための装置は、一般的に、第１の結合モジュールと、第１の結合モジュールに近接して配置可能な第２の結合モジュールとを備える。第１の結合モジュール及び第２の結合モジュールの少なくとも一方は、幅方向に或る幅寸法及び周方向に延在する円周軸を有するフェイスを含み、かつ回転軸の周りを回転可能である。このフェイスは、複数の突条を有する。第１の結合モジュール及び第２の結合モジュールは、少なくとも１本の弾性ストランド及び不織材料を受容するように配置されている。この装置はさらに、少なくとも１本の弾性ストランドを提供するように構成された供給ステーションを備える。少なくとも１本の弾性ストランドは、第１の結合モジュール及び第２の結合モジュールの少なくとも一方が回転するとき周方向（円周軸）に沿って湾曲する曲線に沿って幅方向（幅寸法）にわたって誘導されている。
弾性不織材料を製造するためのシステムの概略図 図１のシステムで使用する回転式超音波結合装置の一実施形態の斜視図 図１のシステムで使用する回転式超音波結合装置の他の実施形態の斜視図 図３の装置の部分断面図 図１のシステムで使用する回転式超音波結合装置の他の実施形態の斜視図 図５の装置のピンチングデバイスの拡大側面図 図１のシステムで使用する回転式超音波結合装置のさらなる他の実施形態の斜視図 図２～図７の装置で使用するアンビルの一実施形態の環状フェイスの展開図（laid-flat illustration） 図８の９―９断面を示す、図８のアンビルフェイスに画定された突条の一実施形態の断面図 図８の１０―１０断面を示す、図８のアンビルフェイスに画定された突条の他の実施形態の断面図 図８の１１―１１断面を示す、図８のアンビルフェイスに画定された突条のさらなる他の実施形態の断面図 図２～図７の装置で使用するアンビルの他の実施形態の環状フェイスの一部の展開図 図１２の環状フェイスの一部の斜視図 図１３の符号１４の範囲を示す、図１３の斜視図の部分拡大図 図１のシステムの一実施形態を使用して製造された弾性不織材料の概略図 図２～図７の装置で使用するアンビルのさらなる他の実施形態の、不連続的な突条を含む環状フェイスの一部の展開図 図２～図７の装置で使用するアンビルのさらなる他の実施形態の、斜軸に沿って延在する突条を含む環状フェイスの一部の展開図 図２～図７の装置で使用するアンビルのさらなる他の実施形態の、異なる形状の突条（discrete ridges）を含む環状フェイスの一部の展開図 図２～図７の装置で使用するアンビルのさらなる他の実施形態の、異なるパターンの突条を含む環状フェイスの一部の展開図 図２～図７の装置で使用するアンビルのさらなる他の実施形態の、対称なパターンの突条を含む環状フェイスの一部の展開図 図２～図７の装置で使用するアンビルのさらなる他の実施形態の、互いに略垂直な角度の方向の突条を含む環状フェイスの一部の展開図 図２～図７の装置で使用するアンビルのさらなる他の実施形態の、突条を含む環状フェイスの一部の展開図 図２～図７の装置で使用するアンビルのさらなる他の実施形態の環状フェイスの一部、及び曲線に沿ってアンビルフェイスの幅方向にわたって延在する弾性ストランドを示す展開図 図２～図７の装置で使用するアンビルのさらなる他の実施形態の環状フェイスの一部、及び環状フェイスの突条に基づく曲線に沿って受容及び誘導された弾性ストランドを示す展開図 図１のシステムの一実施形態を使用して製造された弾性不織材料、及び断続的な捕捉プロセスの概略図
同一の符号は、図の全体に渡って対応するパーツを示している。
図面を参照すると、特に図１では、弾性不織材料を製造するためのシステムが、全体的に符号１００を用いて示されている。図示された本システム１００（弾性不織材料を製造するためのシステム）は、全体的に符号１０２を用いて示された供給ステーションと、全体的に符号１０４を用いて示された加工ステーションと、全体的に符号１０６を用いて示された回収ステーションとを備える。他の適切なステーションもまた、本発明の範囲から逸脱することなく意図される。
図示された実施形態では、供給ステーション１０２は、不織布を収容している複数の供給ロールを含む。つまり、第１の供給ロール１１０は第１の不織布１１２を収容し、第２の供給ロール１１４は第２の不織布１１６を収容している。供給ステーション１０２はまた、弾性ストランドを収容している供給スプールを含む。つまり、第１の供給スプール１１８は第１の弾性ストランド１２０を収容し、第２の供給スプール１２２は第２の弾性ストランド１２４を収容し、第３の供給スプール１２６は第３の弾性ストランド１２８を収容し、第４の供給スプール１３０は第４の弾性ストランド１３２を収容している。弾性ストランド１２０、１２４、１２８、及び１３２は、それらが本明細書に記載されたような機能を果たせる任意の適切な断面形状を有し得る（例えば、円形、（例えば、比較的平坦な）矩形、正方形等）。
図示された加工ステーション１０４は、以下でより詳しく説明される弾性不織材料１３４を作製するための、弾性ストランド１２０、１２４、１２８、及び１３２を不織布１１２及び１１６の間で結合する回転式超音波結合装置（全体的に符号２００を用いて示される）を含む。回収ステーション１０６は、弾性不織材料１３４を回収する任意の適切なデバイス（例えば、巻取りロール１３６）を含み得る。他の実施形態では、供給ステーション１０２は、本装置２００（回転式超音波結合装置２００）が本明細書に記載されたような機能を果たせる任意の適切な構成を有する任意の適切な数の供給ロール及び供給スプールを含み得る。
図２～図７は、回転式超音波結合装置２００の様々な実施形態である。図示の実施形態では、本装置２００（回転式超音波結合装置２００）は、以下でより詳しく説明されるように、不織布１１２及び１１６の間に弾性ストランド１２０、１２４、１２８、及び１３２を結合する操作を実行するために協働するアンビルモジュール２０２及びホーンモジュール２０４等の結合モジュールを有する。
図示された実施形態では、ホーンモジュール２０４は、円盤状回転ホーン２０８が配置されたフレーム２０６（ホーンモジュールフレーム２０６）と、適切な動力伝達装置２１２を介して回転するホーン２０８（円盤状回転ホーン２０８）を運転するためのモータ２１０と、ホーン２０８に振動を引き起こす振動制御ユニット（不図示）の少なくとも一部を収容するハウジング２１４とを有する。ホーン２０８は、略連続的な外形輪郭のフェイス２１６を有する（すなわち、ホーンフェイス２１６（円盤状回転ホーン２０８のフェイス２１６）は、その表面積の全域にわたって略滑らかな（すなわち途切れない）外形輪郭を有する）。他の実施形態では、ホーンフェイス２１６は、ホーン２０８が本明細書に記載されたような機能を果たせる任意の適切な外形輪郭を有し得る。
ある実施形態では、（不図示ではあるが）振動制御ユニットは、コンバータに機械的に接続された少なくとも１つのブースタ（例えば、ドライブブースタ及びインテグラルブースタ）を有する。また、コンバータは、ジェネレータに電気的に接続可能である。コンバータは、ジェネレータによって供給された高い周波数の電力を、ブースタを通過してホーン２０８に選択的に伝わる力学的エネルギー（すなわち振動）へと変換可能である。ブースタは、以下でより詳しく説明するように、結合操作中にホーン２０８が回転している間にホーン２０８（特に、ホーン２０８のフェイス２１６）が振動するように、コンバータからホーン２０８へ伝わる振動を変更（すなわち、増加または減少）する機能を有する。ホーンモジュール２０４は、ホーン２０８が本明細書に記載されたような機能を果たせる任意の適切な態様で配列された任意の適切な操作構成要素を有し得ることも意図される。
図示された実施形態では、アンビルモジュール２０２は、円盤状回転アンビル２２０と、該アンビル２２０（円盤状回転アンビル２２０）の回転を適切な動力伝達装置２２４を介して運転するモータ２２２とを配置されたフレーム２１８（アンビルモジュールフレーム２１８）を有する。アンビル２２０は、環状フェイス２２６を有し、その外形輪郭は以下でより詳しく説明されるように不連続的（すなわち、途切れる）である。アンビルモジュール２０２は、アンビルフェイス２２６（環状フェイス２２６、円盤状回転アンビル２２０のフェイス２２６）がホーンフェイス２１６に近接して回転可能なように、またはホーンフェイス２１６がアンビルフェイス２２６に近接して回転可能なように、ホーンモジュール２０４に対して配置されている。それによって、以下でより詳しく説明されるように、弾性ストランド１２０、１２４、１２８、及び１３２が本装置２００（回転式超音波結合装置２００）を通過して張力を保持されたとき、それらを不織布１１２及び１１６の間で超音波結合することが可能となる。本明細書で使用されている用語「近接（close proximity）」は、ホーン２０８が超音波振動を発生していないときに、アンビルフェイス２２６がホーンフェイス２１６に接触するか、またはわずかに離間しているかのいずれかの状態であることを指している。
ある実施形態では、本装置２００は、アンビルモジュール２０２及びホーンモジュール２０４の少なくとも一方が他方に対して、（Ａ）弾性不織材料製造システム１００がオフラインで、かつホーン２０８が停止しているとき（すなわち、ホーン２０８が回転及び振動していないとき）、または（Ｂ）弾性不織材料製造システム１００がオンラインで、かつホーン２０８が稼動しているとき（すなわち、ホーン２０８が回転及び振動しているとき）のいずれかの場合で操作可能な適切な変位メカニズムを介して変位可能なように構成され得る。
特に図２の実施形態に関して、本装置２００は、連続的に噛み合う装置（continuous-nip apparatus）として構成可能であり、ホーンモジュール２０４が、（Ａ）弾性不織材料製造システム１００がオンラインで、かつホーン２０８が稼動しているとき、アンビルモジュール２０２に対する位置で固定されている状態となり、（Ｂ）弾性不織材料製造システム１００がオフラインで、かつホーン２０８が停止しているとき、アンビルモジュール２０２に対して変位可能な状態となる。このような変位は、フレーム２０６及びフレーム２１８を互いに接続する選択的に作動可能な空気圧シリンダー２２８（または他の適切なリニアアクチュエータ）によって容易になる。この態様では、ホーンフェイス２１６及びアンビルフェイス２２６間の間隔は、主に本システム１００がオフラインのときに本装置２００を修理（servicing）するために調節可能である。
図３及び図４の実施形態を参照すると、本装置２００は、断続的に噛み合う装置（intermittent-nip apparatus）としても構成可能であり、本システム１００がオンラインであり、かつホーン２０８が稼動しているとき、ホーンモジュール２０４がアンビルモジュール２０２に対して回転カムデバイス２３０を介して変位可能とされている。回転カムデバイス２３０は、ホーンモジュールフレーム２０６に配置されたフォロワー２３２と、アンビルモジュールフレーム２１８に配置されサーボモータ２３６を介して回転可能なカムホイール２３４とを有する。カムホイール２３４は、それがサーボモータ２３６を介して回転するとき、フォロワー２３２が不規則なカム表面２３８に沿って乗り上げて、その結果、規定の頻度でアンビルモジュールフレーム２１８に対してホーンモジュールフレーム２０６を循環的に変位させるような、不規則なカム表面２３８を有する。この態様では、ホーンフェイス２１６及びアンビルフェイス２２６間の間隔、及び／またはホーンフェイス２１６がアンビルフェイス２２６に接触する頻度は、選択的に調節可能である。ホーンモジュール２０４及びアンビルモジュール２０２の他の変位可能な配列もまた、本発明の範囲から逸脱することなく意図される。
図５及び図６の実施形態で示されているように、回転式超音波結合装置２００はまた、ピンチングデバイス２６０（pinching device）を有し得る。図示された実施形態では、ピンチングデバイス２６０は、基部２６２と、少なくとも１つのバイアス要素２６６を介して基部２６２に対してフローティングして配置されたローラ２６４とを含む。ピンチングデバイス２６０はまた、ホーンモジュールフレーム２０６及びアンビルモジュールフレーム２１８の少なくとも一方に配置されたブラケットアセンブリ２６５を有する。基部２６２及びローラ２６４は、異なる寸法のアンビル２２０と共にピンチングデバイス２６０を使用可能にするために、アンビル２２０に対して（以下でより詳しく説明されるように）少なくとも２の自由度をもって調節可能である。
図示されたブラケットアセンブリ２６５は、第１のブラケット２６７及び第２のブラケット２６８を有する。第１のブラケット２６７は、少なくとも１つの直線状スロット２６９を有する。直線状スロット２６９には、それを通じて（ホーンモジュール２０４のフレーム２０６、またはアンビルモジュール２０２のフレーム２１８のいずれかに固定される）ボルト２７１が延在可能である。また、ボルト２７１は、直線状スロット２６９に沿って摺動可能である。したがって、直線状スロット２６９によって、第１のブラケット２６７は、フレーム２０６及び／またはフレーム２１８に対して平行移動することが可能な状態とされている。第２のブラケット２６８は、少なくとも１つの略アーチ状のスロット２７２を有する。略アーチ状のスロット２７２には、（第１のブラケット２６７に固定される）ボルト２７０が延在可能である。また、ボルト２７０は、アーチ状のスロット２７２に沿って摺動可能である。したがって、アーチ状のスロット２７２によって、第２のブラケット２６８は、第１のブラケット２６７に対して回転可能な状態とされている。基部２６２は、該基部２６２（及び、その結果としてローラ２６４）が、第１の自由度をもって第２のブラケット２６８の回転を介して回転するように調節可能であり、かつ第２の自由度をもって第１のブラケット２６７の平行移動を介して平行移動可能なように調節可能なように、第２のブラケット２６８に配置されている。
基部２６２の位置、及びその結果としてローラ２６４の位置は、該ローラ２６４とアンビルフェイス２２６との間で所望のピンチング接触（pinching contact）を達成するように、ボルト２７０及びボルト２７１を介して固定可能である。例えば、図示された実施形態では、基部２６２及びローラ２６４は、バイアス要素２６６がアンビル２２０の回転軸に略垂直な方向のバイアス力を適用するような方向にされている（図６参照）。他の実施形態では、ピンチングデバイス２６０は、それが本明細書で説明されたピンチング動作を実行可能に組み立てられた任意の適切な態様で配列され、移動可能（例えば、平行移動可能及び／または回転可能）な任意の適切な構成要素（例えば、基部２６２及びローラ２６４が、２の自由度をもって平行移動する、または１の自由度をもって平行移動し、１の自由度をもって回転する等の、少なくとも２の自由度をもって調節可能とした任意の適切なブラケットアセンブリ）を有し得る。
この態様では、ピンチングデバイス２６０によって、結合操作中にホーン２０８及びアンビル２２０の間で分断（切断）される弾性ストランド１２０、１２４、１２８、及び１３２の跳ね返りが制限されている。さらに具体的には、ピンチングデバイス２６０は、破損した弾性ストランド１２０、１２４、１２８、及び１３２がそれらのそれぞれの供給スプール１１８、１２２、１２６、及び１３０へ跳ね返ることを防止するために、ローラ２６４及びアンビル２２０の間で破損した弾性ストランド１２０、１２４、１２８、及び１３２を捕らえる効果を有する。その上、ローラ２６４がアンビル２２０に接触することによって回転するため、あらゆる破損した弾性ストランド１２０、１２４、１２８、及び１３２は、ローラ２６４及びアンビル２２０の接触部で捕らえられ、ホーン２０８及びアンビル２２０の間の接触部へ自動的に返される。したがって、ピンチングデバイス２６０は、破損した弾性ストランド１２０、１２４、１２８、及び１３２のためのセルフスレッディングデバイス（self-threading device）としての役目を果たす。
とりわけ、本装置２００は、それが本明細書に記載された機能を果たせるような、互いに協働する任意の適切な数のアンビルモジュール２０２及び／またはホーンモジュール２０４を有し得る。例えば、図７の実施形態で示されているように、本装置２００は、１対のアンビル２２０が配置されたアンビルドラム２７４と一体となって構成され得る。アンビルドラム２７４は、互いに離間して配置された１対の予め画定された環状フェイス２２６を有する。この態様では、互いに離間したホーンモジュール２０４のホーン２０８は、そのようなアンビルフェイス２２６のそれぞれに対して専用に設けられている。したがって、一部にのみ弾性が必要な、より大きな不織布において範囲を限定した結合操作が容易になる（例えば、このより大きな不織布における弾性が不要なセグメントは、アンビルドラム２７４の非接触領域２７７に沿って動かして、関連するホーン２０８と相互作用し得る）。
結合操作中にホーン２０８及びアンビル２２０の間で切断される弾性ストランド１２０、１２４、１２８、及び１３２の発生を最少化できるように、不織布１１２及び１１６がホーン２０８及びアンビル２２０の間で互いに結合されている間、アンビルフェイス２２６のノッチの中の所定の位置で弾性ストランド１２０、１２４、１２８、及び１３２を保持することが望ましい。少なくとも以下の操作パラメータが、結合操作中に切断される弾性ストランド１２０、１２４、１２８、及び１３２の発生を最少化することに寄与する（Ａ）固有のエネルギー源（例えば、アンビル２２０に接触するときのホーン２０８の振動の振幅及びその圧力）、（Ｂ）エネルギーディレクタ（例えば、アンビルフェイス２２６の形状）、及び（Ｃ）材料システム（例えば、弾性ストランド１２０、１２４、１２８、及び１３２のデシテックス（太さ）及び張力、並びに不織布１１２及び１１６の坪量）。
このようなパラメータの１つ（すなわち、アンビルフェイス２２６の形状）に関して、図８は、本装置２００のアンビルフェイス２２６の一実施形態の展開図（laid-flat illustration）である。図示された実施形態では、アンビルフェイス２２６は、周方向に延在する円周軸２７６と、それと垂直な方向の幅方向に或る幅寸法２７８とを有する。アンビルフェイス２２６の外形輪郭は、アンビルフェイス２２６が円周上に離間した複数の突条２８０を画定しているため、円周軸２７６に沿って不規則（すなわち、不連続的）である。例えば、ある実施形態では、互いに隣接した対の突条２８０のそれぞれは、約２．５４ｍｍ（０．１０インチ）～約２５．４ｍｍ（１．００インチ）（例えば、約５．０８ｍｍ（０．２０インチ）～約１２．７ｍｍ（０．５０インチ））の、円周軸２７６に沿って区画された間隔（すなわちピッチ）を有し得る。図示された実施形態ではアンビルフェイス２２６上で全ての互いに隣接する対の突条２８０が互いに略均等に離間して配置されているが、互いに隣接した対の突条２８０間の間隔は、他の実施形態では円周軸２７６に沿って変化し得ることも意図される。
図示された実施形態では、突条２８０は、アンビルフェイス２２６の幅方向の略全域に広がるために、円周軸２７６を略直線的に横切って延在している。突条２８０は、円周軸２７６に対して斜め方向の延長軸２８２を有する。図９で示されているように、突条２８０は、延長軸２８２に沿って互いに離間して配置された複数のランド２８４を有する。互いに隣接した対のランド２８４のそれぞれは、ノッチ２８６に基づいて（すなわちその側方に）互いに離間して配置されている。図８では、ランド２８４及びノッチ２８６が、選択したいくつかの突条２８０のみに示されているが、アンビルフェイス２２６の全ての突条２８０が、同様にそれぞれの延長軸２８２に沿ってランド２８４及びノッチ２８６の組を有することを理解されたい。とりわけ、突条２８０における互いに隣接したランド２８４のそれぞれは、それらの間に画定された対応するノッチ２８６が、円周軸２７６に対して略平行な方向となるように形成されている（すなわち、突条２８０及びノッチ２８６は、図示された実施形態では円周軸２７６に略平行な方向に長さ寸法２９８を有する）。
ある実施形態では、アンビルフェイス２２６は、連続的な捕捉結合操作（continuous entrapment bonding operation）のために構成され得る。さらに具体的には、このような実施形態では、突条２８０は、少なくとも１つのノッチ２８６を有する。ノッチ２８６は、それぞれの突条２８０の対応するノッチ２８６と幅寸法２７８で整列している。また、整列したノッチ２８６のそれぞれの側方に位置するランド２８４は、不織布１１２及び１１６に幅方向隣接結合部を形成するように、互いに離間して配置されている。この幅方向隣接結合部は、張力をかけて結合された弾性ストランド１２０、１２４、１２８、及び１３２を恒久的に保持するように、幅寸法２７８において互いに十分に接近している。結果として、結合操作が完了し、不織布１１２及び１１６が本システム１００から取り除かれた後は、弾性ストランド１２０、１２４、１２８、及び１３２の少なくとも１本は、それ以後、弾性ストランド１２０、１２４、１２８、及び１３２が延在する幅方向隣接結合部の間ではなく、円周上に隣接した結合部の列の間で収縮するようになる。したがって、この捕捉結合操作は、弾性ストランド１２０、１２４、１２８、及び１３２の少なくとも１本が、それらが延在する幅方向隣接結合部のそれぞれの対の間で恒久的に張力を保持するようになるという意味で、連続的（continuous）であると言える。
アンビルフェイス２２６の連続的な捕捉形態の一実施形態では、突条２８０のランド２８４及びノッチ２８６は、互いに対してアンビルフェイス２２６上の全ての他の突条２８０と略同じ寸法（及び、したがって、間隔）を有する。ノッチ２８６は、概ねＵ型、または概ねＶ型である。ノッチ２８６の側方に位置するランド２８４の側壁は、図９で示されたようなノッチ２８６の断面形状からみると、約１°～約１４０°（例えば、約６０°～約１００°）のくさび角度（wedge angle）をそれらの間に形成し得る。他の形状のノッチ２８６もまた考えられる。例えば、ある実施形態では、側壁は、約０°（すなわち、側壁は互いに概ね平行となり得る）で形成され得る。
特定の一実施形態では、弾性ストランド１２０、１２４、１２８、及び１３２が約３００～約１２４０デシテックス（ｄｔｅｘ）を有し、かつ不織布１１２及び１１６が約８～約３０ｇ／ｍ２（ｇｓｍ）を有する場合、ランド２８４は、それらのピークで約０．２５４ｍｍ（０．０１インチ）～約６．３５ｍｍ（０．２５インチ）の長さ（例えば、約０．７６２ｍｍ（０．０３インチ）～約１．５２ｍｍ（０．０６インチ））と、それらのピークで約０．２０３ｍｍ（０．００８インチ）～約１．２７ｍｍ（０．０５インチ）の幅（例えば、約０．２５４ｍｍ（０．０１インチ）～約０．７６２ｍｍ（０．０３インチ））とを有し得る。また、その例では、ノッチ２８６は、それらの側方に存在するランド２８４のピークから計測された約０．０５０８ｍｍ（０．００２インチ）～約１．０２ｍｍ（０．０４インチ）の深さ（例えば、約０．１０２ｍｍ（０．００４インチ）～約０．５０８ｍｍ（０．０２インチ））と、それらの側方に存在するランド２８４のピークから計測された約０．１５２ｍｍ（０．００６インチ）～約０．４０６ｍｍ（０．０１６インチ）の幅（例えば、約０．２０３ｍｍ（０．００８インチ）～約０．３８１ｍｍ（０．０１５インチ））と、それらの底部から測定された約０．０５０８ｍｍ（０．００２インチ）～約０．５０８ｍｍ（０．０２インチ）の幅（例えば、約０．１０２ｍｍ（０．００４インチ）～約０．３８１ｍｍ（０．０１５インチ））とを有し得る。
前述の例示の寸法を有するランド２８４及びノッチ２８６を設けたことにより、アンビルフェイス２２６は、ノッチ２８６において、弾性ストランド１２０、１２４、１２８、及び１３２の把持性が向上する。したがって、ノッチ２８６から抜け出して脱落するそれらを保護して、分断される弾性ストランド１２０、１２４、１２８、及び１３２の発生を削減できるようになる。ランド２８４及びノッチ２８６の他の適切な寸法もまた、本発明の範囲から逸脱することなく意図される。
他の実施形態では、アンビルフェイス２２６は、断続的な捕捉結合操作（intermittent entrapment bonding operation）のために構成され、少なくとも１つのノッチ２８６の側方に位置するランド２８４は、不織布１１２及び１１６に幅方向隣接結合部を形成するように、互いに離間して配置されている。この幅方向隣接結合部は、張力をかけて結合された弾性ストランド１２０、１２４、１２８、及び１３２を恒久的に保持することがないように、幅寸法２７８において互いに十分に離間することとなる。結果として、結合操作が完了し、不織布１１２及び１１６が本システム１００から取り除かれた後は、対応する弾性ストランド１２０、１２４、１２８、及び１３２は、これ以後、弾性ストランド１２０、１２４、１２８、及び１３２の幅方向隣接結合部の間でそれらの張力が概ね解放されるようにそれらが延在する幅方向隣接結合部の間で収縮するようになる。したがって、この捕捉結合操作は、弾性ストランド１２０、１２４、１２８、及び１３２の少なくとも１本が、それらが延在する幅方向隣接結合部の全ての対の間で恒久的に張力を保持しないという意味で、断続的（intermittent）であると言える。
アンビルフェイス２２６の断続的に捕捉する構成の一実施形態では、アンビルフェイス２２６には、少なくとも１つの円周領域２８８における突条２８０のノッチ２８６（及び、したがって、それの側方に位置するランド２８４）の寸法が、少なくとも１つの他の円周領域２８８における突条２８０の幅方向に配列されたノッチ２８６（及び、したがって、それの側方に位置するランド２８４）の寸法と比較して異なるような、複数の異なる円周領域２８８を有し得る。
例えば、複数の第１の円周領域２９０及び２９６における突条２８０は、少なくとも１つのノッチ２８６を有し得る。（第１の円周領域２９０及び２９６における突条２８０の）ノッチ２８６は、第１の円周領域２９０及び２９６の間に互いに離間して配置された複数の第２の円周領域２９２及び２９４における突条２８０上で、（第１の円周領域２９０及び２９６における突条２８０の）ノッチ２８６と幅方向において整列した少なくとも１つのノッチ２８６（第２の円周領域２９２及び２９４における突条２８０のノッチ２８６）と比較して異なる寸法とされている。この例では、第１の円周領域２９０及び２９６の中で、ノッチ２８６は、弾性ストランド１２０、１２４、１２８、及び１３２がその後、第１の円周領域２９０及び２９６における突条２８０の幅方向に隣接したランド２８４の位置に設けられた幅方向隣接結合部にわたって捕捉された（entrapped）状態とならない（すなわち、間で解放（slip）可能である）ように、より大きな幅を有する寸法となり得る。一方で、第２の円周領域２９２及び２９４の中で、ノッチ２８６は、弾性ストランド１２０、１２４、１２８、及び１３２が、第２の円周領域２９２及び２９４で突条２８０の幅方向に隣接したランド２８４の位置に設けられた幅方向隣接結合部にわたって捕捉された状態となる（すなわち、その後、間で解放できない）ように、より小さな幅を有する寸法となり得る。
さらに具体的には、この例では、第２の円周領域２９２及び２９４における少なくとも１つの突条２８０は、連続的な捕捉を例示するために上述した態様における寸法とされたノッチ２８６を有する。一方で、第１の円周領域２９０及び２９６における少なくとも１つの突条２８０は、（ノッチ２８６の側方に位置するランド２８４のピークで測定して）約０．２５４ｍｍ（０．０１インチ）～約６．３５ｍｍ（０．２５インチ）（例えば、ある実施形態では約０．７６２ｍｍ（０．０３インチ）～約１．５２ｍｍ（０．０６インチ）、または特定の一実施形態では約０．８８９ｍｍ（０．０３５インチ））の幅を有する寸法とされたノッチ２８６を有する。したがって、第１の円周領域２９０及び２９６における少なくとも１つの突条２８０を横切って弾性ストランド１２０、１２４、１２８、及び１３２を適切に解放可能にすることが容易となる。特に、弾性ストランド１２０、１２４、１２８、及び１３２が、約３００～約１２４０デシテックス、不織布１１２及び１１６が約８ｇ／ｍ２（ｇｍｓ）～約３０ｇ／ｍ２（ｇｍｓ）を有するときに適切に解放可能にすることが容易となる。
連続的な捕捉構成及び断続的な捕捉構成の両方で、アンビルフェイス２２６は、複数の異なる幅方向セグメント２８１を有し得る。幅方向セグメント２８１のそれぞれは、比較すると異なる寸法のランド２８４及び／またはノッチ２８６を有する。例えば、図１１で示された特定の一実施形態では、アンビルフェイス２２６は、第１のデシテックスの弾性ストランド１２０、１２４、１２８、及び１３２を適合するように、第１の幅のノッチ２８６を画定するランド２８４を有する第１の幅方向セグメント２８３と、第１のデシテックスより少ない第２のデシテックスの弾性ストランド１２０、１２４、１２８、及び１３２を適合するように、第１の幅より狭い第２の幅のノッチ２８６を画定するランド２８４を有する第２の幅方向セグメント２８５とを有し得る。したがって、幅方向セグメント２８１は、連続的に捕捉するために構成されているか、または断続的に捕捉するために構成されているかに関わらず、異なる寸法の弾性ストランド１２０、１２４、１２８、及び１３２を適応するような寸法とされ得る。
さらに他の実施形態では、アンビルフェイス２２６は、円周軸２７６を非直線的に横切って延在する突条２８０を有し得る。例えば、図１２～図１４で示された特定の一実施形態では、アンビルフェイス２２６には、曲線軸（curvilinear axis）（例えば、略アーチ状の曲線軸２８７）を有する複数の突条２８０が画定されている。とりわけ、非直線状の突条２８０を有するこれらの実施形態は、略直線状に延在する突条２８０に対して上述したような円周領域２８８及び幅方向領域２８１（幅方向セグメント２８１）と共通する同様な寸法変化を含め、上述の略直線状に延在する突条２８０に関するランド２８４及びノッチ２８６と同様な寸法を有し得る。
図１５では、本システム１００（弾性不織材料を製造するためのシステム）を使用して製造した弾性不織材料３００が示されている。図示の実施形態では、断続的な捕捉結合プロセスが、上述の本装置２００（回転式超音波結合装置２００）の一実施形態を使用して不織布１１２及び１１６（と、それらの間に挟まれた弾性ストランド１２０及び１２４）に実行されている。弾性不織材料３００を製造するために用いたアンビル２２０の一実施形態は、上述のある実施形態で説明した円周領域２８８にわたって寸法を変えたノッチ２８６を有するアンビルフェイス２２６を有する。この態様では、不織布１１２及び１１６、並びに弾性ストランド１２０及び１２４に、本装置２００を通過して張力を保持しつつ、ホーンフェイス２１６及びアンビルフェイス２２６が、アンビルフェイス２２６のランド２８４と一致する位置で結合部３０２を設けている。
次に、結合された不織布１１２及び１１６（並びにそれらの間に挟まれた弾性ストランド１２０及び１２４）が本システム１００から取り除かれると、弾性ストランド１２０及び１２４における張力は、弾性ストランド１２０及び１２４のセグメントが収縮できるように部分的に解放され、その結果弾性不織材料３００が作製される。さらに具体的には、弾性ストランド１２０及び１２４の第１のセグメント３０４は、より幅が狭いノッチ２８６が画定された突条２８０に対応する結合部３０２の隣接した列の間で捕捉（entrapped）されるようになる。一方で、弾性ストランド１２０及び１２４の第２のセグメント３０６は、より幅が広いノッチ２８６が画定された突条２８０に対応する列において、幅方向隣接結合部３０２にわたって解放（slip）可能となる。この態様では、不織布１１２及び１１６は、弾性を有する材料３００（弾性不織材料３００）を有効に提供するために、互いに近接して離間した幅方向隣接結合部３０２を有する弾性不織材料３００のエリア３０８をギャザーにする（しかし、互いに大きく離間した幅方向隣接結合部３０２を有するエリア３１０には無い）。とりわけ、連続的な捕捉操作が断続的な捕捉操作の代わりに使用された場合、弾性不織材料３００は、解放可能にされた第２のセグメント３０６を有さず、代わりに不織布１１２及び１１６が弾性不織材料３００の全体でギャザーとなるように第１のセグメント３０４のみを有するであろう。
図１６～図２４は、図２～図７で示された本装置２００（回転式超音波結合装置２００）で使用するためのアンビル２２０の実施形態の環状フェイス２２６の一部を示した展開図である。図１６～図２４で示されたアンビルフェイス２２６は、本装置２００を操作しているときにアンビル２２０及びホーン２０８が連続的な走行接触（continuous running contact）を提供可能なパターンで配列された突条２８０を含む。本明細書で使用されている用語「連続的な走行接触（continuous running contact）」は、アンビル２２０の環状フェイス２２６が、本装置２００の操作の全体を通じて概ね連続的にホーン２０８から力を受けるように構成されていることを意味する。例示的な実施形態では、連続的な走行接触をすることで、アンビル２２０及びホーン２０８が、操作の全体を通じて略均一な力を受けるようになる。したがって、本装置２００の操作に必要な消費エネルギーが削減される。さらに、ホーン２０８及びアンビル２２０を設けると、既知のシステムと比較して（操作に必要な消費エネルギーが）削減される。その上、本装置２００の操作に関連する振動及び／または騒音が削減できる。
環状フェイス２２６の実施形態は、弾性不織材料における弾性ストランドの結合点間の間隔を増加可能にしており、弾性不織布に関わる弾性ストランド１２０、１２４、１２８、及び１３２のそれぞれがさらに独立して動けるようになる。したがって、弾性ストランド１２０、１２４、１２８、及び１３２は、弾性特性が増加されており、非結合の弾性ストランドと同様に機能し得る。例えば、環状フェイス２２６は、弾性ストランドの結合点を最大約１５０ｍｍ、すなわち約１００ｍｍ～約１５０ｍｍの範囲で互いに離間して配置可能とし得る。代替の実施形態では、弾性ストランド１２０、１２４、１２８、及び１３２は、それらが本明細書に記載されたように機能できる任意の弾性ストランドの結合点を有し得る。ある実施形態では、不織布同士の結合点は、弾性ストランドを結合せずに弾性ストランド１２０、１２４、１２８、及び１３２を誘導するために、弾性ストランドの結合点の間で使用され得る。さらに、不織布同士の結合点は、連続的な走行接触を提供するために使用され得る。
図１６は、突条２８０及び間隙２７９を有するアンビルフェイス２２６の一実施形態の展開図である。図示された実施形態では、突条２８０は、円周軸２７６を略直線的に横切って延在し、アンビルフェイス２２６の幅寸法２７８の一部に広がる。さらに、突条２８０は、互いに隣接した該突条２８０の間に間隙２７９が画定されるような、不連続的なものである。間隙２７９は、互いに隣接する突条２８０の間で円周軸２７６を略直線的に横切って延在し、アンビルフェイス２２６の幅寸法２７８の一部に広がる。したがって、間隙２７９は、ホーン２０８からの力を受けるアンビルフェイス２２６の表面積を削減している（図２～図７参照）。結果として、本装置２００の操作中に、不織布において結合部を形成するために必要な力は、削減されている。さらに、弾性ストランド１２０、１２４、１２８、及び１３２（図１参照）は、それらが幅寸法２７８において均一に結合された場合と比較して、互いに対してより独立して動き得る。
突条２８０は、円周軸２７６に対して斜め方向の延長軸２８２を有する。さらに、突条２８０は、該突条２８０が円周軸２７６に沿って互いに隣接する突条２８０のそれぞれと位置が重なり合うように配置されている。その結果、突条２８０は、本装置２００（図２～図７参照）の操作中にホーン２０８及びアンビル２２０の間（図２～図７参照）に連続的な走行接触を提供するように構成されている。加えて、斜めの延長軸２８２によって、突条２８０間の間隔が増加できる。また、突条２８０が追加の接触点を必要とせずに連続的な走行接触を提供するので、アンビル２２０のホーン２０８から力を受ける部分は、減少し得る。
さらに、図示された実施形態では、突条２８０が延長軸２８２に沿って整列され、突条２８０及び間隙２７９の交互に入れ替わるパターンが延長軸２８２に沿って延在する。代替の実施形態では、突条２８０は、アンビルフェイス２２６が本明細書に記載したような機能を果たせる任意のパターンで配列されている。例えば、ある実施形態では、少なくともいくつかの互いに隣接した突条２８０は、互いに対して所定の角度で配置され得る。
ある実施形態では、突条２８０は、距離が約１．５ｍｍ～約１０ｍｍの範囲で、それぞれの延長軸２８２に沿って延在し得る。間隙２７９は、距離が約０．５ｍｍ～約２０ｍｍの範囲で、それぞれの延長軸２８２に沿って延在し得る。代替の実施形態では、突条２８０及び間隙２７９は、アンビルフェイス２２６が本明細書に記載された機能を果たせる任意の距離で延在し得る。
図１７は、（図１～図７で示された）本装置２００のアンビルフェイス２２６の他の実施形態の展開図である。このアンビルフェイス２２６は、第１の領域３１２に第１の突条３１１を有し、第２の領域３１４に第２の突条３１３を有する。第１の領域３１２では、第１の突条３１１は、延長軸３１６（第１の斜軸）に沿って延在している。延長軸３１６は、該延長軸３１６及び円周軸２７６が所定の角度３１８を画定するように、円周軸２７６に対して斜め方向とされている。第２の領域３１４では、突条３１３は、延長軸３２０（第２の斜軸）に沿って延在している。延長軸３２０は、円周軸２７６及び該延長軸３２０が所定の角度３２２を画定するように、円周軸２７６に対して斜め方向とされている。延長軸３２０は、延長軸３１６に対して斜め方向とされている。さらに、第１の領域３１２の突条３１１は、第２の領域３１４の突条３１３からオフセットしている。結果として、第１の突条３１１及び第２の突条３１３の間隔は増加可能であり、第１の突条３１１及び第２の突条３１３が連続的な走行接触をするように構成可能である。
図１８は、（図１～図７で示された）本装置２００のアンビルフェイス２２６のさらなる他の実施形態の展開図である。このアンビルフェイス２２６は、第１の突条３１１及び第２の突条３１３を有する。図示された実施形態では、第１の突条３１１は、円周軸２７６及び幅寸法２７８に対して斜め方向とされた延長軸３１６を有する。さらに、第１の突条３１１のそれぞれは、幅寸法２７８において隣接した第１の突条３１１、及び円周軸２７６に沿って隣接した第１の突条３１１から離間して配置されている。第２の突条３１３は、円周軸２７６及び幅寸法２７８に対して斜め方向とされた延長軸３２０を有する。また、第２の突条３１３のそれぞれは、幅寸法２７８において隣接した第２の突条３１３、及び円周軸２７６に沿って隣接した第２の突条３１３から離間して配置されている。その上、第１の延長軸３１６は、第２の延長軸３２０に対して斜め方向とされている。代替の実施形態では、アンビルフェイス２２６は、それが本明細書に記載されたような機能を果たせるような、任意の第１の突条３１１及び第２の突条３１３を有し得る。
第１の突条３１１及び第２の突条３１３は、アンビルフェイス２２６の全体にわたって混在している。例えば、第２の突条３１３は、第１の突条３１１の間に画定された間隙２７９を介して延在している。また、第１の突条３１１は、第２の突条３１３の間に画定された間隙２７９を介して延在している。したがって、第１の突条３１１は、円周軸２７６及び幅寸法２７８に沿って互いに隣接した第２の突条３１３と位置が重なり合う。第２の突条３１３は、円周軸２７６及び幅寸法２７８に沿って互いに隣接した第１の突条３１１と位置が重なり合う。
第１の突条３１１及び第２の突条３１３は、アンビルフェイス２２６上にパターンを画定する。ある実施形態では、第１の突条３１１及び第２の突条３１３のパターンは、弾性不織材料の所望の特性を提供するように構成されている。例えば、位置が重なり合う第１の突条３１１及び第２の突条３１３のパターンは、所望の特性（寸法、間隔、張力等）を有する波模様（ruffling）を形成するように構成され得る。結果として、波模様は、弾性不織材料の１または複数の区画における（１）美観の品質（例えば、外観、柔らかさ）、及び／または（２）機能的な性質（例えば、ウエストバンド、パネル、レッグカフ等に用いられる）を提供し得る。代替の実施形態として、第１の突条３１１及び第２の突条３１３は、アンビルフェイス２２６が本明細書に記載されたような機能を果たせる任意のパターンで配置され得る。
また、ある実施形態では、第１の突条３１１及び／または第２の突条３１３は、円形、多角形、矩形、正弦曲線形、卵形の少なくとも１つを有し得る。さらなる実施形態では、第１の突条３１１及び／または第２の突条３１３は、弾性不織材料に図形及び／または英数字（文字）を画定するように構成され得る。このような実施形態では、第１の突条３１１及び／または第２の突条３１３のいくつかは、弾性不織材料に所望の外観を形成できるように、略連続的なフェイスを有し得る。
図１９は、複数のパターンで配置された突条２８０を含む（図１～図７で示された）本装置２００のアンビルフェイス２２６の他の実施形態の展開図である。図１９で示されているように、このアンビルフェイス２２６は、第１の領域４０２、第２の領域４０４、及び第３の領域４０６を有する。第１の領域４０２及び第３の領域４０６では、突条２８０は、第１のパターンで配列されている。第１のパターンでは、突条２８０は、円周軸２７６及び幅寸法２７８に対して斜め方向とされた延長軸２８２を有する。第２の領域４０４では、突条２８０は、第２のパターンで配列されている。第２のパターンでは、突条２８０は、円周軸２７６及び幅寸法２７８に対して斜め方向とされた延長軸３１６及び３２０を有する。延長軸３１６は、延長軸３２０に対して斜め方向とされている。さらに、第２の領域４０４では、突条２８０は、該突条２８０の間に間隙２７９を画定し、互いに隣接した突条２８０が円周軸２７６に沿って、かつ幅寸法２７８において位置が重なり合うように混在している。したがって、第１のパターン及び第２のパターンによって、本装置２００の操作中に使用されるアンビルフェイス２２６の部分が増加されている。
図２０は、対称なパターンの突条２８０を有する、（図１～図７で示された）本装置２００のアンビルフェイス２２６の他の実施形態の展開図である。このアンビルフェイス２２６は、突条２８０を有する第１の領域４１０と、突条２８０を有する第２の領域４１２を有する。第１の領域４１０では、突条２８０は、円周軸２７６及び幅寸法２７８に対して斜め方向とされた延長軸２８２を有する。第２の領域４１２では、突条２８０は、円周軸２７６及び幅寸法２７８に対して斜め方向とされた延長軸２８２を有する。対称軸４０８は、第１の領域４１０及び第２の領域４１２の間に延在している。第１の領域４１０の突条２８０は、対称軸４０８に対して第２の領域４１２の突条２８０と対称である。さらに、アンビルフェイス２２６は、突条２８０が繰り返し対称なパターンを形成するように、複数の対称軸４０８を有する。図示された実施形態では、対称軸４０８は、円周軸２７６に対して斜め方向である。代替の実施形態では、アンビルフェイス２２６は、それが本明細書に記載されたような機能を果たせる任意の対称軸４０８を有し得る。
図２１は、概ね直角を成す第１の突条４１４及び第２の突条４１６を有するアンビルフェイス２２６の他の実施形態の展開図である。このアンビルフェイス２２６は、第１の突条４１４及び第２の突条４１６を有する。第１の突条４１４は、円周軸２７６及び幅寸法２７８に対して斜め方向とされた延長軸４１３を有する。第２の突条４１６は、円周軸２７６及び幅寸法２７８に対して斜め方向とされた延長軸４１５を有する。第１の突条４１４の延長軸４１３は、第２の突条４１６の延長軸４１５に対して直角を成す。したがって、第１の突条４１４及び第２の突条４１６は、（１）連続的な走行接触を提供し、（２）ホーン２０８及びアンビル２２０の接触面積を削減し、かつ（３）アンビル２２０全体にわたってかかる負荷を分散するパターンを形成している。
図２２は、第１の突条４１７及び第２の突条４１８を有する本装置２００のアンビルフェイス２２６の他の実施形態の展開図である。第１の突条４１７は、複数のランド４１９及び複数のノッチ４２１を有する。第２の突条４１８は、略連続的な外形輪郭を有し、不織布における不織布同士の結合点を提供している。第１の突条４１７及び第２の突条４１８は、このアンビルフェイス２２６の全体にわたって混在している。具体的には、第１の突条４１７のそれぞれは、互いに隣接した第２の突条４１８の間に延在し、第２の突条４１８のそれぞれは、互いに隣接した第１の突条４１７の間に延在している。第２の突条４１８は、第１の突条４１７間の間隔を増加可能とし、弾性不織材料の結合及び／または連続的な走行接触の増加を提供する。
第１の突条４１７及び第２の突条４１８は、任意の適切な形状を有し得る。例えば、第１の突条４１７及び第２の突条４１８は、直行直線、ドット、楕円、多角形、折れ線、文字、及び／または任意の他の適切な形状を有し得る。図示された実施形態では、第１の突条４１７及び第２の突条４１８は、矩形である。
さらに、第１の突条４１７は、円周軸２７６及び幅寸法２７８に対して斜め方向に延在している。第２の突条４１８は、円周軸２７６に対して平行に延在している。したがって、第１の突条４１７は、第２の突条４１８に対して斜め方向である。代替の実施形態では、第１の突条４１７及び第２の突条４１８は、本装置２００が本明細書に記載されたような操作を行える任意の方向に延在し得る。例えば、ある実施形態では、第２の突条４１８の少なくともいくつかは、円周軸２７６及び／または幅寸法２７８に対して斜め方向に延在し得る。
図２３は、本装置２００のアンビルフェイス２２６の他の実施形態の展開図である。弾性ストランド４２０は、円周軸２７６に沿って湾曲した曲線４２２に沿って、アンビルフェイス２２６の幅寸法２７８にわたって延在する。弾性ストランド４２０は、（図１で示された）供給ステーション１０２によって、曲線４２２に沿って誘導され得る。例えば、図１、図２、及び図２３を参照すると、供給ステーション１０２は、アンビル２２０が回転するときに、弾性ストランド４２０がアンビルフェイス２２６上の突条２８０によって受容されるように弾性ストランド４２０を往復（左右動）して供給する（巻き出す）ように構成され得る。この往復運動に従って、弾性ストランド４２０は、それが曲線４２２に沿って誘導されるように突条２８０の様々な位置で受容され得る。代替の実施形態として、弾性ストランド４２０は、弾性不織材料が本明細書に記載されたような機能を果たせる任意の態様で誘導され得る。
図２４は、本装置２００のアンビルフェイス２２６の他の実施形態の展開図である。アンビルフェイス２２６は、それの幅寸法２７８の一部にわたって延在する突条２８０を有する。突条２８０の配置は、円周軸２７６に沿って湾曲する曲線４２４に対応している。突条２８０は、アンビル２２０が（図２で示された）回転をするとき、アンビルフェイス２２６の幅方向にわたる曲線４２４に沿って弾性ストランド４２０を誘導するように構成されている。代替の実施形態では、弾性ストランド４２０は、弾性不織材料が本明細書に記載されたような機能を果たせる任意の態様で誘導され得る。
ある実施形態では、弾性ストランド４２０は、（図１で示された）供給ステーション１０２によって、少なくともある程度誘導され得る。例えば、突条２８０は、弾性ストランド４２０を受容するように構成されており、往復運動に対応する曲線４２４に沿って弾性ストランド４２０を誘導する。他の実施形態では、供給ステーション１０２は、静止位置から弾性ストランド４２０を供給し、弾性ストランド４２０を任意の適切な手段で曲線４２４に沿って誘導し得る。
弾性ストランド４２０は、連続的な捕捉プロセス及び／または断続的な捕捉プロセス中に、曲線４２４に沿って誘導され得る。さらに、弾性ストランド４２０を、弾性不織材料の一部分で曲線４２４に沿って誘導することが可能であり、弾性不織材料の全体にわたる必要は無い。
図２５は、本システム１００及び断続的な弾性材捕捉プロセスを使用して製造した弾性不織材料５００の概略図である。弾性不織材料５００は、少なくとも１本の弾性ストランド５０４、及び不織布５０６を含む。弾性不織材料５００は、さらに、第１の領域５０８、第２の領域５１０、及び第３の領域５１２を含む。弾性ストランド５０４は、少なくとも第１の領域５０８及び第３の領域５１２で不織布５０６に保持されている。例えば、弾性ストランド５０４は、本明細書に記載された本システム及び本方法を使用して不織布５０６の中に捕捉され得る。
図示された実施形態では、弾性ストランド５０４は、第１の領域５０８及び第２の領域５１０の間で、及び第２の領域５１０及び第３の領域５１２の間で切断装置５１４によって分断すなわち切断（分離）され得る。結果として、弾性ストランド５０４は、第２の領域５１０では少なくともある程度は自由な状態である。ある実施形態では、弾性ストランド５０４は、弾性不織材料５００の長手方向に対して略垂直な線に沿って切断され得る。他の実施形態では、弾性ストランド５０４は、長手方向に対して少なくともある程度の斜角をもって、及び／または平行に延在する線に沿って切断され得る。さらなる実施形態では、弾性ストランド５０４は、曲線に沿って切断され得る。代替の実施形態では、弾性ストランド５０４は、弾性不織材料５００が本明細書に記載された機能を果たせる任意の態様で分断され得る。
弾性不織材料５００は、第１の領域５０８、第２の領域５１０、及び第３の領域５１２において、異なる弾性及び外観を有し得る。例えば、第１の領域５０８及び第３の領域５１２では、弾性ストランド５０４は、張力下にあり、不織布５０６をギャザーにし得る。第２の領域５１０では、弾性ストランド５０４は緩んでおり、不織布５０６は弾性ストランド５０４によってギャザーにされていない。
不織布５０６は、弾性ストランド５０４が切断装置５１４によって分断されたときに、不織布５０６に弾性ストランド５０４を保持するように構成された第２の領域５１０に少なくとも１か所の結合部５１６を有する。具体的には、不織布５０６は、弾性ストランド５０４の自由端部５２２が結合部５１６の両側に延出するように、第１の切断部５１８及び第２の切断部５２０の間で結合されている。さらに、結合部５１６は、自由弾性ストランド５０４（弾性ストランド５０４）が、破片として切り分けられ、弾性不織材料５００及び（図１で示された）本装置２００を破損させる、またはクラッタ（cluttering）させることを防止する。結果として、結合部５１６は、弾性不織材料５００を製造するコストを削減する。
本明細書で説明された回転式超音波結合システム及び方法は、接着剤を使用せずに、張力をかけた弾性素材を不織布に直接捕捉するために利用され、これによって様々な機能的、商業的な利点を提供している。本システム及び本方法は、接着して結合するプロセスに伴う複雑な接着剤送達システム及びコストのかかる接着材料を排除している。また、本システム及び本方法は、より単純な、より清潔な、及びより安全な（例えば、温度がより低い）製造環境を、低電力消費及び低材料コストで提供している。また、従来の接着して結合された材料において一般的な、接着剤の裏抜け（bleed-through）、塗布過多（overspray）、硬化、クリープ等の、接着して結合した材料の様々な機能的欠陥が取り除かれている。したがって、低コストな不織材／フィルム基板（nonwoven/film substrates）及び弾性材料が利用できる。
さらに、本明細書で説明された本システム及び本方法は、接着剤に関わるクリーニング操作、接着剤システムの送達性／信頼性の問題、メンテナンスイベント以前の加熱された装置を冷却する時間、冷却開始時間、及び再加熱イベントまたはパージキャリブレートイベント（purge-calibrate events）の少なくとも一部が無くなるので、より連続的な製造シークエンス（production sequence）が容易になる（すなわち、処理稼働時間が増加する）。その上、より連続的な製造シークエンスは、本システムがオンラインのときに分断された弾性ストランドを自動スレッディング（すなわちセルフスレッディング）すること、及び連続的に走行するオーバーザエンド弾性材スプール（over-the-end elastic spools）を使用することによって、さらに容易になる。
さらに、本明細書で説明された本システム及び本方法は、切断／裁断プロセス、シーミングプロセス（seaming process）、縁部切り取りプロセス等の他の弾性材加工ステップを実行すると同時に、弾性ストランドを結合する（例えば、捕捉する）ために使用可能である。本システム及び本方法は、さらに、既存の資本的資産ベース（capital asset bases）に適用することができ、それによって、ソフトウェアインタフェースを用いて結合ゾーンの長さを変更するとき、（必要に応じてカスタマイズ可能な構成を用いて）組み込み機能（retrofit capability）、及びより迅速にグレードを変化する機能を提供する。
本システム及び本方法はまた、弾性性能を最大化できる。例えば、本システム及び本方法は、他の結合方法と比較すると、伸張するときの張力を下げることができる（例えば、本システム及び本方法は、少なくともある基板が使用されているときの応力に対する張力が、略純粋な弾性反応となることを提供できる）。本システム及び本方法はまた、容易に影響を受ける中間バインダ材料（susceptible intermediate binder material）を有する基板に結合されていることとは対照的に、少なくとも一部では、弾性ストランドを熱可塑性の基板に捕捉できるという事実によって、クリープ（すなわち性能の低下）を最少化できる（例えば、本システム及び本方法は、温度、時間、及びエンドユーザが使用する溶媒（例えば、柔軟剤）に関わらずさらにロバストな弾性材料を生産する）。
本システム及び本方法はさらに、美観及び機能的利点のカスタマイズが可能である。例えば、ギャザーは、寸法、形状、及び周期を選択できるように配置した結合パターン及び／またはストランド供給量に基づいて作製される。また、張力が所望の布構成に基づいた（例えば、布内の（レーン間の）所望の幅方向及び／または（レーン内の）所望の長手方向に基づいた）弾性セグメントによって制御可能であるため、区分して張力をかけることが可能である。必要に応じて、結合部を湾曲させることも可能である。さらに、調節可能にフィットするために制御して弾性ストランドを解放すること／クリープすることは、選択可能な基板への弾性材の断続的または連続的な結合を使用することで容易にされており、それによって、存在する弾性セグメント及び非弾性セグメントの配置／区画が可能となる。また、本システム及び本方法は、従来のシステムと比較して、弾性ストランドをさらに正確に隣接して配置することができる。例えば、本システムは、弾性ストランドの互いに対する配置を制限し得る接着剤ディスペンサーを含まず、その結果として、記載されたシステム及び方法は、既知のシステムと比較して、弾性ストランドの配置をより広い幅とすることを提供している。
また、本システム及び本方法は、不織布における不織布同士の結合点及び弾性ストランドの結合点を、機械方向（周方向）及び機械と交わる方向（幅方向）における様々な位置に配置可能である。結果として、本システム及び本方法は、弾性ストランドからの力に従って両方向に折りたたまれる不織布を制御する機能を提供している。さらに、本システム及び本方法は、弾性不織布の機能的及び美観的性質の制御を増加している。また、実施形態は、弾性不織材料に機能的及び美観的な図形及び／または文字列特性を設ける機能を提供している。さらには、記載されたシステム及び方法は、起伏を有する係合領域（zones of uneven engagement）を減らすことによって、結合モジュールに着用性を制御する機能を提供し得る。
上述された本システム及び本方法の実施形態に加えて、他の実施形態もまた意図される。例えば、回転しない結合のシステム（例えば、不動の（すなわちブレード式の）超音波ホーン、加熱式、加圧式等）が意図される。また、代替の実施形態では、上述した回転式の実施形態と、接着式システムとを組み合わせて使用することができる。さらには、ある実施形態における張力をかけられた弾性材の代わりに、張力が未発生の弾性材（latent elastic）を使用可能となり得る。そしてさらに、本システム及び本方法は、破損の発生を減らしつつ弾性ストランドを曲げる（すなわち変位する）ことが可能である。また、本システム及び方法はさらに、異なるデシテックスの弾性ストランドのマトリクス状の張力（例えば、チェック模様効果）、異なる波模様、デッドゾーン、及び／または同時取り込みの発生を可能とする。
とりわけ、本明細書に記載された本システム及び本方法は、パーソナルケア用品（大人用ブリーフ、幼児用おむつ、子供／大人用プルオンパンツ、体にぴったりした生理用品等）または医療用衣類（マスク、キャップ、ガウン、フットウェア等）等の様々な製品で使用可能な様々な弾性不織材料の製造を可能としている。さらに、製品の個別の構成要素（例えば、スクリム／ネット、おむつの耳部（diaper ears）、ディスクリートパネル（discreet panels）等）を、上記のシステム及び方法によって作製された弾性不織材料を用いて製造できる。他の考えられる本発明の不織材料を使用できる製品は、開口部に弾性を有するごみ袋（elastic-topped garbage bags）、非接着の包袋、ヘアネット、ハウスラップ等と同様に、（例えば、波模様またはたるみ（blousing）に関連する）断熱材またはフィルタ等が含まれる。
本発明の要素、またはその好ましい実施形態の要素を導入するとき、「ある（a/an）」、「この（the）」、及び「前記（said）」という語句は、１つ以上の要素の存在を意味することを意図している。用語「備える、含む、有する（comprising/including/having）」は包括的であり、記載された要素以外の追加の要素が存在し得ることを意味する。
本発明の範囲から逸脱することなく上記の構成に様々な変更を行うことができるため、上記の説明、または添付の図面での図示に含まれたすべての事柄は例示として解釈されるべきであり、限定する意味ではないことを意図している。

Claims (7)

  1. 少なくとも１本の弾性ストランドを含む弾性不織材料を製造するための超音波結合装置であって、
    ホーンモジュールと、
    前記ホーンモジュールに近接して配置可能なアンビルモジュールと、
    前記少なくとも１本の弾性ストランドを収容する少なくとも１つのスプールを含む供給ステーションと
    を備え、
    前記アンビルモジュールは、幅方向に或る幅寸法及び周方向に延在する円周軸を有するフェイスを含み、かつ回転軸の周りを回転可能であり、
    前記フェイスは、複数の突条を有し、
    前記ホーンモジュール及び前記アンビルモジュールは、前記少なくとも１本の弾性ストランド及び不織材料を受容するように配置され、互いに協働して前記少なくとも１本の弾性ストランド及び前記不織材料を超音波結合することで前記弾性不織材料を製造するように構成され、
    前記少なくとも１つのスプールを含む前記供給ステーションが、前記少なくとも１本の弾性ストランドを、前記アンビルモジュールが回転するとき前記周方向に沿って湾曲する曲線に沿って前記幅方向にわたって誘導するように構成され、
    前記供給ステーションは、前記少なくとも１本の弾性ストランドが前記少なくとも１つのスプールから巻き出されるときに、前記少なくとも１本の弾性ストランドを左右動させるように構成されている、超音波結合装置。
  2. 前記突条は、前記少なくとも１本の弾性ストランドを受容するように配列されたノッチ及びランドを有し、
    前記ノッチ及び前記ランドは、前記曲線に沿って前記少なくとも１本の弾性ストランドを受容するようにオフセットしている、請求項１に記載の超音波結合装置。
  3. 前記突条は、前記幅方向の一部に沿って延在し、前記周方向に沿って前記曲線に一致するように配列されている、請求項２に記載の超音波結合装置。
  4. 前記複数の突条の内の少なくとも１つは、交互に設けられた複数のランド及び複数のノッチを有し、
    前記ランドの各々及び前記ノッチの各々は、前記周方向に平行に、かつ前記複数の突条の少なくとも１つの延長方向に対して斜めに、配置された、請求項１に記載の超音波結合装置。
  5. 不織材料と少なくとも１本の弾性ストランドとを含む弾性不織材料を製造するための方法であって、
    少なくとも一方が、幅方向に或る幅寸法及び周方向に延在する円周軸を有するフェイスを含むホーンモジュール及びアンビルモジュールを、前記ホーンモジュールを前記アンビルモジュールに近接して配置するステップと、
    前記ホーンモジュール及び前記アンビルモジュールの少なくとも一方を回転するステップと、
    供給ステーションから前記弾性ストランドを供給して、前記ホーンモジュール及び前記アンビルモジュールの間に、前記不織材料及び前記少なくとも１本の弾性ストランドを提供するステップと、
    前記フェイスの前記幅方向に沿って左右動する態様で前記供給ステーションのスプールから前記弾性ストランドを供給し、前記ホーンモジュール及び前記アンビルモジュールの間で、前記周方向に沿って湾曲する曲線に沿って前記少なくとも１本の弾性ストランドを誘導するステップと、
    前記弾性不織材料を第１の領域及び第２の領域で、超音波結合により結合するステップであって、前記第２の領域では、前記弾性不織材料を超音波結合により前記第１の領域と異なる突条のパターンで結合する、ステップとを含み、
    前記弾性ストランドの少なくとも一部は、前記第１の領域に捕捉され、
    前記弾性ストランドの少なくとも一部は、前記第２の領域に捕捉され、
    前記弾性ストランドは、前記第１の領域及び前記第２の領域の間を前記曲線に沿って延在する、方法。
  6. 前記曲線に沿って前記弾性ストランドを誘導するステップは、
    前記フェイスの前記突条に画定されたノッチの間に前記弾性ストランドを誘導するステップを含む、請求項５に記載の方法。
  7. 前記突条の各々は、交互に設けられた複数のランド及び複数の前記ノッチを有し、
    前記ランドの各々及び前記ノッチの各々は、前記周方向に平行に、かつ前記突条の延長方向に対して斜めに配置された、請求項６に記載の方法。
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