(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
組合せウエブ（１２１）内の一連の連続する加工片（１０）を処理して、前側身体部分（１６）と後側身体部分（２０）、第１及び第２の脚開口及び前記第１及び第２の脚開口の間の股部分（２４）を有するガーメントを形成し、弾力性要素（１１２）をガーメント（２５）内に組み込むことを含む、ガーメントを製造する方法であって、上記方法は、
（ａ）第１の幅を有し第１の層を構成するウエブ（１００）を、各加工片（１０）が前記ウエブ（１００）内で横方向に向き、前記前側身体部分（１６）と前記後側身体部分（２０）とがウエブの両側の側部に位置する状態で、ニップに送る段階と、
（ｂ）上記第１の層を構成するウエブ（１００）が前記ニップに達する前に、第２の層を構成する連続ウエブ（１０６）を、上記第１の層を構成するウエブ（１００）上に重なるように送る段階と、
（ｃ）弾力性要素を引き伸ばす段階と、
（ｄ）前記第１の層を構成する前記ウエブ（１００）と前記第２の層を構成する前記ウエブ（１０６）が前記ニップに達する前に、上記引き伸ばした弾力性要素（１１２）を前記２つのウエブ（１００、１０６）の間に引き伸ばした状態で送り、該弾力性要素（１１２）を、形成されるべき第１の脚開口に従う第１の経路に沿い、次いで前記股部分を横切り、さらに形成されるべき第２の脚開口に沿って配置し、前記弾力性要素が連続する２つのウエブ（１００、１０６）の間に位置する状態にされた組合せウエブ（１２１）を形成する段階と、
（ｅ）形成されるべき前記第１及び第２の脚開口に沿うように配置された上記弾力性要素（１１２）に対する引き伸ばし状態を維持したまま、該組合せウエブの外側から、上記弾力性要素（１１２）を切断するのに十分ではあるが、前記ウエブ（１００）（１０６）を切断するには十分でないレベルの超音波エネルギを前記股部分に位置する上記弾力性要素に印加することによって、前記第１及び第２の層を構成するウエブを切断することなく、前記股部分に位置する上記弾力性要素（１１２）を切断する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
上記組合せウェブは幅寸法を有し、上記方法は、第１の組の突起（３７６）を含む第１の外側作業表面（３７４）を有する第１の回転輸送デバイス（１０２、１５４）上の上記弾力性要素を組み込んだ上記組合せウェブ（１２１）を、上記第１の回転輸送デバイス（１０２、１５４）から第２の回転輸送デバイス（１５８）の第２の外側作業表面へ転送することを含み、上記第２の外側作業表面は第２の組の突起（４５８）を含み、それによって上記第２の回転輸送デバイス上での上記組合せウェブ（１２１）の幅寸法の収縮を禁止するようになっている前記請求項１に記載の方法。
【請求項３】
上記第２の外側作業表面において上記組合せウェブ（１２１）に吸引力を印加し、上記ウェブの上記幅寸法の収縮の禁止を援助することを含んでいる請求項２に記載の方法。
【請求項４】
上記第２の回転輸送デバイスは、上記第２の外側作業表面のための支持体からなる基材（４４４）と、上記基材（４４４）上にあって前記第２の組の突起（４５８）が組み込まれている被膜（４４８）とを備える請求項２又は３に記載の方法。
【請求項５】
上記方法は、上記組合せウェブの幅寸法の収縮が５％よりも大きくならないように、上記組合せウエブが上記第１の回転輸送デバイスから第２の回転輸送デバイスに転送される間に上記組合せウェブの幅を寸法的に安定に保持する請求項２から請求項４までの何れかに記載の方法。
【請求項６】
上記方法は、それぞれの加工片（１０）の上記前側及び後側身体部分（１６、２０）が互いに対面するように上記組合せウェブ（１２１）を折り曲げ、上記ウェブ内の前側身体部分（１６）と後側身体部分（２０）とを結合する側継ぎ目結合（３０、３６）を形成させることを含んでいる請求項１から請求項５までの何れかに記載の方法。
【請求項７】
上記側継ぎ目結合（３０、３６）を形成させた後に、上記それぞれの加工片（１０）をガーメント（２５）として上記ウェブから切断することを含んでいる請求項６に記載の方法。
【請求項８】
上記側継ぎ目結合（３０、３６）の形成は、ドラム（６２６）を第１の軸（６２８）を中心として所与の方向に回転させる段階を含み、上記ドラム（６２６）は、周縁の外側作業表面（６３２）と、上記外側作業表面（６３２）に接して上記ドラム（６２６）上に取付けられていて上記ドラム（６２６）の上記回転方向に対して横方向に伸びる第１のエネルギ印加デバイス（６３４）と、上記ドラム（６２６）と共に回転するように取付けられている第２のエネルギ印加デバイス（６７０）を設け、上記ドラム（６２６）の回転中に上記第２のエネルギ印加デバイス（６７０）を上記ドラム（６２６）の上記回転方向に対して横方向に運動させ、それによって上記第２のエネルギ印加デバイス（６７０）を上記第１のエネルギ印加デバイス（６３４）上に伸ばし、上記第１及び第２のエネルギ印加デバイスを組合わせて動作させ、それによって上記加工片（３１９）にエネルギを印加する段階と、上記ドラム（６２６）の回転中に上記第２のエネルギ印加デバイスを上記第１のエネルギ印加デバイス上から引込める段階とを含んでいる請求項６または請求項７に記載の方法。
【請求項９】
上記第２のエネルギ印加デバイスを上記第１のエネルギ印加デバイス上のエネルギ印加経路に沿って走行させることを含み、上記第１のエネルギ印加デバイスはアンビル（６３４）からなり、上記第２のエネルギ印加デバイスは第２の軸を中心として回転するように取付けられている輪状部材からなり、上記方法は、上記輪状部材が上記エネルギ印加経路を走行する時の上記加工片（３１９）を横切って漸進的に移動する軌跡において上記加工片（３１９）にエネルギを印加することを含んでいる請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
上記第１及び第２のエネルギ印加デバイスの一方として超音波ホーン（６７０）を使用し、上記エネルギ印加デバイスの他方として上記超音波ホーン（６７０）と共働するようになっているアンビル（６３４）を使用することを含んでいる請求項８または請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
上記第２のエネルギ印加デバイスを上記第１のエネルギ印加デバイス上のエネルギ印加経路に沿って走行させることを含み、上記第１のエネルギ印加デバイスはアンビル（６３４）からなり、上記第２のエネルギ印加デバイスは第２の軸を中心として回転するように取付けられている超音波ホーン（６７０）からなり、上記方法は、上記超音波ホーン（６７０）が上記エネルギ印加経路を走行する時の上記加工片（３１９）を横切って漸進的に移動する軌跡において上記加工片（３１９）にエネルギを印加することを含んでいる請求項８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
本発明は、弾力性要素を含むガーメントを製造するのに使用する方法及び装置に関する。
連続ウェブを使用して離散したガーメントブランク、及びオプションで、ガーメント自体を形成させることによって使い捨てガーメントを製造する場合に、ガーメント構造内に、機械方向及び横機械方向の両方に、引き伸ばした及び引き伸ばしていない弾力性スレッドを組み込むことが知られている。引き伸ばした弾力性スレッドを横機械方向にウェブ内に組み込む場合には、弾力性スレッドがウェブに横機械方向の収縮力を加え、ウェブの幅を狭くするようになる。
加えて、製造中のガーメントのクロッチ部分を横切って弾力材が伸びるようにすると、横クロッチ弾力材がクロッチを横切って伸びる材料を一塊にするので、ガーメントのクロッチ部分は使用者の身体に対して平坦にならなくなる。
更に、加工片のパーツが互いに横機械方向に並ぶように結合させると、必要な結合を行うために装置内の結合ステーションにおいて実質的なドエル時間を持たせることが望まれる。
従って、本発明の目的は、ウェブ内に横機械方向に組み込まれた弾力材の収縮効果を解放及び／またはそれ以外に無効にする方法及び装置を提供することである。
この目的は、独立請求項１に記載の方法、及び独立請求項４１に記載のガーメント製造に使用する処理システムによって達成される。本発明のさらなる長所的な特色、面及び詳細は、従属請求項、以下の説明、及び図面から明白である。これらの請求項は、本発明を一般的に限定する主要な、非限定的なアプローチであることを理解されたい。
詳しく述べれば、本発明は、連続ウェブ内に、ウェブ、ガーメントの何れか、または両方の機能に逆効果を与える方向に収縮力を加える１つまたはそれ以上の弾力材のセグメントを含む引き伸ばした弾力材を組み込むことを意図している。本方法及び装置は、これらの弾力材によって加えられる逆効果の力を無効にすることを意図している。
本発明の１つの面は、横クロッチ弾力材を切断するための方法及び装置を提供することである。
別の面は、各加工片のクロッチを形成する軌跡もしくは個所（locus）ではウェブ内に送り込まれる弾力材のような弾力材の引き伸ばしを解放し、それぞれの加工片のクロッチを形成しない個所ではウェブ内に送り込まれる弾力材のような弾力材を引き伸ばした状態にする手段を提供することである。
更に別の面は、横クロッチ弾力材が、着用した時にクロッチを一塊にしてしまうのを回避するために、横クロッチ弾力材を処理する方法及び装置を提供することである。
更に別の面は、クロッチ弾力材の両端の部分をガーメント内の前側及び後側脚弾力材まで伸ばしてそれらと共働させるために、クロッチ弾力材がウェブを横切って横方向に伸びるようにクロッチ弾力材を各加工片上に配置する方法及び装置を提供することである。
別の面は、引き伸ばした弾力材をウェブ内に組み込んだ後のウェブの幅（機械方向に対して横方向の）寸法を安定させるために、処理用ロールをプラズマ被膜する等により摩擦表面とし、またオプションとしてロールに吸引力を与えることである。
更に別の面は、加工片がプランジャボンダーのような平面型の結合装置を通過する際に与えられるよりも実質的に長い結合形成のためのドエル時間を与えるように、機械方向に対して横方向に結合を形成する結合装置及び方法を提供することである。
更に別の面は、上述したような横方向結合を形成するために、回転輸送ドラム及びエネルギ印加装置を使用する、好ましくは、そのような結合を形成するために超音波エネルギを印加することである。
本発明は、ベース基材（サブストレート）として連続ウェブを使用し、脚開口に脚弾力材を含むガーメントを製造するのに使用される方法及び装置に関する。詳しく説明すれば、本発明は連続プロセスによって脚弾力材を組み込むことに関し、連続ウェブ内に組み込まれる引き伸ばした弾力材の中にはクロッチを横切る弾力材も含まれるが、これらのクロッチを横切る弾力材は、仕上がったガーメント、またはそれぞれのガーメントブランクにクロッチを横切る方向に、もしあるとしても僅かな、実質的に低下した収縮力を加えるだけである。更に、引き伸ばした弾力材は、連続ウェブの幅寸法を横切って横方向に伸びている。本発明の装置及び方法は、横向きに引き伸ばした弾力材によって横方向に収縮力が加えられるにも拘わらず、ウェブの幅寸法の収縮量を５％以下の収縮に制御するようになっている。
本発明の実施例の第１のファミリーは、処理システムにおいて脚開口に脚弾力材を含むガーメントを製造するのに使用される方法を含み、本方法は、連続ウェブ内に一連の連続加工片としてガーメントブランクを形成する段階を備え、これらの加工片はガーメントブランク内の脚開口に対応する切欠き部分を含み、各脚開口はガーメントブランクの前側身体部分に対応する前側部分と、ガーメントブランクの後側身体部分に対応する後側部分と、クロッチ部分とを有し、各加工片及び対応するガーメントブランクは第１及び第２の脚開口と、これらの脚開口の間にクロッチとを有している。本方法は、それぞれのブランクについて、第１の脚弾力材を引き伸ばす段階と、第１の脚弾力材を引き伸ばした状態で第１の脚開口の前側部分に沿って伸ばし、クロッチを横切らせ、そして第２の脚開口の前側部分に沿って伸ばして連続ウェブ内に組み込む段階と、第１の脚弾力材とは分離している第２の脚弾力材を引き伸ばした状態で第１の脚開口の後側部分に沿って伸ばし、クロッチを横切らせ、そして第２の脚開口の後側部分に沿って伸ばして連続ウェブ内に組み込む段階と、第１及び第２の脚開口のそれぞれの前側及び後側部分に沿う第１及び第２の脚弾力材内の引き伸ばしを（好ましくは実質的に全ての引き伸ばしを）維持しながら、クロッチを横切る第１及び第２の脚弾力材内の引き伸ばしは（好ましくは実質的に全ての引き伸ばしを）解放する段階とを含む。
若干の実施例では、クロッチを横切る第１及び第２の弾力材内の引き伸ばしを解放する段階は、第１及び第２の脚弾力材の少なくとも１つのストランドを切断し、クロッチの連続ウェブを対応して切断しないことからなる。これは、例えばクロッチ内の少なくとも１つの選択された個所において弾力材のストランドを切断するのに十分ではあるが、連続ウェブを対応して切断しないような超音波エネルギを加工片の外面に印加することによって行われる。第１及び第２の脚弾力材が加工片内部に配置された弾力材の要素からなる場合には、本方法はクロッチ内の選択された個所において加工片内部の弾力材の少なくとも１つのスレッドを切断するのに十分ではあるが第１及び第２の脚弾力材を覆っている連続ウェブを対応して切断しないような超音波エネルギを加工片の外面に印加することによって第１及び第２の脚弾力材を切断することを含むことができる。
他の実施例では、クロッチを横切る第１及び第２の脚弾力材内の引き伸ばしを解放する段階は、第１及び第２の脚弾力材を連続ウェブ内に組み込む時に、第１及び第２の脚弾力材上の張力を制御するためにダンサーロールを使用することからなり、各加工片が処理システム内へ入る度にダンサーロールに能動的な力を印加してダンサーロールを能動的に運動させ、次いで好ましくは印加する力を実質的にゆるめさせるサイクルを含む。各サイクル中のダンサーロールの運動によって、第１及び第２の脚弾力材が対応する加工片のクロッチにおいてウェブ内に組み込まれる時には第１及び第２の脚弾力材内の張力が対応して実質的に解放され、第１及び第２の脚弾力材が脚開口の前側及び後側部分に沿ってウェブ内に組み込まれる時には張力が加わるようにする。
ダンサーロールの速度は原動機（サーボモータ２５６）を用いて変化させることが好ましく、本方法は、ダンサーロールの後のウェブの第１の速度を測定する段階と、ダンサーロールにおけるウェブの第２の速度を測定する段階と、ダンサーロールの速度を測定する段階と、ダンサーロールの位置を感知する段階と、ダンサーロールの前のウェブの張力を測定する段階と、ダンサーロールの後のウェブの張力を測定する段階と、感知した位置、及び測定した張力及び速度に基づいてコンピュータコントローラを用いて原動機に制御命令を供給して原動機を制御し、それによって原動機によってダンサーロールに加える作動力を制御させる段階とを含んでいる。
本方法は、第３の脚弾力材を引き伸ばす段階と、第３の脚弾力材をウェブの縦方向次元に対して横方向に配向する段階と、横方向に配向された引き伸ばした第３の脚弾力材をクロッチの両縁に沿って配置し、第３の脚弾力材の両端が第１及び第２の脚弾力材のそれぞれに接するようにする段階とを更に含む。
ウェブの処理について、本方法は、第１の組の突起を含む第１の外側作業表面を有する第１の回転輸送装置（例えば、第１の処理ロール）上で第１及び第２の脚弾力材を連続ウェブ内に組み込み、第１の組の突起とウェブとを相互作用させて第１の回転輸送装置上でのウェブの幅寸法の収縮を禁止する段階と、ウェブを第１の回転輸送装置から第２の回転輸送装置（例えば、第２の処理ロール）の外側作業表面へ転送する段階とを含むことができ、第１及び第２の外側作業表面は第１及び第２の外側作業表面が最も接近する個所において互いに整列しており、第２の外側作業表面は第２の組の突起を含み、第２の組の突起はウェブの前進の方向に沿って第１の組の突起と整列し、ウェブと相互作用して第２の回転輸送装置上でのウェブの幅寸法の収縮を禁止するようになっている。
好ましくは、本方法は、第１及び第２の外側作業表面を、それらが最も接近する個所においてウェブの全幅にわたって互いに整列させる段階と、ウェブを第１の回転輸送装置から第２の回転輸送装置へ転送する間、この整列を維持する段階を含み、ウェブの幅寸法の収縮の禁止を援助するために、第１及び第２の外側作業表面の少なくとも一方に吸引力を与える段階をも含むことができる。
第１及び第２の回転輸送装置の少なくとも一方は、それぞれの外側作業表面のための支持体を含む基材と、この基材上に配置され、それぞれの組の突起を組み込んだ被膜と、被膜の組成内の解放剤（例えば、ポリテトラフルオロエチレン）とを備えていることが好ましい。ウェブを処理する上述した方法は、ウェブの第１及び第２の縁の間の幅寸法の収縮が、典型的には約５％より大きくならないように、通常は約0.5％より小さくなるように、ウェブの幅を寸法的に安定に保持するのに有効である。
好ましい実施例では、加工片は前側及び後側身体部分がウェブの両側に位置するようにウェブに対して横向きに配置され、本方法は、それぞれの加工片の前側及び後側身体部分が互いに対面するようにウェブを折り曲げる段階と、ウェブにおいて前側及び後側身体部分を結合する側継ぎ目結合を形成し、それによってそれぞれの第１及び第２の脚弾力材を側継ぎ目結合において効果的に結合し、それによってそれぞれの脚開口における第３の脚弾力材と、第１及び第２の脚弾力材のそれぞれとの間の引き伸ばし能力を実効的に連続させる段階とを更に含む。好ましくは、本方法は、連続ウェブ内の隣接する加工片に同時に側継ぎ目結合を形成し、前側身体部分と後側身体部分とを結合する。
側継ぎ目結合の形成段階は、好ましくは、ドラムを第１の軸を中心として所与の方向に回転させる段階を含み、このドラムは第３の、周縁の外側作業表面を有し、第３の外側作業表面に接してドラム上に取付けられた第１のエネルギ印加装置がドラムの回転方向に対して横方向に伸びるようになっており、上記側継ぎ目結合の形成段階は、ドラムと共に回転するように取付けられている第２のエネルギ印加装置を設ける段階と、ドラムの回転中に第２のエネルギ印加装置をドラムの回転方向に対して横方向に運動させて第２のエネルギ印加装置を第１のエネルギ印加装置上まで伸ばす段階と、第１及び第２のエネルギ印加装置を組合わせて動作させて加工片にエネルギを印加する段階と、ドラムの回転中に第２のエネルギ印加装置を第１のエネルギ印加装置上から撤収する段階を更に含んでいる。
この方法の好ましい応用では、エネルギ印加装置の一方として超音波ホーンを使用し、この超音波ホーンと共働するようになっているアンビルが他方のエネルギ印加装置として使用される。
この方法は、側継ぎ目結合を形成した後に、ウェブからそれぞれの加工片を、オプションとしてはガーメントに、切断する段階を含むことができる。
本方法は、好ましくは、第１のエネルギ印加装置上のエネルギ印加経路に沿って第２のエネルギ印加装置を移動させる段階を含み、第１のエネルギ印加装置はアンビルからなり、第２のエネルギ印加装置は第２の軸を中心として回転するように取付けられている輪からなり、本方法は、輪がエネルギ印加経路を移動する際に加工片を横切って漸進的に運動する点の軌跡において、第１または第２の何れかのエネルギ印加装置を通して、超音波エネルギであることが好ましいエネルギを加工片に印加する段階を備えている。
本発明の実施例の第２のファミリーでは、連続ウェブ内の一連の連続加工片の１つとしてガーメントブランク先駆材、脚開口に脚弾力材を含むガーメント及びガーメントブランクを製造するのに使用される処理システムを含む。これらの加工片は、ガーメントブランク内の脚開口に対応する切欠き部分を含み、各脚開口はガーメントブランクの前側身体部分に対応する前側部分と、ガーメントブランクの後側身体部分に対応する後側部分と、クロッチ部分とを有し、各加工片及び対応するガーメントブランクは第１及び第２の脚開口と、これらの脚開口の間にクロッチとを有している。本装置は、第１の脚弾力材を引き伸ばす手段と、第１の脚弾力材を引き伸ばした状態で第１の脚開口の前部分に沿って伸ばし、クロッチを横切らせ、そして第２の脚開口の前部分に沿って伸ばして連続ウェブ内に組み込む手段と、第１の脚弾力材とは分離している第２の脚弾力材を引き伸ばした状態で第１の脚開口の後側部分に沿って伸ばし、クロッチを横切らせ、そして第２の脚開口の後部分に沿って伸ばして連続ウェブ内に組み込む手段と、第１及び第２の脚開口のそれぞれの前側及び後側部分に沿う第１及び第２の脚弾力材内の引き伸ばしを（好ましくは実質的に全ての引き伸ばしを）維持しながら、クロッチを横切る第１及び第２の脚弾力材内の引き伸ばしは（好ましくは実質的に全ての引き伸ばしを）解放する手段とを含む。
若干の実施例においては、クロッチを横切る第１及び第２の弾力材内の引き伸ばしを解放する手段は、クロッチにおいて第１及び第２の脚弾力材を切断し、連続ウェブは対応して切断しない手段を備え、この手段は例えば、クロッチ内の少なくとも１つの選択された個所において弾力材を切断するのに十分ではあるが連続ウェブを対応して切断しないような超音波エネルギを加工片の外面に印加する手段である。
他の実施例では、クロッチを横切る第１及び第２の脚弾力材内の引き伸ばしを解放する手段は、第１及び第２の脚弾力材を連続ウェブ内に組み込む時に、第１及び第２の脚弾力材上の張力を制御するためのダンサーロールと、各加工片が処理システム内へ入る度にダンサーロールに能動的な力を印加してダンサーロールを能動的に運動させ、好ましくは印加する力を実質的に解放させるサイクルを含み、各サイクル中のダンサーロールの運動によって、第１及び第２の脚弾力材が対応する加工片のクロッチにおいてウェブ内に組み込まれる時には第１及び第２の脚弾力材内の張力を実質的に解放し、第１及び第２の脚弾力材が脚開口の前側及び後側部分に沿ってウェブ内に組み込まれる時には張力を印加する手段とを備えている。
処理システムは、ダンサーロールの速度を変化させる原動機と、ダンサーロールの後のウェブの第１の速度を測定する手段と、ダンサーロールにおけるウェブの第２の速度を測定する手段と、ダンサーロールの速度を測定する手段と、ダンサーロールの位置を感知する手段と、ダンサーロールの前のウェブの張力を測定する手段と、ダンサーロールの後のウェブの張力を測定する手段と、感知した位置、及び測定した張力及び速度に基づいてコンピュータコントローラを用いて原動機に制御命令を供給して原動機を制御し、それによって原動機によってダンサーロールに加えられる作動力を制御させる手段とを含むことが好ましい。
好ましい実施例では、処理システムは、第３の脚弾力材を引き伸ばす手段と、第３の脚弾力材をウェブの縦方向次元に対して横方向に配向する手段と、横方向に配向された引き伸ばした第３の脚弾力材をクロッチの両縁に沿って配置し、第３の脚弾力材の両端が第１及び第２の脚弾力材のそれぞれに接して位置するようにする手段を含む。
好ましいことに処理システムは、ある幅寸法を有しているウェブを処理する新しい手段を含み、この処理手段は、第１の組の突起を含む第１の外側作業表面を有する第１の回転輸送装置上で第１及び第２の脚弾力材を連続ウェブ内に組み込み、第１の組の突起とウェブとを相互作用させて第１の回転輸送装置上でのウェブの幅寸法の収縮を禁止する手段と、第２の外側作業表面を有する第２の回転輸送装置とを含み、第１及び第２の外側作業表面はウェブを第１の回転輸送装置から第２の回転輸送装置へ転送できるように、第１及び第２の外側作業表面が互いに最も接近する個所において互いに整列しており、第２の外側作業表面は第２の組の突起を含み、第２の組の突起はウェブの前進の方向に沿って第１の組の突起と整列していてウェブと相互作用するようになっており、それによって第２の回転輸送装置上でのウェブの幅寸法の収縮を禁止するようになっている。
好ましくは、第１及び第２の外側作業表面は、それらが互いに最も接近する個所においてウェブの全幅にわたって互いに整列させ、ウェブを第１の回転輸送装置から第２の回転輸送装置へ転送する間、この整列が維持される。処理手段は、ウェブの幅寸法の収縮の禁止を援助するために、第１及び第２の外側作業表面の少なくとも一方に吸引力を印加する手段を含むことができる。
第１及び第２の回転輸送装置の少なくとも一方は、第１の外側作業表面のための支持体を含む基材と、この基材上にあって、第１の組の突起を組み込んだ被膜と、被膜の組成内の解放剤とを備えていることが好ましい。
処理システムは、前側及び後側身体部分がウェブの両側に位置するようにウェブに対して横向きに配置されているそれぞれの加工片の前側及び後側身体部分が互いに対面するようにウェブを折り曲げる手段と、ウェブ内で前側身体部分と後側身体部分とを接合する側継ぎ目結合を形成し、それによってそれぞれの第１及び第２の脚弾力材を側継ぎ目結合において効果的に結合し、それによってそれぞれの脚開口における第３の脚断続材と、第１及び第２の脚弾力材のそれぞれとの間の引き伸ばし能力を実効的に連続させる手段とを含むことが好ましい。好ましくは、処理システムは、連続ウェブ内の隣接する加工片において同時に側継ぎ目結合を形成し、前側身体部分を後側身体部分に結合する手段を含む。
処理システムは、第１の軸を中心として所与の方向に回転するように取付けられているドラムを備えることができ、このドラムは第３の、周縁の外側作業表面を有している。処理システムは、第３の外側作業表面に接してドラム上に取付けられ、ドラムの回転方向に対して横方向に伸びるようになっている第１のエネルギ印加装置と、ドラムと共に回転するように取付けられ、ドラムの回転方向に対して横方向に移動して第１のエネルギ印加装置上に伸びるようになっている第２のエネルギ印加装置と、ドラムの回転中に第１及び第２のエネルギ印加装置を組合わせて動作させて加工片にエネルギを印加する手段と、ドラムの回転中に第２のエネルギ印加装置を第１のエネルギ印加装置上から撤収させる手段を含んでいる。
好ましい実施例では、エネルギ印加装置の一方は超音波ホーンであり、他方は超音波ホーンと共働するようになっているアンビルである。
処理システムは、側継ぎ目結合を形成した後に、ウェブからそれぞれの加工片を切断し、それによってガーメントを作る手段を含むことができる。
処理システムは、好ましくは、第１のエネルギ印加装置上のエネルギ印加経路に沿って第２のエネルギ印加装置を移動させる手段を含み、第１のエネルギ印加装置はアンビルからなり、第２のエネルギ印加装置は第２の軸を中心として回転するように取付けられている輪からなり、処理システムは、輪がエネルギ印加経路を移動する際に加工片を横切って漸進的に運動する点の軌跡において第１または第２の何れかのエネルギ印加装置を通して、超音波エネルギであることが好ましいエネルギを加工片に印加する手段を更に備えている。
以下に添付図面を参照して本発明を詳細に説明するが、この説明から本発明を完全に理解することができ、さらなる長所が明白になるであろう。
図１は、本発明のパンティに関係するガーメントブランクの平面図である。
図２は、クロッチ内に副吸収材を含む、図１のガーメントブランクの平面図である。
図３は、図２のガーメントブランクの３−３矢視断面図である。
図４は、図２のガーメントブランクの４−４矢視断面図である。
図５は、本発明の使い捨てガーメントの斜視図でる。
図６及び７は、図１のブランクの一部の部分切欠き拡大図であって、クロッチ横切り弾力材を示す図である。
図８は、本発明のブランクを製造、及びそれ以外に処理する装置レイアウトの一部分の側面図である。
図９及び１０は、図８に側面図で示すニップ領域の斜視図である。
図１１は、外側カバー層及び身体側層を結合する際に漸進するウェブに沿う前及び後脚弾力材の相対的な横方向位置を示す平面図である。
図１２は、弾力性要素の代替パターンを示す図１１と同様な平面図である。
図１３は、本発明により作られるガーメントを製造する幾つかの作業ステーションを示す側面図である。
図１４は、従来の処理動作の部分の斜視図であって、繰り出しステーションに隣接するダンサーロールを示す図である。
図１５は、本発明の一実施例の斜視図であって、これも繰り出しステーションに隣接するダンサーロールを示す図である。
図１６は、本発明の制御システムを表す流れ図である。
図１７は、本発明に有用な側継ぎ目ボンダーを示す部分省略、部分切欠き斜視図である。
図１８は、ダンサーロールに作用する力を示す自由ボディ力図である。
図１９は、ダンサーロールの制御システムのブロック線図である。
図２０は、脚弾力材がウェブ内に組み込まれた後の連続ウェブの一部の平面図であって、３つのガーメントブランクからなる３つの加工片を示す図８の２０−２０矢視図である。
図２１は、図２０の２１−２１矢視部分断面図である。
図２２は、ウェブ、及び対応超音波ホーン及びアンビルを示す図８の２２−２２矢視断面図である。
図２３は、超音波切断装置によって弾力性要素がクロッチ部分において切断された後の、弾力材が組み込まれている１つの加工片の部分の平面図である。
図２４は、新しい超音波ホーンの斜視図である。
図２５は、図２４の超音波ホーンの２５−２５矢視断面図に、関連アンビルロールの代表的な関連区分を加えて示す図である。
図２６は、適当な超音波装置の別の実施例の側面図であって、ニップ係合及びニップ圧力を制御する装置を示す図である。
図２７は、超音波サブシステムの更に別の実施例を示す側面図である。
図２８は、処理ロールの１つの一部分の、図１３の２８−２８矢視断面図である。
図２９は、処理ロールの、図２８の２９−２９矢視部分断面図であって、本発明のロールに施された代表的な被膜と、その上に組み込まれた突起とを示す図である。
図３０は、図２９の破線円内に示すロールの一部分の拡大断面図である。
図３１は、ウェブの幅にまたがってウェブに作用する実効下向き力を表すグラフである。
図３２は、クロッチ弾力材を配置するのに使用される型の装置の一代表例の斜視図である。
図３３は、図３２の装置の概要側面図である。
図３４Ａは、クロッチ弾力材を配置するのに使用される型の装置の別の例の概要側面図である。
図３４Ｂは、図３４Ａの装置の斜視図である。
図３５は、図３４Ａの装置の別の斜視図である。
図３６は、図３４Ａの装置の別の概要側面図である。
図３７は、図３４Ａ、図３４Ｂ、図３５、及び図３５に示す実施例の典型的な組の相補的な非円形歯車の速度パターンを示す図である。
図３８は、指定された回転角を有する単一の非円形歯車セットの概要側面図である。
図３９は、クロッチ弾力性要素を配置するのに特に有用な装置の実施例の斜視図である。
図４０は、本発明の装置によって転送されるクロッチ弾力材の入力ウェブの部分の部分切欠き斜視図である。
図４１は、図３９の実施例の一部を切欠いてスリップリング内のカムシステム及び例示吸引ポートを示す拡大斜視図である。
図４２は、図３９の４２−４２矢視断面図である。
図４３は、カムシステムによって作動させられるクランククレビスの斜視図である。
図４４は、輸送ヘッドの外壁の、図４１の４４−４４矢視断面を離散した部分と共に示す図である。
図４５は、断面で示した部分の表面の部分拡大斜視図である。
図４６は、図４４の断面を更に拡大して突起を示す図である。
図４７は、図３９の４７−４７矢視側面図である。
図４８は、図１７の側継ぎ目ボンダーの４９−４９矢視断面図である。
図４９は、図１７の側継ぎ目ボンダーの概要端面図である。
図５０は、図１７の５１−５１矢視平面図であって、第１のエネルギ印加装置と、その上に載ったウェブとを示す図である。
図５１は、図５０の第１のエネルギ印加装置の側面図である。
図５２は、本発明に有用な側継ぎ目ボンダーの第２の実施例の、図４８と同様な断面図である。
以下に、ガーメントの使用中に、主吸収材としての衛生用パッドを定位置に保持するための使い捨てガーメント、及び対応するガーメントブランク及びブランク予備形成品を含む物品について詳細に説明する。しかしながら、本発明は、女性用タンポン、失禁用パッド及び他の製品等のような他の使い捨て衛生用物品にも使用できることは理解されよう。
図１のガーメントブランク１０は、副吸収材を組み込む前の２層ガーメントブランクの好ましい実施例を示す。図２のガーメントブランクは全ての要素を含んでいるが、ガーメント構造を形成するための複合体の組立ての最終段階の前の仕上がったガーメントブランクの好ましい実施例を示している。図５は、最終的に組立てられた使い捨てガーメント構造を示す。
図１−３を参照する。ガーメントブランク１０は総合ガーメント長“Ｌ１”及びブランクのガーメント幅“Ｗ１”を限定する外側カバー層１２と、外側カバー層に固定されている身体側層１４とを有している。ガーメントブランク１０は、ブランクの第１の縁として前側ウェスト部分１８で終端する前側ボデイ部分１６と、ブランクの第２の縁として後側ウェスト部分２２で終端する後側ボデイ部分２０とを含んでいる。
身体側層１４は、前側身体部分１６上の外側カバー層１２に重ねられ、それに固定されている前側層要素１９と、後側身体部分２０上の外側カバー層１２に重ねられ、それに固定されている後側層要素２１とを含んでいる。図１に示すスペース２３が、前側層要素１９を後側層要素２１から分離している。
図２及び５を参照する。図５に示すガーメント２５を形成するためのブランクの組立てが図２に示されている。前側身体部分１６の第１の側縁２６は、後側身体部分２０の対応する第１の側縁２８と組合わされ、第１の側継ぎ目３０を形成する。同様に、前側身体部分１６の第２の側縁３２は、後側身体部分２０の対応する第２の側縁３４と組合わされ、第２の側継ぎ目３６を形成する。組立てられると、ウェスト部分１８、２２はガーメント２５を着脱するためのウェスト開口３８を形成する。ウェスト開口３８は、少なくとも一部をウェスト弾力材４０によって取り囲まれる。ウェスト弾力材４０は引き伸ばされ、引き伸ばされた状態でウェスト部分１８、２２内に組み込まれている。ウェスト弾力材４０は、ウェスト内に固定された後に解放されるので、ウェストに折り目またはプリーツ４２が発生し、それによってウェスト開口３８を伸ばすことができるようになり、ガーメント２５をいろいろなサイズの人にフィットさせることができる。本発明のユーザは、一般にブリーフ型のガーメントを好むので、前側部分１８が臍の高さに来るようにし、また着用者のウェストの周囲に水平になることが好ましい。代替ガーメントの型は、ビキニ（例えば、レギュラーレッグカット、またはフレンチレッグカット）及びヒップスター（例えば、レギュラーレッグカット、またはフレンチレッグカット）を含む。
図１及び５を参照する。前側身体部分１６、後側身体部分２０、及びクロッチ２５は組合って、最終的に組立てられたガーメント２５の左側及び右側脚開口４４及び４６をそれぞれ形成する。以下に簡単に説明するように、脚開口４４、４６は外側カバー層１２の切り欠き部分、及び身体側層１４の対応部分（もしあれば）によって形成される。各脚開口４４、４６は少なくとも一部を、後側脚弾力材４８、前側脚弾力材５０、及び後側脚弾力材と前側脚弾力材との間のクロッチ弾力材５１によって取り囲まれる。各弾力材４８、５０、５１は、対応する脚開口のそれぞれの縁５２に近接している。前側及び後側脚弾力材４８、５０は、一般には接着剤５５によって、外側カバー層１２と身体側層１４との間に固定される。クロッチ弾力材５１は、これも接着剤５５（図３に示す）によって、外側カバー層１２とクロッチ弾力材支持シート５３との間に固定される。弾力材４８、５０、５１は、外側カバー層１２に固定される時は引き伸ばされた状態にある。従って弾力材、外側カバー層、身体側層、及び支持シート５３（図４に示す）は外側カバー層に固定された後に解放され、弾力材が脚開口４４、４６の縁に折り目５４を発生して脚開口４４、４６は伸ばすことができ、いろいろな脚サイズにフィットできるようになる。
前側身体部分１６は、前上側部分５６と前下側部分５８とに分割することができる。同様に後側身体部分２０は、後上側部分６０と後下側部分６２とに分割することができる。上側部分５６及び６０は、身体弾力材６４を含むように設計することが好ましい。身体弾力材６４は、着用者がガーメント２５を装着する際には容易に伸ばすことができ、次いで身体弾力材６４の休止／解放状態に向かって容易に収縮することができる。これにより、異なる身体のサイズ及び形状に密着する、即ちぴったりとフィットするようになる。ガーメント２５が、特に着用者の身体の周囲に良好にフィットするように、多くの身体弾力材６４の要素が前及び後上側部分５６、６０上の、ウェスト開口３８と脚開口４４、４６との間の位置にそれぞれ位置決めされている。
一般に下側身体部分５８、６２は、弾力材を使用しても差し支えないが、上側身体部分５６、６０におけるような間隔をおいた弾力材を必要としない。
左側及び右側クロッチ弾力材５１の間のクロッチ２４の幅は、主吸収材６６がクロッチ弾力材５１を妨害することなく、クロッチ２４部分の脚開口の縁５２の間に主吸収材６６を配置するのに十分な幅にすべきである。このようにするとクロッチ弾力材５１が収縮して、主吸収材の周囲のクロッチの側を引寄せ、それによって主吸収材６６の厚みを受入れ、主吸収材６６からの例えば月経分泌物のような漏洩を収容する表面積を、縁５２に接するガーメントのクロッチ２４内に与えることができる。
弾力材５１の間のクロッチ２４の幅は、外観的にかさばったり、心地よくないような幅にすべきではない。適当な幅は、クロッチ弾力材間が少なくとも約70ｍｍ（2.75インチ）である。クロッチ２４の幅は、有利には約76ｍｍ（３インチ）乃至約89ｍｍ（3.5インチ）である。好ましくは、この幅は約76ｍｍ（３インチ）である。
対向する脚開口４４、４６における各クロッチ弾力材５１は、クロッチ弾力材の機能を遂行するように、組合って作用する多数の弾力材の要素からなることが好ましい。各クロッチ弾力材５１は、約10ｍｍ（0.375インチ）乃至約16ｍｍ（0.625インチ）の実効幅を有していることが好ましい。詳しくは、各クロッチ弾力材の実効幅は約13ｍｍ（0.5インチ）である。好ましくは、脚及びクロッチ弾力材４８、５０、５１の外側の脚開口４４、４６の縁上のラッフル材料は約６ｍｍ（0.25インチ）より小さい。より好ましくは、ラッフル材料は、約３ｍｍ（0.125インチ）より小さい。最も望ましいのは、脚開口４４、４６の縁からラッフル材料を排除することである。
クロッチ２４の総合幅は、左側及び右側クロッチ弾力材５１、クロッチ弾力材の幅、クロッチ弾力材の外側の脚開口の縁５２までの何等かのラッフル材料を含む。好ましくは、クロッチ２４の総合幅は少なくとも約102ｍｍ（４インチ）とすべきである。
図２は、外側カバー層１２の上に、及び身体側層１４の前側及び後側層要素１９、２１の上のクロッチ２４内に固定されている副吸収材６８を有する図１のガーメントブランク１０を示している。一般に副吸収材６８の幅は、クロッチ２４の幅に関係があるサイズである。好ましくは、副吸収材６８の幅は、少なくともクロッチ弾力材５１の間の距離程度の大きさとする。より好ましくは、副吸収材の幅は、クロッチ２４の総合幅に等しくする。
副吸収材６８は、主吸収材６６の周囲、またはそれを通った体液の何等かの流れ、または浸透を吸収する十分な容量を有しているべきである。好ましくは、副吸収材６８の容量及び厚みは、主吸収材６６の容量及び厚みよりも実質的に小さくし、かさばらない、そして柔軟なフィットを与えるようにすべきである。副吸収材６８の合計液体保持容量は、主吸収材６６の容量の約半分にすべきである。好ましくは、副吸収材６８の容量及び厚みは約４ｇ（グラム）にすべきである。好ましくは、約４ｇ乃至約６ｇにすべきである。しかしながら、副吸収材６８の坪量、または型は、不織ファブリックのHandle-0-MeterこわさのためのＩＮＤＡ標準試験方法ＩＳＴ  90.3-92標準試験方法によって測定して、柔軟性に対する耐性が400ｇ程度よりも小さくなるように選択すべきである。
副吸収材は小さいこわさ（stiffness）を有している。こわさを小さくすると吸収材及びその対応障壁層６９（図４に示す）を、心地よい外側カバー層１２及び身体側層１４（これらは一緒になって、実質的な範囲の身体のサイズ及び形状に適合する）に固定させ続けることができる。副吸収材のこわさは、好ましくは試験するどの軸上でも400ｇよりも小さくし、より好ましくはウェスト開口に平行な軸上で100グラムよりも小さくする。副吸収材単独のこわさは、250ｇよりも小さくし、好ましくはウェスト開口に平行な軸上で75グラムよりも小さくする。
副吸収材６８の総合長さは、主吸収材６６の縁の周囲を流れる、または浸透する液体を受けるように適切に位置決めするために、主吸収材６６の両端より遠くまで伸びるように十分な長さにすべきである。この総合長さは、典型的には、約382ｍｍ（15インチ）とし、ブランク１０の縦方向中心線Ａ−Ａに沿ってクロッチ２４を超えて伸びるようにする。一般的にはこの長さは、約382ｍｍ（15インチ）乃至約484ｍｍ（19インチ）にすべきである。好ましくは副吸収材68の長さは約433ｍｍ（17インチ）である。
クロッチ２４を超える副吸収材６８の幅は、少なくともクロッチ２４の幅程度の広がりにすべきである。副吸収材６８の幅はクロッチ２４より狭くすることはできるが、主吸収材から流れる、または浸透する液体の汚染との妥協であることができる。より好ましくはクロッチの外側の幅をクロッチ内の幅よりも広くし、約127ｍｍ（５インチ）乃至約306ｍｍ（１２インチ）、代替として約140ｍｍ（5.5インチ）乃至約191ｍｍ（7.5インチ）とする。最も好ましくは、幅を約165ｍｍ（6.5インチ）とする。
図１、２、３、及び４を参照する。ウェスト弾力材４０、身体弾力材６４、及び脚弾力材４８、５０、５１は一般に身体側層１４の前側及び後側層要素１９、２１によってカバーされている。
外側カバー層１２及び身体側層は共に、着用者に従順且つ柔軟な感触である。外側カバー層１２を作ることができる以下の材料の説明は、身体側層１４の材料にも等しく適用される。
外側カバー層１２は、液体透過性であって液体をその厚み内に容易に浸透させるか、または不透過性であってその厚み内に浸透する液体に抵抗することができる。外側カバー層１２は、天然ファイバ（例えば、木または綿ファイバ）、剛性ファイバ（例えば、ポリエステルまたはポリプロピレンファイバ）、または天然及び剛性ファイバの組合わせ、または網状フォーム及び穿孔プラスチックフィルムのような、広範な材料で作ることができる。外側カバー層１２は、織物、またはスパンボンデッド、カーデッド、押し出し等のような不織物であることができる。適当な外側カバー層１２は、ファブリックの分野においては公知の手段によってカードされ、熱的に結合される。代替として、外側カバー層１２は、スパンボンデッドウェブから、好ましくは一般的に連続ウェブから誘導することができる。好ましい実施例では、外側カバー層は、ＡＳＴＭ D-1682及びD-1776によって測定したつかみ張力が84.5Ｎ（19ポンド）、ＡＳＴＭ D-1175によって測定したTaber 40サイクル磨耗定格が3.0、そしてＴＡＰＰＩ方法T-402を使用したHandle-0-MeterのMD値が6.6ｇ、CD値が4.4ｇのワイヤ編み込みパターンを有するスパンボンデッドポリプロピレン不織物である。このようなスパンボンデッド材料はジョージア州ローズウェルのKimberly-Clark Corporationから入手可能である。外側カバー層１２は、約10.17ｇ／ｍ2（0.3オンス／平方ヤード（osy））乃至約67.8ｇ／ｍ2（2.0osy）、好ましくは約23.73ｇ／ｍ2（0.7osy）の坪量を有している。
脚開口４４、４６の位置及び形状は、着用者のクロッチ及び鼠蹊領域内が厚くならないようにするために、臀部を十分に覆うようにするために、そしてガーメント２５が前方へ傾斜する（例えば、前側ウェスト縁が後側ウェスト縁より下方に下がるように傾斜する）のを防ぐために重要である。図１及び２は、脚にフィットし、臀部を覆うのに最も好ましい設計を示している。脚の上部を横切る曲線の形状は重要である。もしこの曲線が深過ぎれば、ガーメント２５は下方及び後方へ移動し、前側ウェストが短くなり、後側の長さ及びガーメントの座内のだぶつきが増加する。これは、着用した時に着用者のウェストの周囲で水平に見えずに、傾斜して見えるようになる。
従って各脚開口４４、４６の前側部分の縁７０の大部分は、縁７０の全体の長さ“Ｌ３”の少なくとも約70％の長さ“Ｌ２”を有する直線区分７２によって限定される。この直線区分７２は中心線Ａ−Ａに対して約75°乃至約100°、最も好ましくは約90°の角度をなしているべきである。
図１に示すようにガーメントブランク１０を平らに広げた場合には、各脚開口の後側部分の縁７４の大部分は縁７４の全体の長さ“Ｌ５”の少なくとも約70％の長さ“Ｌ４”を有する直線区分７６によって限定される。直線区分７４は、ブランク１０の縦方向中心線Ａ−Ａに対して鋭角をなしている。縁７４の直線７６は、ガーメント２５の中心線に対して好ましくは約50°乃至約65°、最も好ましくは約60°の鋭角αをなしているべきである。
各脚開口４４、４６のクロッチの縁７８の大部分は、長さ“Ｌ６”を有する直線区分８０によって限定されている。好ましくは、直線区分８０は、それぞれの縁７８の全長“Ｌ７”の少なくとも約70％にわたって直線である。
各後側脚縁部分７４は、それぞれの直線区分７６の一方の端８１から第２の端８２まで伸びる円弧状区分“Ａ１”を含み、それぞれの後側脚縁部分７４をクロッチの縁７８のそれぞれの後側端に接続している。
各前側脚縁部分７０は、それぞれの直線区分７２の一方の端８４から第２の端８６まで伸びる円弧状区分“Ａ２”を含み、それぞれの前側脚縁部分７０をクロッチの縁７８のそれぞれの前側端に接続している。
内側鼠蹊領域における円弧状区分“Ａ２”の形状は重要である。もし弧が浅過ぎれば、内側鼠蹊領域が窮屈になる。
クロッチ幅を狭くすることが好まれるが、臀部の覆いを減少させる。この減少を補償するためには、図１及び２に示すように円弧状区分“Ａ１”の端８２を中心線Ｂ−Ｂよりも若干前方に位置決めするように、円弧状区分“Ａ１”を後側ウェスト部分２２に向かって調整することが好ましい。
ウェスト、後側脚、前側脚、及び身体弾力材４０、４８、５０、６４は、以下に説明する装置及び方法を使用して、それぞれガーメントブランク１０の、一般的には外側カバー層１２と身体側層１４との間に取付けられる。
弾力材として使用するのに適する材料は、限定するものではないが、いろいろな弾力性スレッド、編みゴム、平坦なゴム（例えば、帯）、弾力性テープ、フィルム型ゴム、ポリウレタン、及びテープ状エラストマ、またはフォームポリウレタン、または形成された弾力性スクリムを含む。各弾力材は、構造内で単要素、多要素、または複合体であることができる。弾力材内に使用される弾力性材料は潜在的及び非潜在的であることができる。
ウェスト弾力材４０の複合幅は典型的には約13ｍｍ（0.5インチ）である。使用されている場合のスレッドまたはリボンは多要素であることができ、複合体として適用することができる。好ましいウェスト弾力材はスレッドであり、より好ましいのはウェスト弾力材として４つのスレッドを使用し、これらのスレッドを約4.3ｍｍ（0.17インチ）離間させることである。スレッドは、適当な弾力性材料から作ることができる。１つの適当な材料は、デラウェア州ウィルミントンのDupontから入手可能なLycra▲Ｒ▼スレッドのようなスパンデックスである。適当なウェスト弾力材は、13ｍｍ（0.5インチ）幅の弾力材の場合、約3760の合計デシテックス（ｇ／1000ｍ）を有するスレッドを含む。
外側カバー層１２と身体側層１４との間に弾力材を結合するのに接着剤５５が使用される。適当な接着剤は、例えばウィスコンシン州ミルウォーキーのFindley Adhessivesから入手可能なFindley H2096ホットメルト接着剤を含む。
各々が多重スレッドを含む脚弾力材４８、５０及びクロッチ弾力材５１は、典型的には約13ｍｍ（0.5インチ）幅である。弾力材は、スレッド、リボン、フィルム、または複合体からなることができる。スレッド、リボン等は多要素であることができ、複合体として適用することができる。前側脚弾力材及びクロッチ弾力材はスレッドであることができ、好ましくは約4.3ｍｍ（0.17インチ）離間した３スレッドからなることができる。６スレッドまでからなる後側脚弾力材は、約19ｍｍ（0.75インチ）の幅を有し、約4.3ｍｍ（0.17インチ）離間させることができる。スレッドは適当な弾力性材料から作ることができる。ウェスト弾力材と同様に、１つの適当な材料は、デラウェア州ウィルミントンのDupontから入手可能なLycra▲Ｒ▼スレッドのようなスパンデックスである。適当な脚弾力材は、13ｍｍ（0.5インチ）幅の弾力材の場合、約3760の合計デシテックス（ｇ／1000ｍ）を有するスレッドを含む。
幾つかの弾力材４８、５０、及び５１を外側カバー層１２、身体側層１４及び支持シート５３に結合するのに接着剤５５が使用される。
脚にぴったりとフィットさせ、クロッチ２４の側を引き上げて主吸収材を受入れるための揺り籠状の受け台（即ち、クレードル）を形成させるために、脚弾力材４８、５０、及びクロッチ弾力材５１は、層１２、１４にそれぞれ取付ける時に細長くされ／引き伸ばされる。
好ましくは、脚弾力材４８、５０は複数のセグメントで取付け、ブランク１０に組み込む時の各セグメントの引き伸ばし量は、それぞれのセグメントが占める位置に従って決定される。前側及び後側脚弾力材について言えば、前側脚弾力材の引き伸ばし量は後側脚弾力材よりも小さくする。前側弾力材、後側弾力材、及びクロッチ弾力材については、前側及びクロッチ弾力材の引き伸ばし量は後側弾力材よりも小さくする。好ましくは、前側及びクロッチ弾力材は約150％引き伸ばし、後側弾力材は脚開口に沿って約300％引き伸ばす。異なる区分の弾力材を異なる量だけ引き伸ばし、要素数の異なる組合わせ、要素のいろいろなデシテックス、及び引き伸ばし量を介して対応する異なる張力を与えることによって、主吸収材パッド６６の取付けが容易になり、鼠蹊領域における窮屈さが減少し、そして大きい脚弾力材の収縮によってもたらされるクロッチ２４の団塊化が減少する。後側脚弾力材の引き伸ばしを大きくして、使用中の動きに伴うガーメントの座のクリーピングを維持するのを援助する。
今度は図１、６、及び７を参照する。先に示唆したように６（後側）及び３（前側）スレッドからなる後側及び前側脚弾力材４８及び５０上の弾力材は、弾力材の単一のスレッド８８として表されている。単一のスレッドの特徴及び使用に関しての以下の説明は、示唆した通常の多重スレッドに適用される。
各脚開口４４及び４６の周囲に伸びる弾力材の複合体は、後側脚弾力材４８の一部分、前側脚弾力材５０の一部分、及び左側及び右側クロッチ弾力材の一方からなっている。特に図１、２、６、及び７を参照する。後側脚弾力材４８は第１の区分４８Ａとして、ブランクの縁２８上の、またはその付近の第１の個所９０から中心線Ａ−Ａと実質的に堅実な鋭角αをなして伸び（前側ウェスト部分１８においてブランクの第１の縁に向かう）、ブランクを幅方向に横切り、直線区分７６Ａに沿って脚開口４６の後側縁７４にほぼ追随し、クロッチ２４に向かって第１の円孤状区分“Ａ１”上に達し、概ねクロッチ２４の、またはその付近の第１の円孤状区分“Ａ１”において終端する。後側各弾力材４８は第２の区分４８Ｂとして、第１の円孤状区分“Ａ１”から、クロッチを横切って第２の円孤状区分“Ａ１”まで伸びている。後側脚弾力材４８は第３の区分４８Ｃとして、第２の円孤状区分“Ａ１”から中心線Ａ−Ａと鋭角αをなして伸び（前側ウェスト部分１８から遠去かる）、直線区分７６Ｂに沿って脚開口４４の後側縁７４に概ね追随し、隣接する縁３４の、またはその付近の第２の軌跡９２に達する。図１、２、６、及び７に示してある平らな形状のブランクでは、区分４８Ａ及び４８Ｃは250％引き伸ばされ、一方区分４８Ｂは弛緩されている。好ましくは、区分４８Ｂは弾力材内に適量のたるみを含む。
前側脚弾力材５０は第１の区分５０Ａとして、ブランクの側縁２６の、またはその付近の第３の個所９４から、ブランクを横切って幅方向に伸び、前側脚縁部分７０の縦方向直線区分７２Ａに沿って概ね前側脚縁部分７０に追随し、クロッチ２４に向かう第１の円孤状区分“Ａ２”に達し、概ねクロッチ２４の、またはその付近の第１の円孤状区分“Ａ２”で終端する。前側脚弾力材５０は第２の区分５０Ｂとして、第１の円孤状区分“Ａ２”からクロッチを横切って第２の円孤状区分“Ａ２”まで伸びている。前側脚弾力材５０は第３の区分５０Ｃとして、第２の円孤状区分“Ａ２”からブランクを横切って幅方向に伸び、前側脚縁部分７０の縦方向直線区分７２Ｂに沿って概ね前側脚縁部分７０に追随し、隣接する側縁３２の、またはその付近の第４の個所に達する。図１、２、６、及び７に示してある平らな形状のブランクでは、区分５０Ａ及び５０Ｃは150％引き伸ばされ、一方区分５０Ｂは弛緩されている。好ましくは、区分５０Ｂは弾力材内に適量のたるみを含む。図１、２、６、及び１１に示す実施例では、前側及び後側脚弾力材は、１つまたはそれ以上の連続スレッドとしてブランク１０の幅“Ｗ１”を横切って伸びている。
クロッチ弾力材５１は、後側及び前側脚弾力材４８及び５０の間に伸び、クロッチ弾力材の両端は円孤状区分“Ａ１”及び“Ａ２”に、またはその付近に配置されている。従って、関連する後側脚部分（例えば、４８Ａ）、関連する前側脚部分（例えば、５０Ａ）、関連するクロッチ弾力材５１の組合った貢献によって弾力特性が各脚開口の周囲に与えられる。
脚弾力材を複数の区分にする理由は、少なくとも２つある。第１に、弾力材の複数の区分を使用すると、有利な製造速度を維持しながら弾力材を外側カバー層１２上に配置するのが容易になる。図１、８、及び９に示唆されているように、連続するブランク連、または例えば図１の予備形成品は、基材として外側カバー層１２を含む連続ウェブ１００上に、これらの連続したブランク及び／またはブランク予備形成品を作る。この場合、ブランクのガーメント幅“Ｗ１”を処理装置の「機械方向」に配置し、バックシートのガーメント長さ“Ｌ１”を横方向、例えば処理装置及びウェブ１００の横機械方向に配置する。このような配列ではウェブ１００を本質的に定速で「機械方向」に連続的に前進させながら、弾力材の連続スレッドとして処理装置内に「機械方向」に適切に連続送りすることによって、前側及び後側ウェスト弾力材４０、前側及び後側身体弾力材６４、及び前側及び後側脚弾力材５０、４８を全てブランク内に組み込むことができる。
ウェブ１００の前進方向に対して本質的に90°にクロッチ弾力材を配向するようにすると、前側または後側の何れかの脚弾力材の連続要素の一部分としてクロッチ弾力材を配置する段階は、（１）クロッチ弾力材を定位置に送りながらウェブ１００の前進を一時的に、規則的に、間欠的い停止させるか、または（２）ウェブ１００を大幅に低速にして弾力材案内を大幅に駆動し、ウェブをこのように低速にしながらクロッチ弾力材を取付けることを示唆している。何れのシナリオの場合も、速度が変化するために、ウェブを低速にして加速する駆動装置に過酷な応力が加わり、ウェブにも過酷な応力が加わることになろう。
本発明は、そのようにはせず、クロッチ弾力材セグメントを先ず引き伸ばしてウェブ１００に対して横方向に配向し、次いでウェブが適切な動作ステーションを通過する時にウェブ上に配置して脚、身体及びウェスト弾力材をブランク内に配置するというように、分離した動作としてブランク１０内にクロッチ弾力材を配置し、上述したように分離した弾力材セグメントを配置することを意図しており、弾力材を配置するシーケンスを臨界的でなくしている。
次に図８、９、及び１０を参照する。最終的にはカバー層１２になる第１の連続ウェブ１００は、転向ロール１０４によって外側カバー構成ロール１０２へ送られる。最終的に身体側層１４になる第２の連続ウェブ１０６は、接着剤塗布装置１０８の近傍を通過してから転向ロール１１０を回り、転向ロール１１０によって構成ロール１０２に押しつけられる。弾力性スレッド１１２は、弾力性スレッドの連続源（図示してない）から、送りニップ１１４、スレッド案内１１６、及び複数組の案内指１２０Ａ及び１２０Ｂを通り、連続ウェブ１００と（構成ロール１０２及び転向ロール１１０によって形成されている）ニップ１４４において今は連続ウェブ１００内に組み込まれて身体側層１４の要素１９、２１に形成されている連続ウェブ１０６との間を通して送られる。
特に図１０及び１１を参照する。スレッド案内１１６、及び対応する組の案内指１２０Ａ及び１２０Ｂは、それぞれ横方向スレッド案内１２２Ａ及び１１２Ｂの要素である。各横方向スレッド案内１２２Ａ及び１１２Ｂは、ウェブ１００、１０６の走行の機械方向に対して横方向に滑るように、横滑りバー１２４上に取付けられている。各横方向案内１２２は、リンケージアーム１２８及び１３０、垂直駆動シャフト１３２、及びカムフォロア収容カムハウジング１３６を含む横方向駆動メカニズム１２６に接続されている。カムフォロアは、それぞれのカムハウジングに収容されている対応カムを追随する。カムは、駆動ベルト１４２によって機械駆動シャフト１４０にリンクされている。従って、駆動シャフトが回転すると、リンケージアーム１２８、１３０、及び対応してスレッド案内及び複数組の案内指がウェブの機械方向に対して横方向に運動する。その結果、処理ライン駆動シャフト１４０が回転すると、図１０に矢印１１８で示してあるようにカム及びカムフォロアの設計との共働により、スレッド案内及び複数組の案内指が横方向に振動運動するようになる。
図８を参照する。案内指１２０はニップ１４４に接近して位置決めされているので、それらは、ウェブ１０２及び１０６がニップ１４４に進入してニップ１４４の間に弾力材を相応じて捕捉する際に、ウェブ１０２及び１０６に対する脚弾力材の横方向位置を精密に制御し、それらの間の弾力材の位置を接着剤５５によって固着する。従って、案内指１２０は、２インチ幅のニップ１４４内に弾力材のスレッドを案内するように物理的に位置決めされていることが好ましい。指をニップ１４４により接近して配置できれば、それらはより確実に弾力材を案内することになる。案内指１２０を注意深く設計し、またニップ１４４に対する案内指１２０の位置を注意深く制御することによって、案内指１２０はロール１０２と１１０との間のニップで限定される接触線を0.5インチ以内に位置決めすることができる。
案内指１２０をどれ程ニップに近づけて配置できるかという限度は、指自体がニップ内に引き込まれないようにしながら、弾力材のスレッドを確実に案内できるように指を設計する能力によって決定される。最終的に指をニップに可能な限り近づける臨界度は、図８に示唆されているように、好ましくはニップ１４４の直前で、スレッド１１２を接着剤被膜された層１４上に導くことによってある程度緩和させることができる。弾力材のスレッドをニップの前方でウェブ１０６上に導くことによって、指１２０と接着剤被膜されたウェブ１０６との間のスレッドによって走査される開かれた距離が最小になり、1.25ｃｍ（0.5インチ）より小さく、例えば６ｍｍ乃至10ｍｍ（0.25−0.375インチ）に保持される。
ウェブが処理ラインに沿って前進するにつれて、横方向案内１２２、従って指の横方向運動が、前進するウェブ１００及び１０６の機械方向に対する弾力材スレッド１１２の横方向の位置を決める。図１１は処理ラインに沿うウェブの機械方向の運動に対する複数組の案内指１２０Ａ及び１２０Ｂの横方向運動の概要パターンを示している。図１１には、その後の処理において脚開口４４、４６の前側及び後側縁になる幾つかの位置に、複数組の案内指１２０Ａ及び１２０Ｂが示されおり、それが複数組の指１２０Ａ及び１２０Ｂの位置であり、その位置が駆動メカニズム１２６によって動的に変化させられること、及びそれが、弾力材が図８−１１に示すようにニップ１４４においてウェブ内に配置される点及び時点におけるウェブ内の弾力材の瞬時横方向位置を決定することを表している。
図１、８、１０、及び１１を比較すれば、指１２０Ａの組が後側脚弾力材のスレッドを組合わされたウェブ１２１内に互いに概ね平行に配置し、一方指１２０Ｂの組が後側脚弾力材のスレッドを組合わされたウェブに互いに概ね平行に配置し、そしてこれらのスレッドが脚開口４４及び４６の前側縁７０及び後側縁７４を限定する設計経路のそれぞれの部分に沿っていることが分かる。弾力材のスレッドが機械方向からずれた経路を走行する際に、スレッドが指１２０から繰り出される時はスレッド８８間の距離が概ね一定であるために、弾力材のスレッドはそれらの他方に対する平行関係から若干ずれるようになる。弾力材の横機械方向走行によってもたらされるこの平行のずれは、本明細書では弾力材のスレッドの互いの関係について「ほぼ平行」という語で表すことにする。
図１１は、ニップ１４４を通過する組合わされたウェブ１２１内に、ガーメントブランクまたはブランク予備形成品の連続シーケンスの中の１つのガーメントだけを含むように示してあることは理解されよう。また、ニップ１４４を通過するウェブが、後述するカッターによる動作も受けて組合わされたウェブ１２１から材料が切り離され、脚開口４４及び４６が形成されることも理解されよう。
以上を要約すれば、ウェブ１００及び１０６は、繰り出しスタンド（図示してない）から実質的にエンドレスロールとして供給される。ウェブ１０６は、典型的には、最終的に身体側層１４の要素１９及び２１になる、スペース２３によって分離されている第１及び第２の、並べられた、前側及び後側層要素として供給される。スペース２３は要素１９と２１とを分離し、切断されてクロッチ及び脚開口４４及び４６に形成されるブランク１０の一部の概ね対応する。接着剤５５は、接着剤塗布装置１０８によってウェブ１０６の前側及び後側要素１９及び２１に塗布される。ウェブ１００及び１０６は接着結合され、弾力性スレッドがニップ１４４においてウェブの間に挿入され、またスペース２３が前側及び後側要素１９、２１の間に挿入され、それによってブランク１０内に構成される外側カバー層１２及び身体側層１４が形成される。
弾力材の横方向位置は、処理ラインに沿う幾つかの動作を駆動し、時間設定する駆動シャフト１４０によって駆動される横方向運動のプリセットされた経路に従って変化する。案内指１２０によって配置される弾力材１１２のスレッドはそれぞれの経路を走行し、それによって弾力材のスレッドは、脚開口を切断するその後のカッター（ウェブの前進に、従って、ニップ１４４において、及びその後の切り離しカッター（後述）において限定される一連のガーメントブランク１０の前進に揃えられている）において限定される脚開口４４及び４６の前側及び後側縁に最終的に追随する。
脚開口の前側及び後側縁に沿って配置される弾力材のスレットの部分は引き伸ばされている。クロッチの幅を横切って走る部分は実質的に弛緩している。クロッチ弾力材５１は、その後の処理ステーション（後述）においてブランク１０内に分離して配置される。
ブランク１０の第２の実施例を図１２に示す。第２の実施例では、後側層要素２１の内縁１４８は、図１１に示す実施例に示す同じ縁１４８よりも後方に配置されており、一方案内指１２０Ａは図１０に示すものと同一の経路を走行する。従って、弾力材のスレッド１１２がクロッチを横切って伸びる時に、スレッド１１２は縁１４８の前方のスペース２３内に案内され、そのため層１２と１４との間に保持されず、層１４上の接着剤５５によって制御されなくなる。この場合には、張力は、張力下にあるロープに漠然と似た形態でスレッドは層要素２１の縁１４８に沿って収縮するように、クロッチ２４を横切る弾力材のスレッド１１２上に維持される。ロープはその後に切断されるので、スレッドの切断端は、後側層要素２１の縁１４８と、層１２と後側層要素２１の縁１４８との間に接着的に保持されているスレッドの経路との交差によって概ね限定される位置まで収縮する。従って、切断された後のスレッド１１２は、図７に示すようにゆるい中間端１５０を含むようになる。
身体弾力材６４及びウェスト弾力材４０は、固定された送り及びニップにおける案内を設ける従来の手法でニップ１４４において組み込むことができるので、詳細な説明は省略する。
本明細書において使用する「複数」または「多重」要素には、例えば弾力材の複数の（多重）スレッド、または複数の（多重）走行経路のように、２つまたはそれ以上のこれらの要素が含まれているものとする。
以上の説明は、ガーメント、ブランク及びこれらのブランク内に脚弾力材を組み込む方法に集中していた。図１３は、ガーメント２５を製造するためのプロセス内に外側カバー構成ロール１０２を組み込んだ処理ラインの重要部分を示している。図示のように、ウェスト及び身体弾力材４０、６４は、ニップ１４４において組合わされるウェブ内に組み込むことが好ましい。
更に図１３を参照する。前側及び後側脚弾力材４８及び５０をウェブ内に組み込み、全体を層１２と１４との間に閉じ込める際に全体を１５２で示す能動的なダンサーロールサブシステム（後述）を使用し、スレッドが各ブランクの横クロッチ部分を表す個所においてニップ内へ送り込まれる時には脚弾力材のスレッド１１２内の張力を弛緩させ、スレッドが脚開口の前側及び後側部分に沿って配置される時には張力を印加させる。
層１２と１４との間から出てしまうスレッドの一部分を含む、前側及び後側脚弾力材４８及び５０をウェブ内に組み込む際には、ダンサーロールサブシステム１５２は使用されず、その代わりに例えば図示のように、外側カバー構成ロール１０２上のその後の位置においてカッターサブシステム１５４が適用される。
外側カバー構成ロールから、組合わされたウェブ１２１は転向ロール１５６を巻き、組立ロール１５８上に到達する。以下に説明するように、キャリヤウェブを含むクロッチ弾力材５１は、組立ロール１５８上でクロッチ弾力材取付けサブシステム１５９によってブランク１０内に位置決めされる。組立ロール１５８から、ウェブは転向ロール１５９の周囲を通過する。転向ロール１６０は、組合わされたウェブ１２１内の脚開口４４、４６を切断するロール１６２上の１つもしくはそれ以上のカッターのためのアンビルとして働く。次いで、組合わされたウェブは転向ロール１６４を過ぎて、折り曲げ機１６６に向かう。折り曲げ機１６６では、組合わされたウェブは、ブランク１０の前側及び後側部分が互いに対面するように縦方向に折り曲げられる。折り曲げられたウェブは、側継ぎ目ボンダー１６８上を通過し、側継ぎ目３０及び３６が形成される。側継ぎ目ボンダーから、未だにウェブの状態の今形成されたばかりのガーメントは転向ロール１７０及び１７２の周囲を通過し、カッターロール１７４に達する。転向ロール１７３は、ウェブから完全に形成された個々のガーメント２５に切断するカッターロール１７４のためのアンビルとして働く。
ダンサーロール
以下にダンサーロールサブシステムを、図１３に示す処理ライン１５１に関して説明する。勿論、以下に説明する新しいダンサーロールサブシステムは、柔軟なウェブプロセスを使用して製品を製造する他の方法及び装置にも使用することができる。
図１４は、典型的な従来のダンサーロール制御を示している。ウェブ材料２１８の前進速度は、ダンサーロールの下流のニップ２７２の速度と組合わせて、繰り出し電動機２１４によって制御される。ダンサーサブシステム１５２は、ダンサーロール自体の前後に、下側転向ロールを使用する。ダンサーロールは、エンドレスケーブルシステム内の下側転向ロールと上側転向滑車との間に限定されている動作窓内を垂直に上下運動する。（ｉ）上側転向滑車に接する窓の頂部、及び（ii）転向ロールに接する窓の底部に対する動作窓内のダンサーロールの位置は、位置トランスジューサ２２５によって感知される。垂直成分を有するほぼ静的な力が、空気シリンダ２２７によってダンサーロール支持システムに印加される。
要約すれば、図１４に示す従来のダンサーロールサブシステムでは、ウェブ材料がダンサーロールに供給される速度をプロセス取り上げ速度が超えると、ダンサーロールに加わる静的な力がダンサーロールをその動作窓内で下方に移動させる。ダンサーロールが下方に移動すると、位置の変化が位置トランスジューサ２２５によって感知され、位置トランスジューサ２２５は、ウェブがダンサーサブシステムへ送られる速度を制御する電動機へ補正信号を送って、送り／繰り出し速度を増加させる。送り速度は、ダンサーロールをその動作窓内の中点に戻すように十分に増加する。反対に、ウェブ材料がダンサーロールに供給される速度よりプロセス取り上げ速度が遅いと、ダンサーロールに加わる静的な力が、ダンサーロールをその動作窓内で上方に移動させる。ダンサーロールが上方に移動すると、位置の変化が位置トランスジューサ２２５によって感知され、位置トランスジューサ２２５は、送り／繰り出し電動機へ対応する補正信号を送るのでダンサーロールは動作窓内の中点へ戻される。
上述した従来のダンサーロールサブシステムは、レスポンス時間がダンサーロールの垂直加速に対する重力の貢献度によって、及び例えば繰り出し速度を変化させるために速度を変化させなければならない繰り出し装置内の機器の質量によって制御されることから、制限される。
図１５を参照して、本発明のダンサーロールサブシステム１５２を説明する。本発明ではダンサーロールサブシステムは弾力性要素の伸びを制御するために使用されているが、ウェブのような他の材料にも使用することができる。以下に、ダンサーロールサブシステムをウェブ２１９と共に使用する場合を例として説明する。本発明のダンサーロールサブシステム１５２は、繰り出し電動機２１４及び生の材料のロールまたはスプール２１６を含む繰り出し手段２１２を含んでいる。生の材料のウェブ２１８はロール２１６から、ダンサーサブシステム１５２を通って、ダンサーサブシステム１５２の下流の変換プロセスのさらなる処理要素へ供給される。
ダンサーサブシステム１５２においては、材料のウェブ２１８は、ダンサーロール２２４上を通過する前に転向ロール２２２の下を通過し、ダンサーロール２２４上を通過した後に転向ロール２２６の下を通過する。図示のように、ダンサーロール２２４は、第１のエンドレス駆動チェーン２２８によって担持されている。
第１の上側転向滑車２３０から始まって、第１のエンドレス駆動チェーン２２８はセグメント２２８Ａとして下方へ進み、ダンサーロールの第１の端２３２に到達し、この第１の端２３２においてダンサーロールに固定されている。ダンサーロールの第１の端２３２から、駆動チェーンはセグメント２２８Ｂとして下方へ進み続けて第１の下側転向滑車２３４に達し、ウェブ２１８の下をセグメント２２８Ｃとして水平方向に進み、第２の下側転向滑車２３６に到達する。第２の下側転向滑車２３６から、駆動チェーンはセグメント２２８Ｄとして第２の上側転向滑車２３８まで上方へ進む。第２の上側転向滑車２３８から、駆動チェーンはセグメント２２８Ｅとしてダンサーロールの第２の端２４０まで伸び、第２の端２４０においてダンサーロールに固定されている。ダンサーロールの第２の端２４０から、駆動チェーンはセグメント２２８Ｆとして第３の下側転向滑車２４２まで下方に進み、そこからセグメント２２８Ｇとしてウェブ２１８の下へ戻って第４の下側転向滑車２４４に到達する。第４の下側転向滑車２４４から、駆動チェーンはセグメント２２８Ｈとして上方に伸びて接続ブロック２４６に達してそこに固定される。接続ブロック２４６から、駆動チェーンはセグメント２２８Ｉとして上方へ進み、第１の上側展開滑車２３０に達して駆動チェーン２２８のエンドレスループが完成する。
接続ブロック２４６は、第１のエンドレス駆動チェーン２２８を第２のエンドレス駆動チェーン２４８に接続する。接続ブロック２４６から、第２のエンドレス駆動チェーン２４８はセグメント２４８Ａとして第３の上側転向滑車２５０まで上方へ伸びている。上側転向滑車２５０から、エンドレス駆動チェーンはセグメント２４８Ｂとして第５の下側転向滑車２５２まで上方へ伸びている。第５の下側転向滑車２５２から駆動チェーンはセグメント２４８Ｃとして上方へ接続ブロック２４６まで戻り、駆動チェーン２４８のエンドレスループが完成する。
シャフト２５４は第５の下側転向滑車２５２をサーボモータ２５６の第１の端に接続している。ダンサーロール位置センサ２５８及びダンサーロール並進速度センサ２６０がサーボモータ２５６の第２の端からのシャフト２６１上に設けられている。
荷重センサ２６２、２６４がそれぞれ転向ロール２２２、２２６の端に配置され、転向ロールの軸に対して横方向にロールに加わる応力荷重を感知する。転向ロール２２２、２２６に加わる応力荷重は、ウェブに加わる張力として解釈される。
速度センサ２６６が転向ロール２２６の端付近に配置されていて、転向ロール２２６の回転速度を感知する。速度センサ２６８がダンサーロール２２４の第２の端２４０付近に配置されていて、ダンサーロールの回転速度を感知する。それぞれのロールの回転速度は、それぞれのロールにおけるウェブ速度に対応するものと解釈される。
ダンサーサブシステム１５２は、コンピュータコントローラ２７０によって制御される。コンピュータコントローラ２７０は普通のディジタルコンピュータであり、Basic言語、Pascal言語、Ｃ言語、等々のような普通の言語でプログラムすることができる。これらのコンピュータは一般に「パーソナルコンピュータ」として知られるものであり、Compaq▲Ｒ▼及びIBM▲Ｒ▼のような製造者から入手可能である。
位置センサ２５８、速度センサ２６０、２６６、２６８、及び荷重センサ２６２、２６４は全て、出力をコンピュータコントローラ２７０へ供給する。コンピュータコントローラ２７０は、幾つかの入力を処理し、速度設定点
0004402172.tif 000002
を計算し、また
Ｔ*dancer＝ｒ［Ｆd static＋ｂa（Ｖ*p−Ｖp）
＋ｋa（Ｆ*c−Ｆc）］
に従って目標サーボモータトルク命令を計算する。ここに、
Ｆd static＝Ｍg＋２Ｆ*c
であり、また上式には以下の変数が使用されている。
Ｆd static＝ダンサーロールに加わる静的垂直力成分
Ｆc＝ダンサーロールの後のウェブ内の張力
Ｆ*c＝ウェブ内の張力、目標設定点／プロセス設計パラメタ
Ｆb＝ダンサーロールの前のウェブ内の張力
ｂa＝ダンサー並進速度に関する制御利得定数、ニュートン秒／ｍ
ｋa＝ウェブ張力に関する制御利得定数
Ｍg＝ダンサーロールの質量×重力
Ｖp＝第２の可変垂直力成分を印加する直前のダンサーロールの瞬時垂直速度
Ｖ2＝ダンサーロールにおけるウェブの速度
Ｖ3＝ダンサーロールの後のウェブの速度
Ｖ*p＝ダンサーロールの垂直速度、設定点
ｒ＝サーボモータ上の滑車の半径
Ｅ＝ウェブの弾性係数
Ａo＝引張られていないウェブの断面積
Ｔ*dancer＝サーボモータトルク命令
Ｖ*pは、もし設定点Ｖ*pがその後に調整されたり、またはその他により変化しなければ到達するであろうダンサーロール２２４の目標並進速度を表している。
本発明の主目的は、ウェブ２１８内の張力を制御するために、ダンサーロール２２４の速度を能動的に制御することである。
レスポンス時間は、利得定数“ｂa”のために選択された値によっても影響を受ける。利得定数“ｂa”は、印加周波数もしくは頻度に対するレスポンスがダンサーロールの固有共振周波数に接近する場合のように、レスポンスの能動的な可変成分がダンサーロールを不安定にしてしまう程能動的にさせないようにするために、特にレスポンスの可変力成分にダンピング効果を与えるように選択される。従って利得定数“ｂa”は、ある程度システム内の粘性抗力のように働く。例えば、0.7オンス／平方ヤードの不織ファブリックを処理するシステムにおいて、200回／分の率でショックを与え、ダンサーの質量が１ｋｇである場合の典型的な制御利得定数“ｂa”は、2000である。
同様に利得定数“ｋa”は、一般にシステム内のウェブ張力誤差を補償する。上記処理システム例での典型的な利得定数“ｋa”は、20,000である。
ダンサーサブシステムの動作及び機能は、以上の要素及びそれらの互いの関係の説明から完全に明白になったものと考えるが、説明を完全にするために、以下にダンサーサブシステムの使用を概述する。
ダンサーサブシステムの第１の実施例におけるダンサーサブシステムの主目的は、ウェブ内の短期の張力の乱れを減衰させることである。これらの短期の張力の乱れは、例えば意図はしていないが、それにも拘わらず、例えば軸受の振動、電動機の振動等のようなダンサーロール２２４の下流の装置から発する通常の振動によってもたらされ得る。代替として、これらの張力の乱れは、ウェブを処理する際に意図的にウェブに加える張力の乱れからももたらされ得る。これらの意図的な張力の乱れの例は、Sabeeの米国特許第4,227,952号に開示されているように、処理される材料のウェブ内に各タックまたはプリーツを形成する際に発生されるものである。
張力の乱れが意図的に加えられようが、または非意図的であろうが、ウェブに対する効果は一般的に同一である。ウェブ２２８がダンサーサブシステム１５２を走行するにつれて、ウェブは、ウェブのあるスパンにわたって（例えば、生材料のロール２１６と、ダンサーロール２２４の下流の次のニップ２７２との間で）測定される張力の正常範囲を表す平均動的張力を受ける（10秒間またはそれ以下にわたって持続する短期の張力の乱れを考えない）。
ダンサーロールを、文字通り「ダンサー」ロールとして動作させるためには、それでもダンサーロールに作用する幾つかの力は、図１８に示すように、全体として平衡していなければならない。図示のように、サーボモータから加えられる力は、ウェブ内の張力、ダンサーロールの重量、何等かの現存粘性抗力効果×ダンサーロールの現存並進速度、何等かのばね効果×ダンサーロールの位置の変化、及びダンサーの質量×所与の時点におけるその垂直加速度と平衡する。
サーボモータ力は、一般に、ダンサーロール上の荷重の比較的固定された静的成分に応答する比較的固定された値を有する第１の静的な力成分Ｆd staticを含んでいる。静的な力成分Ｆd staticは、静的な力＋重力に基づいて応答してダンサーロールを、転向ロール２２２、２２６と上側転向滑車２３０及び２３８との間のその動作窓内の垂直方向のほぼ中心に維持させる一般的な支持になる。ダンサーロールが重大な時間にわたって動作窓の中心領域から外れた場合には、コンピュータ２７０はラインシャフトドライバ等に普通の命令を送って、例えば繰り出し手段２１２とニップ２７２におけるロールとの間の相対速度を普通の手法で調整させ、ダンサーロールをその動作窓の中心に戻させる。
静的な力成分Ｆd staticに加えて、サーボモータ２５６はウェブ内の短期の張力の乱れに応答して、動的に能動的な可変力成分をも印加する。この可変力成分は、静的力成分に追加された時、コンピュータからサーボモータへ供給される正味垂直力命令を包含する。サーボモータ２５６は正味垂直力命令を、駆動チェーン２２８、２４８、及び接続ブロック２４６を通してダンサーロールへ供給されるＴ*dancerとして表す。
従って、ダンサーロールの通常の受動レスポンスに加えて、本発明のダンサー制御システムは、質量、重力、及びウェブ張力のような静的な力に基づいてサーボモータから出力される動的な制御成分を付加する。その結果として、サーボモータによって適用される短期垂直力に対する通常のダンサーシステムレスポンス特性が強調され、それによりダンサーロールは遙かに前能動的（pro-active）になり、受動的にしか応答しない従来のダンサーサブシステムよりも遙かに屡々垂直速度の変化を補償するようになる。勿論、任意の時点における正味垂直速度は、正の上方運動、または負の下方運動であることも、または０の正味垂直速度に対応して結局は全く運動しなかったりすることもでき、これらは全てコンピュータコントローラからの出力命令に依存する。勿論コンピュータコントローラ２７０は、可変垂直力の値及び方向、並びに正味垂直力を計算する。
ダンサーサブシステム１５２を制御するのに使用される命令シーケンス内の情報及び命令の一般的な流れを、図１６にブロック線図フォーマットで示す。図示のように命令シーケンスのステップ１において、可変パラメタＶp、Ｐ、Ｆb、Ｆc、Ｖ2、Ｖ3が測定される。
ステップ２において、これらの変数がコンピュータ内の既知の定数と組合わされ、コンピュータはＶ*pを計算する。
ステップ３において、Ｖ*pが付加的な静的な値と組合わされ、新しい電動機トルク命令が計算される。
ステップ４においては、この新しい電動機トルク命令がサーボ定数「ｒ」と組合わされ、サーボモータから駆動チェーン２２８、２４８を通してダンサーロールへ出力される比例トルク命令Ｔ*dancerが求められる。
ステップ５においては、ウェブが曝されている動的状態の下での張力の乱れの広がりを制御するレスポンスを得るために、必要に応じて屡々上記シーケンスが繰り返される。
要約すれば、本発明にとって関心のある張力の乱れは、ダンサーシステムに使用される新しい制御の組合わせを通しての適切なレスポンスによって、約10秒またはそれ以下以内に減衰させることができる乱れである。発明者らは、張力の乱れが存在する期間中に少なくとも３回、好ましくは少なくとも約５回の制御レスポンス変化に適用する周波数で能動的な可変力成分を計算し、そして計算された可変力成分の何等かの変化をダンサーロールに適用すべきであることを見出した。勿論、コンピュータ２７０から新しい命令が受信されるまで、与えられた制御命令はサーボモータによって適用され続ける。従って、もし10秒間にわたってある張力の乱れが存在すれば、その張力の乱れが存在している時間の間、少なくとも２秒おきに制御レスポンスＴ*dancerを適用すべきである。
上述したように制御サイクルの第１ステップは、レスポンスの可変力成分を計算するのに使用される幾つかの変数を感知／測定することであるから、張力の乱れに応答してそれを抑圧するためには、制御すべき何等かの張力の乱れを十分早めに検出するようにセンサが変数を十分に屡々測定することが臨界的である。
ダンサーサブシステム１５２の適切な制御を得るためには、計算されたレスポンスを十分な周波数でダンサーロールに適用してダンサーシステムを制御することも重要である。何れか１つの張力の乱れが存在する期間中、少なくとも100レスポンスが好ましい。特に張力の乱れの発生周波数が変化するような場合に、レスポンスを適用する十分な周波数を得るために、レスポンス適用の予測される望ましい周波数の倍数で変数を測定することが好ましい。
総合的な、最も臨界的な周波数は、図１６の流れ図のステップ１に示す変数測定周波数である。同様に、このプロセス内の各ステップは、少なくとも更新されたトルクレスポンス命令を適用するために好ましい周波数程度の大きさの周波数で繰り返さなければならない。
上述した短期の張力の乱れは、典型的には、10秒より短い持続時間である。0.67秒、0.33秒のような（または0.2秒であってさえも）より短期の張力の乱れでさえ、説明中のシステムによって容易に制御される。例えば、10秒の持続時間を有する定常的に繰り返される張力の乱れの周波数は、６サイクル／分である。0.67秒の持続時間は、100サイクル／分の周波数を示唆している。0.33秒の持続時間は、200サイクル／分の周波数を示唆している。0.2秒の持続時間は、300サイクル／分の周波数を示唆している。制御すべき関連張力の乱れの周波数がどのようであれ、レスポンスの受入れ可能な周波数の第１近似を得るためには、張力の乱れの発生周波数に100を乗算する必要があるだけである。控えめな周波数ファクタの変化を使用し、動作システムで数回の試行した結果、特定の処理システム、またはシステムの部分に望ましい周波数は、ダンサーロール２２４によって制御されることが分かった。
従って、100回／分の周波数で発生する張力の乱れは、少なくとも167サイクル／秒の感知周波数を示唆している。相応じて、200乱れ／分の周波数はある感知周波数を、そして333サイクル／秒のレスポンス周波数を示唆している。プロセスが、ウェブから例えば毎分300アイテムを切断するか、またはそれ以外にウェブに毎分300回のショックを与えるようになっている場合には、センサは少なくとも500回／秒で変数を感知すべきであり、サーボモータ２５６は再計算した可変レスポンス力成分を適用すべきである。
本発明のダンサーサブシステム１５２は、どのようなダンサーロールとも、処理ライン内のどの位置においても有利に使用することができる。もしウェブ内に短期の張力の乱れが存在しなければ、本ダンサーロールは従来のダンサーロールと同じように動作する。そこに短期の張力の乱れが発生すれば、制御システムが自動的に応答してこれらの短期の張力の乱れを減衰させる。
図１９を参照する。鎖線内はコンピュータ２７０の内部で行われる計算を表しており、求められたＦ*servo出力はサーボモータへの出力である。コンピュータコントローラの右の円はダンサーロール２２４を表し、ダンサーロールに作用する幾つかの力が示されている。“Ｍ”はダンサーロール２２４の質量を表し、“ｇ”は重力を表し、そして“Ｐ”はダンサーロール２２４の位置を表す。
本明細書において使用している「張力の乱れ」とは、タックを形成する時のような突然の引き、またはウェブ内の張力の全て、または殆ど全てを一時的に排除する場合のような突然の弛緩を意味している。それは、ダンサー制御システムの能動的なレスポンスによって大幅に、そして最終的に減衰させることができる全ての張力の乱れを含んでいる。相応して、それは、もし例えば繰り出しステーション駆動シャフトにおいて修正されなければダンサーシステムを当惑させるような総合駆動ライン速度の通常の増減は含まない。
「10秒以下の存在」は、もし本能動的ダンサーサブシステムを用いて処理しなければ10秒以上持続するような乱れは含むが、本能動的ダンサー処理が10秒以内に全ての乱れを減衰させることができないような乱れは排除するものとする。従って、本発明の制御システムによって制御される乱れには、前記Sabeeの特許に開示されているような単段ウェブ巻取り装置、及び張力の第１が張力増加によって増加され、張力の第２が（例えば転向ロールがその共振周波数において振動する場合のように）同じような時間にわたって解放されるような２ステップの乱れが含まれる。
「感知された張力」は、１より多い感知サイクル、及び変数を感知する位置が１より多いことをいうことができる。
「垂直速度」は、その動作窓内のダンサーロール２２４の並進速度を意味している。
静的力を感知して制御する「第１の感知及び制御システム」、及び動的力を感知して制御する「第２の感知及び制御システム」については、第１及び第２の感知及び制御システムが相互に排他的ではないことを理解すべきである。むしろ、これらは、共通のセンサ、共通のコントローラを使用し、それによってそれぞれの感知及び制御システムに帰すべき力成分の組合わせに基づいて、組合わされた信号出力制御力を生成する。
ダンサーロールサブシステムの上述した実施例では、ウェブ内の張力の乱れを減衰させることに関してダンサーサブシステム１５２の使用を説明した。別の使用法として、ダンサーサブシステム１５２は一時的な張力の乱れを発生させるために使用することもできる。例えば、あるニップ（例えば、下側のウェブと上側のウェブとの間のニップ１４４）において弾力材のスレッド１１２をウェブ内に組み込むプロセス（図８−１０及び１３参照）においては、弾力材のスレッドが各ガーメント内に組み込まれる時に、特定の場所において弾力材のスレッドまたは要素の張力を増加、または減少させると有利であり得る。従って、ダンサー制御サブシステム１５２は、スレッド内の張力にこれらの短期振動を生じさせることができる。詳しく述べれば、図１５のニップ２７２は、図８のニップ１４４に対応する。図１５のウェブ２１８は、図８−１０及び１３に関して説明したスレッド弾力材のスレッド１１２に対応する。
従って、ダンサーサブシステム１５２は、各ブランク毎のクロッチ２４に対応するウェブ上の領域がニップ１４４に進入するにつれて、ニップ１４４において組合わされたウェブ１２１内に組み込まれる脚弾力材のスレッド１１２内の張力を減少させ、実質的に排除するために使用することができる。
図１５を参照する。サーボモータ２５６からの力を入力してダンサーロールに突然の、一時的な下方への運動と、それに続く対応する上方への運動とを生じさせることによって、ウェブ上の張力が一時的に減少乃至は排除される。同様に、サーボモータからの力を入力してダンサーロールに突然の、一時的な上方への運動と、それに続く対応する下方への運動とを生じさせることによって、ウェブ上の張力が一時的に増加する。このような張力の増減のサイクルは、ダンサーロールサブシステム１５２を使用して200回以上、例えば300回／分またはそれ以上繰り返すことができる。
例えば、張力を迅速且つ一時的に０まで減少させるために、コンピュータコントローラは命令し、サーボが動作して、張力を減少乃至は排除すべき短期間中にダンサーロールに一時的な下方垂直運動を行わせる。この突然の下方への垂直運動の距離は、張力弛緩の量、及び弛緩の持続時間に対応する。適切な時点に、ダンサーはサーボによって再度正に上昇し、相応じてウェブ張力を増加させる。このような循環的な活動によって、ダンサーロールは高めの張力レベルと低め（例えば、実質的に０）の張力レベルを交互に、定常的且つ間欠的にウェブ２１８上に加えることができる。
弾力材カッター
以下に、好ましくは外側カバー構成ロール１０２を含む弾力材カッターサブシステム１５４を、図１３に示す処理ライン及び図１２に示すブランク１０の実施例に関連して説明する。以下に説明する新しいカッターサブシステム１５４は、他の複合ウェブの他の離散した要素を、それぞれのウェブ内の離散した個所において切断する他の方法及び装置と共に使用することができる。
図９−１０、１２、及び２０−２３に示し、幾分かは既に述べたように、弾力材１１２の各スレッドは、ウェブ１００と、連続ウェブ１０６の要素の１つとの間のニップ１４４内に送り込まれる。しかしながら、クロッチ２４の先端２４Ａがニップ１４４に進入すると、横方向スレッド案内１２２が横方向へ運動してニップ１４４が脚弾力材のスレッドを、関連するカバーウェブに対して横方向に配置される個所、即ち身体側層１４の前側要素１９、及び後側要素の内縁１４８と１７６との間の連続基材ウェブ１００上に配置させるので、ウェブ１００と身体側層のそれぞれの要素との間には捕捉されなくなる。ウェブが進行してクロッチの反対側の後縁２４Ｂがニップ１４４に達すると、スレッド案内１２２が再び運動してスレッド１１２を、ウェブ１００とウェブ１０６の関連する要素との間の個所のウェブ１００上に配置させる。スレッド案内１２２は、後に脚開口４４、４６の前側及び後側の両縁５２になる線に沿って、望む通りに弾力材の多くのスレッド１１２を同時に配置することができ、また典型的にはそのようにする。
図２０は、組合わされたウェブ１２１を示している。この組合わされたウェブ１２１は、基材ウェブ及びウェブ１０６の要素１９及び２１を含み、組合わされたウェブ１２１が転向ロール１１０及び構成ロール１０２のニップ１４４から超音波ホーン３４２に向かって進むにつれて、脚開口の前側部分３４８及び後側部分３５０の輪郭を描く所望のパターンの弾力材のスレッド１１２を含むようになる。システムを通るウェブの運動方向は、矢印３４６によって示されている。脚開口は、全体を３１６で示してあるように、先行加工片内の第１のクロッチ２４から次に続く加工片内の第２のクロッチ２４まで伸びている。脚開口３１６は、後述する爾後の段階でブランク１０内で切断される。従って、図２０及び２３には脚開口３１６の輪郭だけが鎖線で示されている。
図２０に示すように、１１２で示してある共通の破線は、身体側層１４と基材ウェブの要素１９及び２１との間に配置されている弾力材のスレッドを表している。図２１は、基材ウェブと後側要素２１との間に捕捉された弾力材のスレッド１１２を示している。１１２Ｔで示す短い破線は、ニップ１４４においてスレッド案内１２２によって位置決めされる弾力材のスレッド１１２の経路を表している。しかしながら、身体側層１４になるウェブ１０６上には接着剤が塗布されており、ニップ１４４に入る前の基材ウェブには塗布されておらず、また弾力材のスレッドはクロッチにおいては要素１９、２１の何れの下にも配置されていないから、弾力材のスレッドはクロッチ２４を横切るウェブに結合されない。
従って、スレッドは、ニップ１４４に存在する圧力による支持から解放されると、直ちにそれらは身体側層１４の前側及び後側要素の内縁１４８、１７６に沿って収縮する。その結果、脚開口の関連する前側部分３４８、または関連する後側部分３５０の間のクロッチ２４を横切る弾力材のスレッドは、図２２に示すように関連する要素１９、２１の内縁１４８、１７６に沿って概ね一緒に塊まるようになる。従って、各内縁１４８、１７６に沿う弾力材のスレッド１１２は、関連するスレッドがクロッチの先縁２４Ａに近接する接着剤層５５の縁から出る個所と、関連するスレッドがクロッチの後縁２４Ｂに近接する接着剤層に再進入する個所との間に、ゆるいロープ状配列を形成する。
要素１９または２１上の接着剤層の側縁が、関連する要素の内縁１４８または１７６よりも短く終端しているので、弾力材のスレッドはウェブ要素と基材ウェブ１００との間の関連ウェブ要素１９または２１の縁の下に塊まるようになる。例えば図２２には、基材ウェブと後側要素２１との間の４つのスレッドの中の３つが示されている。しかしながら、接着剤パターンの縁がウェブ要素１９、２１の内縁に極めて接近している場合には、全ての弾力材のスレッドがウェブ要素の下に好ましい向きでフィットすることはできず、図２２の前側ウェブ要素１９の内縁１４８に示してあるように、スレッドは互いにランダムに重なり合ってその場所に塊まるようになる。
以上のように、図２２は超音波ホーン３４２によって切断される直前の、ブランクのクロッチ２４を横に走る弾力材のスレッドの部分１１２Ｃの位置を示している。スレッドの部分１１２Ｃは図２０にも示されている。ウェブ内の加工片が後述するように超音波ホーン３４２において処理されると、クロッチを横切る弾力材は超音波ホーンによって印加される超音波エネルギによって切断され、図２３に示す未処理切断端１５０が形成される。
クロッチを横切る弾力材がこのように切断されると、各スレッドは、弾力材の関連するスレッドが接着剤層５５、従って接着剤層の結合作用の縁から出る個所３５８に収縮する。このように切断した後の収縮したスレッドは、例えば自由端１５０を有している。従って、図２３に示すように、これらの加工片３１９が切断段階の超音波ホーン３４２のところまで到着している場合には、脚弾力材は基材層１００と対応するウェブ要素１９または２１の間を各脚開口３１６の前側及び後側部分３４８、３５０に沿って伸び、対応するクロッチ２４の各縁まで到達している。しかしながら、クロッチを横切る弾力材はクロッチのところで切断されているから、弾力材がクロッチを横切って伸びることはない。
ブランク１０の製造を成功させるキーは、超音波ホーン３４２によって印加される超音波エネルギの量を制御する新しい装置及び方法を発明者らが発見したことであり、それにより基材ウェブ１００、またはウェブ要素１９または２１を切断したり、それらの最終的な機能性を重大に損なうことなく、弾力材の少なくとも１つのスレッド１１２を切断して基材ウェブ１００及び関連するウェブ要素１９、２１の中間に分離した層を構成させる制御システムを得たことである。多重層構造内の全ての層／ウェブを切断したり、または互いに溶着させたりするために超音波エネルギを使用することは知られていたが、以下に説明する出願者らの装置及び方法は、弾力材の少なくとも１つを切断できる、より好ましくは基材ウェブ、または関連するウェブ要素１９または２１を切断または溶着させることなく、それを達成することができる。本発明の代替方法では、弾力材の少なくとも１つのスレッドが切断され、同時に関連するウェブ要素１９、２１が基材ウェブに溶着される。本発明の更に別の代替方法においては、弾力材の少なくとも１つのスレッドが切断され、同時に基材ウェブの機能性を大きく損ねることなく、基材の関連するウェブ要素１９、２１が切断される。
以上の弾力材カッターの説明は、本発明の装置及び方法を使用することによって達成された結果に焦点を当ててきた。以下に、望ましい切断結果を達成するために使用される特定の装置及び方法の好ましい実施例をより詳細に説明する。
図２４及び２５を参照する。適当な超音波ホーン３４２は、Ehlertの米国特許第5,110,403号に記載されているような回転超音波ホーンを以下のように変更したものである。本明細書は、この米国特許第5,110,403号のこのような回転超音波ホーンの一般的な構造及び一般的な使用について参照している。
回転超音波ホーン３４２には、内側コア部材３６８として米国特許第5,110,403号に記載されている回転ホーンが組み込まれている。従って、内側コア部材３６８は、ハブ領域３７０、ハブ領域を通って伸びる回転軸３７２、総合厚み“ＴＨ”、底の直径“ＤＢ”、及び外側周縁表面３７４を含んでいる。内側コア部材３６８の重心は、回転軸３７２に配置され、概ねそれに一致している。
回転超音波ホーン３４２は、作業突起及び釣合い突起３７８を含む作動部材３７５を更に備えている。特に図２５を参照する。突起３７６及び３７８は、それらの存在を強調するために点刻シェーディングで示してある。更に、２つの突起の構造の差、及び両突起と、下に位置するアンビルロール構成ロール１０２（超音波ホーン３４２に対するアンビルロールとして動作する）との間の共働を比較して示すために、ファントム（その位置に実在しない）作業突起の外形を釣合い突起３７８上に重畳させた破線で示してある。
作業突起３７６の目的は、クロッチ部分において弾力性スレッドを選択的に切断し、一方望む場合に限って同時にウェブ要素１９または２１及び／または基材ウェブ１００内に溶着を形成し、または切断する作業を遂行することである。
これに対して、釣合い突起の目的は、作業突起の質量と釣り合う質量を与えることである。好ましくは、釣合い突起は、作業突起と釣合い突起（例えば、作動部材３７５）との組合わせの重心を回転軸３７２上に投影させ、好ましくは内側コア部材３６８の重心上に重畳させてホーンの重心を回転軸に維持するようにする。
図２４に示すように、釣合い突起３７８は概ね周縁表面の全幅“ＷＲＳ”にわたって伸びている。同様に、作業突起も典型的には周縁表面の全幅“ＷＲＳ”にわたって伸びている。
作業突起３７６は、第１の高さ“ＨＷＰ”及び第１の幅“ＷＷＰ”を有している。釣合い突起３７８は、第２の高さ“ＨＣＰ”及び第２の幅“ＷＣＰ”を有している。一般原理として、釣合い突起３７８の高さ“ＨＣＰ”は作業突起３７６の高さ“ＨＷＰ”より低い。
作業突起、及びその対応釣合い突起の特定の高さ及び幅は、作動部材を使用する作業環境に従って変化する。出願者らは、23.7ｇ／ｍ2（各0.7オンス／平方ヤード）のスパンボンデッドポリプロピレンの基材ウェブ１００及びウェブ要素１９、２１を使用して本発明を実験した。弾力材は940デシテックスのLycra▲Ｒ▼弾力性スレッドであった。使用した回転超音波ホーンの内側コア部材３６８の直径は、約６インチであった。これらの作業条件の下で、作業突起は、0.47ｍｍ（3/16インチ）の好ましい高さ“ＨＷＰ”と、0.47ｍｍ（3/16インチ）の好ましい幅“ＷＷＰ”とを有していた。この作業環境にとっての高さ“ＨＷＰ”の好ましい範囲は、約0.33ｍｍ（0.13インチ）乃至約0.64ｍｍ（0.25インチ）である。この作業環境にとっての幅“ＷＷＰ”の好ましい範囲も、約0.33ｍｍ（0.13インチ）乃至約0.64ｍｍ（0.25インチ）である。
釣合い突起３７８の好ましい高さ“ＨＣＰ”は、対応する作業突起の高さ“ＨＷＰ”に依存し、高さ“ＨＣＰ”は作業突起の高さの約半分であることが好ましい。従って、上述した作業環境において“ＨＷＰ”の高さを0.47ｍｍ（3/16（0.188）インチ）とすれば、釣合い突起の好ましい高さ“ＨＣＰ”は約0.24ｃｍ（3/32（0.094）インチ）である。
釣合い突起の高さを決定した後に、作業突起の質量と釣合う質量を得るのに必要な、即ち、離間した作業突起と釣合い突起（例えば、作動部材３７５）の組合わせの重心を回転軸３７２上に位置決めするのに必要な幅を計算することによって、釣合い突起の幅が決定される。例えば、釣合い突起の高さ“ＨＣＰ”が作業突起の高さの約半分である場合には、幅“ＷＣＰ”は作業突起の幅“ＷＷＰ”の約２倍である。
各々がある長さと、実質的に均一な断面とを有する作業突起及び釣合い突起は外側周縁表面３７４の全幅“ＷＲＳ”にわたって伸びており、図２２に示すようにこの長さは構成ロール１０２の両端間の総合長さよりも実質的に短い。作業突起は幅“ＷＲＳ”よりも短くすることができる。しかしながら、一般的には外側周縁表面の幅よりも長くはない。同様に釣合い突起は、質量が釣合い、重心が回転軸上に配置され、そして高さが目標に合致するならば、周縁表面の幅よりも短くすることができる。
重心を回転軸上に位置させることの重要性は２つある。第１に、重心をこのように適切に位置決めすると、ホーンがその軸３７２を中心として回転する時のホーンの機械的回転安定性を維持するのを援助する。第２に、重心を、内側コア部材３６８の重心と同一の個所に維持すると、ホーンの超音波効率に貢献する（内側コア部材３６８単独で超音波エネルギを効率的に転送するように設計されている）ようになる。
図２５を参照する。図示実施例では、ホーン３４２の外側周縁表面３７４は、約5.04ｃｍ（２インチ）の幅“ＷＲＳ”を有している。図示実施例では、外側周縁表面は、構成ロール１０２及び絶対ストップ３８０（図２６参照）に対して幅“ＷＲＳ”にわたって例えば、44.48−444.8Ｎ（ニュートン：10−100ポンド）でバイアスされ、図２５に示すように作業突起３７６が構成ロール１０２まで回転した時に、間隙を０にしてホーン３４２と構成ロール１０２との間にニップ３８２が得られるようになっている。バイアス力は、加工片３１９の構造を含む作業環境にある程度依存する。従って、上述した力は、それに限定されるものではなく、例示に過ぎないことを理解されたい。
図２５及び２６を組合わせて参照する。絶対ストップ３８０は、構成ロールの外側周縁表面または作業突起を担持するホーンを作動部材３７５の他の要素から離間させ、それによってホーンの外側周縁表面と、構成ロール（または、アンビルロール）の対応する外側表面３８３との間に空隙３８１を維持し、外側周縁表面３７４を構成ロール１０２に決して接触させないか、または外側周縁表面３７４が組合わされたウェブ１２１にどのような力も加えないようにする。
同様に釣合い突起３７８は、それがニップ３８２に到達した時に“ＨＷＰ”マイナス“ＨＣＰ”に対応する距離だけ構成ロールから離間し、それによって釣合い突起が構成ロール１０２に接触したり、またはそれに力を加えたりしないようになる。
組合わされたウェブ１２１の厚みが釣合い突起と対応する構成／アンビルロール１０２との間の間隙より薄い限り、釣合い突起は組合わされたウェブ１２１に何等の力も加えない。ウェブの厚みが釣合い突起と対応するアンビルロールとの間の間隙よりも厚い場合には、アンビルロールと釣合い突起との間隙が組合わされたウェブ１２１の厚みよりも大きい代替ホーンを使用することができる。
以上を要約すれば、作業突起３７６は回転構成ロール１０２の回転と共に回転するので、ホーン３４２の各回転中に１回、作業突起がニップ３８２を走行するのに要する時間に対応する期間の間ニップ３８２を一時的に閉じる。作業突起がニップを走行するのに要する時間“ｘ”（秒）は、次式によって与えられる。
ｘ＝（ＷＷＰ／Ｌ）＊Ｔ
ここに、
Ｌ＝機械方向において測定した各加工片の長さ、
Ｔ＝処理ライン内の所与の点を通過する各加工片毎の時間（秒）
である。例えば、各加工片３１９毎の長さ“Ｌ”を76ｃｍ（30インチ）、ライン速度を10製品／分（従って、各加工片が処理ラインの所与の点を通過するのに６秒）、そして作業突起の幅“ＷＷＰ”を0.47ｃｍ（3/16インチ）とすれば、作業突起がニップ３８２を走行し各加工片と作業接触する時間は0.0375秒である。同じ式を使用すれば、以下の関係を計算することができる。
0004402172.tif 000003
要約すれば、作業突起がニップ３８２を走行するのに要する時間に対応する好ましいドエル時間は、約0.0005秒乃至約0.2秒である。
作業突起３７６が組合わされたウェブ１２１と接触した時に、絶対ストップ３８０の間隙が０に設定されているものとすれば、組合わされたウェブ１２１の厚みがホーン３４２及び構成ロール１０２を、ニップ３８２においてホーンまたは構成ロールに加わる圧力に抗して離間させる。図２６を参照する。空気圧式または油圧式の二方向シリンダ３８４が、アンビルロール３２８の回転軸に一致するアンビルロール３２８のシャフト３８８に固定された堅固なレバーアームを通して、対応するアンビルロール３８２に上向きの力を印加する。堅固なバーは支点３９０において基礎に取付けられている。例えば23.73ｇ／ｍ2（0.7ｏｓｙ）のスパンボンデッドポリプロピレンウェブ及び940デシテックスのLycraを使用した発明者らの作業例では、約500ニュートン／ｍの直線接触乃至約9000ニュートン／ｍの範囲のニップ圧力が好ましかった。
超音波ホーンの動作に加えて、ホーンの振動の振幅は、各特定のホーンの構造及び材料に関係がある。前記Ehlertの米国特許第5,110,403号に開示されているような構造で、約15ｃｍ（６インチ）の直径と、5.04ｃｍ（２インチ）の幅“ＷＲＳ”とを有し、タングステン合金組成を使用して製造された内側コア部材３６８を有するホーンでは、ホーン振幅は約0.025ｍｍ乃至約0.075ｍｍが典型的である。ホーンへの電力入力を増加させることによって、振幅は約0.055ｍｍまで幾分増加させることができる。しかし、これも一般的には使用するホーンの構造によって制限される。
ホーンによって印加される超音波エネルギの量を制御するために、例えばニップ３８２におけるニップ圧力、ホーン振動の振幅、及びホーンが組合わされたウェブ１２１と接触している時間のような、組合わされた要因を制御する。これらのパラメタ、即ちニップ圧力、ホーン振動の振幅、及び接触時間の何れか１つを増加させると、印加されるエネルギの量が増加する。
印加されるエネルギの量を増加させると、組合わされたウェブ１２１内の材料のレスポンスも増加する。最小エネルギを印加した場合には、超音波装置はウェブに何の効果も与えなくなり得る。ホーン３４２からウェブ内に入力されるエネルギの量を増分的に増加させて行くと、最終的にエネルギは関連するウェブ１００、１９、または２１上に僅かなマーク（もし、あっても）を残すだけで、弾力材１１２のスレッドを切断するように十分大きくなる。エネルギ入力を更に増加させると、超音波エネルギは弾力材のスレッド１１２を切断し、同じ動作で基材ウェブ１００と関連するウェブ要素１９、２１との間に溶着（図示せず）を形成するようになる。もし、エネルギの量を、本発明に好ましい範囲以上まで更に増加させれば、スレッド１１２が切断され、基材ウェブ１００及び関連するウェブ要素１９、２１も切断される。当分野に精通していれば、上述した作業レベルを達成するための特定パラメタが、使用する装置、装置へ入力される電力、及び処理される組合わされたウェブ１２１の特性に依存することが理解されよう。勿論適当な超音波発生器は、例えばコネチカット州ダンバリーのBranson Sonic Power Companyから入手可能である。
図２４及び２５には１つの作業突起及び１つの釣合い突起を示したが、体質的に重心を回転軸３７４に維持する質量の釣合いを優先させれば、望む通りに１より多くの各突起を使用することができる。例えば、２つの作業突起を使用し、第２の作業突起を釣合い突起３７８の代わりに使用すれば、釣合い突起３７８の必要性は排除される。
組合わされたウェブ１２１と接触している時の作業突起３７６の表面速度は、組合わされたウェブ１２１の表面速度に、好ましくは約10％以内で、整合させるべきである。しかしながら、作業突起がウェブの他の領域に動作することがないようにするために、組合わされたウェブ１２１が１加工片の長さだけ前進する間にホーンが１回転分だけ、そして正確に１回転分前進するようにしなければならない。例として使用した直径15ｃｍ（６インチ）のホーンの円周は約45ｃｍ（18インチ）であり、ホーンのサイジングはその超音波レスポンス能力に対して臨界的であり、そしてこの特定設計のガーメントブランクはガーメント長“Ｌ”において典型的に61−76ｃｍ（24−30インチ）長であるから、ホーンの表面速度はホーンがウェブと接触していない場合の組合わされたウェブ１２１の一定の表面速度より低くすることが好ましい。従って、ブランクのクロッチ２４がホーン３４２に接近した時にはホーンの回転速度を増加させ、作業突起が超音波エネルギをクロッチ２４においてウェブ１２１に印加する時にはウェブ１２１の表面速度に整合させ、そしてクロッチがホーンを通過した後に低下させる。
ホーン３４２の回転速度を制御する１つの方法は、サーボモータ（図示してない）を使用することである。ホーンの回転速度を制御する好ましい方法は、図８に示すような１組の非円形駆動歯車３９２、３９４を使用することである。駆動されるデバイスの速度を変化させるための非円形駆動歯車の構造及び動作に関しては、1994年１月25日付で同時出願された一連番号第08/186,352号に開示されているので参照されたい。
完全性のために、図２２に示すように関連するウェブ要素１９及び２１の各内縁１４８、１７６に別々のホーン３４２を使用することに注目されたい。
クロッチ弾力材の切断に関連する以上の説明は、超音波ホーン３４２上に配置された１つまたはそれ以上の作業突起に焦点を合わせていた。代替として、図２６及び２７は、作業突起を機能アンビル上に配置することができること、そしてその上で例えば前記Ehlertの米国特許第5,110,403号に記載されているような従来の超音波ホーンを変更することなく使用できることを示している。図２７を参照する。複数の作業突起３７６が、そのようになっていること以外は普通の、アンビルロール３２８の周縁外面３８３上に配置されており、製品ブランクの繰り返し当たり１つの作業突起が処理される。従来の回転超音波ホーン３４２は、超音波エネルギを突起に対面したウェブに転送するために使用される。この場合も、絶対ストップ３８０は、各作業突起３７６におけるホーンとアンビルロールとの間の間隙を０に設定している。従って、ホーンが突起に対して作業していない時にはウェブ１２１に圧力は加えられず、もし何等かのエネルギがホーン３４２から作業突起間のウェブへ伝送されたとしても、最小である。
図２６は、図示してある全ての実施例について、レバーバー３８６を使用して絶対ストップ３８０に対してニップ３８２に圧力を印加する空気圧式または油圧式シリンダを示すための第１の例である。図２７は、作業突起を担持するアンビルロールに印加される圧力を示している。代替として、圧力は回転超音波ホーン３４２に印加することができる。
図２７は、超音波ホーン３４２よりも小さく、作業突起３７６を担持しているアンビルロール３２８を示しており、それによってホーン及びアンビルの相対サイズ、並びにどのホーン及びアンビルに作業突起手段を設けるかの選択は、設計選択であることを更に示している。
図２６及び２７に示すように、２つまたはそれ以上の作業突起３７６がホーン３４２、またはアンビルロール３２８の円周に均一に離間している場合には、釣合い突起３７８は必要ではない。
以上の要素の説明から、カッター１５４の動作及び機能は完全に理解されたものと考えるが、図８、２４、及び２５に示す実施例を参照してカッターの使用について概述する。
基材ウェブ１００は、回転している構成ロール１０２に対する転向ロール１０４上の駆動力によって図示の処理要素内に引き込まれ、構成ロール１０２上をニップ１４４まで前進する。同時に、ニップ１４４における転向ロール１１０の駆動力によってウェブ１０６が図示の処理要素内に引き込まれ、先ず接着剤噴霧手段１０８の下を通過する。接着剤噴霧手段は、接着剤が過噴霧されないようにするために縁を除くウェブ１０６の全表面をカバーするように向けられている。
弾力材のスレッドはスレッド案内１２２を通してニップ１４４内に引き込まれる。案内１２２は、脚開口３１６（図２０に示す）の前側及び後側部分３４８、３５０に沿って弾力材のスレッドのパターン化された経路３９６及び３９８を作るために、ウェブ１００及び１０６の処理動作に沿う前進の機械方向に対して横方向に運動する。ウェブ１０６はニップ１４４における圧力と、接着剤層５５の作用との組合わせを通して基材ウェブ１００に結合され、弾力材のスレッド１１２を基材層１００と関連するウェブ要素１９、２１との間に捕捉する（各ブランク１０のクロッチ２４を除く）。
各クロッチ２４においては、弾力材のスレッド１１２は接着剤層５５の縁から出て、身体側層１４の関連前側及び後側要素の内縁１４８及び１７６に沿ってクロッチを横切る。関連するブランク１０のクロッチ２４を横切る弾力材のスレッドの部分１１２Ｃは、基材ウェブ１００または関連するウェブ要素１９または２１は切断されずに、超音波ホーン３４２からの超音波エネルギによって切断される。しかしながら基材ウェブ及びウェブ要素は、例えばホーン振幅、接触時間、及び／またはニップ３８２における圧力を増加させることによって、組合わされたウェブ１２１に供給される電力の実効量を増加させることによって切断することができる。そのように処理された加工片を含むウェブは、転向ロール１５６において構成ロール１０２を離れる。
特定の理論に基づくものではないが、発明者らは、離散した弾力性スレッドの性質、そして多分それらの直径がウェブ１００及び１０６のおおよその厚みとは異なっていることが、超音波エネルギに底ウェブまたはカバーウェブが応答する前にスレッドが応答するように、スレッド１１２に超音波を集中させるものと考えている。従って、組合わされたウェブ１２１へ伝送されるエネルギの量を制限することによって、その効果はウェブの最初に応答する部分（弾力材のスレッド）に制限されるか、または、望むならば、弾力材のスレッドの切断、及び基材ウェブ１００と対応するウェブ要素１９または２１との間の溶着の形成の組合わせに制限されるようになる。
ウェブ幅の収縮の制御
図示のブランク１０においては、前側脚弾力性要素５０、クロッチ弾力性要素５１、及び後側脚弾力性要素４８は、関連する脚開口３１６（脚開口４４、４６の複合）の縁の付近の組合わされたウェブ１２１内に引き伸ばされた状態で配置され、引き伸ばされた弾力性要素はそれぞれ脚開口３１６の縁の輪郭にほぼ追随する方向に配向される。各弾力性要素４８、５０、及び５１は、組合わされたウェブ１２１の長さ寸法“Ｌ１”（図１、横機械方向またはＣＭＤ）に対応するウェブの幅寸法“ＷＷ”（図２０）を横切る方向に伸びる１つまたはそれ以上のセグメントを含んでいる。これらの引き伸ばされた要素は、本質的に横機械方向に働く収縮力を与え、ウェブ１２１の幅“ＷＷ”を実効的に収縮させる。
図１３及び２８−３０は、本発明の装置及び方法の一実施例を示している。図１３を参照する。基材ウェブ１００は転向ロール１０４から処理ラインに入り、転向ロール１０４の下を通過した後に第２のロール１１０と構成ロール１０２との間のニップ内に進む。第２のウェブ要素１０６は基材ウェブ１００と結合にされ、弾力性スレッド１１２は、最終的にそれらがブランク１０及びガーメント２５内に占める位置に引き伸ばされた状態で、組合わされたウェブ１２１内に組み込まれる。典型的には、弾力性要素は、ウェブ１２１が基材ウェブ１００及びウェブ１０６から組合わされたウェブ１２１に形成されるのと同時に弾力性要素がウェブ１２１内に組み込まれる時に約100％乃至約300％引き伸ばされる。
弾力性構成ロール１０２から、ウェブ１２１は転向ロール１５６の下を通過して組立ロール１５８の表面に到達する。前述したように、ウェブ１２１に対する作業は、組立ロール１５８上の１つまたはそれ以上の作業ステーションにおいてウェブ１２１のほぼエンドレスの長さに沿って直列の形態で遂行され、一連のブランク１０、またはブランク予備形成品が図１の１０Ａ及び１０Ｂ、及び図２０に示すように次々に並んだ形態でウェブ１２１内に形成される。
組立ロール１５８から、ウェブ１２１は転向ロール１６０の下を通り、転向ロール１６０とカッターロール１６２との間を通過する（転向ロール１６０はカッターロール１６２に対するアンビルロールとして働く）。ロール１６０から、ウェブ１２１は転向ロール１６２の上を通過し、折り曲げステーション１６６へ進入する。
更に図１３を参照する。弾力性要素４８、５０、５１は、外側カバー構成ロール１０２から始まって、ウェブの全てに沿う図１３に示す処理システムの残余の部分の長さにわたって（幾つかの作業ステーションを通過することを含む）ウェブ１２１に横機械方向の収縮力を加える。いろいろな作業ステーションにおいて及び例えばアンビルロール１６０において作業を遂行するには、各ブランク予備形成品とそれぞれの作業ステーションにおける作業要素とが揃っている必要がある。従ってウェブ寸法は、横方向に配向された弾力材がウェブ内に組み込まれるニップ１４４から、図１３に示す下流の残余の処理動作を通ってカッターロール１７４まで、ウェブの長さ寸法及びウェブの幅寸法の両方が安定していることが重要である。
以下のウェブ幅の収縮を制御するためのシステムに関しても、図１３に示す処理ラインに関連して説明する。この新しいシステムは他のウェブの幅を制御する他の方法及び装置にも使用することができる。
図２８−３０を参照する。組立ロール１５８の周縁は、組立ロールの円周のほぼ全体にわたって、且つウェブ１２１の幅“ＷＷ”にほぼ対応しているロールの全長“Ｌ８”に沿って伸びる基材４４４を含んでいる。
ゴムまたは同様の弾力性材料からなる第１の被膜４４６が、組立ロール１５８の周縁全体にわたって、且つロールの長さの中央部分“ＬＣ”だけに沿って伸びている。
第２の被膜４４８は、主として金属要素を組み込んだ組成を有している。被膜４４８は、組立ロール１５８の周縁全体にわたって、且つロールの第１及び第２の端４５０及び４５２に近接する組立ロールの長さ“Ｌ８”の第１及び第２の部分“ＬＥ１”及び“ＬＥ２”に沿って伸びている。
図２８及び２９を参照する。一連の吸引孔４５４が組立ロール１５８の内側から吸引のために通じており、ロール１５８の外側作業表面４５６の複合体（被膜４４６及び４４８、並びに基材４４４の外面の被膜されていない部分４４９を含む）に対してウェブ１２１をしっかりと吸引する。
図３０を参照する。第２の被膜４４８は、プラズマまたは他の高温付着プロセスによって全体的に金属組成として付着させることが好ましい。例えば被膜４４８はプラズマ噴霧として、または電気アーク媒体を使用して付着させることができる。これらの被膜はコネチカット州ウォータバリーのPlasma Coatings Inc．から入手可能である。ロール１０２、１５６、１５８、及び１６０のようなロールの作業表面の少なくとも周縁部分のための好ましい被膜は、上記Plasma Coatings Inc．から製品番号936として入手可能である。
上述した応用プロセスを使用して得られる被膜４４８は、被膜表面上で接近しているがランダムな位置に離間した突起４５８を含む不規則な表面の肌合い（texture）を特徴としている。使用する応用の方法、及び使用する正確な組成に依存して、被膜４４８の表面は普通のサンドペーパーの作業表面に似せることができる。１つのロールから別のロールへ転送中に連続ウェブを寸法的に安定に保持する本応用におけるような若干の応用では、被膜４４８の表面はそれ程攻撃的にする必要はなく、鈍くした、または使用済みのサンドペーパーの作業表面により似せて見えるようにする。
被膜４４８の表面は、突起４５８と相応に組合ってそれぞれの突起の周囲に谷４６０を含んでいる。
金属基被膜４４８の正確な性質は、使用する組成、及びそれを適用する方法にある程度依存する。従って付着させた被膜の突起は、新しいサンドペーパーのように完全に攻撃的であることを特徴とすることも、または使用済サンドペーパーのようにより抑えることもできる。被膜４４８はテフロン▲Ｒ▼の商品名で一般に市販されているポリテトラフルオロエチレンのような１つまたはそれ以上の解放剤を組み入れることができる。
手近な応用としては、転向ロール１０４で示されているプロセスに入る時のウェブ１００は、一般的には、全体的にからみ合ったポリプロピレンファイバのマットを有する23.73ｇ／ｍ2（0.7オンス／平方ヤード）の普通の多孔質スパンボンデッドポリプロピレン不織物であることができる。ウェブ１０６がニップ１４４に進入する時に、同じような材料の別の層をウェブ１００に付加することができる。
図３０は、例えばウェブ内の通常の張力によって、または関連するロール１０２、１５６、１５８、または１６０の吸引によって引かれて組合わされたウェブ１２１が被膜４４８に押し付けられると、突起４５８はスパンボンデッドウェブ内に存在するファイバ間の開口においてウェブ内に突入することを示している。吸引またはウェブの縦方向張力の作用によって突起がウェブ内に進入する時に、これらの突起はファイバ間に存在する空間を広げて第１の組の縁を有する広げられた開口４６２を作り、ウェブのファイバ要素は突起と係合しているこれらの縁に配置される。
突起全体はウェブを通して伸びることができるが、このようなことは一般的ではなく、必ずしもそのようである必要はない。図３０に示すように、突起をウェブの厚み“Ｔ”内に実質的に伸ばすことによって、突起は被膜４４８で被膜された領域上に横たわるウェブの領域のほぼ全部分にわたってウェブのファイバと係合する。この係合は、特に横機械方向内に加わる弾力材の収縮力に対してウェブを寸法的に安定に保持するのに十分である。図２８に示すように被膜４４８は、ウェブ１２１の縁４６４が被膜４４８の下に配置されるように、組立ロール１５８の端４５０及び４５２まで伸びている。そのため、縁４６４において、またはその直近においてウェブの下に位置する関連突起４５８が、縁４６４の両外側端においてさえウェブと係合するので、弾力性要素４８、５０、５１によって加えられる幅寸法収縮力に対して、縁４６４においてさえもウェブの寸法的な安定性が保持されるようになる。
図３１は、ウェブの幅“ＷＷ”を横切ってウェブに作用する実効的な下向きの圧力を、従ってウェブの幅寸法を不安定にするウェブ内の横方向力に対してウェブを寸法的に安定に保持する下向きの圧力の実効的な能力を表している。
ウェブの各縁４６４におけるウェブに加わる正味の下向き圧力は、幅“ＷＷ”の中央を横切る曲線の平坦部分によっ表されているほぼ最大の圧力から、ウェブの両外側端における０まで変化する。ほぼ最大の圧力から０圧力までの移行は、“Ｅ”で示した移行ゾーンで表されている。
移行ゾーン“Ｅ”の幅は、ウェブの幅またはＣＭＤ次元方向にウェブの縁４６４を運動不能にする、吸引（もし、あれば）と組合わせた被膜４４８の能力に依存する。上述した特定の被膜４４８を使用し、上述したウェブを０乃至約19.92ｋＰａ（水柱で０乃至約80インチ）、好ましくは約1.25ｋＰａ乃至約3.74ｋＰａ（水柱で５乃至約15インチ）、より好ましくは約2.49ｋＰａ（水柱で10インチ）の吸込みと組合わせて使用すると、移行ゾーンに伴う幅の減少は約５％に制限される。もし攻撃性がより少ない被膜４４８を使用するか、またはもし吸引を減少させれば、移行ゾーンに伴う幅の減少は、被膜４４８を使用しない点まで増加し、一般的には幅の減少は実質的に５％より大きくなる。
図示した処理ラインの一部において、弾力材４８、５０、５１がウェブ内に組み込まれた後のウェブを輸送する全てのロールは、ウェブを関連ロール上に輸送しながらウェブのＣＭＤ次元の安定性を維持するのに有効な被膜４４８を有していることが好ましい。また全てのロールは、ウェブを保持するのに被膜４４８を援助する吸引を含むことも好ましい。従って少なくともロール１０２、１５６、１５８、１６０、及び１６４が被膜４４８を有していることが好ましい。
ウェブは、吸引力を使用しなくとも効果的に保持することができる。しかしながら、吸引力を使用しない場合には幅の短縮に僅かな増加が見られるので、各ロールに吸引力を使用することが好ましい。
更に発明者らは、特にウェブの縁４６４と係合するのに適する被膜４４８を２つのロールに設けてある限り、ウェブは、ウェブの寸法的な安定性を維持しながら２つのロール間の空隙（例えば、４６６におけるような）を走行することができることを見出した。対照的に、ロールは、例えばウェブ１２１を１つのロールから別のロールへ転送するための普通の圧力の大きさでも、普通のニツプ（空隙と対向するような）において満足できるように係合することができる。
突起４５８は、被膜４４８内にランダムに離間しているから、各ロール上の被膜自体は、ウェブ１２１内に存在する独特な開口の集合と係合し、それによってウェブ内のファイバと係合しながらそれ自体の広げられた開口４６２の集合を作る。
絶対的に必要ではないが、ウェブを転送する、及び受け取る関連ロールの外側作業表面４５６が、ウェブの全幅にわたって互いに整列している場合には、ウェブの寸法的な安定性の維持の有効性が若干向上する。
発明者らは、その組成にポリテトラフルオロエチレンを含む被膜４４８を使用することによって、ウェブ１２１を保持する、従ってウェブの寸法的な安定性を維持する被膜４４８の能力を犠牲にすることなく、接着剤等のような通常は攻撃的に接着する材料を被膜４４８の表面から容易に清浄できることを見出した。
以上の要素の説明から、被膜した輸送ロールシステムの動作及び機能が完全に明白になったものと考えるが、以下に完全性を期すために被膜したロールの組立ての概要を説明する。
ウェブ１００は、図１３に示すように転向ロール１０４において処理動作に入り、ニップ１４４においてロール１１０によって構成ロール１０２に押しつけられる。ウェブがロール１０２上に輸送されると、仕上げられた製品、即ちガーメント物品２５に望まれる弾力特性が得られるように適切に位置決めされた位置において、ウェブ内に弾力材のスレッド１１２が組み込まれる。組合わされたウェブ１２１を作るために、ニップ１４４においてこの組立体に別のウェブ１０６も組み込まれる。
ロール１０２上のウェブ内に弾力材が組み込まれると、横機械方向に働いてウェブの幅を実効的に減少させるような収縮力を有する要素を、ウェブが含むことになる。
外側カバー構成ロール１０２から、ウェブ１２１は転向ロール１５６へ、そして転向ロール１５６から組立ロール１５８へ転送される。組立ロール１５８上の１つまたはそれ以上の作業ステーションにおいて、ウェブに対してさらなる作業が遂行される。ウェブは組立ロール１５８から転向ロール１６０へ転送される。切断動作のためのアンビルとして働くロール１６０に対して、カッターロール１６２によって脚開口３１６が切断される。次いでウェブ１２１は転向ロール１６４上を通過し、折り曲げ手段１６６へ引き渡される。
クロッチ弾力材の配置
本発明のこの部分はクロッチ弾力材組み込みサブシステム１５９を説明する。このサブシステムは、第１の速度で走行するクロッチ弾力材材料を受け、弾力性材料を引き伸ばすか、または材料内に存在している引き伸ばし（既に引き伸ばされている材料及び潜在的な弾力性材料）を適切に維持し、そして第２の速度で走行する基材ウェブ１００に弾力性材料を引き伸ばした状態で転送する。
以下に説明する方法及び装置は、脚またはウェスト弾力材のような弾力性材料のパーツを受け、これらのパーツを、例えば使い捨てオムツまたは他の失禁用製品のような他の製品へ転送するのに特に有用でもある。以下の説明から、本方法及び装置が、何等かのパーツを何等かの受入れ手段に適用するのに適していることが容易に理解されよう。
以下に、クロッチ弾力材の配置の詳細について、図３２−３８を参照してクロッチ弾力材５１の配置に関する背景概念を説明し、図３９−４７を参照して図１のブランク１０内に示すクロッチ弾力材５１を配置するために使用することができる装置及び方法の特定の代表例を説明する。
図３２及び３３には本発明のある面が示されており、全体を５３０で示す装置は、第１の速度で矢印５３４の方向に走行する離散したパーツ５３２を受け、第２の速度で矢印５３８の方向に走行する受入れ用ウェブ５３６にこれらのパーツ５３２を配置する。装置５３０の図示実施例は、パーツ５３２を受け、配置する回転可能な転送組立体５４０を備えている。図３２及び３３に示すように、装置５３０は、回転エネルギを被駆動手段５４４に伝える駆動手段５４２も備えている。駆動手段５４２は、少なくとも１つの回転可能な非円形駆動歯車５４６を含み、被駆動手段５４４は少なくとも１つの回転可能な非円形駆動歯車５４８を含んでいる。使用中、非円形駆動歯車５４６は非円形被駆動歯車５４８と係合して回転し、被駆動歯車５４８は転送組立体５４０を回転させる。
転送組立体５４０の図示した例は、出力シャフト５５２に接続されている少なくとも１つのシェルセグメント５５０を備えている。転送組立体５４０のシェルセグメント５５０は、例えばボルト、ねじ、キー及びキー溝、溶接等、またはそれらの組合わせのような当分野においては公知の技術によって出力シャフト５５２に接続することができる。例えば、シェルセグメント５５０は、シェルセグメント５５０及び出力シャフト５５２内のキー溝内に挿入されたキーによって出力シャフト５５２に接続することができる。同様に、本発明の装置５３０の他の構成要素は上述した組立て技術を使用して互いに接続することができる。
図３２及び３３に示されているシェルセグメント５５０は、輸送ヘッド５５４及びこの輸送ヘッドに接続され輸送ヘッドから直角に伸びる壁５５６を含むことができる。ウェブ部材も出力シャフト５５２に接続されている。シェルセグメント５５０の寸法は、転送組立体５４０の望ましい出力、及び転送される離散したパーツ５３２のサイズ及び形状に依存して変化しよう。例えば、シェルセグメント５５０の輸送ヘッド５５４は、約20°乃至約340°にわたる外側円弧状表面５５８を有することができ、この外側円弧状表面の長さは約25ｍｍ乃至約305ｍｍ（約１インチ乃至約12インチ）、幅は約13ｍｍ乃至約512ｍｍ（約0.5インチ乃至約20インチ）である。出力シャフト５５２が回転すると、転送組立体５４０は矢印５６０で示す方向に走行する。輸送ヘッドの外側円弧状表面５５８（輸送組立体５４０の外側円周表面）は、受取りゾーン５６４及び転送ゾーン５６６を通過する周回経路５６２に沿って走行し、この経路５６２を限定する。受取りゾーン５６４及び転送ゾーン５６６は、転送組立体５４０の外側円弧状表面５５８が走行する周回経路の関連するセグメントによって限定される。
駆動手段５４２の図示実施例は、入力シャフト５６８に接続されている回転可能な非円形駆動歯車５４６を含んでいる。被駆動手段５４４の図示実施例は、出力シャフト５５２に接続されている回転可能な非円形駆動歯車５４８を含んでいる。出力シャフト５５２は、非円形駆動歯車５４６が非円形被駆動歯車５４８と係合して回転させるように入力シャフト５６８に平行であるが、入力シャフト５６８からオフセットしている。駆動手段５４２は、適当なギアリングを介して入力シャフト５６８に作動的に接続されている電動機を含む。従って使用中、電動機が入力シャフト５６８を回転させ、入力シャフト５６８が非円形駆動歯車５４６を回転させ、駆動歯車５４６自体は被駆動歯車５４８、出力シャフト５５２、及び転送組立体５４０を回転させる。
代替として、図示した被駆動手段５４４は、出力シャフト５５２に接続する代わりにジャックシャフトに接続されている非円形被駆動歯車５４８を含むことができる。「ジャックシャフト」とは、駆動手段５４２から回転エネルギを受け、出力シャフト５５２にエネルギを転送することができる２つの位置に支持された回転可能なシャフトを意味する。ジャックシャフトは、非円形駆動歯車５４６が非円形被駆動歯車５４８と係合して回転させるように入力シャフト５６８に平行であるが、入力シャフト５６８からオフセットしている。被駆動手段５４４は、ジャックシャフト及び出力シャフト５５２にそれぞれ接続されていてジャックシャフトからの回転エネルギを出力シャフト５５２及び転送組立体５４０に伝える１対の相補的な歯車のような、伝達手段を更に含むことができる。代替として、伝達手段は、回転エネルギを１つのシャフトから別のシャフトに伝えることができる、例えば円形歯車、ｖベルト、タイミングベルト、連続チェーン等、またはそれらの組合わせのような、当分野においては公知のメカニズムの何れかを含むことができる。更に、伝達手段は、付加的な速度変化を得るために第２の対の相補的な非円形歯車を含むこともできる。
本方法及び装置５３０は、離散したパーツを基材ウェブに望ましく配置するために伝達組立体５４０及び被駆動手段５４４の１つの、または代替として２つ、３つまたはそれ以上の直列組合わせを使用できることが理解されよう。異なる組合わせによって、連続して運動するウェブを使用して離散したパーツを供給することが可能になる。更に、転送組立体及び被駆動手段の直列組合わせを使用することによって、より大きい速度比の差動装置を得ることができる。例えば、図３４Ａ、３４Ｂ、３５、及び３６に示す別の装置５３０は、矢印５３４で示す方向に第１の速度で走行している弾力性材料５７０のウェブの離散したパーツ５３２を受取り、これらのパーツ５３２を矢印５７４で示す方向に第２の速度で走行している受入れ用ウェブ５３６に転送する。装置５３０の図示した例は、パーツ５３２を受けて配置するための３つのシェルセグメント５５０（図３５及び３６に５５０Ａ、５５０Ｂ、及び５５０Ｃで示す）を備えている。装置５３０は、図３４Ａ及び３５に示すような歯車箱５７６を更に備えている。歯車箱５７６は、回転エネルギを３つの被駆動手段５４４（５４４Ａ、５４４Ｂ、及び５４４Ｃで示す）に伝える回転可能な非円形駆動歯車５４６を含んでいる。５４８Ａ、５４８Ｂ、及び５４８Ｃで示す回転可能な非円形被駆動歯車５４８を含む被駆動手段５４４は、各シェルセグメント５５０を回転させるように構成されている。
図３５及び３６に示すように、各シェルセグメント５５０は５７８Ａ、５７８Ｂ、及び５７８Ｃで示す同心シャフト５７８に接続されている。各同心シャフト５７８が回転すると、関連する転送組立体５８６は矢印５８６で示す方向に走行する。使用中、それぞれのシェルセグメント５５０Ａ、５５０Ｂ、及び５５０Ｃの円弧状外側表面５５８は、受取りゾーン５６４及び転送ゾーン５６６を通過する周回経路５６２に沿って走行し、この経路５６２を限定する。受取りゾーン５６４及び転送ゾーン５６６は、転送組立体５４０の外側円弧状表面５５８が走行する周回経路の関連するセグメントによって限定される。
各シェルセグメント５５０のサイズ及び形状は、転送組立体５４０当たりのシェルセグメントの数の変化と共に変化させることができる。例えば、もし装置が図３５及び３６に示すように３つのシェルセグメントを含んでいれば、各シェルセグメント５５０は転送組立体５４０の軌道経路５６２の約30乃至約120°にわたる外側円弧状表面を有することができる。
図３４Ａ、３４Ｂ、３５、及び３６に示すように、被駆動手段は、入力シャフト５６８に接続されている回転可能な非円形駆動歯車５４６を含んでいる。各被駆動手段５４４の図示実施例は、５８８Ａ、５８８Ｂ、及び５８８Ｃで示す対応ジャックシャフト５８８に接続されている対応する回転可能非円形被駆動歯車５４８を含んでいる。各ジャックシャフト５８８は、非円形駆動歯車５４６が関連する非円形被駆動歯車５４８と係合してそれらを回転させ、それによって関連するジャックシャフト５８８を回転させるように、入力シャフト５６８と平行であるが、それからオフセットしている。例えば図示のように、単一の非円形駆動歯車５４６が、５８８Ａ、５８８Ｂ、及び５８８Ｃで示す３つのジャックシャフトにそれぞれ接続されている５４８Ａ、５４８Ｂ、及び５４８Ｃで示す３つの非円形被駆動歯車と係合して回転させるように構成されている。
図３４Ｂに示すように各被駆動手段５４４は、各ジャックシャフト５８８Ａ、５８８Ｂ、及び５８８Ｃからの回転エネルギを関連する同心シャフト５７８Ａ、５７８Ｂ、及び５７８Ｃへ伝え、それによって関連する同心シャフト５７８及び転送組立体５４０を回転させるために、各ジャックシャフト５８８及び各同心シャフト５７８にそれぞれ接続されている１対の相補的な歯車のような伝達手段５９０を更に含むことができる。代替として、伝達手段５９０は、回転エネルギを１つのシャフトから別のシャフトに伝えることができる、例えば円形歯車、ｖベルト、タイミングベルト、連続チェーン等、またはそれらの組合わせのような、当分野においては公知のメカニズムの何れかを含むことができる。
更に、各伝達手段５９０は、付加的な速度変化を得るために第２の対の相補的な非円形歯車を含むこともできる。各伝達手段５９０は、上述したような当分野においては公知の何等かの技術によって関連するジャックシャフト５８８及び同心シャフト５７８に接続することができる。例えば各伝達手段は、ジャックシャフト及び同心シャフト内のキー溝内に挿入されたキーによって関連するジャックシャフト及び同心シャフトに接続されている１対の相補的な歯車を含むこともできる。
被駆動手段５４２は、適当なギヤリングを介して入力シャフト５６８に作動的に接続されている電動機を含むことができる。従って、動作中、電動機は入力シャフト５６８を回転させ、入力シャフト５６８は非円形駆動歯車５４６を回転させ、駆動歯車５４６自体は関連する被駆動歯車５４８Ａ、５４８Ｂ、及び５４８Ｃを回転させ、これらの歯車自体は同心シャフト５７８Ａ、５７８Ｂ、及び５７８Ｃ及びシェルセグメント５５０Ａ、５５０Ｂ、及び５５０Ｃを回転させる。
以上に説明したいろいろな面に非円形駆動歯車５４６及び非円形被駆動歯車５４８を使用することによって、第１の速度で走行する離散したパーツ５３２を受取り、第２の異なる速度で走行する受入れ用ウェブ５３６へ転送する安価で適合可能な方法が得られる。可変角速度を得るために、非円形駆動歯車、即ち入力歯車の半径が変化する。更に、非円形歯車間の中心間距離は一定に保たれているから、これらの歯車がそれらの回転の角度経路全体にわたって係合（かみ合い）し続けるように、非円形被駆動歯車、即ち出力歯車の半径は入力歯車の半径の変化に対応して変化する。非円形歯車のそれぞれの設計は、所望の出力機能を得るように解析的に制御することができる。例えば、典型的な相補的非円形歯車の組の速度パターンを図３７に示す。図示のように、転送組立体５４０を駆動するために使用される相補的非円形歯車５４６及び５４８の組合わせから、固定された持続時間にわたって速度が一定に保たれる期間を有する可変角速度を得ることができる。固定された速度ドエルは、離散したパーツ５３２を輸送ヘッド５５４上に受取る時、及びそれらを受入れ用ウェブ５３６に転送する時、特に転送がかなりな円弧の長さにわたる接触によって発生する時には有利であり得る。
本発明に使用されているような非円形歯車は、コネチカット州スタンフォードのCunningham Industries，Inc.から購入することができる。代替として、当業者ならば、図３７に示すような所望出力関数の解析的表現が得られるならば、相補的非円形歯車のセットを製造することができよう。例えば、図３８に示すような非円形歯車の組の設計は、以下のようにして開発することができる。第１に、転送組立体が辿る軌道経路の適切な半径を決定し、非円形歯車の適切な歯車比及び歯車角を決定するために、図３７に示すような所要処理速度及びドエルを含む出力関数を作成しなければならない。第２に、図３８に示すような非円形歯車の移行、または加速／減速部分を確立する係数を計算しなければならない。角度、比、及び係数が得られた後に、非円形歯車の所要半径が辿る歯車の中心間距離が選択される。
軌道経路の半径は、図３７に示すような出力関数曲線の下の合計面積を計算することによって決定される。これを行う式は、
面積＝Ｌ1＋0.5（ｂ1＋ｂ2）（Ｌ2−Ｌ1）                            （１）
Ｒ  ＝面積／２π                                                  （２）
ここに、
Ｒ  ＝軌道経路の半径（ｍｍ）
面積＝出力関数曲線の下の面積（ｍｍ）
Ｌ1 ＝転送組立体の低い速度（ｍｍ／繰り返し）
Ｌ2 ＝転送組立体の高い速度（ｍｍ／繰り返し）
ｂ1 ＝曲線の台形部分中の合計時間（繰り返し）
ｂ2 ＝高速におけるドエルの合計時間（繰り返し）
ｂ3 ＝低速におけるドエルの合計時間（繰り返し）
である。
軌道経路の半径が決定されると、図３８に示すような非円形歯車の比が以下のようにして決定される。
θinslow  ＝２πｂ3                                                 （３）
θinfast  ＝２πｂ2                                                 （４）
θinaccel ＝２π（ｂ1−ｂ2）                                        （５）
θoutslow ＝（Ｌ1ｂ3）／Ｒ                                          （６）
θoutfast ＝（Ｌ1ｂ2）／Ｒ                                          （７）
θoutaccel＝［２（ｂ1−ｂ2）（Ｌ1／２＋（Ｌ2−Ｌ1）／４））］／Ｒ   （８）
低速比＝Ｙ1＝θoutslow／θinslow＝Ｌ1／（２π（Ｒ））               （９）
高速比＝Ｙ2＝θoutfast／θinfast＝Ｌ2／（２π（Ｒ））             （１０）
適切な比及び角度が選択されると、非円形歯車の形状を限定する係数を計算することができる。移行のために正弦曲線関数を用いて設計された歯車が、実際に良好な結果をもたらすことが分かっている。歯車の移行部分の形状を限定する式は次のように与えられる。
ηaccel ＝Ａ−Ｂ cos（Ｃθ）                                      （１１）
ここに、
ηaccel ＝移行中の角位置の関数としての比
Ａ      ＝（Ｙ1＋Ｙ2）／２                                        （１２）
Ｂ      ＝（Ｙ2−Ｙ1）／２                                        （１３）
Ｃ      ＝２π／θinaccel                                         （１４）
である。
非円形歯車の実際のピッチ線半径は、非円形歯車の中心間距離の選択が行われれば決定することができる。即ち、歯車半径は次のように与えられる。
Ｒdriven gear ＝Ｄcenter（１＋ηaccel）                           （１５）
Ｒdrive gear  ＝Ｄcenter−Ｒdriven gear                           （１６）
ここに、
Ｒdriven gear ＝非円形被駆動歯車の半径
Ｒdrive gear  ＝非円形駆動歯車の半径
Ｄcenter      ＝所望歯車の中心間距離
である。
上式（１１）を使用して移行に沿う何れかの望ましい間隔において比を計算することによって、式（１５）及び（１６）を使用してピッチ線の滑らかな曲線を導出することができる。このピッチ線の滑らかな曲線は、非円形歯車を製造するために使用される歯車ブランクを構築するのに使用される。
以上のように、固定された速度ドエルを伴う可変角速度を含むことができる所望出力関数を得るために、相補的非線形歯車の輪郭の設計は解析的に決定することができる。２組の相補的非線形歯車を使用する場合には、第１の組の出力角が第２の組の入力角になる。更に、歯車上の角度の全ての合計が２πラジアン、即ち360°まででなければならない。
連続的に運動するウェブに離散したパーツを配置できるように、このパーツの速度を変化させるために（スリップギャップ方法のような従来の方法に比して）非円形歯車を使用すると、速度の変化をより大きくし、且つ固定された持続時間にわたって一定の速度を維持する能力が得られる。非円形歯車を使用することによって達成される固定された速度ドエルは、離散したパーツの長さ及び配置を精密に制御するように正確且つ安価に設計することができる。
例えば、上述した非円形歯車のいろいろな面においては、非円形歯車５４６及び５４８の輪郭は、回転可能な転送組立体５４０が、表面速度をパーツ５３２の到来速度に実質的に等しく維持しながら、受取りゾーン５６４（図３３に示す）において離散したパーツ５３２を受取るように解析的に設計される。更に、非円形歯車５４６及び５４８の輪郭は、回転可能な転送組立体５４０が、受取りゾーン５６４から転送ゾーン５６６へ運動すると、回転可能な転送組立体５４０の表面速度が第２の一定の表面速度へ変化するように設計される。本明細書において使用する「表面速度」とは、関連輸送ヘッド５５４の円弧状外側表面５５８によって限定される転送組立体５４０の外側円周表面の速度のことである。非円形歯車の輪郭は、転送される離散したパーツ５３２が転送ゾーン５６６において受入れ用ウェブ５３６に配置される時に、離散したパーツの速度が受入れ用ウェブの速度に実質的に等しくなるように設計することができる。転送組立体５４０の表面速度は、転送組立体５４０の少なくとも約０乃至約300°の回転、望ましくは約10乃至約300°の回転、そしてより望ましくは約120乃至約240°の回転にわたる受取りゾーン５６４及び転送ゾーン５６６においては実質的に一定に維持される。更に、転送組立体５４０が受取りゾーン５６４から転送ゾーン５６６へ運動した時の転送組立体５４０の表面速度の増減が、少なくとも約0.9：１乃至約20：１、望ましくは約0.9：１乃至約10：１、より望ましくは約0.9：１乃至約４：１の速度比を限定する。ここに「速度比」とは、パーツ５３２が受入れ用ウェブ５３６に配置される時の転送組立体５４０の表面速度と、パーツ５３２が受取られる時の転送組立体５４０の表面速度との比として定義される。
本発明のいろいろな構成に示されている転送組立体５４０は、受取りゾーン５６４において離散したパーツ５３２を捕らえ、パーツを転送ゾーン５６６へ輸送するために、例えば、図３２及び３５に示すような輸送ヘッド５５４を含んでいる。本発明の特定の面においては、輸送ヘッド５５４は、比較的低圧の領域を与えるための吸引手段を含むことができる。吸引手段は、選択的に吸引することができる孔を含むことができる。従って受取りゾーン５６４においては吸引を付勢し、転送ゾーン５６６においてパーツを受入れ用ウェブ５３６に配置する時には消勢することができる。このようにすると、これらの実施例においては、輸送ヘッドによって行われる保持作用からパーツが自由になる時間はないから、転送プロセス中、常にパーツ５３２に積極的な制御が維持される。代替として、輸送ヘッドは、例えば機械クランプ、電気クランプ、磁気クランプ等、またはそれらの組合わせのような、パーツを保持し、解放する当分野においては公知の技術を含むことができる。
装置５３０の種々の面は、図３２に示すように送り込みコンベヤ５８０及び物品送り出しコンベヤ５８２を更に備えることができる。送り込みコンベヤ５８０は、離散したパーツ５３２を転送組立体５４０へ供給することができる。物品送り出しコンベヤ５８２は、受入れ用ウェブ５３６を担持することができる。
本方法及び装置は、ガーメント２５のブランク１０の製造への応用を有している他に、特に、おむつ、躾け用パンツ、及び大人の失禁用製品のような物品を製造するのに使用することができる。本方法及び装置は、関連する製品に対して例えば弾力性要素、テープ、スナップ、及びフック・ループ材料のような離散したパーツまたは構成要素を取付けるために使用することができる。おむつ及び失禁用製品のような物品は、例えば、1987年11月３日付Enloeの米国特許第4,704,116号、1989年１月17日付Meyerらの米国特許第4,798,603号、1987年12月１日付Bolandらの米国特許第4,710,187号、1988年９月13日付Proxmireらの米国特許第4,770,656号、及び1988年８月９日付Roesslerらの米国特許第4,762,521号に開示されているので参照されたい。
特定の面においては、５３０で示すような装置は、使い捨ておむつ、またはガーメントに脚弾力材のパーツを配置するのに使用することができる。例えば、連続的に運動している弾力性材料のウェブ５７０を、ピンチまたは加熱ナイフカッター５８４内へ送ることができる。ピンチまたは加熱ナイフカッター５８４は弾力性材料のウェブ５７０を離散したパーツ５３２に切断し、これらのパーツ５３２は受取りゾーン５６４において転送組立体５４０上に送給される。転送組立体５４０が回転するにつれて脚弾力材のパーツ５３２は、吸引を含む輸送ヘッド５５４によって転送組立体５４０上に保持される。吸引は、受取りゾーン５６４において付勢され、転送ゾーン５６６においてパーツ５３２を受入れ用ウェブ５３６に配置する時には消勢される。組合って転送組立体５４０を回転させる駆動手段５４２及び被駆動手段５４４は、１対の相補的な非円形歯車５４６及び５４８を含む。上述したように、非円形歯車５４６及び５４８の輪郭は、非円形歯車５４６、５４８及び転送組立体５４０が回転する場合に、脚弾力材のパーツ５３２が受取られ、転送される時には転送組立体５４０が表面速度を実質的に一定に維持するように設計されている。例えば、転送組立体５４０は、弾力性材料のウェブ５７０の速度に実質的に等しい一定の表面速度を維持しながら、受取りゾーン５４２において脚弾力材のパーツ５３２を受取る。次いで転送組立体５４０の表面速度は、脚弾力材のパーツ５３２を転送ゾーン５６６においてウェブ５３６に配置する時に、転送される脚弾力材のパーツ５３２の速度が受入れ用ウェブ５３６の速度に実質的に等くなるような第２の一定の表面速度に変化する。次に、転送組立体５４０の表面速度が変化して、弾力性材料のウェブ５７０の速度に実質的に等しい速度に戻る。
受入れ用ウェブ５３６に配置される脚弾力材のパーツ５３２は、弾力性または引き伸ばし可能な特性を有するどのような適当な材料で作られていてもよい。これらの材料の例は、天然ゴム、合成ゴム、または熱可塑性エラストマポリマの多孔質及び非多孔質フィルムまたは層を含み、それらのパネル、または単一の、または複数のスレッドまたフィラメントまたはリボンであることができる。これらの材料は、熱収縮可能、または熱弾力化可能であることもできる。更に、これらの引き伸ばし可能な材料は、引き伸ばし結合されたラミネートとしてのスパンボンデッドポリマ材料のような、ギャザ寄せ可能な層で形成することができる。例えば、適当な引き伸ばし結合されたラミネートは、13.56ｇ／ｍ2（0.4オンス／平方ヤード）のスパンボンドポリプロピレンの２つのギャザ寄せ可能な層と、それらの間の、何れかの層形状内のKraton弾力材のようなメルトブロウン弾力性材料の層、または約16.95ｇ／ｍ2（0.5オンス／平方ヤード）の坪量を有する材料の分離したスレッドとからなる。弾力性材料の層は引き伸ばされ、次いでポリプロピレンの２つの層が弾力性層に結合されるので、これらの層を弛緩させた時にポリプロピレン層にギャザが寄るようになる。材料は、呼吸可能であっても、呼吸できなくても差し支えない。
図３９には、図１３に示す処理システムに適用したクロッチ弾力材サブシステム１５９が示されている。図示のようにクロッチ弾力材サブシステム１５９は、矢印５３４で示す方向に第１の速度で走行するウェブのパーツ５１７０として離散したパーツ５３２を受取り、これらのパーツ５３２を図２０に示す加工片３１９へ転送する。加工片３１９は、矢印５７４で示されている方向に第２の速度で走行する組合わされたウェブ１２１上のブランク１０に製造される。
図３９−４１を参照する。到来する材料のウェブ５１７０は、スパンボンデッドポリプロピレン（23.73ｇ／ｍ2（0.7オンス／平方ヤード））の第１及び第２の層５９２Ａ及び５９２Ｂと、これらの層５９２Ａ、５９２Ｂの間に接着固定されている弾力材の複数のスレッド５９４とからなる。弾力材は、ウェブ５１７０に弾力特性を与えるのに適する種々の弾力材の何れであることもできる。1.59ｃｍ（0.625インチ）幅のウェブでは、適当な弾力性は、ウェブ５１７０の幅を横切ってほぼ均一に離間させた940デシテックスのLycraの４つのスレッドによって与えられる。
図３９に示す例では、回転可能な転送組立体５１４０は、図４２に示すような同心シャフト５１７８及び管状吸引導管５１５９によって支持されている３つの
ウェブ幅の収縮の制御
図示のブランク１０においては、前側脚弾力性要素５０、クロッチ弾力性要素５１、及び後側脚弾力性要素４８は、関連する脚開口３１６（脚開口４４、４６の複合）の縁の付近の組合わされたウェブ１２１内に引き伸ばされた状態で配置され、引き伸ばされた弾力性要素はそれぞれ脚開口３１６の縁の輪郭にほぼ追随する方向に配向される。各弾力性要素４８、５０、及び５１は、組合わされたウェブ１２１の長さ寸法“Ｌ１”（図１、横機械方向またはＣＭＤ）に対応するウェブの幅寸法“ＷＷ”（図２０）を横切る方向に伸びる１つまたはそれ以上のセグメントを含んでいる。これらの引き伸ばされた要素は、本質的に横機械方向に働く収縮力を与え、ウェブ１２１の幅“ＷＷ”を実効的に収縮させる。
図１３及び２８−３０は、本発明の装置及び方法の一実施例を示している。図１３を参照する。基材ウェブ１００は転向ロール１０４から処理ラインに入り、転向ロール１０４の下を通過した後に第２のロール１１０と構成ロール１０２との間のニップ内に進む。第２のウェブ要素１０６は基材ウェブ１００と結合にされ、弾力性スレッド１１２は、最終的にそれらがブランク１０及びガーメント２５内に占める位置に引き伸ばされた状態で、組合わされたウェブ１２１内に組み込まれる。典型的には、弾力性要素は、ウェブ１２１が基材ウェブ１００及びウェブ１０６から組合わされたウェブ１２１に形成されるのと同時に弾力性要素がウェブ１２１内に組み込まれる時に約100％乃至約300％引き伸ばされる。
弾力性構成ロール１０２から、ウェブ１２１は転向ロール１５６の下を通過して組立ロール１５８の表面に到達する。前述したように、ウェブ１２１に対する作業は、組立ロール１５８上の１つまたはそれ以上の作業ステーションにおいてウェブ１２１のほぼエンドレスの長さに沿って直列の形態で遂行され、一連のブランク１０、またはブランク予備形成品が図１の１０Ａ及び１０Ｂ、及び図２０に示すように次々に並んだ形態でウェブ１２１内に形成される。
組立ロール１５８から、ウェブ１２１は転向ロール１６０の下を通り、転向ロール１６０とカッターロール１６２との間を通過する（転向ロール１６０はカッターロール１６２に対するアンビルロールとして働く）。ロール１６０から、ウェブ１２１は転向ロール１６２の上を通過し、折り曲げステーション１６６へ進入する。
更に図１３を参照する。弾力性要素４８、５０、５１は、外側カバー構成ロール１０２から始まって、ウェブの全てに沿う図１３に示す処理システムの残余の部分の長さにわたって（幾つかの作業ステーションを通過することを含む）ウェブ１２１に横機械方向の収縮力を加える。いろいろな作業ステーションにおいて及び例えばアンビルロール１６０において作業を遂行するには、各ブランク予備形成品とそれぞれの作業ステーションにおける作業要素とが揃っている必要がある。従ってウェブ寸法は、横方向に配向された弾力材がウェブ内に組み込まれるニップ１４４から、図１３に示す下流の残余の処理動作を通ってカッターロール１７４まで、ウェブの長さ寸法及びウェブの幅寸法の両方が安定していることが重要である。
以下のウェブ幅の収縮を制御するためのシステムに関しても、図１３に示す処理ラインに関連して説明する。この新しいシステムは他のウェブの幅を制御する他の方法及び装置にも使用することができる。
図２８−３０を参照する。組立ロール１５８の周縁は、組立ロールの円周のほぼ全体にわたって、且つウェブ１２１の幅“ＷＷ”にほぼ対応しているロールの全長“Ｌ８”に沿って伸びる基材４４４を含んでいる。
ゴムまたは同様の弾力性材料からなる第１の被膜４４６が、組立ロール１５８の周縁全体にわたって、且つロールの長さの中央部分“ＬＣ”だけに沿って伸びている。
第２の被膜４４８は、主として金属要素を組み込んだ組成を有している。被膜４４８は、組立ロール１５８の周縁全体にわたって、且つロールの第１及び第２の端４５０及び４５２に近接する組立ロールの長さ“Ｌ８”の第１及び第２の部分“ＬＥ１”及び“ＬＥ２”に沿って伸びている。
図２８及び２９を参照する。一連の吸引孔４５４が組立ロール１５８の内側から吸引のために通じており、ロール１５８の外側作業表面４５６の複合体（被膜４４６及び４４８、並びに基材４４４の外面の被膜されていない部分４４９を含む）に対してウェブ１２１をしっかりと吸引する。
図３０を参照する。第２の被膜４４８は、プラズマまたは他の高温付着プロセスによって全体的に金属組成として付着させることが好ましい。例えば被膜４４８はプラズマ噴霧として、または電気アーク媒体を使用して付着させることができる。これらの被膜はコネチカット州ウォータバリーのPlasma Coatings Inc．から入手可能である。ロール１０２、１５６、１５８、及び１６０のようなロールの作業表面の少なくとも周縁部分のための好ましい被膜は、上記Plasma Coatings Inc．から製品番号936として入手可能である。
上述した応用プロセスを使用して得られる被膜４４８は、被膜表面上で接近しているがランダムな位置に離間した突起４５８を含む不規則な表面の肌合い（texture）を特徴としている。使用する応用の方法、及び使用する正確な組成に依存して、被膜４４８の表面は普通のサンドペーパーの作業表面に似せることができる。１つのロールから別のロールへ転送中に連続ウェブを寸法的に安定に保持する本応用におけるような若干の応用では、被膜４４８の表面はそれ程攻撃的にする必要はなく、鈍くした、または使用済みのサンドペーパーの作業表面により似せて見えるようにする。
被膜４４８の表面は、突起４５８と相応に組合ってそれぞれの突起の周囲に谷４６０を含んでいる。
金属基被膜４４８の正確な性質は、使用する組成、及びそれを適用する方法にある程度依存する。従って付着させた被膜の突起は、新しいサンドペーパーのように完全に攻撃的であることを特徴とすることも、または使用済サンドペーパーのようにより抑えることもできる。被膜４４８は、テフロン▲Ｒ▼の商品名で一般に市販されているポリテトラフルオロエチレンのような１つまたはそれ以上の解放剤を組み入れることができる。
手近な応用としては、転向ロール１０４で示されているプロセスに入る時のウェブ１００は、一般的には、全体的にからみ合ったポリプロピレンファイバのマットを有する23.73ｇ／ｍ2（0.7オンス／平方ヤード）の普通の多孔質スパンボンデッドポリプロピレン不織物であることができる。ウェブ１０６がニップ１４４に進入する時に、同じような材料の別の層をウェブ１００に付加することができる。
図３０は、例えばウェブ内の通常の張力によって、または関連するロール１０２、１５６、１５８、または１６０の吸引によって引かれて組合わされたウェブ１２１が被膜４４８に押し付けられると、突起４５８はスパンボンデッドウェブ内に存在するファイバ間の開口においてウェブ内に突入することを示している。吸引またはウェブの縦方向張力の作用によって突起がウェブ内に進入する時に、これらの突起はファイバ間に存在する空間を広げて第１の組の縁を有する広げられた開口４６２を作り、ウェブのファイバ要素は突起と係合しているこれらの縁に配置される。
突起全体はウェブを通して伸びることができるが、このようなことは一般的ではなく、必ずしもそのようである必要はない。図３０に示すように、突起をウェブの厚み“Ｔ”内に実質的に伸ばすことによって、突起は被膜４４８で被膜された領域上に横たわるウェブの領域のほぼ全部分にわたってウェブのファイバと係合する。この係合は、特に横機械方向内に加わる弾力材の収縮力に対してウェブを寸法的に安定に保持するのに十分である。図２８に示すように被膜４４８は、ウェブ１２１の縁４６４が被膜４４８の下に配置されるように、組立ロール１５８の端４５０及び４５２まで伸びている。そのため、縁４６４において、またはその直近においてウェブの下に位置する関連突起４５８が、縁４６４の両外側端においてさえウェブと係合するので、弾力性要素４８、５０、５１によって加えられる幅寸法収縮力に対して、縁４６４においてさえもウェブの寸法的な安定性が保持されるようになる。
図３１は、ウェブの幅“ＷＷ”を横切ってウェブに作用する実効的な下向きの圧力を、従ってウェブの幅寸法を不安定にするウェブ内の横方向力に対してウェブを寸法的に安定に保持する下向きの圧力の実効的な能力を表している。
ウェブの各縁４６４におけるウェブに加わる正味の下向き圧力は、幅“ＷＷ”の中央を横切る曲線の平坦部分によっ表されているほぼ最大の圧力から、ウェブの両外側端における０まで変化する。ほぼ最大の圧力から０圧力までの移行は、“Ｅ”で示した移行ゾーンで表されている。
移行ゾーン“Ｅ”の幅は、ウェブの幅またはＣＭＤ次元方向にウェブの縁４６４を運動不能にする、吸引（もし、あれば）と組合わせた被膜４４８の能力に依存する。上述した特定の被膜４４８を使用し、上述したウェブを０乃至約19.92ｋＰａ（水柱で０乃至約80インチ）、好ましくは約1.25ｋＰａ乃至約3.74ｋＰａ（水柱で５乃至約15インチ）、より好ましくは約2.49ｋＰａ（水柱で10インチ）の吸込みと組合わせて使用すると、移行ゾーンに伴う幅の減少は約５％に制限される。もし攻撃性がより少ない被膜４４８を使用するか、またはもし吸引を減少させれば、移行ゾーンに伴う幅の減少は、被膜４４８を使用しない点まで増加し、一般的には幅の減少は実質的に５％より大きくなる。
図示した処理ラインの一部において、弾力材４８、５０、５１がウェブ内に組み込まれた後のウェブを輸送する全てのロールは、ウェブを関連ロール上に輸送しながらウェブのＣＭＤ次元の安定性を維持するのに有効な被膜４４８を有していることが好ましい。また全てのロールは、ウェブを保持するのに被膜４４８を援助する吸引を含むことも好ましい。従って少なくともロール１０２、１５６、１５８、１６０、及び１６４が被膜４４８を有していることが好ましい。
ウェブは、吸引力を使用しなくとも効果的に保持することができる。しかしながら、吸引力を使用しない場合には幅の短縮に僅かな増加が見られるので、各ロールに吸引力を使用することが好ましい。
更に発明者らは、特にウェブの縁４６４と係合するのに適する被膜４４８を２つのロールに設けてある限り、ウェブは、ウェブの寸法的な安定性を維持しながら２つのロール間の空隙（例えば、４６６におけるような）を走行することができることを見出した。対照的に、ロールは、例えばウェブ１２１を１つのロールから別のロールへ転送するための普通の圧力の大きさでも、普通のニップ（空隙と対向するような）において満足できるように係合することができる。
突起４５８は、被膜４４８内にランダムに離間しているから、各ロール上の被膜自体は、ウェブ１２１内に存在する独特な開口の集合と係合し、それによってウェブ内のファイバと係合しながらそれ自体の広げられた開口４６２の集合を作る。
絶対的に必要ではないが、ウェブを転送する、及び受け取る関連ロールの外側作業表面４５６が、ウェブの全幅にわたって互いに整列している場合には、ウェブの寸法的な安定性の維持の有効性が若干向上する。
発明者らは、その組成にポリテトラフルオロエチレンを含む被膜４４８を使用することによって、ウェブ１２１を保持する、従ってウェブの寸法的な安定性を維持する被膜４４８の能力を犠牲にすることなく、接着剤等のような通常は攻撃的に接着する材料を被膜４４８の表面から容易に清浄できることを見出した。
以上の要素の説明から、被膜した輸送ロールシステムの動作及び機能が完全に明白になったものと考えるが、以下に完全性を期すために被膜したロールの組立ての概要を説明する。
ウェブ１００は、図１３に示すように転向ロール１０４において処理動作に入り、ニップ１４４においてロール１１０によって構成ロール１０２に押しつけられる。ウェブがロール１０２上に輸送されると、仕上げられた製品、即ちガーメント物品２５に望まれる弾力特性が得られるように適切に位置決めされた位置において、ウェブ内に弾力材のスレッド１１２が組み込まれる。組合わされたウェブ１２１を作るために、ニップ１４４においてこの組立体に別のウェブ１０６も組み込まれる。
ロール１０２上のウェブ内に弾力材が組み込まれると、横機械方向に働いてウェブの幅を実効的に減少させるような収縮力を有する要素を、ウェブが含むことになる。
外側カバー構成ロール１０２から、ウェブ１２１は転向ロール１５６へ、そして転向ロール１５６から組立ロール１５８へ転送される。組立ロール１５８上の１つまたはそれ以上の作業ステーションにおいて、ウェブに対してさらなる作業が遂行される。ウェブは組立ロール１５８から転向ロール１６０へ転送される。切断動作のためのアンビルとして働くロール１６０に対して、カッターロール１６２によって脚開口３１６が切断される。次いでウェブ１２１は転向ロール１６４上を通過し、折り曲げ手段１６６へ引き渡される。
クロッチ弾力材の配置
本発明のこの部分はクロッチ弾力材組み込みサブシステム１５９を説明する。このサブシステムは、第１の速度で走行するクロッチ弾力材材料を受け、弾力性材料を引き伸ばすか、または材料内に存在している引き伸ばし（既に引き伸ばされている材料及び潜在的な弾力性材料）を適切に維持し、そして第２の速度で走行する基材ウェブ１００に弾力性材料を引き伸ばした状態で転送する。
以下に説明する方法及び装置は、脚またはウェスト弾力材のような弾力性材料のパーツを受け、これらのパーツを、例えば使い捨てオムツまたは他の失禁用製品のような他の製品へ転送するのに特に有用でもある。以下の説明から、本方法及び装置が、何等かのパーツを何等かの受入れ手段に適用するのに適していることが容易に理解されよう。
以下に、クロッチ弾力材の配置の詳細について、図３２−３８を参照してクロッチ弾力材５１の配置に関する背景概念を説明し、図３９−４７を参照して図１のブランク１０内に示すクロッチ弾力材５１を配置するために使用することができる装置及び方法の特定の代表例を説明する。
図３２及び３３には本発明のある面が示されており、全体を５３０で示す装置は、第１の速度で矢印５３４の方向に走行する離散したパーツ５３２を受け、第２の速度で矢印５３８の方向に走行する受入れ用ウェブ５３６にこれらのパーツ５３２を配置する。装置５３０の図示実施例は、パーツ５３２を受け、配置する回転可能な転送組立体５４０を備えている。図３２及び３３に示すように、装置５３０は、回転エネルギを被駆動手段５４４に伝える駆動手段５４２も備えている。駆動手段５４２は、少なくとも１つの回転可能な非円形駆動歯車５４６を含み、被駆動手段５４４は少なくとも１つの回転可能な非円形駆動歯車５４８を含んでいる。使用中、非円形駆動歯車５４６は非円形被駆動歯車５４８と係合して回転し、被駆動歯車５４８は転送組立体５４０を回転させる。
転送組立体５４０の図示した例は、出力シャフト５５２に接続されている少なくとも１つのシェルセグメント５５０を備えている。転送組立体５４０のシェルセグメント５５０は、例えばボルト、ねじ、キー及びキー溝、溶接等、またはそれらの組合わせのような当分野においては公知の技術によって出力シャフト５５２に接続することができる。例えば、シェルセグメント５５０は、シェルセグメント５５０及び出力シャフト５５２内のキー溝内に挿入されたキーによって出力シャフト５５２に接続することができる。同様に、本発明の装置５３０の他の構成要素は上述した組立て技術を使用して互いに接続することができる。
図３２及び３３に示されているシェルセグメント５５０は、輸送ヘッド５５４及びこの輸送ヘッドに接続され輸送ヘッドから直角に伸びる壁５５６を含むことができる。ウェブ部材も出力シャフト５５２に接続されている。シェルセグメント５５０の寸法は、転送組立体５４０の望ましい出力、及び転送される離散したパーツ５３２のサイズ及び形状に依存して変化しよう。例えば、シェルセグメント５５０の輸送ヘッド５５４は、約20°乃至約340°にわたる外側円弧状表面５５８を有することができ、この外側円弧状表面の長さは約25ｍｍ乃至約305ｍｍ（約１インチ乃至約12インチ）、幅は約13ｍｍ乃至約512ｍｍ（約0.5インチ乃至約20インチ）である。出力シャフト５５２が回転すると、転送組立体５４０は矢印５６０で示す方向に走行する。輸送ヘッドの外側円弧状表面５５８（輸送組立体５４０の外側円周表面）は、受取りゾーン５６４及び転送ゾーン５６６を通過する周回経路５６２に沿って走行し、この経路５６２を限定する。受取りゾーン５６４及び転送ゾーン５６６は、転送組立体５４０の外側円弧状表面５５８が走行する周回経路の関連するセグメントによって限定される。
駆動手段５４２の図示実施例は、入力シャフト５６８に接続されている回転可能な非円形駆動歯車５４６を含んでいる。被駆動手段５４４の図示実施例は、出力シャフト５５２に接続されている回転可能な非円形駆動歯車５４８を含んでいる。出力シャフト５５２は、非円形駆動歯車５４６が非円形被駆動歯車５４８と係合して回転させるように入力シャフト５６８に平行であるが、入力シャフト５６８からオフセットしている。駆動手段５４２は、適当なギアリングを介して入力シャフト５６８に作動的に接続されている電動機を含む。従って使用中、電動機が入力シャフト５６８を回転させ、入力シャフト５６８が非円形駆動歯車５４６を回転させ、駆動歯車５４６自体は被駆動歯車５４８、出力シャフト５５２、及び転送組立体５４０を回転させる。
代替として、図示した被駆動手段５４４は、出力シャフト５５２に接続する代わりにジャックシャフトに接続されている非円形被駆動歯車５４８を含むことができる。「ジャックシャフト」とは、駆動手段５４２から回転エネルギを受け、出力シャフト５５２にエネルギを転送することができる２つの位置に支持された回転可能なシャフトを意味する。ジャックシャフトは、非円形駆動歯車５４６が非円形被駆動歯車５４８と係合して回転させるように入力シャフト５６８に平行であるが、入力シャフト５６８からオフセットしている。被駆動手段５４４は、ジャックシャフト及び出力シャフト５５２にそれぞれ接続されていてジャックシャフトからの回転エネルギを出力シャフト５５２及び転送組立体５４０に伝える１対の相補的な歯車のような、伝達手段を更に含むことができる。代替として、伝達手段は、回転エネルギを１つのシャフトから別のシャフトに伝えることができる、例えば円形歯車、ｖベルト、タイミングベルト、連続チェーン等、またはそれらの組合わせのような、当分野においては公知のメカニズムの何れかを含むことができる。更に、伝達手段は、付加的な速度変化を得るために第２の対の相補的な非円形歯車を含むこともできる。
本方法及び装置５３０は、離散したパーツを基材ウェブに望ましく配置するために伝達組立体５４０及び被駆動手段５４４の１つの、または代替として２つ、３つまたはそれ以上の直列組合わせを使用できることが理解されよう。異なる組合わせによって、連続して運動するウェブを使用して離散したパーツを供給することが可能になる。更に、転送組立体及び被駆動手段の直列組合わせを使用することによって、より大きい速度比の差動装置を得ることができる。例えば、図３４Ａ、３４Ｂ、３５、及び３６に示す別の装置５３０は、矢印５３４で示す方向に第１の速度で走行している弾力性材料５７０のウェブの離散したパーツ５３２を受取り、これらのパーツ５３２を矢印５７４で示す方向に第２の速度で走行している受入れ用ウェブ５３６に転送する。装置５３０の図示した例は、パーツ５３２を受けて配置するための３つのシェルセグメント５５０（図３５及び３６に５５０Ａ、５５０Ｂ、及び５５０Ｃで示す）を備えている。装置５３０は、図３４Ａ及び３５に示すような歯車箱５７６を更に備えている。歯車箱５７６は、回転エネルギを３つの被駆動手段５４４（５４４Ａ、５４４Ｂ、及び５４４Ｃで示す）に伝える回転可能な非円形駆動歯車５４６を含んでいる。５４８Ａ、５４８Ｂ、及び５４８Ｃで示す回転可能な非円形被駆動歯車５４８を含む被駆動手段５４４は、各シェルセグメント５５０を回転させるように構成されている。
図３５及び３６に示すように、各シェルセグメント５５０は５７８Ａ、５７８Ｂ、及び５７８Ｃで示す同心シャフト５７８に接続されている。各同心シャフト５７８が回転すると、関連する転送組立体５８６は矢印５８６で示す方向に走行する。使用中、それぞれのシェルセグメント５５０Ａ、５５０Ｂ、及び５５０Ｃの円弧状外側表面５５８は、受取りゾーン５６４及び転送ゾーン５６６を通過する周回経路５６２に沿って走行し、この経路５６２を限定する。受取りゾーン５６４及び転送ゾーン５６６は、転送組立体５４０の外側円弧状表面５５８が走行する周回経路の関連するセグメントによって限定される。
各シェルセグメント５５０のサイズ及び形状は、転送組立体５４０当たりのシェルセグメントの数の変化と共に変化させることができる。例えば、もし装置が図３５及び３６に示すように３つのシェルセグメントを含んでいれば、各シェルセグメント５５０は転送組立体５４０の軌道経路５６２の約30乃至約120°にわたる外側円弧状表面を有することができる。
図３４Ａ、３４Ｂ、３５、及び３６に示すように、被駆動手段は、入力シャフト５６８に接続されている回転可能な非円形駆動歯車５４６を含んでいる。各被駆動手段５４４の図示実施例は、５８８Ａ、５８８Ｂ、及び５８８Ｃで示す対応ジャックシャフト５８８に接続されている対応する回転可能非円形被駆動歯車５４８を含んでいる。各ジャックシャフト５８８は、非円形駆動歯車５４６が関連する非円形被駆動歯車５４８と係合してそれらを回転させ、それによって関連するジャックシャフト５８８を回転させるように、入力シャフト５６８と平行であるが、それからオフセットしている。例えば図示のように、単一の非円形駆動歯車５４６が、５８８Ａ、５８８Ｂ、及び５８８Ｃで示す３つのジャックシャフトにそれぞれ接続されている５４８Ａ、５４８Ｂ、及び５４８Ｃで示す３つの非円形被駆動歯車と係合して回転させるように構成されている。
図３４Ｂに示すように各被駆動手段５４４は、各ジャックシャフト５８８Ａ、５８８Ｂ、及び５８８Ｃからの回転エネルギを関連する同心シャフト５７８Ａ、５７８Ｂ、及び５７８Ｃへ伝え、それによって関連する同心シャフト５７８及び転送組立体５４０を回転させるために、各ジャックシャフト５８８及び各同心シャフト５７８にそれぞれ接続されている１対の相補的な歯車のような伝達手段５９０を更に含むことができる。代替として、伝達手段５９０は、回転エネルギを１つのシャフトから別のシャフトに伝えることができる、例えば円形歯車、ｖベルト、タイミングベルト、連続チェーン等、またはそれらの組合わせのような、当分野においては公知のメカニズムの何れかを含むことができる。
更に、各伝達手段５９０は、付加的な速度変化を得るために第２の対の相補的な非円形歯車を含むこともできる。各伝達手段５９０は、上述したような当分野においては公知の何等かの技術によって関連するジャックシャフト５８８及び同心シャフト５７８に接続することができる。例えば各伝達手段は、ジャックシャフト及び同心シャフト内のキー溝内に挿入されたキーによって関連するジャックシャフト及び同心シャフトに接続されている１対の相補的な歯車を含むこともできる。
被駆動手段５４２は、適当なギヤリングを介して入力シャフト５６８に作動的に接続されている電動機を含むことができる。従って、動作中、電動機は入力シャフト５６８を回転させ、入力シャフト５６８は非円形駆動歯車５４６を回転させ、駆動歯車５４６自体は関連する被駆動歯車５４８Ａ、５４８Ｂ、及び５４８Ｃを回転させ、これらの歯車自体は同心シャフト５７８Ａ、５７８Ｂ、及び５７８Ｃ及びシェルセグメント５５０Ａ、５５０Ｂ、及び５５０Ｃを回転させる。
以上に説明したいろいろな面に非円形駆動歯車５４６及び非円形被駆動歯車５４８を使用することによって、第１の速度で走行する離散したパーツ５３２を受取り、第２の異なる速度で走行する受入れ用ウェブ５３６へ転送する安価で適合可能な方法が得られる。可変角速度を得るために、非円形駆動歯車、即ち入力歯車の半径が変化する。更に、非円形歯車間の中心間距離は一定に保たれているから、これらの歯車がそれらの回転の角度経路全体にわたって係合（かみ合い）し続けるように、非円形被駆動歯車、即ち出力歯車の半径は入力歯車の半径の変化に対応して変化する。非円形歯車のそれぞれの設計は、所望の出力機能を得るように解析的に制御することができる。例えば、典型的な相補的非円形歯車の組の速度パターンを図３７に示す。図示のように、転送組立体５４０を駆動するために使用される相補的非円形歯車５４６及び５４８の組合わせから、固定された持続時間にわたって速度が一定に保たれる期間を有する可変角速度を得ることができる。固定された速度ドエルは、離散したパーツ５３２を輸送ヘッド５５４上に受取る時、及びそれらを受入れ用ウェブ５３６に転送する時、特に転送がかなりな円弧の長さにわたる接触によって発生する時には有利であり得る。
本発明に使用されているような非円形歯車は、コネチカット州スタンフォードのCunningham Industries，Inc.から購入することができる。代替として、当業者ならば、図３７に示すような所望出力関数の解析的表現が得られるならば、相補的非円形歯車のセットを製造することができよう。例えば、図３８に示すような非円形歯車の組の設計は、以下のようにして開発することができる。第１に、転送組立体が辿る軌道経路の適切な半径を決定し、非円形歯車の適切な歯車比及び歯車角を決定するために、図３７に示すような所要処理速度及びドエルを含む出力関数を作成しなければならない。第２に、図３８に示すような非円形歯車の移行、または加速／減速部分を確立する係数を計算しなければならない。角度、比、及び係数が得られた後に、非円形歯車の所要半径が辿る歯車の中心間距離が選択される。
軌道経路の半径は、図３７に示すような出力関数曲線の下の合計面積を計算することによって決定される。これを行う式は、
面積＝Ｌ1＋0.5（ｂ1＋ｂ2）（Ｌ2−Ｌ1）                            （１）
Ｒ  ＝面積／２π                                                  （２）
ここに、
Ｒ  ＝軌道経路の半径（ｍｍ）
面積＝出力関数曲線の下の面積（ｍｍ）
Ｌ1 ＝転送組立体の低い速度（ｍｍ／繰り返し）
Ｌ2 ＝転送組立体の高い速度（ｍｍ／繰り返し）
ｂ1 ＝曲線の台形部分中の合計時間（繰り返し）
ｂ2 ＝高速におけるドエルの合計時間（繰り返し）
ｂ3 ＝低速におけるドエルの合計時間（繰り返し）
である。
軌道経路の半径が決定されると、図３８に示すような非円形歯車の比が以下のようにして決定される。
θinslow  ＝２πｂ3                                                 （３）
θinfast  ＝２πｂ2                                                 （４）
θinaccel ＝２π（ｂ1−ｂ2）                                        （５）
θoutslow ＝（Ｌ1ｂ3）／Ｒ                                          （６）
θoutfast ＝（Ｌ1ｂ2）／Ｒ                                          （７）
θoutaccel＝［２（ｂ1−ｂ2）（Ｌ1／２＋（Ｌ2−Ｌ1）／４））］／Ｒ   （８）
低速比＝Ｙ1＝θoutslow／θinslow＝Ｌ1／（２π（Ｒ））               （９）
高速比＝Ｙ2＝θoutfast／θinfast＝Ｌ2／（２π（Ｒ））             （１０）
適切な比及び角度が選択されると、非円形歯車の形状を限定する係数を計算することができる。移行のために正弦曲線関数を用いて設計された歯車が、実際に良好な結果をもたらすことが分かっている。歯車の移行部分の形状を限定する式は次のように与えられる。
ηaccel ＝Ａ−Ｂ cos（Ｃθ）                                      （１１）
ここに、
ηaccel ＝移行中の角位置の関数としての比
Ａ      ＝（Ｙ1＋Ｙ2）／２                                        （１２）
Ｂ      ＝（Ｙ2−Ｙ1）／２                                        （１３）
Ｃ      ＝２π／θinaccel                                         （１４）
である。
非円形歯車の実際のピッチ線半径は、非円形歯車の中心間距離の選択が行われれば決定することができる。即ち、歯車半径は次のように与えられる。
Ｒdriven gear ＝Ｄcenter（１＋ηaccel）                           （１５）
Ｒdrive gear  ＝Ｄcenter−Ｒdriven gear                           （１６）
ここに、
Ｒdriven gear ＝非円形被駆動歯車の半径
Ｒdrive gear  ＝非円形駆動歯車の半径
Ｄcenter      ＝所望歯車の中心間距離
である。
上式（１１）を使用して移行に沿う何れかの望ましい間隔において比を計算することによって、式（１５）及び（１６）を使用してピッチ線の滑らかな曲線を導出することができる。このピッチ線の滑らかな曲線は、非円形歯車を製造するために使用される歯車ブランクを構築するのに使用される。
以上のように、固定された速度ドエルを伴う可変角速度を含むことができる所望出力関数を得るために、相補的非線形歯車の輪郭の設計は解析的に決定することができる。２組の相補的非線形歯車を使用する場合には、第１の組の出力角が第２の組の入力角になる。更に、歯車上の角度の全ての合計が２πラジアン、即ち360°まででなければならない。
連続的に運動するウェブに離散したパーツを配置できるように、このパーツの速度を変化させるために（スリップギャップ方法のような従来の方法に比して）非円形歯車を使用すると、速度の変化をより大きくし、且つ固定された持続時間にわたって一定の速度を維持する能力が得られる。非円形歯車を使用することによって達成される固定された速度ドエルは、離散したパーツの長さ及び配置を精密に制御するように正確且つ安価に設計することができる。
例えば、上述した非円形歯車のいろいろな面においては、非円形歯車５４６及び５４８の輪郭は、回転可能な転送組立体５４０が、表面速度をパーツ５３２の到来速度に実質的に等しく維持しながら、受取りゾーン５６４（図３３に示す）において離散したパーツ５３２を受取るように解析的に設計される。更に、非円形歯車５４６及び５４８の輪郭は、回転可能な転送組立体５４０が、受取りゾーン５６４から転送ゾーン５６６へ運動すると、回転可能な転送組立体５４０の表面速度が第２の一定の表面速度へ変化するように設計される。本明細書において使用する「表面速度」とは、関連輸送ヘッド５５４の円弧状外側表面５５８によって限定される転送組立体５４０の外側円周表面の速度のことである。非円形歯車の輪郭は、転送される離散したパーツ５３２が転送ゾーン５６６において受入れ用ウェブ５３６に配置される時に、離散したパーツの速度が受入れ用ウェブの速度に実質的に等しくなるように設計することができる。転送組立体５４０の表面速度は、転送組立体５４０の少なくとも約０乃至約300°の回転、望ましくは約10乃至約300°の回転、そしてより望ましくは約120乃至約240°の回転にわたる受取りゾーン５６４及び転送ゾーン５６６においては実質的に一定に維持される。更に、転送組立体５４０が受取りゾーン５６４から転送ゾーン５６６へ運動した時の転送組立体５４０の表面速度の増減が、少なくとも約0.9：１乃至約20：１、望ましくは約0.9：１乃至約10：１、より望ましくは約0.9：１乃至約４：１の速度比を限定する。ここに「速度比」とは、パーツ５３２が受入れ用ウェブ５３６に配置される時の転送組立体５４０の表面速度と、パーツ５３２が受取られる時の転送組立体５４０の表面速度との比として定義される。
本発明のいろいろな構成に示されている転送組立体５４０は、受取りゾーン５６４において離散したパーツ５３２を捕らえ、パーツを転送ゾーン５６６へ輸送するために、例えば、図３２及び３５に示すような輸送ヘッド５５４を含んでいる。本発明の特定の面においては、輸送ヘッド５５４は、比較的低圧の領域を与えるための吸引手段を含むことができる。吸引手段は、選択的に吸引することができる孔を含むことができる。従って受取りゾーン５６４においては吸引を付勢し、転送ゾーン５６６においてパーツを受入れ用ウェブ５３６に配置する時には消勢することができる。このようにすると、これらの実施例においては、輸送ヘッドによって行われる保持作用からパーツが自由になる時間はないから、転送プロセス中、常にパーツ５３２に積極的な制御が維持される。代替として、輸送ヘッドは、例えば機械クランプ、電気クランプ、磁気クランプ等、またはそれらの組合わせのような、パーツを保持し、解放する当分野においては公知の技術を含むことができる。
装置５３０の種々の面は、図３２に示すように送り込みコンベヤ５８０及び物品送り出しコンベヤ５８２を更に備えることができる。送り込みコンベヤ５８０は、離散したパーツ５３２を転送組立体５４０へ供給することができる。物品送り出しコンベヤ５８２は、受入れ用ウェブ５３６を担持することができる。
本方法及び装置は、ガーメント２５のブランク１０の製造への応用を有している他に、特に、おむつ、躾け用パンツ、及び大人の失禁用製品のような物品を製造するのに使用することができる。本方法及び装置は、関連する製品に対して例えば弾力性要素、テープ、スナップ、及びフック・ループ材料のような離散したパーツまたは構成要素を取付けるために使用することができる。おむつ及び失禁用製品のような物品は、例えば、1987年11月３日付Enloeの米国特許第4,704,116号、1989年１月17日付Meyerらの米国特許第4,798,603号、1987年12月１日付Bolandらの米国特許第4,710,187号、1988年９月13日付Proxmireらの米国特許第4,770,656号、及び1988年８月９日付Roesslerらの米国特許第4,762,521号に開示されているので参照されたい。
特定の面においては、５３０で示すような装置は、使い捨ておむつ、またはガーメントに脚弾力材のパーツを配置するのに使用することができる。例えば、連続的に運動している弾力性材料のウェブ５７０を、ピンチまたは加熱ナイフカッター５８４内へ送ることができる。ピンチまたは加熱ナイフカッター５８４は弾力性材料のウェブ５７０を離散したパーツ５３２に切断し、これらのパーツ５３２は受取りゾーン５６４において転送組立体５４０上に送給される。転送組立体５４０が回転するにつれて脚弾力材のパーツ５３２は、吸引を含む輸送ヘッド５５４によって転送組立体５４０上に保持される。吸引は、受取りゾーン５６４において付勢され、転送ゾーン５６６においてパーツ５３２を受入れ用ウェブ５３６に配置する時には消勢される。組合って転送組立体５４０を回転させる駆動手段５４２及び被駆動手段５４４は、１対の相補的な非円形歯車５４６及び５４８を含む。上述したように、非円形歯車５４６及び５４８の輪郭は、非円形歯車５４６、５４８及び転送組立体５４０が回転する場合に、脚弾力材のパーツ５３２が受取られ、転送される時には転送組立体５４０が表面速度を実質的に一定に維持するように設計されている。例えば、転送組立体５４０は、弾力性材料のウェブ５７０の速度に実質的に等しい一定の表面速度を維持しながら、受取りゾーン５４２において脚弾力材のパーツ５３２を受取る。次いで転送組立体５４０の表面速度は、脚弾力材のパーツ５３２を転送ゾーン５６６においてウェブ５３６に配置する時に、転送される脚弾力材のパーツ５３２の速度が受入れ用ウェブ５３６の速度に実質的に等くなるような第２の一定の表面速度に変化する。次に、転送組立体５４０の表面速度が変化して、弾力性材料のウェブ５７０の速度に実質的に等しい速度に戻る。
受入れ用ウェブ５３６に配置される脚弾力材のパーツ５３２は、弾力性または引き伸ばし可能な特性を有するどのような適当な材料で作られていてもよい。これらの材料の例は、天然ゴム、合成ゴム、または熱可塑性エラストマポリマの多孔質及び非多孔質フィルムまたは層を含み、それらのパネル、または単一の、または複数のスレッドまたフィラメントまたはリボンであることができる。これらの材料は、熱収縮可能、または熱弾力化可能であることもできる。更に、これらの引き伸ばし可能な材料は、引き伸ばし結合されたラミネートとしてのスパンボンデッドポリマ材料のような、ギャザ寄せ可能な層で形成することができる。例えば、適当な引き伸ばし結合されたラミネートは、13.56ｇ／ｍ2（0.4オンス／平方ヤード）のスパンボンドポリプロピレンの２つのギャザ寄せ可能な層と、それらの間の、何れかの層形状内のKraton弾力材のようなメルトブロウン弾力性材料の層、または約16.95ｇ／ｍ2（0.5オンス／平方ヤード）の坪量を有する材料の分離したスレッドとからなる。弾力性材料の層は引き伸ばされ、次いでポリプロピレンの２つの層が弾力性層に結合されるので、これらの層を弛緩させた時にポリプロピレン層にギャザが寄るようになる。材料は、呼吸可能であっても、呼吸できなくても差し支えない。
図３９には、図１３に示す処理システムに適用したクロッチ弾力材サブシステム１５９が示されている。図示のようにクロッチ弾力材サブシステム１５９は、矢印５３４で示す方向に第１の速度で走行するウェブのパーツ５１７０として離散したパーツ５３２を受取り、これらのパーツ５３２を図２０に示す加工片３１９へ転送する。加工片３１９は、矢印５７４で示されている方向に第２の速度で走行する組合わされたウェブ１２１上のブランク１０に製造される。
図３９−４１を参照する。到来する材料のウェブ５１７０は、スパンボンデッドポリプロピレン（23.73ｇ／ｍ2（0.7オンス／平方ヤード））の第１及び第２の層５９２Ａ及び５９２Ｂと、これらの層５９２Ａ、５９２Ｂの間に接着固定されている弾力材の複数のスレッド５９４とからなる。弾力材は、ウェブ５１７０に弾力特性を与えるのに適する種々の弾力材の何れであることもできる。1.59ｃｍ（0.625インチ）幅のウェブでは、適当な弾力性は、ウェブ５１７０の幅を横切ってほぼ均一に離間させた940デシテックスのLycraの４つのスレッドによって与えられる。
図３９に示す例では、回転可能な転送組立体５１４０は、図４２に示すような同心シャフト５１７８及び管状吸引導管５１５９によって支持されている３つのシェルセグメント５１５０Ａ、５１５０Ｂ、及び５１５０Ｃを含んでいる。
図３９−４２を組合わせて参照する。同心シャフト５１７８を介して動作する歯車箱５１７６内の駆動システムはシェルセグメント５１５０Ａ、５１５０Ｂ、及び５１５０Ｃを、同心シャフト５１７８及び管状吸引導管５１５９を中心として回転させる。シェルセグメント５１５０が転送組立体５１４０の第１の水平の軸５７９を中心として回転すると、全体を５１７２で示すカムメカニズムが輸送ヘッド５１５４を、転送組立体の水平の軸５７９と交差する放射状軸５８１を中心として回転させる。
従って、到来する弾力性材料を関連する輸送ヘッドがピックアップする時の図４７に示す受取りゾーンから始まる輸送ヘッドの円弧状頂壁５１５８は、弾力性材料の到来ウェブ５１７０の走行方向を横切るように配置される。カムメカニズム５１７２は、それが転送ゾーン５１６６に到達する時までに輸送ヘッドを放射状軸５８１を軸として90°回転させ、それが受取りゾーンに戻る時までに同じ90°を戻すように回転させる。
図４１を参照する。カムメカニズム５１７２は、歯車箱５１７６に固定取付けされているドラム５１０４から外向きに、そしてドラム５１０４を中心として円周方向に伸びる外部カム５１０２を含んでいる。各シェルセグメントに接続されている１対のカムフォロア５１０６は、ドラム５１０４の周縁のカム５１０２に追随する。押し棒５１０８がカムフォロア５１０６からそれぞれの輸送ヘッド５１５４に向かって伸び（図３９）、ピン５１１２を介して作動腕５１１０に接続されている。後述するように、作動腕５１１０は、ピン５１１３及びクランクＵリンク５１１４を介してそれぞれの輸送ヘッド５１１４に接続されている。従って、関連するシェルセグメント５１５０が軌道経路５１６２（図４７）を走行するにつれて、押し棒５１０８が両頭矢印５９６で示されているように往復動運動し、関連する輸送ヘッド５１５４に対応する回転を生じさせる。
特に図４２を参照する。静止管状吸引導管５１５９は、シャフトセグメント５１７８Ａ及び軸受５１１６を介して、回転同心シャフト５１７８に取付けられている。シェルセグメント５１５０Ａは、軸受け５１１８Ａを介して管状導管５１５９に取付けられている。同様に、シェルセグメント５１５０Ｂ及び５１５０Ｃはそれぞれ軸受５１１８Ａ及び５１１８Ｃを介して管状導管５１５９に取付けられている。
シェルセグメント５１５０Ａは、ボルト５１２０Ａによって同心シャフト部材５１７８Ａに取付けられている。同様に、シェルセグメント５１５０Ｂ及び５１５０Ｃは、ボルト５１２０Ｂ及び５１２０Ｃによって同心シャフト部材５１７８Ｂ及び５１７８Ｃに取付けられている。ボルト５１２０Ｃは図示してない。
スリップリング５１１９Ａはボルト５１２１によってシェルセグメント５１５０Ａにボルト止めされており、導管の長さに沿う固定された縦位置において管状吸引導管５１５９の周囲に伸び、吸引導管５１５９を中心として回転するように取付けられている。吸引孔の第１のアレイ５１２２Ａが、スリップリング５１１９Ａの回転の経路の一部に沿って導管５１５９の外壁の周囲に配置されている。図４１及び４２を参照する。吸引孔の第２のアレイ５１２３Ａが、シェルセグメント５１５０Ａに接するスリップリング５１１９Ａの周縁の一部に沿って導管５１５９の外壁の周囲に、そして導管５１５９の吸引孔の第１のアレイと整列して配置されている。スリップリングと導管５１５９の外側周縁壁との間に、普通の吸引シール（図示してない）が使用されている。従って、スリップリング５１１９Ａがシェルセグメント５１５０Ａと共に導管５１５９の周囲を回転すると、スリップリング上の吸引孔の第２のアレイが、導管上の吸引孔の第１のアレイと整列するようになる。このように整列すると、図４２に示すように、導管５１５９とシェルセグメント５１５０Ａの内部室５１２４Ａとの間で吸引が行われる。それにより内部室５１２４Ａの吸引がシェルセグメント５１５０Ａの頂部カバー５１２８Ａ内の吸引孔５１２６Ａを通して輸送ヘッド５１５４Ａに転送される。
クランクＵリンク（図４３）は、上側及び下側軸受５１９８、５１９９によってシェルセグメント５１５０Ａに取付けられている。１対の腕５２００がクランクＵリンクの主ボディ５２０１から外向きに伸び、作動腕５１１０Ａを受入れるようになっている。ほぼ円形の１対の上側及び下側軸受ポスト５２０２、５２０４が、それぞれ腕５２００の上面及び下面から上向き及び下向きに伸び、上側及び下側軸受５１９８、５１９９と係合する。雄スロットキー５２０６が、上側軸受ポスト５２０２から上向きに伸びている。
輸送ヘッド５１５４Ａは主ボディ５２０８を有している。雌スロット５２０９は、クランクＵリンク５１１４上の雄スロットキー５２０６に対応し、このキーを受けるようになっている。輸送ヘッド５１５４Ａは、１対のボルト５２１０を使用し、雄スロットキー５２０６と雌スロット５２０９との共働によりクランクＵリンク５１１４に固定される。従って、雌スロット５２０９が雄スロットキー５２０６と係合した時に、クランクＵリンク５１１４の回転運動が輸送ヘッド５１５４Ａに対応する回転運動を生じさせる。
輸送ヘッドの主ボディ５２０８は、図４２に示すように外側円弧状頂壁５２１２まで伸びている。吸引シール５２１４は、吸引孔の第３のアレイ５１２６Ａの周囲の輸送ヘッド５１５４Ａ上の円形経路内に伸び、輸送ヘッドの内部室５２１６とシェルセグメント５１５０Ａの頂部カバー５１２８Ａとの間に吸引シールを与える。シェルセグメントの内部室５１２４Ａ内の吸引が輸送ヘッドの内部室５２１６内に容易に伝わるように、吸引孔の第３のアレイ５１２６ＡがクランクＵリンク５１１４の周囲に放射状に、そして概ね円形の配列で配置されている。
輸送ヘッド５１５４の円弧状頂壁５２１２は、受取り区分５２１８を含んでいる。図４１及び４４−４６を参照する。各受取り区分５２１８は、長さ“Ｌ９”及び幅“Ｗ９”を有しており、長さが円弧状頂壁５２１２の円弧を横切る方向に配置されている。これによって、各受取り区分５２１８は、頂壁５２１２の対応する円弧状外側表面のその全長に沿うほぼ一定の位置内に位置する。
図４４に示すように、各受取り区分５２１８は、輸送ヘッド５１５４の頂壁５２１２の円弧状外側表面の主レベル５２２１の上に伸びる基材部分５２２０と、粗い被膜５２２２とを含んでいる。臨界的ではないが、また寸法が制御するとは考えられないが、受取り区分の動作を容易にするために、基材部分５２２０は頂壁５２１２の円弧状外側表面の主レベル５２２１上に、例えば約0.12ｍｍ乃至約3.18ｍｍ（0.005インチ乃至約0.125インチ）持ち上がっていることが好ましい。粗い被膜５２２２は、図４６に示すように基材部分５２２０上に重ねられたベース表面成分５２２３を提供し、突起２２５のアレイがベース表面成分から伸びている被膜として特徴付けることができる。突起５２２５は、ベース表面成分から少なくとも0.006ｍｍ、好ましくは約0.01乃至約0.03ｍｍ突出している。突起の長さの上限は、輸送ヘッドによって転送される離散したパーツの特性に依存する。しかしながら、典型的には、突起はベース表面成分から約３ｍｍより大きく伸びていよう。
好ましい実施例では、粗い被膜５２２２はテフロン▲Ｒ▼ポリテトラフルオロエチレンの特性に概ね対応する解放特性を有している。しかしながら、残余のプロセスに依存して、いろいろな解放特性を利用できる。好ましい被膜は、コネチカット州ウォーターバリーのPlasma Coatings，Inc.から被膜902EAとして販売されているプラズマ被膜である。一般に、ここで転送される離散したパーツ、即ちクロッチ弾力材５１は本来は小さいから、ここで使用される被膜５２２２は転送ロール、例えばロール１０２、１５６、１５８上に使用される被膜４４８よりも一般に攻撃的である。
突起のアレイ内の突起５２２５間の間隔は、輸送ヘッドと対面する関連する離散したパーツ５３２の表面の肌合いを考慮して選択することが好ましい。突起５２２５は、離散したパーツのどのような表面肌合いとも係合するように十分に離間しているべきであり、パーツの要素と被膜上の突起との間で重要な相互作用が得られるように互いに十分に接近し合うべきである。従って、出願人らが意図している、離散したパーツがスパンボンデッド及び類似材料で作られているような応用では、突起は、ファイバ５２２７が突起５２２５間の谷５２２９の中に落ち込み、それによって谷の側壁と係合し、それによってファイバを、相応じてパーツを受取り区分５２１８上の定位置に固定できるように、十分に離間させるべきである。
「肌合いを出した表面」及びパーツ５３２の表面の「肌合い」とは、パーツの関連する表面内にあって、その表面に実効的な第３の寸法を与える何等かの不規則性のことである。例えば、スパンボンデッドファブリック内のファイバは不規則性を備えている。同様に、表面層内のエンボスパターン（そのようにしなければ表面層は滑らかである）は肌合いを含んでいる。不規則性は、繰り返しエンボスパターンのように均一に離間させることも、またはスパンボンデッドファイバのようにランダムに離間させることもできる。
突起マトリクス内の谷を横切る幅は、必然的に、ウェブ５１７０の外側層５２３０内のファイバの断面よりも小さい。図４４に示すようにウェブ５１７０が受取り区分５２１８上に引き込まれると、図４６に示すように対応するスパンボンデッド外側層５２３０内のファイバ５２２７はプラズマ被膜５２２２によって与えられた粗い表面と相互作用し、個々のファイバは突起５２２５の頂上の下、及び間の谷５２２９内にに引き込まれ、それによってスパンボンデッド材料のマトリクス内に応力が発生する。この材料は、対応する受取り区分上の突起と相互作用し、離散したパーツを受取り区分上の固定された位置に確実に保持し、相応じてそれぞれの離散したパーツの現存する長さを維持する。
図４４、４５、及び４６を参照する。吸引孔のアレイ５２２４は受取り区分の基材５２２０及び被膜５２２２を通って伸び、離散したパーツが対応する輸送ヘッド５１５０の頂壁５２１２の外側円弧状表面（例えば、受取り区分５２１８）上に配置される時に、これらのパーツを吸引する。
特に図４２に示してあるように、シェルセグメント５１５０Ｂ及び５１５０Ｃは、シェルセグメント５１５０Ａに関して説明した構造と全体的に対応していることが好ましく、軸受５１１８Ｂ及び５１１８Ｃ、スリップリング５１２０Ｂ及び５１２０Ｃ、及び同心シャフト５１７８Ｂ及び５１７８Ｃを対応して設ける。同様に、カムメカニズムも全てのシェルセグメントについて同一であることが好ましい。
以下に図３９−４６に示す実施例を簡単に説明する。
弾力化される入力（到来する）ウェブは、接着剤塗布装置５２２６によって接着剤が塗布され、転向ロール５２２８によって冷却される。この転向ロール５２２８は、弾力性ウェブを転送組立体５１４０上の対応する輸送ヘッド５１５４Ｃに整列させるように転向もさせる。転送組立体の表面駆動速度は、ウェブ繰り出し装置（図示してない）の対応する駆動速度よりも速い。従って、図示実施例では、ウェブ５１７０の弾力性要素５９４は有利なことに、それらの弛緩した長さから約100％乃至約300％引き伸ばされる。このように、ウェブが輸送ヘッド５１５４Ｃ上に受取られる時には、ウェブは弾力材スレッド５９４によって加えられた張力の下にある。
図３９及び４１に示すように、輸送ヘッドの円弧状外側表面５１５８は、関連する輸送ヘッドに入力ウェブ５１７０の走行方向に対して横方向に配向されている。輸送ヘッド５１５４Ｃがその受取り区分上に入力ウェブを受取る位置まで回転すると、輸送ヘッド５１５４Ｃの受取り区分上で吸引が付勢される。図４２に示すように転送組立体がその水平軸５７９を中心として回転し続けると、輸送ヘッド５１５４Ｃの受取り区分はウェブ５１７０の対応するパーツを受取って保持し、従ってウェブ５１７０は転送組立体内に吸引され続ける。従って、各パーツ５３２の先縁は、そのパーツが受取りゾーン５１６４において輸送ヘッド上に受取られる時にそのパーツが走行していた方向に対して角度「Ａ３」をなして配向される。
転送組立体５１４０が駆動手段５４２及び歯車箱５１７６の駆動力の下に回転すると、図４７に示すように、ウェブ５１７０は加熱ナイフまたは他のカッター５１８４によって個々の離散したパーツ５３２に切断される。
個々の離散したパーツの引き伸ばしは、プラズマ被膜５２２２の突起５２２５及び吸引孔５２２４を通しての吸引の組合わせ作用によって維持される。図４５は、約1.27ｃｍ（0.5インチ）幅の受取り区分のための典型的な吸引孔パターンを示している。
プラズマ被膜５２２２を使用せずに水柱45インチの吸引力を使用した場合、加熱カッター５１８４によって切断された後の、23.79ｇ／ｍ2（0.7オンス／平方ヤード）スパンボンデッドポリプロピレンの層５９２Ａ、５９２Ｂ、及び940デシテックスルのLycraの４スレッドを含む上述したウェブ材料５１７０は、10％より大きいスナップバック、即ち図３７に示すように長さ“Ｌ１”の90％より短い長さへの収縮を呈した。プラズマ被膜５２２２を使用し、僅か2.49ｋＰａ（水柱10インチ）の吸引力を使用した場合のスナップバックは１％以下である。吸引量、及び被膜材料５２２２の特性は、処理する材料の仕様及び作成される製品によって許容されるスナップバックの量に影響を与えるように調整することができる。吸引量を減少させると、スナップバックの量は増加する。また被膜材料５２２２の特性が変化して、ファイバまたは層５９２の表面の他の肌合いと、突起５２２５との間のからみ合いの量が減少しても、スナップバックの量は増加する。
プラズマ被膜５２２２が好ましいが、突起５２２５を得るために他の型の被膜も使用することができる。例えば普通の紙やすり等を使用することができるが、対応する紙やすりの基材は、プラズマ被膜のような有益な長期の磨耗特性を呈さない。従って、プラズマ被膜が好ましいのである。
転送組立体５１４０が回転を続けると、輸送ヘッド５１５４Ｃは輸送ヘッド５１５４Ａ及び５１５４Ｂについて図４１に示す位置へ運動する。輸送ヘッドが、輸送ヘッド５１５４Ｂについて示す位置に到達する時までに、カムフォロア５１０６、押し棒５１０８、作動腕５１１０、ピン５１１２、ピン５１１３、及びクランクＵリンク５１１４の接続リンケージを通して作用するカム５１０２は、半径方向軸５８１と約85°より大きい、好ましくは約90°である角度をなすように輸送ヘッドを回転させる。輸送ヘッド５１５４Ｂが図３９及び４１に示す位置を占めると、パーツの先縁は転送組立体上の走行方向と平行になり、離散したパーツ５３２が組合わされたウェブ１２１に到達する時までに組合わされたウェブ１２１の走行方向と平行になる。図３９に輸送ヘッド５１５４Ｂについて示してある位置付近において、図３７及び３８に関して説明したように、歯車箱５１７６内の非円形歯車は対応する輸送ヘッドの半径方向速度を増加させる。輸送ヘッドが、図４７に示すように、転送ゾーン５１６６において組合わされたウェブ１２１に到達するまでに、離散したパーツ５３２の表面速度はウェブ１２１の表面速度に概ね一致するようになる。
次いで接着剤塗布装置５２２６において接着剤が塗布される。離散したパーツ５３２がウェブ１２１に接触すると、対応するスリップリングが導管内の対応する吸引孔の対応するアレイ５１２２の端に到達するので吸引力が解放され、離散したパーツ５３２とウェブ１２１との間の接着吸引が離散したパーツを組合わされたウェブ１２１に転送させる。
次いで、非円形歯車は対応する輸送ヘッドの半径方向速度を減少させ、輸送ヘッドが受取りゾーン５１６４に戻って入力ウェブ５１７０の別のパーツを受取れるようになるまでに、輸送ヘッドの表面速度を入力ウェブ５１７０の表面速度に整合させる。輸送ヘッドが再び入力ウェブ５１７０のパーツをピックアップすると、対応するスリップリング５１１８は導管内の対応する吸引孔のアレイの始まりに到達し、それによって対応する輸送ヘッド上の吸引が開始され、別のサイクルが開始される。
ここに離散したパーツの回転に関して使用している「横」方向とは、図３６に示すように受入れ用ウェブ５３６、即ち組合わされたウェブ１２１の走行の第１の方向とは整列していない、そして第１の方向から180°ではない何れかの方向をいう。
側継ぎ目ボンダー
図１３に示すような側継ぎ目ボンダー１６８を意図した方法及び装置は、図５に示すガーメント２５の側継ぎ目３０、３６を形成することに関する。加工片３１９を図２０に示すようにウェブの機械方向に対して横方向に向け、加工片またはブランクをウェブの一部として残したまま側継ぎ目を形成するものとすれば、側継ぎ目３０、３６は必然的にウェブの機械方向に対して横方向に向けて形成されることになる。
公知の技術を使用してこれらの横方向シール、または溶着を形成する場合、ウェブの全幅にわたって超音波エネルギを均一に印加することは困難であるから、溶着は望ましい均一性を呈さないことがあり得る。以下に説明する装置及び方法は、形成中のガーメントの側溶着を予測可能に均一にする新しいアプローチを提供する。
図４８−５２は、本発明の超音波システムの一実施例を示している。これらの図に示してあるように、超音波ボンダーシステム１６８は、全体を６３０で示す固定内側シャフトを通過している軸６２８を中心として回転するように、外側シャフト６２５上に取付けられている作業ドラム６２６を含んでいる。作業ドラム６２６は外側作業表面６３２を有しており、この作業表面６３２は、材料の加工片の組合わされたウェブ１２１を保持するために穿孔されているか、またはそれ以外に作業ドラム６２６の外側作業表面を通して吸引を行わせるような普通の手段（図示してない）が設けられている。材料加工片は、側継ぎ目ボンダー１６８における全ての処理が完了した時にウェブから切断され、仕上げられた製品としてガーメント２５の個々のユニットにされる。
図面を参照する。複数の（６つが図示されている）アンビルバー６３４が作業ドラムの外側周縁に均一に離間して取付けられており、作業ドラム６２６の外側作業表面の幅寸法を横切って横方向に伸びている。アンビルバーは、アンビルバー６３４の外側表面６３６が、概ね作業ドラム６２６の外側作業表面６３２の続きになるように、外側作業表面６３２とほぼ平らになっている。以下に詳細に説明する回転ホーンまたは輪の上に配置することについて、ウェブを以下に説明するように処理することができるならば、外側作業表面６３２からのアンビルバー６３４の僅かなオフセットは許される。
支持ドラム６３８が作業ドラム６２６に固定され、作業ドラムと共に回転するように取付けられている。図４８を参照する。支持ドラム６３８は界面壁６４０において作業ドラムに固定されている。作業ドラム６２６及び支持ドラム６３８の組合わせは、外側シャフト６２５に取付けられている。外側シャフト６２５は軸受６４２及び６４４によって、固定内側シャフト６３０に取付けられている。支持ドラム６３８の外側壁６４６は、端壁６４９を介して端フランジ６４８に固定されている。端フランジ６４８は、処理ラインのラインシャフト（図示してない）によって駆動される被駆動シャフト６５０に固定されている。被駆動シャフト６５０は、軸受６５２を介して基礎に取付けられている。従って、作業ドラム６２６、支持ドラム６３８、及び端フランジ６４８は全て軸受６４２、６４４、及び６５２の組合わせによって支持され、全て固定内側シャフト６３０及び軸６２８を中心として一緒に回転する。
カムドラム６５４は固定内側シャフト６３０に固定され、作業ドラム６２６、支持ドラム６３８、及び端フランジ６４８の組合わせと共に回転しない。カムリブ６５６が、カムドラム６５４の外壁６５８上に取付けられ、カムドラムの外壁６５８の全周にわたって伸びている。カムリブ６５６は、図４８及び５２に破線で輪郭が示されている。カムリブの一部は、図１７にも、支持ドラムの外壁６４６の切り欠き部分を通して示してある。
図５１及び５２を参照する。作業ドラム６２６の外側作業表面６３２上の関連アンビルバー６３４と同数の、そしてその位置に、６対のキャリッジ支持トラック６６０がカムドラム６５４の外壁６５８に取付けられている。キャリッジ６６２は、各対のキャリッジ支持トラック６６０に取付けられていて、以下に説明するように関連するキャリッジ支持トラックの長さ“Ｌ１０”に沿って滑るようにキャリッジ支持トラックと係合している。
図５１及び５２を参照する。超音波支持副組立体６６４が、ピボットピン６６６において各キャリッジ６６２に取付けられている。超音波支持副組立体６６４においては、支持腕６６８がピボットピン６６６から作業ドラム６２６の外側作業表面６３２に向かって伸び、その遠い方の端に回転超音波ホーン６７０及び超音波発振器６７２を支持している。支持腕６６８は制御腕６７４に固定されている。制御腕６７４は複動空気シリンダ６７６によって動作させられる。超音波ホーン６７０は、ピボットピン６６６及び制御腕６７４によってピボットピン６６６を中心として回転させられ、それによって作業ドラム６２６の外側作業表面６３２に対して上下する。従って、超音波支持副組立体６６４は、ピボットピン６６６、支持腕６６８、及び制御腕６７４からなっている。
図４８に示す空気圧制御箱６７８から、圧縮空気が空気シリンダ６７６へ供給される。圧縮空気は、空気圧制御箱６７８から、普通の回転空気圧式結合を介して固定シャフト６３０に接続されている空気供給ライン６８０を通して供給される。空気は、供給ライン６８２から固定シャフト６３０の中心を通して供給される。
超音波ボンダーシステム１６８への電力はスリップリング６８４を通して供給され、供給ライン６８６を通して超音波発振器へ印加される。
目的は後述するプログラム可能なリミットスイッチ６８８も被駆動シャフト６５０に取付けられている。プログラム可能なリミットスイッチ６８８の出力は、電気ライン６９０を通して制御箱６７８に供給される。
側継ぎ目ボンダーシステム１６８の動作及び機能は、以上の要素の、及びそれらの互いに他に対する関係の説明から明白になったと考えられるが、説明の完全を期すために、以下に側継ぎ目ボンダーの使用を簡単に説明する。
図４８を参照する。被駆動シャフト６５０は、端フランジ６４８、作業ドラム６２６、支持ドラム６３８、及びその支持しているキャリッジ６６２、超音波支持副組立体６６４、超音波ホーン６７０、及び発振器６７２を安定な回転速度で絶えず回転させている。図４９を参照する。入力転向ロール１６９が配置ステーションにおいて作業ドラム６２６の周縁上に配置され、その中心は軸６２８を中心として基準線に対して角度“Ｐ”をなしている。加工片３１９の組合わされたウェブ１２１は、矢印６９３で示す方向に供給され、入力転向ロール１６９を回って、矢印６９４で示す方向に回転している作業ドラム６２６と転向ロール１６９との間に形成されるニップにおいて作業ドラム６２６の作業表面６３２と係合して引き込まれる。ウェブ１２１は入力転向ロール１６９から、作業ロール１６９の外側作業表面に引かれてその表面を回り、作業ドラムの周縁上の角度“Ｒ”に配置された取出しステーションにおいて出力転向ロール１７０に到達する。出力転向ロール１７０において、図示のようにウェブ１２１は転向ロール１７０を回って出て行く。
要約すれば、本発明が実行された時に超音波ホーンは絶えず付勢され、それらの設計周波数で共振する。
図４８−５２を組合わせて参照する。各キャリッジ支持トラック６６０に接するドラム６３８の外壁６４６を通ってスロット開口６９８が伸びている。１対のカムフォロア６１００が各関連キャリッジからスロット開口６９８を通して下方へ伸び、リブカム６５６と係合する。従って作業ドラム及び支持ドラムが静止カムドラム６５４を中心として軸６２８上で回転すると、カムフォロア６１００とリブカム６５６との係合によって、キャリッジ６６２は作業ドラム６２６の外側作業表面６３２に交互に近づいたり、遠去かったりする。各キャリッジは、作業ドラムの各360°回転毎に、作業ドラムに近づき、そして作業ドラムから遠去かる１往復運動を遂行する。図４８−５０を参照する。支持ドラム６３８上の12時の位置にあるキャリッジ６６２Ａは作業ドラムに向かって完全に伸びており、支持ドラム６３８上の６時の位置にあるキャリッジ６６２Ｂは引込んで作業ドラムから完全に遠去かっている。
キャリッジが作業ドラム６２６に向かって伸びている場合には、それぞれの超音波ホーンは作業ドラムの外側作業表面６３２の上に、そして対応するアンビルバー６３４の上に伸びる。キャリッジが作業ドラムから引込むと、関連する超音波ホーンは作業ドラムの外側作業表面から引込む。
超音波ホーンは、超音波支持組立体６６４、ホーン６７０、及び発振器６７２の組合わせの最も外側の縁６１０１（図５１）が転向ロール１６９及び１７０の内縁６１０２（図４８）の内側を通過する時には、外側作業表面６３２から完全に引込んでいるものと考えられる。図４８に示すように、キャリッジ６６２Ｂ上のホーンが完全に引込む場合には、限定された「完全に引込んだ」位置よりも更に作業ドラムから遠去かるように運動している。従って、「完全に引込んだ」位置は、外縁６１０１が転向ロール１６９及び１７０の内縁６１０２の内側に配置されるある範囲の位置を含み、キャリッジ６６２が作業ドラムに対して最も離れる位置に配置されるような最も内側の位置に限定されるものではない。
各キャリッジ６６２が作業ドラムに向かって伸びる場合には、それぞれの超音波ホーンは相応して外側作業表面６３２の上に配置され、プログラム可能なリミットスイッチ６８８が空気圧制御箱６７８に信号してそれぞれの空気シリンダ６７６を付勢し、その上のラム６１０３を伸ばさせ、それによって関連する共振中の超音波ホーン６７０を図５１に両頭矢印６１０４で示すように下向きに運動させ、各関連アンビルバーによって限定されている関連作業ステーション６１０６において輸送中の加工片と接触させる。回転超音波ホーン６７０は、アンビルバーの支持抵抗に対して下向きの力を加工片に加える。この下向きの力の大きさは空気シリンダ６７６に加える力によって制御される。
このように、共振している回転超音波ホーンが加工片に下向きの力を加えるようにすると、円形回転ホーン６７０は軸６１１０を中心として回転しながら、超音波ホーンと、アンビル６３４によって支持されているウェブ１２１との間に限定された接触領域６１１２の加工片に超音波エネルギを効果的に印加する。超音波ホーンが作業表面を横切ってエネルギ印加経路６１０８を走行するにつれて、限定された接触領域６１１２は加工片を横切って漸進的に運動する。
ホーンが加工片を横切って漸進的に運動し、超音波エネルギを限定された接触領域６１１２に印加すると、図５０に示すように前の加工片３１９の後縁上と、次に続く加工片３１９の先縁上とに側継ぎ目結合３０、３６が同時に、且つ漸進的に形成される。形成される結合内の特定パターン（もしあれば）は、超音波ホーンまたはアンビル上の、好ましくはアンビル６３４上の表面パターン（もしあれば）によって制御される。
図４８に示すようにエネルギ印加経路は、超音波エネルギによって遂行される作業、及びキャリッジ支持トラック６６０及び支持腕６６８の長さに依存して、ドラム６２６の作業表面の全てを横切るよりも小さくするか、またはウェブの全てを横切るよりも小さくすることができる。
エネルギ印加経路の出力セグメントを横切るように超音波ホーン６７０を走行させながら、ホーンを降下させて加工片と作業接触させることが好ましい。関連する超音波ホーンがエネルギ印加経路の出力セグメントの外端に到達すると、リミットスイッチ６８８は軸６２８に対する作業ステーションのそれぞれの関連付けられた角位置を感知して空気圧制御箱６７８へ信号し、ホーンをエネルギ印加経路の入力セグメント上の加工片上から引込めながら（逆方向）、ホーンを加工片から持ち上げる。図４９を参照する。ホーンは、ドラム上で、即ち作業ドラムの外縁の角度“ＩＥ”において転向ロール１６９、１７０の内縁６１０２を横切って伸び始め、作業ドラムの外縁の角度“Ｗ”において完全に引込められる。図４９にはウェブ１２１内の関連する加工片３１９が転向ロール１７０に到達し、ウェブ及び対応する加工片が作業ドラム６２６から取外される前に、関連するホーン組立体が完全に引込まれていることが示されている。同様にホーン６７０、発振器６７２、及び超音波支持副組立体６６４からなるホーン組立体が入力転向ロール１６９を通過し、外側作業表面６３２が加工片の入力ウェブと再び係合し始めるまでホーン組立体は完全に引込まれ続け、外側作業表面上に伸び始めることはない。
以上のように、作業ドラム６２６は超音波ホーン６７０を伴って絶えず回転している。加工片は、それらがウェブ１２１の一部として作業ドラム６２６上に配置されると超音波ボンダーシステム１６８へ進み、角度“Ｐ”の配置ステーションと角度“Ｒ”の取外しステーションとの間の作業経路を走行し、その間にホーン６７０及びアンビル６３４のような超音波印加デバイスが側継ぎ目３０、３６を形成する。各ホーンは、関連するアンビルにおいて外側作業表面を横切って伸び、作業ドラムの各回転で１対の関連加工片３１９Ａ及び３１９Ｂ内に１組の側継ぎ目結合３０、３６を作る。側継ぎ目結合３０、３６は横機械方向に伸びる。この組合わされた装置は、任意の時間に、実質的に作業ステーション６１０６に存在する複数の加工片、即ち転向ロール１６９と１７０との間のドラム上の対応する加工片に対して溶着、切断等の動作、またはそれらの組合わせを遂行し、それによって仕上がった加工片を有するウェブを転向ロール１７０において取外すことができるように、外側作業表面から関連するホーンを「完全に引込める」ための十分な間隙を得るのを支援することができる。
適当な超音波ホーン６７０は、例えば前記Ehlertの米国特許第5,110,403号に開示されているこのような回転超音波ホーンである。適当な超音波発振器及び他の関連超音波装置は、いろいろな製造者、例えばコネチカット州ダンバリーのBranson Sonic Power Companyから入手可能である。
以上の説明では、側継ぎ目ボンダーが、好ましくは超音波エネルギを使用するものとしていたが、例えば熱エネルギを使用し、回転ホーン６７０を加熱輪と置換する等のように、他の形状のエネルギに適用することができる。
図４９を参照する。側継ぎ目結合３０、３６が加工片内で完了した後に、未だにウェブ１２１内にある加工片は、転向ロール１７０を、次いで転向ロール１７２及びカッターロール１７４通過し、関連する超音波ホーン６７０によって形成された隣接する側継ぎ目結合３０、３６間の位置において切断される。切断された加工片がガーメント２５であり、コンベヤ１７８によって運び出される。
図５２は、本発明の第２の実施例であって、超音波ホーン及び共働するアンビルは図４８−５１の実施例とは物理的に反対の位置に配置されている。従って、図５２の実施例と図４８−５１に関して詳細説明した実施例とを対照すると、図５２では、１対の普通の平坦型超音波ホーン６１７０が、アンビルバー６３４の代わりに作業ドラム６２６内に取付けられている。エネルギ印加経路の全幅にわたるように、必要なだけ多くの平坦型ホーンを使用することができる。相応して回転アンビル６１３４は、回転ホーン６７０の代わりに回転アンビル６１３４が超音波支持組立体６６４に取付けられている。
使用に際して、超音波ホーン６１７０はプロセスの動作中連続して付勢することが好ましい。作業ドラム６２６及び支持ドラム６３８は、上述したように絶えず回転している。ドラムの回転に伴って、アンビルがエネルギ印加経路６１０８の出力セグメントを走行すると、空気シリンダ６７６によって回転アンビルが作業表面上に伸びて加工片と作業接触させられ、エネルギ印加経路の入力セグメントを走行するとアンビルが加工片から持ち上げられる。重要な差は、超音波ホーン及びアンビルの位置を逆転させてはいるが、外側作業表面上への伸びとそれに続く引込みの物理的運動の役割はそのままになっていることである。従って、作業ドラムの外側作業表面内に取付けられている超音波印加デバイスは超音波エネルギを供給するデバイスであって、超音波支持副組立体６６４上に取付けられている超音波印加デバイスではない。
以上に本発明を詳細に説明したが、本発明の思想から逸脱することなくさまざまな変化及び変更は容易に明白である。これらの変化及び変更は、請求の範囲によって限定される本発明の範囲内にあるものと理解されよう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４Ａ】
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【図３４Ｂ】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４０】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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