用于活性物质到幅材和制品上的非接触式印刷的设备和方法与流程

文档序号:14638710发布日期:2018-06-08 20:00阅读:240来源:国知局
用于活性物质到幅材和制品上的非接触式印刷的设备和方法与流程

本公开涉及用于将活性物质和其他可流动材料诸如粘合剂设置到可透过和不可透过幅材、制品(诸如吸收制品)、和/或防粘纸上的装置和方法。本公开还涉及能够通过此类方法和专门设计用于该方法的设备获得的制品。



背景技术:

吸收制品诸如卫生巾、卫生护垫、月经垫、失禁插入物、和/或用于成人或婴儿的尿布通常在其面向衣服的表面上设置有粘合剂,以有助于在其通常的使用时间段期间对用户衣服的附接。通常的粘合剂可例如为压敏热熔性粘合剂。这些粘合剂在使用之前通常被防粘纸或条覆盖。

此外,此类吸收制品可利用用于组合最终组成吸收制品的部分或全部的部件的粘合剂区域构建。具体地,形成顶片、芯、或底片的多层结构通常通过被称为构造型粘合剂的粘合剂而被组合。

通常,这些吸收制品通过高速机器制成。当前的机器包括将流体诸如粘合剂连续或间歇地添加到吸收制品的表面上的设备,诸如喷枪或狭缝涂布机。此类流体的任何布置必须快速进行以便提供高速生产。

然而,当前的设备不灵活、不准确,或者与流体(粘合剂)在制品上沉积成流体的期望图案相关。

例如,中空转筒丝网印刷可在丝网中形成图案,这可允许形成期望的粘合剂图案。然而,由于相对于待施用的流体的稳定性的丝网的最大孔尺寸和总开口面积,粘合剂丝网印刷在提供均匀全表面粘合剂覆盖方面受限。

其他方法可结合使用凹版、凹版状印刷辊。示例性凹版印刷辊方法提供了具有凹印单元的凹版辊或者设置在其外表面上的压痕穿过包含流体(粘合剂)的浴的旋转,该流体然后被放置成与吸收制品的表面接触接合。流体然后从每个凹版单元转印到制品。如所提到的,凹版辊可包含其表面上的特定或期望的腔图案。被放置于凹版辊的表面上的过量流体可通过使用刮墨刀片(即刮刀)移除。

尽管凹版辊印刷方法可允许以图案将流体诸如粘合剂施用在表面上,但该方法仍然具有与其相关联的多个问题。当施用粘合剂时,从粘合剂浴中对凹版辊连续供应粘合剂,所述辊部分浸入所述粘合剂浴中并且在其中旋转。通常,粘合剂必须大量过量供应,以允许印刷辊旋转通过粘合剂浴并且变得涂覆有粘合剂。这需要花费大量能量,尤其是为了将浴和粘合剂保持在所需温度下。此外,辊在浴内的旋转导致粘合剂浴内的气泡形成,这导致泡沫的形成。该泡沫随后转移到凹版辊并且导致粘合剂不均匀分布在凹版辊表面上。这导致充满泡沫的粘合剂即使在刮去之后也因此被设置到基底上。此外,泡沫也收集在刮刀本身上,并且不容易移除或被移除。

此类凹版辊印刷方法的另一个问题在于从印刷辊沉积到基底上的流体(粘合剂)的量和分布极难控制,从而导致非常低效率的方法。另外,从凹版辊转印到基底表面期间的粘合剂的拉丝(即纤维化)量非常大。除了粘合剂图案本身的污染之外,这还导致粘合剂不规则施用到表面。据信,可能有利的是控制流体(例如,粘合剂)从凹版辊腔到邻近其表面的幅材或制品上的可再现施用。

一些方法可利用定位在凹版辊的右侧或左侧处的喷涂工具、槽式涂布机或一系列计量辊来代替浴。此类方法将一定量的粘合剂连续施用到凹版印刷辊表面上,使得设置在凹版辊的表面上的腔仅填充至一定程度。还可提供刮刀,以移除任何过量粘合剂。

即使使用具有或不具有用于移除过量粘合剂的刮刀的前述粘合剂涂敷系统,也已发现难以对凹版辊的所有腔提供所需量的粘合剂所必要的精度来施用粘性、粘稠和粘的粘合剂(例如,在所有腔的体积均相同时,使得每个腔包含等量的粘合剂)。特别是当所述方法在例如超过20m/min,或甚至超过100m/min,或甚至超过150m/min的高速下进行时(诸如通常在经济上可行的生产工艺中是必需的)正是如此。

此外,还需要将粘合剂加热至非常高的温度,以能够将其喷涂到凹版辊的表面上,并且粘合剂和辊的温度(或这些温度之间的差异)难以控制。此外,槽式涂布机通常导致所施用的粘合剂聚集在一起,从而试图使表面积最小化。这导致流体不均匀施用到凹版辊的表面。此外,由槽式涂布机施用的粘合剂趋于在施用之后“飞出”旋转凹版印刷辊的表面,尤其是当施用的粘合剂聚集在一起时和/或当其非常热和更粘时。

因此,显然需要提供改善的(连续的)高速方法来以克服与上文讨论的方法相关联的问题的方式将流体(例如粘合剂)材料施用到制品上。显然需要提供更精确且有效的方法来将包括粘合剂的材料施用到制品上,通常以成形设计从示例性凹版辊的表面施用到组装制品的表面。此类方法应当允许以均匀层的形式或以点的形式更均匀的施用流体,该点以每个点的活性物质量计具有均匀性。此外,此类方法应当导致由于粘性材料拉丝的污染水平的明显降低。这可有助于确保粘合剂或其他活性物质根据需要而被精确地施用。最终,此类方法应当为制品提供制品的表面上的更加均匀施用的流体的层或(点)图案。

此外,据信需要从凹版辊喷射流体,以使设置在流体的表面和凹版辊之间的任何内聚力最小化,以便减少从凹版辊转印到基底表面期间的粘合剂拉丝(例如纤维化)的任何效果。



技术实现要素:

本公开提供了一种用于提供流体到幅材和制品上的非接触式施用的装置。该装置包括凹版辊,该凹版辊具有带有设置在其外表面内的多个腔的中空旋转壳体以及带有设置在其中的中心孔和通道的静态圆柱形芯。该中心孔围绕静态圆柱形芯的轴线设置。该通道与中心孔流体连通并且与静态圆柱形芯的表面流体连通。该通道具有单个入口点和单个出口点并从中心孔延伸至静态圆柱形芯的表面。该通道能够将正压力从中心孔流体传递到静态圆柱形芯的表面。该中空旋转壳体围绕静态圆柱形芯设置并能够围绕静态圆柱形芯旋转。被设置在中空旋转壳体的外表面内的多个腔中的每个腔围绕静态圆柱形芯和轴线旋转,使得多个腔中的每个腔的一部分被定位成在静态圆柱形芯的表面处与通道接触并且与通道流体接合,并且正压力从中心孔流体传递通过通道并且从静态圆柱形芯的表面进入腔中。当正压力从中心孔流体传递通过通道并且从静态圆柱形芯的表面进入腔中时,设置在位于中空旋转壳体的外表面内的多个腔中的相应腔中的流体通过正压力从相应腔移除。

本公开还提供了一种用于提供流体到幅材和制品上的非接触式施用的装置。该装置包括凹版辊,该凹版辊具有设置在其外表面内的多个腔和设置在凹版辊内的中心孔。该凹版辊还包括设置在其中的多个通道。该多个通道中的每个通道与中心孔和多个腔中的相应腔流体连通。多个通道中的每个通道具有单个入口点、单个出口点并从中心孔延伸至多个腔中的相应腔。多个通道中的每个通道能够将正压力从中心孔流体传递至多个腔中的相应腔。该凹版辊围绕轴线设置并且能够围绕轴线旋转。该中心孔与轴线共延。设置在凹版辊的外表面内的多个腔中的每个腔以及与其流体连通的相应通道围绕轴线旋转至与凹版辊相邻的位置,使得正压力能够从中心孔流体传递通过多个通道的相应通道以及与其协同关联并与其流体接合的多个腔中的腔。当正压力从中心孔流体传递通过相应通道以及与其协同关联并与其流体接合的多个腔中的腔时,以及当相应腔邻近辊的表面设置而正压力从静态圆柱形芯的表面到辊的表面上时,设置在相应腔内的流体通过正压力从相应腔移除。

附图说明

图1为根据本公开的用于将活性物质非接触式印刷到幅材和制品上的示例性设备和方法的剖视图;

图2为根据本公开的示例性涂布机刀片和调节机构的透视图;

图3为根据本公开的用于将活性物质非接触式印刷到幅材和制品上的另一示例性设备和方法的剖视图,其具有示例性涂布机施用器;

图3A根据本公开的用于将活性物质非接触式印刷到幅材和制品上的另一示例性设备和方法的剖视图,其具有另一示例性涂布机施用器;

图4为根据本公开的用于将活性物质非接触式印刷到幅材和制品上的另一示例性设备和方法的剖视图;

图5为根据本公开的用于将活性物质非接触式印刷到幅材和制品上的另一示例性设备和方法的剖视图;

图5A为根据本公开的用于将活性物质非接触式印刷到幅材和制品上的另一示例性设备和方法的剖视图,其中示例性计量辊设置有与设置在示例性凹版辊的表面上的腔的图案互补的示例性表面;

图5B为图5A中的被标记为5B的区域的放大图;

图6为根据本公开的用于将活性物质非接触式印刷到幅材和制品上的另一示例性设备和方法的剖视图;

图7为示例性凹版辊的表面的示例性部分的平面图,该示例性凹版辊适于与根据本公开的用于将活性物质非接触式印刷到幅材和制品上的设备和方法一起使用;

图8为示例性凹版辊的表面的另一示例性部分的平面图,该示例性凹版辊适于与根据本公开的用于将活性物质非接触式印刷到幅材和制品上的设备和方法一起使用;

图9为示例性凹版辊的示例性表面的部分截面图,该示例性凹版辊适于与根据本公开的用于将活性物质非接触式印刷到幅材和制品上的设备和方法一起使用,其示出了操作性地联接至凹版单元并与凹版单元流体连通的单个通道;

图10为示例性凹版辊的另一示例性表面的部分截面图,该示例性凹版辊适于与根据本公开的用于将活性物质非接触式印刷到幅材和制品上的设备和方法一起使用,其示出了操作性地联接至凹版单元并与凹版单元流体连通的多个通道;

图11为示例性凹版辊的另一示例性表面的部分截面图,该示例性凹版辊适于与根据本公开的用于将活性物质非接触式印刷到幅材和制品上的设备和方法一起使用,其示出了操作性地联接至凹版单元并与凹版单元流体连通的单个通道,多个子通道操作性地联接至凹版单元并与凹版单元流体连通;

图12为示例性凹版辊的另一示例性表面的部分截面图,该示例性凹版辊适于与根据本公开的用于将活性物质非接触式印刷到幅材和制品上的设备和方法一起使用,其示出了操作性地联接至贮存器并与贮存器流体连通的单个通道,该贮存器操作性地联接至凹版单元并与凹版单元流体连通;

图13为根据本公开的用于将活性物质非接触式印刷到幅材和制品上的另一示例性设备和方法的剖视图;

图14为根据本公开的用于将活性物质非接触式印刷到幅材和制品上的另一示例性设备和方法的剖视图;并且,

图15为根据本公开的用于将活性物质非接触式印刷到幅材和制品上的另一示例性设备和方法的剖视图。

具体实施方式

本公开的方法提供了一种用于将流体或其他活性物质优选地包含粘合剂的流体施用到下列物质上的方法:幅材、和/或制品、和/或一系列制品、和/或一卷制品、和/或(一卷或一系列)吸收制品、和/或其防粘带(本文中各自独立地或统称为一系列制品或制品的幅材)。此类所述方法显然适用于流体材料的连续转印。因此,制品优选为一系列连续的制品或一卷制品。如本文所用,“一系列制品”是指制品为不同的并且为独立的。此类制品系列可共同伸长。如本文所用,“一卷制品”是指连接并在稍后阶段中分离成独立的制品的制品。可设想施用到此类系列制品或一卷制品上的任何流体连续地并以连续的速度施用到环状旋转表面(诸如凹版辊)的表面上,并且然后连续地并以连续的速度转印到系列制品或一卷制品的表面上。

不希望受理论的束缚,据信本文所述的方法(具体地当所述方法表现出上述连续性质时)具有至少20m/min,更优选地至少100m/min,或甚至至少150m/min,或至少约600m/min的加工速度。不希望受理论的束缚,据信本文所述的方法可施用流体使得流体以每表面积高点上量施用,优选地至少10g/m2,优选地至少20g/m2、或甚至至少40g/m2

如果流体以一定图案施加,则通过测量给定图案内施加的流体量(排除任何未覆盖区域)并且随后计算覆盖区域的平均量(并且任选地转换成g/m2)来获得每面积的点上量。例如,如果期望的施用图案提供覆盖有流体的点的50%的给定表面和不覆盖有流体的50%的给定表面,则总表面的平均每面积重量为每面积的点上重量的一半。如果流体施用并且覆盖制品的整个表面区域,则总表面的平均每面积重量等于点上区域的每面积重量。

本文所述的方法可利用多种不同的涂覆设备。在任何方面,每个不同的涂覆设备以多个珠的形式施用流体(本文中也称为活性物质、粘合剂、以及任何类似的描述性术语)。基本上,每个涂覆设备提供具有被定位成邻近第一工具的外表面或与第一工具的外表面接触接合的至少一个施用器的单元(呈挤出机、喷雾头、计量辊等的形式)。

第一工具可作为凹版施用器、凹版状辊施用器提供。如本领域技术人员将理解的,凹版辊施用器是一种凹版印刷工艺,其涉及将期望的图像雕刻到辊施用器的表面上(在行业内也称为图像载体)。凹版辊通过提供待通过雕刻方法印刷的雕刻图像形成,该雕刻方法在圆筒表面上形成凹穴(即,小孔、腔、凹陷等)。这些小孔将包含待转印到待涂覆表面上的流体。腔的深度可在10μM至500μM的范围内。

如图1所示,涂布机施用器100优选以连续流的形式或以多个离散珠的形式将流体110沉积到经雕刻的凹版辊200的表面上。优选地,涂布机施用器100方法是连续的,并且涂布机施用器100连续施用流体110,这可在凹版辊200上形成连续的珠。涂布机施用器100可作为具有多个施用器例如多个挤出机的单元提供。在一个实施方案中,涂布机施用器100可通过具有多个开口的管芯来挤出流体110。涂布机施用器100可被定位成使得重力可帮助流体110沉积在凹版辊200的表面230上。

凹版辊200的表面可涂覆有提供与至少60°或至少80°的流体110的接触角的材料。如果凹版辊200的表面230具有设置在其中的腔210,则涂层可既存在于相邻腔210之间又存在于腔210中。此类材料可包括多氟化聚合物,该多氟化聚合物包括类似于购自DuPont的Teflon的化合物,或者购自Nanosol GmbH的NF(3)。

本公开的预期方法提供粘合剂对吸收制品的施用。因此,粘合剂可施用在吸收制品的底片上或保护性防粘纸上,该保护性防粘纸可在将吸收制品粘附到衣服上之前被用户移除。因此,本文的流体110可为可印刷的任何材料。本文所述的设备和方法可非常有利于印刷粘的和/或发粘的材料。这可包括具有大于0.1N/cm、或大于0.2N/cm、或大于0.4N/cm的防粘力的材料。这是活性材料以20g/cm2的平均基重施用到表面上时的防粘力,如下文所述。当然,流体110可以不同量被施用在制品上或幅材上,如下文所述。流体110可具有在20℃下的小于100,000Pa、或小于50,000Pa、或小于20,000Pa的弹性模量G'。流体110可具有在小于60℃、或小于40℃、或小于30℃、或小于20℃、或小于10℃温度范围内的从10Pa增加至10,000Pa的弹性模量G',其中当流体110从熔融状态到固体状态时发生转变。流体110的适合材料可具有在20℃下的大于0.5、或大于1.0、或大于1.5的损耗角正切tanδ(G"/G')。另外,流体110的适合材料可具有在20℃下的小于35mN/m、或小于25mN/m的表面能。流体110可具有在工艺温度下的大于100mPa·s、或大于200mPa·s,并且优选地小于5000mPa·s、或小于2500mPa·s、或小于1500mPa·s、或小于1000mPa·s、或小于800mPa·s的粘度。流体110在20℃下可为固态。

热熔性粘合剂可为特别有用的。热熔性粘合剂一般可包括热塑性基体材料、增粘树脂、矿物油、蜡、或其混合物。热熔性粘合剂可具有约80℃或约100℃的最小熔融温度。在任何方面,热熔性粘合剂应当保持粘附性能,直至丢弃一次性吸收制品。粘合剂可包括LAX307NE和LAX3013NE(购自Savare')、Lunatack BD160(购自Fuller)、和National 134593A(购自National Starch)。适用于本公开的装置和方法的其他流体110可包括疏水剂、洗剂、表面活性剂、和抗微生物剂。

涂布机施用器100可沿凹版辊200的周边而被定位在任何点处。在图1所示的实施方案中,涂布机施用器100被定位在凹版辊200的顶部处并且按照惯例仅定位在0°处。然而,本领域技术人员可将涂布机施用器100定位在45°与315°之间,优选地10°与350°之间,或因此定位在0°处。

在一个实施方案中,涂布机施用器100可将多于2个小珠施用到凹版辊200的表面230上,通常至少4个、或甚至至少5个、或甚至至少8个、或甚至至少12个。沉积到凹版辊200的表面230上的流体110的确切量可取决于凹版辊200的宽度,在凹版辊200的表面230上施用期间的流体110的粘度,和/或流体110通过涂布机刀片300在凹版辊200的表面230上的铺展性。

可能优选的是节距(在凹版辊200的宽度方向上,设置在凹版辊200的表面230上的一个流体珠110的中间到下一个流体珠110的中间之间的最短距离)小于20mm,优选地小于15mm,或甚至小于10mm,或甚至小于5mm,但优选地大于100微米,或甚至大于500微米。

在一个实施方案中,形成涂布机施用器100的施用器的开口可具有任何形状。因此,开口可为圆形、方形、菱形、矩形、三角形、以及它们的组合。

涂布机施用器100优选通过具有热控制的加热元件来加热,以确保由涂布机施用器100施用到凹版辊200的表面230的流体110的恒定温度。可能优选的是流体110例如在介于70℃和250℃之间,或甚至200℃,或甚至80℃至190℃,或甚至至170℃,或甚至100℃,或甚至110℃至160℃的温度下被施用。确切温度可取决于在本公开的方法中施用的或用本公开的设备施用的流体110的(温度依赖性)粘度特征和/或弹性特征。

如本领域技术人员将理解的,在挤出过程中可将压力施加到涂布机施用器100上,使得流体110通过该压力帮助离开涂布机施用器100。例如,涂布机施用器100可提供包含待施用的活性物质的单元,其处于特定压力下并且迫使流体110通过单独的开口,例如通过具有开口的模具,或通过涂布机施用器100的单独的施用器管。所施加的压力还可有利地有助于根据凹版辊200的表面积施用所需量的流体110。本领域技术人员将理解,如果凹版辊200的表面速度变化,则可调节施加动涂布机施用器100的压力。

在一个实施方案中,涂布机施用器100可设置在相对于凹版辊200的表面230的固定位置和/或取向中。在此类位置和/或取向中,涂布机施用器100可将恒定的连续量的流体110施用到凹版辊200的表面230上。另选地,具有往复运动(即,往复运动)的涂布机施用器100可用于特定应用中,在所述应用中,例如设置在凹版辊200的表面230上的腔图案需要流体110的间歇供应。

图1的凹版辊200可具有所需工艺所需的任何尺寸。优选具有环形表面的凹版辊200,并且因此其适合作为可旋转/旋转工具。凹版辊200的一个实施方案可以旋转带的形式提供,然而,凹版辊200通常以圆筒形轧辊的形式提供。可旋转凹版辊200可以任何需要的表面速度旋转。凹版辊200的示例性表面速度为至少10m/min、100m/min、或更大。就这点而言,凹版辊200的表面230的长度(即,凹版辊200的一次旋转的长度)和凹版辊200的直径以及凹版辊200的表面速度可根据本领域技术人员需要进行调节,如所述方法可能需要的。示例性凹版辊200直径可在50mm和3000mm、或100mm和800mm的范围内。

凹版辊200可具有任何宽度。所需宽度可取决于待被流体110涂覆的制品的尺寸或甚至待同时被流体110涂覆的制品数。

通常,凹版辊200以辊和涂布机施用器100的形式提供,涂布机刀片300和辊400围绕凹版辊200轨道式定位。在一个实施方案中,涂布机施用器100邻近凹版辊200的顶部定位,涂布机刀片300设置成经过凹版辊200的最低位置(如在凹版辊200的旋转方向上可见的),并且辊400经过涂布机刀片300,如下文所述。

如图1所示,示例性凹版辊200优选为凹版或凹版状印刷辊,其具有设置在其表面230内的腔210(本文中也称为小孔、凹版等)。小孔210用于接收流体110。凹版或腔210可具有任何尺寸。然而,应当理解腔210可具有节距,该节距可小于由涂布机施用器100施用到凹版辊200的表面230上的小珠的节距。在一个实施方案中,节距可小于2mm,或者小于1mm。在一个实施方案中,单个腔210的宽度或直径在0.1mm至1.8mm的范围内。腔210可具有在10微米到500微米范围内的深度。凹版辊200的表面优选地涂覆有提供与流体110的至少60°、或至少70°、或至少80°的接触角的材料。

在一个实施方案中,如果凹版辊200具有设置在其表面上的腔210,则流体110可既存在于相邻腔210之间又存在于腔210内。

凹版辊200可通过加热元件和温度控制的结合来加热。在设置在凹版辊200的表面230上时,对凹版辊200提供热可确保流体110保持在期望的温度下。如果需要,流体110的温度可在期望目标温度的期望范围内通常在5℃内被提供。凹版辊200可具有一定温度,使得凹版辊200或凹版辊200的至少表面230具有高于离开涂布机施用器100的流体110的温度(并且因此通常高于最初施用到凹版辊200的表面230时涂布机施用器100的温度)的至少5℃、或至少10℃、或至少20℃的温度。当用于本文时,“工艺温度”是指凹版辊200的表面230的温度。

不希望受理论的束缚,据信所述工艺和设备完全能够从设置在凹版辊表面上的腔喷射流体,从而使设置在流体和凹版辊的表面之间的任何内聚力最小化。不希望受理论束缚,据信这可减少在从设置在凹版辊的表面上的腔转印到基底表面期间粘合剂拉丝(即,纤维化)的任何效果。本领域技术人员将理解的实现这种期望结果的一种方式可以是向相应腔提供超过在腔和设置在其中的流体之间设置的粘附力的射出力(以正压力的形式)。此外,据信技术人员还可通过进一步降低凹版辊表面和设置在其上的任何腔的表面能来降低流体表面与凹版辊表面之间的任何内聚力。

如图1和2所示,凹版辊200的壳体250的表面230可与涂布机刀片300接触。涂布机刀片300可接触凹版辊200的壳体250的表面230,使得在与壳体250接触的点处,涂布机刀片300与壳体250的切线340的角度330在4度和45度之间,或在15度和30度之间。通过使用连接到经由支架370连接到刀片300的枢轴360的空气活塞350,可使由涂布刀片300施加到壳体250上的压力保持恒定。涂布机刀片300铺展挤出的流体220(在图2中未示出,但参见图1)并且还将挤出的流体220推入设置在凹版辊200的壳体250内的腔中(图2中未示出,但参见图1)。

凹版辊200的切线(即,垂直于凹版辊200的轴线的线)与涂布机刀片300之间的角度可在介于5°和40°之间,或介于10°和35°之间,或介于15°和30°之间的范围内。如果凹版辊200移动(例如,围绕轴线240旋转),则涂布刀片300不移动。当凹版辊200移动时,涂布机刀片300相对于凹版辊200的角度为在凹版辊200自其移动的一侧(例如运动方向的相对侧)上的设置在切线和涂布刀片300之间的角度。应当理解,涂布机刀片300相对于凹版辊200的角度可为介于切线和仅涂布机刀片300与凹版辊200的表面230接触的部分之间,或者介于切线与作为整体的涂布机刀片300之间。例如,涂布机刀片300可具有弯曲顶部部分,并且仅该顶部部分具有如上限定的相对于凹版辊200的表面300的切线的角度。在一个实施方案中,涂布机刀片300为线性的并且刀片作为整体具有如上限定的相对于凹版辊200的表面230的切线角度。

对于弯曲的凹版辊200,通常为圆筒或辊,该角度是介于涂布刀片300与相对于凹版辊200的表面230的切线之间的角度。该切线一般应理解为在与涂布刀片300接触的点处擦过凹版辊200的弯曲表面并垂直于凹版辊200的半径的线。如果凹版辊200的表面是平坦的,则切线是凹版辊200的表面。

涂布机刀片300可被设置成在凹版辊200的表面230上提供恒定压力。涂布机刀片300可在表面230上施加至少600N/m、或至少700N/m、或甚至1000N/m的恒定压力或力/长度。另外,涂布刀片300可以可操作地连接到单元,该单元通过使用枢轴或弹簧来控制由涂布机刀片300在表面230上提供的力/长度。

涂布机刀片300的长度可根据该工艺的需要而有所不同。然而,本领域技术人员将理解可能有利的是保持涂布刀片300的长度相对短,例如1cm至20cm,或甚至5cm至15cm,以提供更精确和/或恒定的施加于凹版辊200上的力/长度。此外,当凹版辊200以辊的形式提供时,从凹版辊200的旋转方向观察,涂布刀片300可被定位成经过凹版辊200的最低点。通过涂布刀片300从表面230移除的任何过量流体可再循环重新用于涂覆过程中和/或从该方法移除,在应用可能需要时和/或在挤出流体220中存在任何污染时。

再次参见图1,凹版辊200可以壳体250形式提供。壳体250可具有各自形成介于壳体250的内表面和外表面之间的通道的多个(包括任何数)的腔210。这些腔210可被布置成形成待印刷到幅材或制品500上的图案,或可随机布置以便产生斑驳状、斑点状、或斑点纹状效果。通过将成排的多组腔210足够紧密地放置一起以形成连续的线或块,可在表面230上设置腔210的尺寸和间距。

设置在壳体250内的是静态圆柱形芯260。静态圆柱形芯260可通过一片聚四氟乙烯(PTFE)与壳体250分开,该聚四氟乙烯片用于形成壳体250的轴承或轴承表面的双重目的并提供密封材料,以有助于防止流体110在壳体250和静态圆柱形芯260之间渗出。在一个实施方案中,密封材料可围绕静态圆柱形芯260,除了平行于凹版辊240和静态圆柱形芯260的轴线240延伸的狭窄间隙280之外。间隙280与设置在壳体250内并与中心孔290连通的一排径向设置的腔210一致。中心孔290可与轴线240共延或者围绕轴线240设置并设置成与正压力源流体传递。

正压力源可由计量泵驱动,该计量泵以与表面250的旋转速度成比例的速度被驱动。因此,向由中心孔290、通道270和间隙280形成的歧管提供正压力的速率与壳体250、辊400或幅材或制品500的旋转速度成比例,通过改变计量泵的速度和表面230速度之间的关系,可容易地调节设置在腔210内的流体100的出口速率。

在壳体250围绕凹版辊200的轴线240旋转时,腔210各自相继地与通道270对准,该通道270被布置成使得腔250的外端邻近辊400的接触在其附近设置的幅材或制品500的区域。另选地,该方法可能不需要和/或使用辊400。在这种情况下,幅材或制品500可以相对于凹版辊200的表面230的任何期望角度直接邻近表面230定位。在这种情况下,在壳体250围绕凹版辊200的轴线240旋转时,腔210各自相继地与通道270对准,该通道270被布置成使得腔250的外端邻近幅材或制品500。

因此,当壳体250围绕轴线240和静态圆柱形芯260旋转时,正压力通过通道270从中心孔290注射穿过间隙280并进入每个腔210中,从而使设置在其中的任何挤出流体220(以液滴或聚集体310的形式)以由腔210的布置确定的图案而被转移到幅材或制品500上。辊400可被定位成使得幅材或制品500以介于30°和70°之间或介于32°和45°之间的出口角围绕辊400旋转。此外,辊400可连接到或包括可操作地连接到辊400的表面的负压力源,诸如真空装置,诸如真空泵或真空室,使得在旋转期间辊400促使流体110的液滴或聚集体310和/或幅材或制品500到辊400上或朝向辊400。

相对于壳体250的速度、腔210的尺寸、以及与每个腔210一起设置的流体110的性质,由每次通过腔250注射到幅材或制品500上形成的压印的尺寸和深度由通过中心孔290计量到通道270中和通过间隙280计量到相应腔210中的正压力的量和压力来确定。这些因素可相互调节,以获得期望的结果。在选择腔210的直径时需要牢记注意,如果凹版辊200的壳体250以高圆周速度操作,则存在除了流体与通道270和间隙280对齐时之外的流体110多次从腔210喷射的危险。如果腔210较大,则可加剧这种趋势。在适当的腔210尺寸情况下,在目前考虑下在任何生产速度下都不应出现问题。该装置的优点在于其操作速度在宽范围内变化以适应生产要求或布置在其上游或下游的其他装置的操作速率,但不显著影响其性能。

在另选的构造(未示出)中,可省略P.T.F.E.片,并且辊壳体250可由尼龙或其他合成塑性材料形成。在另一变型中,静态圆柱形芯260可由尼龙或其他合成塑性材料形成。然而,应注意,在不同材料用于静态圆柱形芯260和壳体250的情况下,应注意确保两个部件的不同热膨胀不导致它们之间的粘结。

还应当理解,尽管上述静态圆柱形芯260的构造对于与相对小长度和直径的壳体250一起使用而言是令人满意的,但期望将具有较大直径和较长壳体250的较轻构造用于静态圆柱形芯260。因为静态圆柱形芯260的主要目的仅是限定歧管,通过所述歧管正压力源从中心孔290流体传递通过通道270和间隙280并进入设置在凹版辊200的壳体250的表面230内的腔210中,所以在实施方案中被描述用于对壳体250提供附加支撑的第二功能的情况下,应当理解,可根据需要采用广泛不同的构造。

如图3所示,凹版辊200A可具有成流体110A浴形式的涂布机施用器100A。在操作时,凹版辊200A(即,壳体250A)围绕轴线240和静态圆柱形芯260旋转穿过被设置在涂布机施用器100A内的流体110A。涂布机施用器100A将流体110A诸如粘合剂施用到凹版辊200A的壳体250A的表面230A上,使得流体110A至少设置在每个腔210A内,该腔设置在壳体250A的表面230A上。

指示凹版辊200A的壳体250A的旋转方向,并且以作为凹版辊200A的横截面的圆的度数来指示涂布机施用器100A、涂布机刮刀300A和辊400的位置。图3中所示的涂布机施用器100A被定位在凹版辊200A的底部处,并且仅出于参考目的,因此定位在180°。涂布机可设置在任何位置处,前提条件是其在旋转方向上在涂布机刀片300A和辊400的位置之前。

在壳体250A围绕凹版辊200A的轴线240旋转时,正压力源被供应到由中心孔290、通道270和间隙280形成的歧管。继而,每个腔210A相继与通道270和间隙280对齐,使得在壳体250A围绕轴线240和静态圆柱形芯260旋转时,正压力通过通道270从中心孔290注射通过间隙280并进入每个腔210A中,从而使设置在其中的任何挤出流体220(以液滴或聚集体310的形式)以由腔210A的布置确定的图案转移到幅材或制品500上。

如图3A所示,凹版辊200A可具有呈流体110A’浴形式的涂布机施用器100A’。在操作时,凹版辊200A(即,壳体250A)围绕轴线240和静态圆柱形芯260旋转通过设置在涂布机施用器100A’内的流体110A’。流体110A被定位在凹版辊200A(即,壳体250A和涂布机施用器100A')之间,经由通道440从涂布机施用器100A'外的位置到凹版辊200A(即壳体250A)和涂布机施用器100A'之间的位置。涂布机施用器100A’将流体110A’诸如粘合剂施用到凹版辊200A的壳体250A的表面230A上,使得流体110A’至少设置在每个腔210A内,所述腔设置在壳体250A的表面230A上。

指示凹版辊200A的壳体250A的旋转方向,并且以作为凹版辊200A的横截面的圆度数指示涂布机施用器100A’、第一涂布机刮刀300A’、第二涂布机刮刀300A”和辊400的位置。图3A中所示的涂布机施用器100A’定位在凹版辊200A的底部处,并且仅出于参考目的,因此定位在180°。涂布机100A’可设置在任何位置处,前提条件是其在旋转方向上在第一涂布机刀片300A’、第二涂布机刀片300A”和辊400的位置之前。

在壳体250A围绕凹版辊200A的轴线240旋转时,正压力源被供应到由中心孔290、通道270和间隙280形成的歧管。继而,每个腔210A相继与通道270和间隙280对齐,使得在壳体250A围绕轴线240和静态圆柱形芯260旋转时,正压力通过通道270从中心孔290注射穿过间隙280并进入每个腔210A中,从而使设置在其中的任何挤出流体220(以液滴或聚集体310的形式)以由腔210A的布置确定的图案转移到幅材或制品500上。

如图4所示,凹版辊200B可具有呈喷雾施用器110B形式的涂布机施用器100B。在操作时,凹版辊200B(即,壳体250B)围绕轴线240和静态圆柱形芯260旋转通过由喷涂施用器100B而被设置在壳体250B上的流体110B。喷雾施用器100B将流体110B诸如粘合剂施用到凹版辊200B的壳体250B的表面230B上,使得流体110B至少设置在每个腔210B内,所述腔设置在壳体250B的表面230B上。

指示凹版辊200B的壳体250的旋转方向,并且以作为凹版辊200B的横截面的圆的度数指示喷雾施用器100B、涂布机刮刀300B和辊400的位置。图4中所示的喷雾施用器100B定位在凹版辊200B的顶部处,并且仅出于参考目的,因此定位在0°。本领域技术人员可意识到喷雾涂布机100B可设置在任何位置处,前提条件是其在旋转方向上在涂布机刀片300B和辊400的位置之前。

就上述实施方案而言,在壳体250B围绕凹版辊200B的轴线240旋转时,正压力源被供应到由中心孔290、通道270和间隙280形成的歧管。继而,每个腔210B相继与通道270和间隙280对齐,使得在壳体250B围绕轴线240和静态圆柱形芯260旋转时,正压力通过通道270从中心孔290注射穿过间隙280并进入每个腔210B中,从而使设置在其中的任何挤出流体220(以液滴或聚集体310的形式)以由腔210B的布置确定的图案转移到幅材或制品500上。

如图5所示,凹版辊200C可具有呈一系列计量辊100C'、100C”和100C’”的形式的涂布机施用器100C(对于存在的涂布机施用器100C的计量辊数没有限制)。在操作时,凹版辊200C(即,壳体250C)围绕轴线240和静态圆柱形芯260旋转,并且由涂布机施用器100C通过一系列计量辊中的最后一个计量辊(在本文提供的示例性实施方案中-100C’”)而涂覆有流体110C。涂布机施用器100C将流体110C诸如粘合剂施用到凹版辊200C的壳体250C的表面230C上,使得流体110C设置在壳体250C的表面上,并且至少设置在每个腔210C内,所述腔设置在壳体250C的表面230C上。

就上述实施方案而言,指示凹版辊200C的壳体250C的旋转方向,并且以作为凹版辊200C的横截面的圆的度数指示涂布机施用器100C、涂布机刮刀300C和辊400的位置。图5中所示的涂布机施用器100C定位在凹版辊200C的顶部处,并且仅出于参考目的,因此定位在0°。本领域技术人员可意识到涂布机施用器100C可设置在任何位置处,前提条件是其在旋转方向上在涂布机刀片300C和辊400的位置之前。

在壳体250C围绕凹版辊200C的轴线240旋转时,正压力源被供应到由中心孔290、通道270和间隙280形成的歧管。继而,每个腔210C相继与通道270和间隙280对齐,使得在壳体250C围绕轴线240和静态圆柱形芯260旋转时,正压力通过通道270从中心孔290注射穿过间隙280并进入每个腔210C中,从而使设置在其中的任何挤出流体220(以液滴或聚集体310的形式)以由腔210C的布置确定的图案转移到幅材或制品500上。

如图5A所示,凹版辊200C可具有呈一系列计量辊100C'、100C”和100C’”的形式的涂布机施用器100C’(对于存在的涂布机施用器100C’的计量辊数没有限制)。在该实施方案中,最终计量辊100C””可具有包括设置在其表面上的多个突起420的表面。如图5A和5B所表示的,据信,设置在最终计量辊100C””的表面上的多个突起420中的每个突起可被设置成对应于设置在壳体250C的表面230C上的相应腔210C。在操作时,包括涂布机施用器100C的计量辊可最终将流体110C设置在每个突起420上,该突起设置在最终计量辊100C””上。然后可将设置在每个突起420上的流体110C转印到设置在与其协调相关的壳体250C的表面230C上的相应腔210C中。

在操作时,凹版辊200C(即,壳体250C)围绕轴线240和静态圆柱形芯260旋转,并且由涂布机施用器100C’,通过一系列计量辊中的最后一个(在本文提供的示例性实施方案中-最终计量辊100C””)涂覆有流体110C。涂布机施用器100C'将流体110C诸如粘合剂从设置在与其协调相关的最终计量辊100C””的表面上的相应突起420直接施用到相应腔210C中,使得流体110C设置在每个腔210C内,该腔设置在壳体250C的表面230C上。

就上述实施方案而言,指示凹版辊200C的壳体250C的旋转方向,并且以作为凹版辊200C的横截面的圆的度数指示涂布机施用器100C’和辊400的位置(涂布机刀片300不是必需的)。图5A和5B中所示的涂布机施用器100C’定位在凹版辊200C的顶部处,并且仅出于参考目的,因此定位在0°。本领域技术人员可意识到涂布机施用器100C’可设置在任何位置处,前提条件是其在旋转方向上在辊400的位置之前。

在壳体250C围绕凹版辊200C的轴线240旋转时,正压力源被供应到由中心孔290、通道270和间隙280形成的歧管。继而,每个腔210C相继与通道270和间隙280对齐,使得在壳体250C围绕轴线240和静态圆柱形芯260旋转时,正压力通过通道270从中心孔290注射穿过间隙280并进入每个腔210C中,从而使设置在其中的任何挤出流体220(以液滴或聚集体310的形式)以由腔210C的布置确定的图案转移到幅材或制品500上。

如图6所示,凹版辊200D可具有任何类型的涂布机施用器100D。据信,本领域技术人员可提供呈槽式挤出机、喷雾涂布机形式或甚至以一系列计量辊形式的涂布机施用器100D。在操作时,凹版辊200D围绕轴线240旋转,并且通过涂布机施用器100D涂覆有流体110D。涂布机施用器100D将流体110D诸如粘合剂施用到凹版辊200D的表面230D上,使得流体110D设置在表面230D上,并且至少设置在每个腔210D内,所述腔设置在凹版辊200D的表面230D上。

如图所示,凹版辊200D具有中心纵向轴线240,凹版辊200D可围绕中心纵向轴线旋转。凹版辊200D还可包括用于将正压力从凹版辊200D的内部区域(例如中心孔290)传输到设置在表面230D上的腔210D的通道270D的网络。每个通道270D可细分成多个子通道270E。在一个实施方案中,通道270D可与在接头380处从通道270D延伸的一个或多个子通道270E相关联。每个通道270E可与一个或多个子通道270E相关联。在一个实施方案中,通道270D可分成一系列子通道270E。通道270D和子通道270E可各自为包封的大致圆柱形元件,其具有沿其相应长度的大致均匀的横截面。

通道270D可通过任何合适的方式相关联,诸如胶合、焊接或类似的附接操作,或可彼此整体形成、或它们的组合。另外,通道270D之间的每个相关联点可包括接头380。可形成接头380,以提供一个通道270D到另一个通道的平滑过渡以便防止湍流。平滑过渡可例如通过将接头380的边缘倒圆或者关联通道270D使得它们不端对端对齐形成锋利边缘(例如,90度角)来实现。换句话讲,通道270D可远离其端部的一个或两个端部而被关联。本领域技术人员将认识到如何设计接头380以实现期望的流动。

仍然参见图6,通道可在与中心孔290连通、流体接合的入口处开始,并且在进入设置在凹版辊200D内的腔210D中的点处终止。正压力可流动穿过通道270D和/或任何相关联的子通道270E,在与中心孔290流体传递的点处进入,从中心孔290行进通过通道270D和子通道270E(如果有的话)到达相应腔210D的流体出口点。中心孔290可与一个或多个通道270D流体连通,并且每个通道270D可与至少一个腔210D流体连通。在一个非限制性示例中,每个通道270D与一个腔210D流体连通。在另一个非限制性示例中,每个通道270D与至少两个腔210D流体连通。在另一个非限制性示例中,一个通道270D与一个或多个子通道270E流体连通,并且每个子通道270与一个或多个腔210D流体连通。通道270D和/或子通道270E的网络可类似于一个或多个树,其由通道270D开始并且可以基本上径向方式通过至少一个腔210D延伸到凹版辊200D的表面230D(直接或穿过一个或多个子通道270E)。

通道270的给定网络可继续划分,使得给定的单独“树”具有n个分支水平,其中n为整数,并且开始水平,水平0在初始通道270D与中心孔290相关联时出现。在非限制性示例中,通道270D的网络可根据构造理论和/或血管标度律进行划分,诸如在Kassab、Ghassan S.,“Scaling Laws of Vascular Trees:of Form and Function”,Am.J.Physiol.Heart Cir.Physiol,290:H894-H903,2006中公开的那些。

进入相应腔210D中的任何特定通道270D的出口(如图7和9所示),进入相应腔210E中的多个通道270D的出口(如图8和10所示)、或进入相应腔210D中的多个子通道270E的出口(如图8和11所示)可为具有任何尺寸或形状的开口,其适于允许正压力以受控方式离开通道270D或子通道270E,如由该方法的各种要求所述的,该方法要求设置在腔210内的流体110D的出口,流体110D沉积于其上的幅材或制品500,以及幅材或制品500上的流体110D的量和布置,其全部可由本领域技术人员预先确定。在一个非限制性示例中,设置在通道270D或子通道270E内的正压力进入腔210D中的出口点可具有至少10的纵横比。纵横比通常是进入腔210A中出口点的深度(在z方向上)与位于进入腔210A中的出口点的x-y平面中的尺寸或直径之间的比率。通过限制进入腔210D中的正压力的面积,可更精确地控制流体的流动和/或流体沉积。

另外,可能有利的是提供进入腔210D中的入口点和来自相应通道270D或连续的子通道270E的正压力的出口点,即相应通道270D或子通道270E简单地终止于进入相应腔210D的内部中的开口处。

如图12所示,还可能有利的是提供一个或多个通道270D或子通道270E的一个或多个出口点,以进一步包括贮存器390。为了将正压力供应给一个或多个腔210D,正压力被收集在贮存器390的内部中。贮存器390可呈适于将正压力供应给一个或多个腔210D的任何形状。适合的形状的非限制性示例包括立方体、多边形、棱柱形、圆形、或椭圆形。如图7的示例性凹版辊200D的表面的示例性部分中可见的,贮存器可适当地适于向设置在凹版辊200D的表面230D上的给定空腔210D内的一个或多个点提供正压力。

如图12所示,储存器390可具有第一侧面和与第一侧面基本上相对的第二侧面。第一侧面可与通道270D、多个通道270D、或多个子通道270E相关联。第一侧面还可包括正压力可通过其进入的单个入口点。第二侧面可与腔210D相关联或整合。在一个实施方案中,第二侧面可包括用作从贮存器390进入腔210D中的出口点的多个离散的开口。换句话讲,贮存器390的内部可为至少部分中空的,并且贮存器390的第二侧面可为部分实心的,使得可在其中形成与腔210D共边的开口。

令人惊奇的发现适合的凹版辊200D诸如图6中所述的凹版辊可以一体成型构造的形式来制造。此类一体成型构造通常能够通过使用任何形式的(包括任何已知的)增材制造技术一次一层来构建部件,该增材制造技术包括但不限于SLA/立体光刻、SLM/选择性激光熔化、RFP/快速冷冻成型、SLS/选择性激光烧结、SLA/立体光刻、EFAB/电化学制造、DMDS/直接金属激光烧结、/激光工程化净成形、DPS/直接光成型、DLP/数字光处理、EBM/电子束加工、FDM/熔融沉积制造、MJM/多相喷射成型、LOM/层压物体制造、DMD/直接金属沉积、SGC/掩模固化法、JFP/喷射光聚合物、EBF/电子束制造、LMJP/液体金属喷射印刷、MSDM/模具形状沉积制造、SALD/选择区激光沉积、SDM/形状沉积制造、以及它们的组合等。然而,如本领域技术人员将认识到的,可使用任何形式的增材制造技术通过将它们与本领域技术人员已知的其他技术诸如铸造组合来构造此类一体成型凹版辊200D。作为非限制性示例,可将特定凹版辊200D格式所需的“反转辊”或期望的通道270D和/或子通道270E加工成形,并且然后可围绕期望的通道构造物浇铸期望的凹版辊200D材料。如果通道构造物由中空通道制成,则可形成凹版辊200D。该方法的非限制性变型可为由可溶性材料制备通道构成物,一旦浇铸件硬化,该可溶性材料然后可溶解以形成凹版辊200D。

在又一非限制性示例中,凹版辊200D的部分可独立地加工成形并组合成最终凹版辊200D组件。这可有利于对凹版辊200D的部件进行组装和修复工作(诸如涂布、机加工、加热等等),然后将它们组装在一起以制备完全接触的印刷系统,诸如凹版辊200D。在此类技术中,可将在本公开范围内的同样大小的凹版辊200D的两个或更多个组件组合成单个整体部分。

作为非限制性示例,具有多个通道270D、子通道270E和/或多个储存器390的凹版辊200D可作为整体组件制造。此类构造可提供用于形成所需回路的有效形式,该回路形成通路270D和/或子通道270E而不具有多部分接合和密封的复杂性。如图6所示,所得的凹版辊200D可提供正压力到期望腔210D中的流体传递,该期望腔原位制造以包括一体化结构。如图12所示,每个通道270D和/或子通道270E可具有在相应腔210D和/或凹版辊200D表面230D下方的单独成形的贮存器390的多个出口。

另选地,并且作为另一非限制性示例,凹版辊200D可简单地被构造成一体成形结构,其中流体连通原位制造以包括一体化结构,该一体化结构可包括通道270D、子通道270E、和/或贮存器390。然后可提供一个或多个通道270D和/或子通道270E,以将正压力从中心孔290流体传递到腔210D,但不需要单独成形的贮存器390,而是设置在凹版辊200D的表面230D上的每个腔210D可直接取自任何单个通道270D或子通道270E,该单个通道270D或子通道270E的进入设置在凹版辊200D的表面230D上的期望腔210D中的远端开口具有凹版辊200D的表面230D上的期望尺寸和位置。

如图13所示,凹版辊200F可具有任何类型的涂布机施用器100F。据信,本领域技术人员可提供呈槽式挤出机、喷雾涂布机形式或甚至以一系列计量辊形式的涂布机施用器100F。在操作时,凹版辊200F围绕轴线240旋转,并且通过涂布机施用器100F涂覆有流体110F。涂布机施用器100F将流体110F诸如粘合剂施用到凹版辊200F的表面230F上,使得流体110F设置在表面230F上,并且至少设置在每个腔210F内,所述腔设置在凹版辊200F的表面230F上。

如图13所示,凹版辊200F的表面230F可被涂布机刀片300F接触。涂布机刀片300F可接触凹版辊200F的表面230F,使得由涂布机刀片300F施加在凹版辊200F的表面230F上的压力可保持恒定并铺展挤出的流体220,并且还将挤出的流体220推入设置在凹版辊200F的表面230F内的腔210F中。

在凹版辊200F围绕轴线240 200旋转时,具有设置在其中的流体110F的每个腔210F各自相继地与气刀410对准,所述气刀被布置成使得腔210F的外端邻近辊400的接触在其附近设置的幅材或制品500的区域。因此,在凹版辊200F围绕轴线240旋转时,由气刀410喷射的正压力接触凹版辊200F的表面230F并且使得设置在腔210F内的任何流体110F分离并引导所得的流体110F的液滴或聚集体310朝向辊400并以由腔210的布置确定的图案到幅材或制品500上。

本领域技术人员将容易意识到并理解,通常在制造中使用气刀以将较轻或较小的颗粒与其他组分分离,以用于稍后或后续步骤、后制造部件干燥和传送器清洁、组件清洁的部分中。典型的气刀提供有时被称为流线流的层状气流的高强度均匀层。

示例性气刀可包括容纳一系列孔或连续槽的加压空气室,加压空气通过其以层状气流模式离开。出口空气速度然后在引导空气的任何物体表面上形成冲击空气速度。该冲击空气速度可在微风至大于0.6马赫(40,000ft/min)的范围内,以在不具有机械接触的情况下改变产品的表面。气刀可用于移除液体、控制液体的厚度、干燥液体涂层、移除外来颗粒、冷却产品表面或形成压紧力,以有助于材料对表面的机械粘结。来自防静电棒的电流也可注入出口气刀流中,以中和一些表面上的静电荷。

如本文所提供的,气刀410相对于凹版辊200F静态定位,使得呈挤出流体220形式的流体110A穿过空气速度的气流。在一些实施方案中,本领域的技术人员将理解凹版辊200F相对于气刀410可被提供成静态的,该气刀410可被提供成在凹版辊200F的表面230F上方往复运动或旋转。

示例性气刀的长度可在0.25英寸至200英寸(6.4mm至5,080.0mm)范围内并具有在0.001英寸至0.25英寸(0.025mm至6.350mm)范围内的排气槽或孔。根据应用标准,适合的静态气刀构造可具有一到十个气刀。经由气体发生器(工业鼓风机或气体压缩机)将正压力引导通过气刀410槽,以递送预定出口空气体积和所需的速度。适合的气刀410可为压缩空气动力气刀(利用将环境空气夹带到高速气流中以增强吹气效果的效应)以及鼓风机动力气刀(具有渐缩至精确的排气槽的球形增压室的“泪滴形”气刀)。

在图14所示的另一实施方案中,凹版辊200G可具有任何类型的涂布机施用器100G。据信,本领域技术人员可提供呈槽式挤出机、喷雾涂布机形式或甚至以一系列计量辊形式的涂布机施用器100G。在操作时,凹版辊200G围绕轴线240旋转,并且通过涂布机施用器100G涂覆有导电流体110G。涂布机施用器100G将导电流体110G诸如导电粘合剂施用到凹版辊200G的表面230G上,使得导电流体110G设置在表面230G上,并且至少设置在每个腔210G内,所述腔设置在凹版辊200G的表面230G上。

如图14所示,凹版辊200G的表面230G可由涂布机刀片300G接触。涂布机刀片300G可接触凹版辊200G的表面230G使得由涂布机刀片300G施加在凹版辊200G的表面230G上的压力可保持恒定并铺展挤出的导电流体220G,并且还将挤出的导电流体220G推入设置在凹版辊200G的表面230G内的腔210G中。

在凹版辊200G围绕轴线240旋转时,具有设置在其中的导电流体110G的每个腔210G各自相继地与电动势(EMF)的源420对齐。EMF420的源可被布置成使得具有设置在其中的导电流体110G的腔210G的外端邻近辊400的接触在其附近设置的幅材或制品500的区域。因此,在凹版辊200G围绕轴线240旋转时,由EMF 420的源提供EMF和在凹版辊200G和辊400G之间提供EMF促使设置在腔210G内的任何导电流体110G分离并引导所得的流体110G的液滴或聚集体310G朝向辊400G并以由腔210G的布置确定的图案到幅材或制品500上。

适合的导电流体110G可包括适于通过电流的导电和粘性水凝胶。适合的导电流体110G可包括具有在10Hz下小于约20,000Ωcm、或在10Hz下小于约10,000Ωcm、或在10Hz下小于约2,500Ωcm的电阻率(或体积电阻率)的水凝胶,其中电阻率(或体积电阻率)被定义为等于:

电阻(Ω)×面积(cm2)厚度(cm)

据信,施加导电流体110G可提供导电流体110G在幅材或制品500上的改善的图案定义。改善的图案定义的含义是从表面230G移除的导电流体220G的特定流体220(例如,液滴或聚集体310G)在幅材或制品500的预先指定的期望部分上被接触。

适合的导电流体110G可由阳离子丙烯酸酯制成,包括但不限于:季氯化物和/或硫酸盐的丙烯酸酯、和/或季氯化物的丙烯酸酰胺。此外,此类适合的导电流体110G可为杀菌的、杀真菌的,并且耐受由于出于灭菌目的暴露于辐射而引起的分解问题。此外,适合的导电流体110G可在基本上没有阻隔的情况下,以面对面接触的方式布置和存储,但仍然容易分离。适合的导电流体110G包括约15-60重量%的聚合物并包括足够的缓冲剂,以将水凝胶的pH维持在约4.0-5.5的范围内。还可包括其他添加剂。

示例性阳离子丙烯酸酯可包括丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧基乙基三甲基甲基硫酸铵、和丙烯酰胺基丙基三甲基氯化铵,并且可包括缓冲体系,以有助于控制pH、有助于防止变色、和/或有助于防止由于长时间存在水而分解(即,有助于防止水解)。另外,可使用电导率增强剂(例如盐如氯化钾、氯化钠和弱有机酸)。

在图15所示的另一实施方案中,凹版辊200H可具有任何类型的涂布机施用器100H。据信,本领域技术人员可提供呈槽式挤出机、喷雾涂布机形式或甚至以一系列计量辊形式的涂布机施用器100H。在操作时,凹版辊200H围绕轴线240旋转,并且通过涂布机施用器100H涂覆有磁性感应或磁性流体110H。涂布机施用器100H可将磁性感应或磁性流体110H诸如磁性粘合剂施用到凹版辊200H的表面230H上,使得导电流体110H设置在表面230H上,并且至少设置在每个腔210H内,所述腔设置在凹版辊200H的表面230H上。

如图15所示,凹版辊200H的表面230H可由涂布机刀片300H接触。涂布机刀片300H可接触凹版辊200H的表面230H使得由涂布机刀片300H施加在凹版辊200H的表面230H上的压力可保持恒定并铺展挤出的磁性感应或磁性流体220H,并且还将挤出的磁性感应或磁性流体220H推入设置在凹版辊200H的表面230H内的腔210H中。

在凹版辊200H围绕轴线240旋转时,具有设置在其中的挤出的磁性感应或磁性流体220H的每个腔210H各自相继地与磁力(EMF)的源420H对齐。磁力420的源可布置成使得具有设置在其中的磁性感应或磁性流体220H的腔210H的外端邻近辊400H的接触在其附近设置的幅材或制品500的区域。因此,在凹版辊200H围绕轴线240旋转时,在辊400H和凹版辊200H之间设置磁场促使设置在腔210H内的任何磁性感应或磁性流体220H分离并引导所得的流体110H的液滴或聚集体310H朝向辊400H并以由腔210H的布置确定的图案到幅材或制品500上。

适合的磁性感应或磁性流体220H可包括通过将磁性纳米粒子加入可固化胶或树脂中制造的粘合剂。磁性纳米粒子可包括磁性金属纳米粒子、或磁性金属氧化物纳米粒子。磁性金属可包括铁、钴、镍、铁合金、钴合金、镍合金、以及它们的组合。磁性纳米粒子的尺寸可在约1纳米(nm)至约100nm的范围内。在一个实施方案中,适合的可固化胶或树脂可为可光固化胶或树脂。在另一个实施方案中,可固化胶还可为可热固化胶或树脂。

在所有实施方案中,在流体220转印到设置在辊400上或围绕辊400设置的幅材或制品500上之后,凹版辊200进一步旋转到邻近涂布机100位置的位置,使得所述方法再次开始。应当理解,该方法通常以连续方式进行。

在图1-13所示的实施方案中,流体110可包括多氟化聚合物。优选为涂层,该涂层包含类似于购自DuPont的Teflon,或者类似于购自Nanosol GmbH的NF(3)的化合物。优选为涂层,该涂层包含购自DuPont的Teflon,和/或购自Nanosol GmbH的NF(3)。

如图1-15所示,幅材或制品500为可作为具有环状表面的可旋转辊被提供的支撑辊400。辊400优选旋转,因此幅材或制品500旋转并靠近凹版辊200与辊400定位。本领域技术人员可以旋转带或辊形式来提供辊400,诸如圆筒形轧辊。

辊400优选具有肖氏硬度A值在25至90、或25至60、或甚至至50范围内的表面。辊400可具有由弹性材料诸如橡胶制成的表面。该肖氏硬度A值如由方法ASTM D-2240,版本2000所测量的。

在一个实施方案中,可将辊400冷却。可由使用具有温度控制的冷却元件来实现适当的冷却。辊400可具有小于凹版辊200的表面温度至少20℃、或至少50℃、至少80℃、或至少100℃的表面温度。将辊400或至少其表面冷却至在0℃和30℃之间,或0℃至15℃范围内的温度。

因为上述方法使得包含粘性材料的流体110可以减少的拉丝和改善的准确度和效率转印,所以上述方法可非常快速地进行。这具有以下优点:即使当流体110施用于其上的幅材或制品500具有低于幅材或制品500(或任何结合的转印工具)的温度的熔点时,流体110仍然可被加热到此类高温度,但不导致幅材或制品500熔融或变形。因此,本文的方法可提供高于幅材或制品500的熔融温度的工艺温度或流体110的温度。温度差可例如为至少10℃、或至少20℃、或至少30℃,并且其可多达80℃、或最高达60℃、或最高达45℃。

辊400可具有任何尺寸,并且可取决于凹版辊200的尺寸以及通过辊400支撑并旋转的幅材或制品500的尺寸。此外,辊400被定位成在凹版辊200的旋转方向上经过涂布机刀片300。另外,辊400可处于真空下,使得真空通过辊400施加到幅材或制品500。这可有助于幅材400或制品500在旋转期间和靠近凹版辊200时固定在辊400上。

可通过本公开的装置和方法获得的幅材或制品500可使流体110以均匀层形式施用,或以一定图案形式施用,其中图案的被覆盖区域(例如点)具有每表面积约相同量的活性材料。另选地,本发明装置和方法可有利于流体110以一定图案形式施用,该图案可将流体110选择性沉积到幅材或制品500上,其中幅材或制品500的期望的最终用途优先需要流体110。此类所选择的沉积图案可通过将腔210放置在凹版辊200的表面230上并且调节特定腔210或多个腔210相对于凹版辊200的表面230的深度来促进。可想到提供到幅材或制品500上的流体110的所选择的沉积图案的其他方式也可包括改变凹版辊200和/或辊400的旋转速度。此类所选择的沉积图案可在幅材或制品500上提供不同基重的流体110。所选择的图案可为均匀的(流体110平均施用在幅材或制品500上)或非均匀地(流体110不均匀地施用在幅材或制品500上)以允许放置粘合剂,使得它们相对于幅材或制品500的表面的任何部分具有不同的基重。

所选择的沉积图案可通过施用流体110的高度的变异系数(CoV)和/或施用流体110的面积的CoV来反映。CoV被定义为活性物质施用于其上的特定区域的流体110量的标准偏差除以平均值,或所谓的减少的标准偏差。例如,当幅材或制品500包括均匀点的图案时,对于具有特定点数的特定区域,均匀特征由点高度CoV和点面积COV来定义(因此,CoV对于点面积和点高度测量值来计算)在本公开中,对于具有30个点的幅材或制品500的表面积,点高度CoV(%)可小于10%、或小于6%、或小于5.5%或小于5%、或小于4.4%。对于每个点的面积,CoV(5)可小于10%、或小于8%、或小于7%、或小于6%。CoV可由单个点的面积和高度来确定,其由得自GFM的Mikro CAD地形图仪测量。单个点的面积和高度可使用标准设备诸如BioRad MRC 600激光扫描共聚焦显微镜来确定。

接触角可通过使用固着液滴法来确定。利用用于生成液滴(固着液滴)的电子软件控制的注射器来将一滴呈液态(例如熔融)的液体110施用到工具的样品上。将工具样品和注射器固定在电控温度控制室(来自Dataphysics的TC 350)中。所得的固着液滴暴露于来自一侧的散射光,并使用视频支持接触式测角仪(来自Dataphysics的OCA20)的CCD照相机从另一侧观察。接触角因此根据以下步骤测量:

1.利用CCD相机来记录固着液滴的数字图像。

2.通过计算一个图像点与相邻区域的亮度差来确定基线的位置和液滴轮廓。液滴轮廓和基线得自亮度之间最大差(即最大对比度)的位置。

3.使用Young-Laplace方法来将液滴轮廓线与测量的液滴轮廓匹配。(在Young-Laplace方法中,匹配的曲线完全吻合液滴轮廓。液滴形状通过表面张力和重力之间的力平衡确定。在Young-Laplace方法中,对相应的方程进行数值求解,其中使用参数使所述解适用于先前确定的液滴轮廓。)

4.测量作为工具样品的表面与液滴形状在与表面接触点处的切线之间的角度的接触角。

测量可根据固着液滴法利用得自Dataphysics的视频支持接触式测角仪OCA20进行,其确定(静态)接触角。

分离室温组装制品的粘性结合部分的防粘力可通过将组装的制品置于具有带有活性物质的面朝上的表面的刚性支持物上来确定,其远离支持物的。通过夹具以绷紧和无皱的方式来将样本固定在支持物上。然后将一片棉(100%,称作编织型式429W,购自Loeffler)放置在具有粘合剂材料的表面的顶上,使得棉样品的一端从具有粘合剂材料的样品的末端伸出约25mm。将砝码置于形成的样品-棉组合上并持续30秒,使得整个组合被覆盖。施加26-27g/cm2的砝码。

使用Zwick张力检验器(购自Zwick GmbH)来测量从样品移去棉所需的防粘力。将支持物和由棉覆盖的样品置于在张力检验器的下夹头中,并将棉的末端(与上文说明的空出的25mm相对的一端)放置在张力检验器的上夹头中。将Zwick张力检验器的速度设置为40英寸/分钟。通常夹头间隔开250mm。

在移除压缩重量后1分钟内,启动张力检验器并沿上夹具的位移测量所需(为防粘棉)的力,所述上夹具与样品成180°角移动。将防粘力作为在5英寸路径内的防粘力峰值的平均值进行计算。防粘力计算中,不考虑最初1.0英寸和最后1.5英寸的测量值,以避免加速和减速的时间段。

粘度可使用方法ASTM D3236-88来测量。

弹性模量G'和粘性模量G"通过方法ASTM D4440-95使用以1Hz摆动的平板来测量。

表面能可根据固着液滴法通过确定液体与固体状态下的活性物质层的接触角来测量。表面能可使用Owens-Wendt-Rabel-Kaelbe法由测量的接触角来计算。使用本文所述的方法来计算每种液体对活性物质层的接触角,其中在不存在空气的情况下并在干燥氮气下将层固定在液体温度控制室(TFC100)中。此类均匀的活性物质层通过将熔融状态的活性物质层施用到载玻片上从而确保不存在滞留在熔体中的气泡来制备。

幅材或制品500可包括吸收制品。吸收制品可包含如上所述的特定材料和粘合剂。吸收性制品可为一次性吸收性制品或其组件。该组件可包括以下各项中的一者或多者:面向穿着者的表面,其包括纤维或膜样结构的液体可透过的基底(即,顶片);面向衣服的表面,其包括可为湿气可透过的并因此是透气的液体不可透过的基底(即底片);和位于所述面向穿用者的表面和所述面向衣物的表面之间的吸收结构(即,吸收芯(本文中全部称为组件)。用于吸收液体的吸收制品可包括卫生巾、卫生护垫、成人或婴儿尿布、和/或失禁制品。

吸收制品可包括本领域中常用的组件或特征结构中的任一者(例如,侧包裹元件、侧翼组件或护翼、以及任一种延展性或弹性特征结构)。制备吸收制品提供多个待成形的粘合剂连接。例如,典型的卫生巾或卫生护垫可包括在底片的面向衣服表面上的粘合剂区域,从而提供裤紧固。在使用制品之前,粘合剂可由防粘纸、包裹物等覆盖,并且在附接到衣服之前移除。

吸收制品的每个组件可包括具有面向穿着者的表面和面向衣服的表面的至少一个层。面向衣服的表面与相邻组件或层的面向穿着者的表面形成共同界面。该组件或层在该共同界面上接合在一起。以这种方式,顶片接合到吸收芯,并且芯接合到底片。此外,顶片、底片和/或任何芯组件均可包括多于一个层,并且这些层也可类似地接合。此外,顶片可在吸收制品的外周处和在护翼(如果存在的话)中直接或间接地接合到底片。此外,底片的面向衣服的表面可提供吸收制品与产品的用户的衣服接合的表面,以提供女性内裤粘固剂。如果产品为带护翼的产品,则护翼也具有粘合剂,以将护翼固定到内衣的面向衣服的表面。这些表面通常具有在使用前移除的护盖。

因此,吸收制品可提供顶片、芯或底片组件的面向穿着者的表面或面向衣服的表面中的至少一者,以包含如本文所述的流体。在一个实施方案中,底片的至少面向衣服的表面被施用有根据本公开的粘合剂区域。底片的至少面向衣服的表面和至少一个其他表面通过施用粘合剂区域与另一个表面接合,并且优选地通过施用粘合剂将制品组件的所有共同界面连接在一起。

现在将参考将女性内裤粘固剂施用到底片的面向衣服的表面来描述本公开的吸收制品。然而,如上文所讨论的,本公开同样适用于吸收制品组件的其他表面中任一个之间的共同界面的粘附。通常,底片的面向衣服表面的至少一部分通常涂覆有如上所述的压敏粘合剂,以形成女性内裤粘固剂。在使用吸收制品前,女性内裤粘固剂通常通过护盖构件诸如硅氧烷涂覆的防粘纸、塑料膜或任何其他容易移除的盖而免于污染并免于粘附到其中不期望粘附的另一表面上。护盖构件可以单个片形式提供或以多个片形式提供以例如覆盖各个粘合剂区域。它还可执行其他功能,诸如向制品提供个性化的包装,或提供处置功能。可使用任何可商购获得的防粘纸或膜。合适的示例包括购自Akrosil Corporation的BL 30MG-A SILOX EI/O、BL 30MG-A SILOX 4P/O和以编号X-5432购自德国Gronau的M&W膜。

如果存在保护性侧翼或护翼,则出于附加安全性,其也可在其上设置任选的紧固件。通过粘附到内衣的面向衣服的表面,在其已包裹内衣的裆部表面边缘之后,紧固件有助于保护性侧翼保持在适当位置。因此,施用于护翼中的粘合剂区域通常独立于作为底片上所谓的女性内裤粘固剂施用的粘合剂区域。根据本公开和/或使用本公开的方法,侧翼的紧固件也可施用有粘合剂区域,并且通常还覆盖有护盖构件。

顶片优选具有平顺、柔软的感觉并且不刺激穿着者的皮肤。顶片也可具有弹性,使其能够在顶片的某些部分中或在其整个延伸长度上沿一个或两个方向被拉伸。此外,顶片通常为流体可透过的,使流体(例如,月经和/或尿液)容易透过其厚度渗出。合适的顶片可用多种材料来制造,如织造和非织造材料;聚合材料诸如开孔成形热塑性膜、开孔塑料膜和液压成形的热塑性膜;和热塑性稀松布。合适的织造材料和非织造材料可包括天然纤维(例如,木纤维或棉纤维)、合成纤维(例如诸如聚酯、聚丙烯或聚乙烯纤维的聚合物纤维)或得自天然纤维与合成纤维或双/多组分纤维的组合。用于吸收制品的优选的顶片可选自高蓬松性非织造顶片和开孔成形膜顶片。本公开的示例性顶片包括成形膜,所述成形膜描述于一个或多个上述专利中,并且由Procter&Gamble Company(Cincinnati,Ohio)在卫生巾市场上以“DRI-WEAVE”出售。成形膜顶片的主体表面可以是亲水的,以帮助液体通过顶片转移比通过不是亲水的主体表面转移得更快。表面活性剂可掺入成形膜顶片的聚合物材料中。这可为本文所定义的粘性材料并且因此也可有利地通过本公开的方法施用。

另选地,顶片的主体面可通过用表面活性剂对其进行处理而制成亲水的。这也可以为本文所定义的粘稠、粘性材料并且因此也可有利地通过本公开的方法施用。

吸收制品可具有从本领域已知的吸收芯或芯系统的任一种中选择的吸收芯。“吸收芯”是指其主要功能是吸收、存储和分配流体的任何材料或多重材料层。吸收芯可包括:(a)任选的主要流体分配层,优选连同任选的次要流体分配层;(b)流体存储层;(c)存储层下面的任选纤维(“除尘”)层;和(d)可以通过粘合剂粘合在一起的其他任选组件。可使用改性的纤维素纤维,诸如加强的纤维素纤维和合成纤维,包括由乙酸纤维素、聚氟乙烯、聚偏二氯乙烯、丙烯酸类树脂(如奥纶)、聚乙烯醋酸、不溶性聚乙烯醇、聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺(如尼龙)、聚酯、双组分纤维、三组分纤维、它们的混合物等制成的那些。纤维素表面可为亲水性的。存储层还可包括填充剂材料如珍珠岩、硅藻土、蛭石等,以改善液体保持力。

所述底片阻止吸收的物质和/或容纳在吸收结构中的物质弄湿与吸收制品接触的制品(例如内裤、短裤、睡衣和内衣)。所述底片可以是液体(例如经液和/或尿液)不可透过的,并且可以由薄塑料膜和其他柔性的液体不可透过的材料制造。“柔性的”是指柔顺的并且容易地适形于人体的大致形状和轮廓的材料。底片也可具有允许在至少一个方向上拉伸的弹性特征。底片可在整个吸收结构上延伸,并且可延伸到并形成侧翼、侧面包裹元件或护翼中的部分或全部。底片可包括织造材料或非织造材料、聚合物膜诸如聚乙烯或聚丙烯的热塑性膜、和/或复合材料诸如膜涂覆的非织造材料。底片可以为具有约0.012mm(0.5密耳)至约0.051mm(2.0密耳)的厚度的聚乙烯膜。示例性聚乙烯薄膜由Clopay Corporation(Cincinnati,Ohio)以命名P18-0401制造,并且由Ethyl Corporation,Visqueen分部(Terre Haute,Ind.)以命名XP-39385制造。底片优选进行压花和/或进行糙面精整以提供更像衣服的外观。

本发明提及的所有出版物、专利申请和公布的专利均全文引入以供参考。任何文献的引用并不是对其作为受权利要求书保护的本发明现有技术的可获得性的认可。

本文所公开的量纲和/或值不应理解为严格限于所引用的精确数值。相反,除非另外指明,每个这样的量纲和/或值旨在表示所引用的量纲和/或值以及围绕该量纲和/或值的功能上等同的范围。例如,公开为“40mm”的量纲旨在表示“约40mm”。

虽然已举例说明和描述了本发明的具体实施方案,但是对于本领域技术人员来说显而易见的是,在不脱离本发明实质和范围的情况下可作出多个其他变化和修改。因此,本文旨在于所附权利要求中涵盖属于本发明范围内的所有这些变化和修改。

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