專利名稱：：用于遞增拉伸纖維網的方法及設備的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明提供了一種用于遞增拉伸纖維網的方法及設備。具體地講，所述方法及設備涉及在低應變速率下受控遞增拉伸纖維網，得到具有最少纖維網損害的改善的纖維網性能。
背景技術：
：單獨的或作為與其它非織造材料或薄膜的層壓體的非織造織物或纖維網構成了包括一次性吸收制品在內的眾多商業(yè)產品的全部或一部分，所述一次性吸收制品例如為成人失禁產品、衛(wèi)生巾、一次性尿布和訓練褲。其它商業(yè)產品包括擦拭物、防護服和手術服。非織造織物已用于制造此類個人護理產品，這是由于有可能以低成本生產具有所期望的布狀美觀性的非織造織物。一些非織造織物的彈性性能已使得它們能夠用于緊身衣，并且其柔韌性能夠使穿著者以正常的自由方式活動。非織造織物或纖維網具有夾層的單根纖維、股線或紡線的物理結構，但不是呈如針織或編織織物中的規(guī)則的可確認方式。所述纖維可為連續(xù)或不連續(xù)的，并且常常由來自普通種類的聚烯烴、聚酯和聚酰胺、以及眾多其它聚合物的熱塑性聚合物或共聚物樹脂制備。也可采用聚合物共混物纖法及設備包括熔噴法、紡粘法和粗梳法。物理特性例如強度、柔軟性、彈性、吸收性、柔韌性和透氣性在纖維網制備中易于控制。然而，某些性能必須經常與其他性能保持平衡。一個實例為試圖通過降低織物基重來降低成本并同時保持合理的強度。薄膜為許多商業(yè)產品中的另一個通用部件，所述商業(yè)產品為例如垃圾袋、尿布底片、包裝材料、彈性組件、以及諸如頂片等開孔薄膜。其它薄膜用作可透氣的阻擋層以增加舒適性?？赏笟獾奈⒖妆∧ぐㄌ畛涞谋∧?，其包括熱塑性聚合物和填充劑。這些薄膜以及其它薄膜可通過本領域已知的多種成膜方法中的任何一種形成，所述方法包括擠出法、澆鑄法或吹塑法。普遍認為，與非織造織物和薄膜的強度、柔軟性、拉伸和/或延展性有關的性能對于許多應用而言是可取的。柔軟性可通過多種機械步驟而得以改善，所述步驟包括拉伸非織造材料以破壞趨于硬化材料的次價鍵。材料的拉伸或延展性也可通過在纖維網經過活化輥之間時對其拉伸得以改的輥上輥活化加工具有0.5英寸或更小范圍的活化路徑長度。商業(yè)薄膜、非織造材料和產品制備方法經常需要在可能的最高生產線速度下運行以獲得較低的生產成本。因此，由活化產生的拉伸可在高應變速率下發(fā)生，根據材料的性質而定，這可造成對最終產品的損害。在曰益增加的降低材料成本的驅動下，業(yè)內正不懈地尋求方法以降低基重或者在消費品中用較低成本的材料取代，同時保持所期望的特性例如強度、柔軟性、彈性、吸收性、柔韌性和透氣性。通常缺乏此類特性的材料可通過活化而獲得此等特性。然而，一些材料，包括某些聚丙烯、聚乙烯、聚酯和纖維素，不能夠耐受商業(yè)生產所需的高應變速率。因此，需要能夠以較高加工生產線速度對低成本材料執(zhí)行機械活化的方法和設備。發(fā)明概述本發(fā)明提供了一種利用活化構件以較低應變速率遞增拉伸纖維網的方法和設備。所述活化構件包括活化帶和單一活化構件，其中所述活化帶和單一活化構件在變形區(qū)內包括多個以一定嚙合深度相互互補和嚙合的齒和凹槽。嚙合深度能夠在變形區(qū)之上線性增加。在示例性實施方案中，變形區(qū)可被控制成在變形區(qū)的至少一部分之上線性增加，使得變形區(qū)內置于活化帶和單一活化構件之間的纖維網以低應變速率遞增拉伸?；罨瘶嫾軌蛐纬删哂邢鄬^長的路徑長度并同時在縱向上占據有限空間的變形區(qū)。在一個實施方案中，單一活化構件為具有多個環(huán)向齒和凹槽的單一活化輥。在該實施方案中，變形區(qū)在以一定嚙合深度相互嚙合的活化帶的多個齒和凹槽的第一部分與單一活化輥的多個環(huán)向齒和凹槽的弓形部分之間形成。一系列的支撐輥沿著變形區(qū)排列，迫使活化帶的多個齒和凹槽的第一部分與單一活化輥的多個環(huán)向齒和凹槽的弓形部分嚙合并控制其間的嚙合深度。在一個可供選擇的實施方案中，支撐輥中的至少兩個可獨立地調整以控制嚙合深度。在另一個實施方案中，支撐輥被排列成控制嚙合深度在變形區(qū)的至少一部分之上線性增加，使得介于活化帶和單一活化輥之間的纖維網在變形區(qū)內以恒定的應變速率遞增拉伸。在另一個實施方案中，所述活化帶為第一活化帶并且所述單一活化構件為包括多個齒和凹槽的第二活化帶，所述齒和凹槽與第一活化帶的多個齒和凹槽互補。具有路徑長度的變形區(qū)在第一活化帶的多個齒和凹槽的第一部分與第二活化帶的多個齒和凹槽的第二部分之間形成。就該實施方案而言，支撐第一活化帶的第一部分的第一組輥和支撐第二活化帶的第二部分的第二組輥沿著變形區(qū)的路徑長度排列，以迫使第一活化帶的多個齒和凹槽與第二活化帶的多個齒和凹槽嚙合并控制其間的嚙合深度。在一個實施方案中，獨立調整沿著路徑長度設置在不同位置的至少兩個輥以改變變形區(qū)內的嚙合深度。在另一個實施方案中，第一組輥和第二組輥被排列以提供嚙合深度在變形區(qū)的至少一部分之上的線性增加，使得介于第一活化帶和第二活化帶之間的纖維網在變形區(qū)內以恒定的應變速率遞增拉伸。附圖概述圖1A為借助高應變速率活化的活化薄膜的照片。圖1B為借助低應變速率活化的活化薄膜的照片。圖2為用于根據本發(fā)明遞增拉伸纖維網的包括單一活化輥和活化帶的設備平面圖。圖3為圖2所示設備的透視圖。圖4為用于根據本發(fā)明遞增拉伸纖維網的包括第一活化帶和第二活化帶的設備平面圖。圖5A為圖4所示設備的透視圖。圖5B為圖5A所示設備一部分的近距離視圖，其示出了第一和第二活化帶的齒和凹槽。圖6為用于圖2至5B所示設備中的活化帶的剖面圖。圖7A為示出根據本發(fā)明的活化構件的部分的透視圖，其示出在縱向上排列以用于在橫向上遞增拉伸纖維網的齒和凹槽。圖7B為示出根據本發(fā)明的活化構件的部分的透視圖，其示出在橫向上排列以用于在縱向上遞增拉伸纖維網的齒和凹槽。圖8為顯示如圖7A和7B所示的活化構件的齒和凹槽互相嚙合的放大的不連續(xù)剖面圖。圖9為圖7A和7B所示的活化構件的進一步詳細的放大視圖，其示出材料纖維網位于其間的幾個互相嚙合的齒和凹槽。時間的曲線圖。圖10B為tk鉍;^棍太勞W嚙合的曲線圖圖11為用于結構類彈性成膜方法中的根據本發(fā)明透視圖。圖12為已通過一對互嚙合結構類彈性成膜輥之間后的纖維網的示意圖13為通過使纖維網在一對互嚙合的結構類彈性成膜活化構件之間通過而可在該纖維網內產生的圖案。圖14為通過使纖維網在一對互嚙合的結構類彈性成膜活化構件之間通過而可在該纖維網內產生的圖案。圖15為用于微結構類彈性成膜設備中的活化構件的透視圖。圖16為微結構類彈性成膜活化構件上的齒的放大透視圖。圖17為示出微結構類彈性成膜活化期間在變形區(qū)內由低向高改變的應變速率曲線圖。圖18A為借助根據圖17中的曲線圖所描繪的應變速率的微結構類彈性成膜活化而在層壓體內形成的毛簇。圖18B為利用高應變速率活化輥在微結構類彈性成膜活化期間形成的毛叛。圖19為示出微結構類彈性成膜活化期間在變形區(qū)內由高向低改變的應變速率曲線圖。圖20A為借助根據圖19中的曲線圖所描繪的應變速率的微結構類彈性成膜活化而在層壓體內形成的毛簇。圖20B為利用高應變速率活化輥在微結構類彈性成膜活化期間形成的毛簇。圖21為配置用于滾刀開孔的活化構件的示意圖。圖22為滾刀開孔活化構件的透視圖。圖23A為圖22所示滾刀開孔活化構件的放大視圖。圖23B為圖22所示滾刀開孔活化構件上的齒的放大視圖。發(fā)明詳述定義如本文和權利要求中所用，術語"包括"為包含性或開放式用語，并且不排除其它未列舉的元件、組成的組件、或方法步驟。如本文所用，"縱向"是指諸如纖維網等材料沿著整個制造過程前進的^各徑。如本文所用，"橫向，，是指在纖維網平面內垂直于縱向的路徑。如本文所用，術語"活化"是指任何使得通過互嚙合的齒和凹槽產生的拉伸應變促使中間纖維網部分拉伸或延伸的方法。已發(fā)現(xiàn)，此類方法可用于生產許多制品，包括可透氣薄膜、拉伸復合材料、開孔材料和變形材料。就非織造纖維網而言，拉伸可使得纖維重新取向、基重減小和/或中間纖維網部分內的纖維破壞得到控制。例如，通用活化方法是指本領域稱為環(huán)軋制的方法。如本文所用，術語"活化構件"是指用于執(zhí)行活化的包括齒和凹槽的裝置。如本文所用，術語"變形區(qū)"是指其中相對的活化構件的齒和凹槽互嚙合以實現(xiàn)活化的區(qū)域。如本文所用，術語"路徑長度"是指通過相對的活化構件的互嚙合的齒和凹槽形成的變形區(qū)長度。如本文所用，"嚙合深度"是指相對的活化構件的互嚙合的齒和凹槽相互延伸到其中的程度。如本文所用，術語"非織造纖維網"是指具有夾層的單根纖維或紡線結構但不呈如織造或針織織物中的重復圖案的纖維網，所述織造或針織織物通常不具有無規(guī)取向的纖維。非織造纖維網或織物已由多種方法形成，例如熔噴法、紡粘法、水纏繞法、以及包括梳理成網熱粘結的粘結梳理成網法。非織造織物的基重通常表示為克/平方米(gsm)。層壓纖維網的基重是組成層與任何其它添加組件的組合基重。纖維直徑通常表示為微米；纖維尺寸也可表示為旦尼爾，其為每纖維長度的重量單位。取決于纖維網的最終用途，適用于本發(fā)明的層壓纖維網的基重可在6gsm至400gsm的范圍內。就用作例如手巾而言，第一纖維網和第二纖維網均可為具有介于18gsm和500gsm之間的基重的非織造纖維網。非織造纖維網的成分纖維可為聚合物纖維，并且可為單組分、雙組分和/或雙成分、非圓形(例如，毛細管道纖維)，并且可具有0.1至500微米范圍內的主橫截面尺寸(例如，圓形纖維的直徑)。非織造纖維網的成分纖維也可為不同纖維類型的混合物，這些不同纖維類型的不同之處在于諸如化學成分(如聚乙烯和聚丙烯)、組分(單組分和雙組分)、旦尼爾(微旦尼爾和大于20旦尼爾)、形狀(即，毛細管和圓形)等特征。成分纖維可在約0.l旦尼爾至約IOO旦尼爾的范圍內。如本文所用，術語"紡粘纖維"是指通過將熔融熱塑性材料由噴絲頭的多個細的、通常圓形的毛細管擠出為長絲，隨后迅速減小擠出長絲的直徑而形成的較小直徑的纖維。紡粘纖維沉積在收集面上時一般不發(fā)粘。紡粘纖維一般是連續(xù)的并具有大于7微米，更具體地講介于約10和40微米之間的平均直徑(得自至少IO個樣本)。如本文所用，術語"熔噴法"是指其中如下形成纖維的方法擠壓熔融熱塑性材料通過多個細小的、通常圓形的沖模毛細管，作為熔融線或長絲進入會聚的高速且通常受熱的氣體(例如，空氣)流中，以拉細熔融熱塑性材料的長絲以減小其直徑，該直徑可達微纖維直徑。之后，該熔噴纖維由高速氣流載送并沉積在收集面上(經常此時仍發(fā)粘)以形成隨機分散的熔噴纖維的纖維網。熔噴纖維為可連續(xù)或不連續(xù)的并且平均直徑一般小于IO微米的微纖維。如本文所用，術語"聚合物"一般包括但不限于均聚物、共聚物，例如嵌段、接枝、無規(guī)和間規(guī)共聚物、三元共聚物等、以及它們的共混物和修飾物。此外，除非另外具體限制，術語"聚合物"包括材料的所有可能的幾何構型。所述構型包括但不限于全同立構、無規(guī)立構、間同立構和隨機對稱。如本文所用，術語"單組分"纖維是指僅僅利用一種聚合物由一個或多個擠出機形成的纖維。這并不是指排除由少量添加劑已添加到其中的一種聚合物形成的纖維，所述添加劑用于著色、抗靜電特性、潤滑、親水性等。這些添加劑，例如用于著色的二氧化鈦，一般以小于約5重量％并且更典型約2重量％的量存在。如本文所用，術語"雙組分纖維"是指已由至少兩種不同的聚合物形成的纖維，所述聚合物由單獨的擠出機擠出但紡粘在一起以形成一根纖維。雙組分纖維有時也稱作共軛纖維或多組分纖維。聚合物沿著雙組分纖維的橫截面排列在基本上恒定定位的明顯不同的區(qū)域中并沿著雙組分纖維的長度連續(xù)延伸。此類雙組分纖維的構型可為例如其中一種聚合物被另一種圍繞的皮/芯型排列，或者可為并列排列、餡餅排列、或"海島型"排列。如本文所用，術語"雙成分纖維"是指作為共混物由同一個擠出機擠出的至少兩種聚合物形成的纖維。雙成分纖維不含有沿著纖維的橫截面積在相對恒定定位的明顯不同的區(qū)域中排列的多種聚合物組分并且所述多種聚合物通常沿著纖維的整個長度是不連續(xù)的，而是通常形成隨機開始和結束的纖維。雙成分纖維有時也稱作多成分纖維。如本文所用，術語"非圓形纖維"描述具有非圓形橫截面的纖維并且包括"異形纖維"和"毛細管道纖維"。此類纖維可為實心的或中空的，并且它們可為三葉形、5形，并且優(yōu)選在其外表面上具有毛細管道的纖維。毛細管道可以具有多種橫截面形狀，如"U形"、"H形"、"C形"和"V形"。一種優(yōu)選的毛細管道纖維為T-401,命名為4DG纖維，得I)FiberInnovationTechnologies(JohnsonCity,TN)。T_401纖維為聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET聚酯)。關于本文所公開的所有數值范圍，應該理解，在整個說明書中給出的每一最大數值限度包括每一較低的數值限度，就像這樣的較低數值限度在本文中是明確地寫出的一樣。此外，在整個說明書中給出的每一最小數值限度包括每一較高數值限度，就像這樣的較高數值限度在本文中是明確地寫出的一樣。此外，在整個說明書中給出的每一數值范圍包括落在該較寬數值范圍內的每一較窄數值范圍，并且也包括該數值范圍內的每個單獨的值，就像這樣的較窄數值范圍和單獨的數值在本文中是明確地寫出的一樣。諸如聚丙烯、聚乙烯、聚酯和纖維素等材料在活化期間經受高應變速率時通常受損或者甚至破碎。例如，圖1A示出了已利用活化輥在100英尺每分鐘下活化的Clopay15gsm聚丙烯薄膜。如圖所示，薄膜表現(xiàn)出顯而易見的受損跡象，其可通過薄膜中存在的洞來證明。本發(fā)明提供了通過借助活化遞增拉伸纖維網而使材料纖維網變形的設備和方法，即便受損，也只是造成最小程度的纖維網破損。所述方法和設備包括相對的活化構件，其包括多個在具有路徑長度的變形區(qū)內以一定嚙合深度相互互補并嚙合的齒和凹槽。定制路徑長度尺寸并控制嚙合深度使得介于活化構件之間的纖維網在變形區(qū)內相對于已知的輥上輥活化加工以較低應變速率遞增拉伸。圖1B示出了根據本發(fā)明的低應變速率方法以500英尺每分鐘活化的圖1A所示Clopay15gsm聚丙烯薄膜。如圖所示，即使在較高纖維網速度下，纖維網也不會經歷與圖1A中纖維網相比可見的損害。適于根據本發(fā)明活化的纖維網材料包括但不限于聚合物薄膜材料、非織造纖維網材料、以及非織造纖維網與其它非織造纖維網和/或聚合物薄膜材料的層壓體。適于活化的其它纖維網材料包括紙材、纖維素、織造物、天然(供應充足)材料、金屬箔、泡沫、彈性部件、吸收性纖維絮等。將參考示出了某些實施方案的以下附圖來描述根據本發(fā)明的低應變速率活化。對于本領域的技術人員顯而易見的是，這些實施方案并不代表本發(fā)明的整個范圍，本發(fā)明可以隨附權利要求可包括的變型和等同物的形式廣泛應用。此外，作為一個實施方案的一部分所描述或示出的特征可用于另一個實施方案以得到再一個實施方案。旨在將所述權利要求的范圍延伸至此類變型和等同物。圖2示出了根據本發(fā)明用于通過活化來遞增拉伸纖維網的示例性設備。設備110包括單一活化輥112形式的單一活化構件和活化帶114。單一活化輥112包括圓筒形軋輥并且活化帶114包括連續(xù)環(huán)形帶。如圖2所示，纖維網116離開供給輥118并沿箭頭所指的方向移動。纖維網116被喂送到在單一活化輥112和活化帶114之間形成的變形區(qū)120，其中纖維網在單一活化輥112和活化帶114之間經過時^C遞增拉伸。單一活化輥112與活化帶114的相對位置以透^L圖的方式示于圖3中。單一活化輥112可旋轉地安裝在動力驅動的可旋轉軸上。單一活化輥112包括圓柱形外表面122，所述圓柱形外表面包括多個在其內形成的軸向間隔開的、并列的、圓向延伸的、同等構造的齒124。齒124可為基本上矩形橫截面的薄翅片形式，或者從橫截面觀察時它們可具有三角形或倒V字形。如果它們?yōu)槿切?，則齒124的頂點相對于單一活化輥112的圓柱形外表面122最遠。在任何構型中，齒124最遠的尖端優(yōu)選為圓的，以避免材料纖維網的切割或撕裂。鄰近齒之間的空間限定了凹進的、環(huán)向延伸的、同等構造的凹槽126。當齒為基本上矩形橫截面時，凹槽126可為基本上矩形橫截面，并且當齒為三角形橫截面時，它們可為倒三角形橫截面?；罨瘞?14與單一活化輥112鄰接設置?；罨瘞?14包括外表面127，所述外表面包括多個用于與單一活化輥112的多個環(huán)向齒124和凹槽126互補的軸向間隔開的、并列的、縱向延伸的、同等構造的齒128和凹槽130。因此，活化帶114和單一活化輥112包括多個間隔開的齒以及每對鄰近齒之間的交替凹槽。齒和凹槽不必每個均為相同形狀，只要存在被局部拉伸，如以下將進一步解釋的?；罨瘞?14可包括80A至85D硬度計范圍內的氨基曱酸酯基的材料，磨成圖6所示的帶輪廓規(guī)格，其中所述活化帶具有約1.200英寸(30.48mm)的寬度W，約0.215英寸(5.461mm)的厚度T，約0.090英寸(2.286誦)的齒高TH,以及約0.060英寸(1.524mm)的齒距P。在圖2和3所示的實施方案中，根據被遞增拉伸的纖維網的橫向長度而定，可使用平行排列的兩個或更多個帶。鑒于此原因，圖6所示帶邊緣與每個邊緣內第一個齒之間的距離D為齒距的一半或0.030英寸(0.762mm)。jt匕類帶由F.N.Sheppard&Co.(^f立于1261JamikeDriveErlanger,Kentucky41018)供應?；罨瘞?14包括安裝在三個滑輪上的內表面132:第一滑輪134a、第二滑輪134b和第三滑輪134c。三個滑輪以三角形排列靠近單一活化輥112設置。第一滑輪134a裝有動力以沿著三個滑輪134a、134b和134c驅動活化帶114。第二與第三滑輪134b和134c為沿著限定路徑引導活化帶114的惰輪，所述路徑使活化帶114的齒128和凹槽130與單一活化輥112的環(huán)向齒124和凹槽126嚙合?；罨瘞?14與單一活化輥112對應的齒128和凹槽130沿著單一活化輥112的弓形部分142嚙合，形成變形區(qū)120，如先前所描述的，其中纖維網116在其間傳送時被遞增拉伸。第一、第二和第三滑輪134a、134b和134c包括用于保持活化帶114軸向對齊的凸肩136。第二滑輪134b包括調節(jié)器138以改變活化帶114上的張力。帶的張力可被調整，其中在單一活化輥112與活化帶114之間傳送的纖維網116使得活化帶114偏離單一活化輥112,從而防止活化帶114的多個齒128和凹槽130與單一活化輥112的環(huán)向齒124和凹槽126嚙合?；罨瘞?14的張力可根據纖維網116的材料改變。在另一個實施方案中(未示出)，取代三個滑輪，所述設備可包括設置在滑輪134a和134c位置處的兩個滑輪，其中每個滑輪直徑足夠大并適當定位以消除對于第三張緊滑輪134b的需要。作為另外一種選擇，為了通過在操作期間降低帶撓曲而增加帶壽命，可添加并設置附加滑輪或惰輪以便以橢圓形或圓形排列支撐帶。活化帶114的齒128和凹槽130;陂迫與單一活化輥112的環(huán)向齒124和凹槽126嚙合，通過一系列的支撐輥140(a至e)使位于其間的纖維網116變形，所述支撐輥沿著單一活化輥112的外表面122的弓形部分142排列，活化帶114在其間經過。支撐輥140(a至e)形成變形區(qū)120，在變形區(qū)中，活化帶114被迫與單一活化輥112嚙合?？烧{整支撐輥140(a至e)以改變支撐輥與單一活化輥112外表面122之間的徑向距離。徑向調整能控制活化帶114的齒128和凹槽130與單一活化輥112的環(huán)向齒124和凹槽126之間的嚙合深度。支撐輥140(a至e)可沿著變形區(qū)120排列并可獨立地調整以控制每個支撐輥140(a至e)處活化帶114與單一活化輥112之間的嚙合深度，從而遞增拉伸通過變形區(qū)120傳送的纖維網116。在一個示例性實施方案中，可調整支撐輥系列140(a至e)以沿著變形區(qū)120線性增加嚙合深度，從而得到在變形纖維網上引起的恒定低應變速率。就該實施方案而言，所述系列中的第一支撐輥140a與單一活化輥112外表面122之間的徑向距離被調整至最大距離，而所述系列中的最后支撐輥140e與單一活化輥112外表面122之間的徑向距離被調整至最小距離。單一活化輥112外表面122與設置在所述系列中的第一和最后輥140a和140e之間的支撐輥140(b至d)之間的徑向距離被調整至由第一支撐輥開始，在每個后續(xù)輥中均減少一定數量直至最后支撐輥，從而使嚙合深度平滑連續(xù)地增加。所用支撐輥的數目取決于變形區(qū)120的路徑長度和單個輥的尺寸。由于活化帶114可在纖維網變形期間于各單獨的支撐輥140(a至e)之間撓曲，因此可期望最小化支撐輥140(a至e)的直徑以最小化輥之間的對應距離。在一個可供選擇的實施方案中(未示出)，可將支撐帶添加到支撐輥上以進一步降低單獨的支撐輥之間的活化帶撓曲。就該實施方案而言，可將支撐帶裝配在支撐輥上并與支撐輥聯(lián)合作用，以控制活化帶與單一活化輥之間的嚙合深度并同時降低支撐輥之間的活化帶撓曲。為了防止纖維網在活化期間橫向滑動并起皺，纖維網可在變形區(qū)之前預包裹在單一活化輥上。此類實施方案可包括鄰近變形區(qū)之前的單一活化輥設置的壓送輥(未示出)，以在活化期間向纖維網施加張力。在另一個實施方案中(未示出)，活化帶可包括由凹槽狀上層和相對剛性的背襯層構成的層壓結構以最小化活化帶的撓曲。在可供選擇的實施方案中，活化帶可由柔性接合的剛性鉸鏈、連續(xù)擠出成型帶、離心鑄造帶、模制帶、以及其它已知的帶技術組成。支撐活化帶的其它裝置包括固定板、鋼筋絲、鏈條、傳送帶等?；罨瘞Э砂ㄔ黾幽途眯院蛪勖脑O計。此類設計包括增加帶內徑的摩擦系數以降低帶與滑輪之間的滑動，使得可降低通常位于帶上以用于控制滑動的張力。作為另外一種選擇，滑輪可用齒輪替代并且?guī)У膬葟娇砂ㄅ鋵X輪。用于改善帶耐久性和壽命的其它設計包括改變帶整個厚度上的硬度，以便帶的內徑柔軟以增強柔韌性而外徑上的齒堅硬以在活化期間提供穩(wěn)健性。另一種可供選擇的帶設計可包括生產其中齒在組裝之前處于初始張力之下的帶，所述初始張力在組裝時被增強。預拉緊的齒可如下制備制造期間在帶的內徑上形成活化齒并在組裝之前使帶里朝外以便所述齒相對配合滑輪的帶表面。由于齒通常以壓縮狀態(tài)加載于變形區(qū)內，設計具有初始拉伸載荷的帶可增加張力，使得齒在變形區(qū)內接近中性載荷而非負壓縮載荷。設置變形區(qū)120的路徑長度以適應纖維網速度，該速度為加工期間纖維網在縱向上流動的速度。路徑長度可隨著增加的線速度增加以便維持相對較低的應變速率。如此可最小化對纖維網的可能損害而不降低線速度、增加設備尺寸和/或降低嚙合。盡管用于活化帶與單一活化輥設備110的變形區(qū)120路徑長度可改變，但是該路徑長度受單一活化輥112尺寸的限制。就本發(fā)明而言，單一活化輥112的尺寸可相對于具有約3.0英寸(0.076米)至約96.0英寸(2.438米)范圍內外徑的輥而改變，對應的變形區(qū)120的路徑長度可由約0.5英寸(0.013米)改變至約200英寸(5.08米)。取決于待活化的材料類型和諸如線速度等加工需求，可期望最大化變形區(qū)120的路徑長度。此類需求可通過定制活化輥112的尺寸并提供為實現(xiàn)所需的路徑長度而必需的眾多支撐輥140來實現(xiàn)。然而，滿足此類需求可能需要非標準輥尺寸，其對生產線而言昂貴或不切實際。例如，纖維網生產線上用于諸如上述單一活化輥與活化帶設備110等裝置的可用空間會受到限制。事實上，希望此類設備在生產線上占據的空間在縱向上具有小于約39英寸(1米)的長度。此類空間需求可將單一活化輥112的尺寸限制至24英寸(0.61米)，導致最大變形區(qū)120路徑長度為約50英寸(1.27米)。因此，希望活化帶與單一活化輥設備110的變形區(qū)120路徑長度在約0.5英寸(0.01米)至約50英寸(1.27米)和約10英寸(0.25米)至約50英寸(1.27米)的范圍內。需要較長路徑長度的應用可利用本發(fā)明的可供選擇的實施方案例如圖4所示的雙活化帶設備210來實現(xiàn)。雙活化帶設備210包括第一活化帶212形式的活化帶和第二活化帶214形式的單一活化構件。第一和第二活化帶212、214包括連續(xù)帶。如圖4所示，纖維網216離開供給輥218并沿箭頭所指的方向移動。纖維網216被喂送到由第一活化帶212和第二活化帶214形成的變形區(qū)220,其中纖維網在第一活化帶212和第二活化帶214之間經過時被遞增拉伸。第一活化帶212與第二活化帶214的相對位置以透視圖示于圖5A中。第一和第二活化帶212、214包括多個圖5B所示的軸向間隔開、并列、縱向延伸、同等構造的齒224、226。齒224、226可為基本上矩形橫截面的薄翅片形式，或者當從橫截面觀察時它們可具有三角形或倒V字形。如果它們?yōu)槿切危瑒t齒的頂點相對于帶的外表面最遠。圖5B所示的鄰近齒224、226之間的空間限定凹進的、環(huán)向延伸的、同等構造的凹槽228、230。當齒224、226為基本上矩形橫截面時，凹槽228、230可為基本上矩形橫截面，并且當齒224、226為三角形橫截面時，它們可為倒三角形橫截面。因此，第一和第二活化帶212、214包括多個間隔開的齒224、226以及每對鄰近齒之間的交替凹槽228、230。如圖4和5A所示，雙帶設備210包括支撐第一活化帶212的下滑架232和支撐第二活化帶214的上滑架240。下滑架232包括下惰輪床234且上滑架240包括上惰輪床242。下惰輪床234包括支撐第一活化帶212的下組或第一組輥236,并且上惰輪床242包括支撐第二活化帶214的上組或第二組輥244。輥236和244以平行排列支撐第一和第二活化帶212、214并迫使齒224、226和凹槽228、230在變形區(qū)220內嚙合。輥236和244可獨立地調整以控制第一和第二活化帶212、214的齒224、226和凹槽228、230之間的嚙合深度。支撐活化帶的其它裝置包括固定板、鋼筋絲、鏈條、傳送帶等。下滑架232包括以三角形排列設置并支撐第一活化帶212的三個滑輪第一滑輪238a、第二滑輪238b和第三滑輪238c。第一滑輪238a可旋轉地安裝在動力驅動軸上并且第二和第三滑輪238b、238c可旋轉地安裝在惰輪軸上。三個滑輪沿著在輥236之上經過的限定路徑引導第一活化帶212并包括保持第一活化帶212軸向對齊的凸肩235。第一活化帶212加載有足夠的張力以在滑輪和下組輥之上無滑移地傳動所述帶。類似于下滑架232，上滑架240包括以與下滑架232相對的三角形排列設置的三個滑輪第四滑輪246a、第五滑輪246b和第六滑輪246c。第四滑輪246a可旋轉地安裝在動力驅動軸上并且第五和第六滑輪246b、246c可旋轉地安裝在惰輪軸上。第四、第五和第六滑輪246(a至c)沿著在上組輥244之上經過的限定路徑引導第二活化帶214并包括保持第二活化帶214軸向對齊的凸肩235。如同第一活化帶212—樣，第二活化帶214加載有足夠的張力以在滑輪和上組輥244之上無滑移地傳動所述帶。在另一個實施方案中(未示出)，活化帶可包括由凹槽狀上層和相對剛性的背襯層構成的層壓結構以最小化活化帶的撓曲。在可供選擇的實施方案中，活化帶可由柔性接合的剛性鉸鏈、連續(xù)擠出成型帶、離心鑄造帶、模制帶、以及其它已知的帶技術組成?；罨瘞б部砂ㄏ惹跋鄬τ趫D2和3所示出的單一活化輥112和活化帶114實施方案所述的用于增加耐久性和壽命的設計。就圖4和5A所示的實施方案而言，第一和第二活化帶可包括80A至85D硬度計范圍內的氨基曱酸酯基的材料，磨成圖6所示的帶輪廓規(guī)格，其中所述活化帶具有約1.200英寸(30.48米)的寬度W,約0.215英寸(5.461米)的厚度T，約0.090英寸(2.286米)的齒高TH，以及約0.060英寸(1.524米)的齒距P。在圖4和5A所示的實施方案中，根據纖維網的橫向長度而定，可將兩個或更多個帶裝配在上下底座的滑輪上。鑒于此原因，圖6所示帶邊緣與每個邊緣內第一個齒之間的距離D為齒距的一半或0.030英寸(0.762米)。此類帶由F.N,Sheppard&Co.(位于1261JamikeDriveErlanger，Kentucky41018)供應。為了保護纖維網216的邊緣并防止變形期間在橫向上的滑動和對應的起皺，上滑架240可包括跨過變形區(qū)220長度的固定帶248并且下滑架可包括與上滑架240上的固定帶248相對的固定帶252。固定帶248和252夾持纖維網216并在變形期間沿著纖維網邊緣施加法向力。如圖5A所示，固定帶248沿著變形區(qū)220裝配在上組輥244的相對側且固定帶252沿著變形區(qū)220裝配在輥236的相對側。固定帶248裝配在安裝到上滑架240上的滑輪250a、250b上，而固定帶252裝配在安裝到下滑架232上的滑輪254a和254b上。支撐固定帶的滑輪能夠使得固定帶在遞增拉伸期間沿著纖維網運行。就圖3和4A所示的實施方案而言，可商購獲得的V輪廓帶可用作固定帶，例如，由FennerDrives,311WestStiegelStreetManheim,Pennsylvania17545供應的EagleBelting,剖面3L,零件號1032030?？衫帽绢I域已知的其它防止纖維網橫向滑動的方法，例如公布于9/1/1992并授予Weber等人的題目為"MethodforSequentiallyStretchingZeroStrainStretchLaminateWebtoImpartElasticitytheretoWithoutRupturingtheWeb"的美國專利5,143,679中所公開的那些。如上所述，形成支撐第一與第二活化帶212、214的上下組輥236、244的輥可獨立地調整以控制變形區(qū)220內對應帶的齒和凹槽之間的嚙合深度。輥236、244可被排列成使得形成下組輥236的每個輥直接與形成上組輥244的輥相對地設置，其間具有一定距離。可調整每對相對輥之間的距離，以通過調整形成相對的一對輥的一個或兩個輥的豎直位置而平滑且連續(xù)地控制嚙合深度。在一個可供選擇的實施方案中，可通過改變上滑架240的豎直取向并同時保持下滑架232在固定位置處的取向來控制嚙合深度。就該實施方案而言，第一和第二組輥236、244可旋轉地安裝在固定取向的對應惰輪床234、242上。豎直調整上滑架240以升高或降低上惰輪床242，而下惰輪床234保持固定。通過升高或降低上惰輪床242，可調整下組輥236和上組輥244之間的距離以及第一和第二活化帶212、214的齒224、226和凹槽228、230之間的對應嚙合深度。就該實施方案而言，可通過啟動時升高或降低上滑架240的氣缸或液壓缸260控制上滑架240的豎直位置?？稍O置前機械檔塊以使上滑架240的初始取向在較低位置處，從而提供大程度的調整及下組輥和相對的上組輥之間的初始距離。設置在上惰輪床242的相對兩端上的可調整螺桿262及深度尺264提供第一和第二活化帶212、214之間嚙合深度的微小程度的調整?？烧{整螺桿262可被調整，使得在變形區(qū)220入口處的相對輥之間的距離最大化，從而在第一與第二活化帶212、214的齒224、226和凹槽228、230之間提供最小或零嚙合深度，并且使得在變形區(qū)出口處的相對輥之間的距離最小化，從而在第一與第二活化帶212、214的齒和凹槽之間提供最大嚙合深度。利用此排列，支撐上組輥244的上惰輪床242的節(jié)距可適于提供由變形區(qū)220入口處至變形區(qū)220出口處嚙合深度的線性增加。先前所述的活化帶與單一活化輥設備及雙活化帶設備可完全地或部分地取代傳統(tǒng)的輥上輥工藝使用。例如，本發(fā)明的設備和方法可與熱熔融弱化步驟聯(lián)合使用以制備小孔，如美國專利5，628，097和美國專利5,916,661以及US2003/0028165A1中所公開的。同樣，本發(fā)明的設備和方法可用于制備頂片的拉伸部分，如提交于2002年12月18日的US2004/0127875A1中所公開的。同樣，本發(fā)明的設備和方法可用于制備得到有益改性的頂片，如US2004/0131820A1、WO2004/059061A1和W02004/058118A1中所公開的，以及制備開孔成形薄膜、非織造纖維網和層壓體，如US2005/021753中所公開的。吸收芯還可如WO2004/058497A1中所公開的進行改性，其中兩個纖維網的層壓體通過將兩個纖維網加工在一起來制備，以形成纖維整合的復合材料吸收芯。在以上所參考的每種方法中，可在變形區(qū)之前或之內利用熱量。與這些現(xiàn)有技術參考中相同，活化帶中的圖案可連續(xù)或不連續(xù)，并且可包括齒高、齒形、取向和/或節(jié)距不同的區(qū)域?？衫帽景l(fā)明的活化構件執(zhí)行的一種成形方法為通常稱作環(huán)軋制的方法，其中互嚙合的齒和凹槽嚙合并遞增拉伸置于其間的纖維網。就環(huán)軋制而言，活化構件可被排列成在橫向或縱向上(取決于齒和凹槽的取向)遞增拉伸纖維網。例如，為了在橫向CD上遞增拉伸，每個活化構件40、42上的齒52和凹槽54為縱向MD取向，如圖7A所示。相反，為了在縱向MD上遞增拉伸，每個活化構件40、42上的齒52和凹槽54為橫向CD取向，如圖7B所示。包括此類橫向齒和凹槽的帶在縱向上相對于互嚙合的圖案保持同相。圖8為示出變形區(qū)內用于遞增拉伸纖維網的各自相對的活化構件40、42的齒52和凹槽54互相嚙合的放大的不連續(xù)剖面圖。齒52具有齒高TH并以優(yōu)選均勻的距離相互間隔開以限定齒距P。如圖所示，活化構件40的齒52部分延伸到相對的活化構件42的凹槽54中以限定如圖8所示的"嚙合深度"E?；罨陂g，控制嚙合深度在變形區(qū)的至少一部分之上逐漸增力口。圖9為材料纖維網34位于其間的變形區(qū)內幾個互相嚙合的齒52和凹槽54的進一步詳細的放大視圖。如圖所示，可為非織造纖維網的纖維網34的一部分接納在變形區(qū)內互相嚙合的齒和凹槽之間。齒和凹槽的互相嚙合使得纖維網34橫向間隔開的部分被齒52壓制到相對的凹槽54中。在活化構件之間經過期間，將纖維網34壓制到相對的凹槽54中的齒52的力在纖維網34內施加拉伸應力，所述拉伸應力根據活化構件上齒和凹槽的取向而作用在縱向或橫向。所述拉伸應力可使得位于鄰近齒52的尖端之間并跨越這些尖端之間空間的中間纖維網部分58在縱向或橫向拉伸或伸展，這樣可導致在每個中間纖維網部分58處纖維網厚度局部減小。就包括氣流纖網的非織造纖維網而言，拉伸可使得纖維重新取向、基重減少和/或中間纖維網部分58內的纖維破壞受控。盡管纖維網34的位于鄰近齒之間的部分被局部拉伸，但是接觸齒尖端的纖維網部分可以不經歷相似程度的延伸。由于齒52的圓形外端處的表面與纖維網34的接觸齒外端處齒表面的鄰近區(qū)域60之間存在的摩擦力，纖維網表面的那些部分相對于齒外端處的齒表面的滑動最小化。因此，在一些情況下，纖維網34在接觸齒尖端表面的那些纖維網區(qū)域處的性能與中間纖維網部分58處發(fā)生的纖維網性能改變相比僅僅稍微改變。由于已發(fā)生的纖維網34的局部纖維網拉伸，隨著隨之發(fā)生的取決于拉伸方向的纖維網寬度或長度增加，離開通過活化構件形成的變形區(qū)的材料纖維網可具有比進入的材料纖維網更低的基重，前提條件是離開的材料保持基本平坦的橫向延伸狀態(tài)。例如，在橫向拉伸的纖維網在其離開變形區(qū)時可橫向收縮至其最初寬度或長度，因為纖維網置于纖維網運動方向上的某種張力下，在此情況下離開的改性纖維網可具有與其在進入狀況下具有的基重相同的基重。然而，如果離開的纖維網經受足夠高的纖維網縱向張力，則可使得離開的纖維網收縮至小于其最初寬度的寬度，在此情況下纖維網將具有大于其最初基重的基重。另一方面，如果通過使改性的纖維網經過如上所述的所謂的MountHope輥、拉幅架、斜角惰輪、斜角輥隙等而使纖維網經受足夠的附加幅材橫向拉伸，則離開的改性纖維網可具有小于其最初基重的基重。因此，通過選擇合適的用于活化構件的齒和凹槽構型，通過選擇合適的纖維網運動方向張力程度，并且通過選擇是否使纖維網經受附加幅材橫向拉伸，所得改性的非織造纖維網可具有可在最初纖維網寬度的約20%至約500%范圍內的纖維網寬度、以及小于、等于或大于纖維網的最初基重的基重。齒52在具有大致圓形齒尖的橫截面上可為大致三角形，如圖8和9所示。如圖所示，齒52具有齒高TH(注意TH也可應用于凹槽深度；在一個實施方案中，齒高與凹槽深度可相等)、以及稱作節(jié)距P的齒對齒間隔。根據被加工纖維網的性能以及加工后纖維網所需的特性而定，嚙合深度E、齒高TH和節(jié)距P可如所需要的進行改變。如本領域的技術人員將領會的，各自的齒和凹槽的尺寸可在寬范圍內改變并且仍可有效地實施本發(fā)明。就此而言，#4居本發(fā)明的合適活化構件的另外結構細節(jié)提供在以下專利中公布于1992年10月20日且授予KennethB.Buell等人的題目為"MethodforIncrementallyStretchingZeroStrainStretchLaminateSheetinaNon-UniformMannertoImpartaVaryingDegreeofElasticityThereto"的美國專利5，156,793;以及/>布于1992年12月1日且4受予GeraldM.Weber等人的題目為"MethodforIncrementallyStretchingaZeroStrainStretchLaminateSheettoImpartElasticityThereto"的美國專利5,167,897。其它活化專利包括公布于6/18/1996且授予Buell的題目為"AbsorbentArticlewithElasticizedSidePanelshavingExtensionPane"的美國專利5,527,304;公布于10/7/1997且授予Buell的題目為"AbsorbentArticlewithElasticizedSidePanels"的美國專利5,674,216;公布于6/18/1996且授予Buell的題目為"GarmenthavingElastomericLaminate"的美國專利6,476,289;公布于5/13/1997iU受予Buell的題目為"AbsorbentArticlewithElasticFeaturehavingaPrestrainedWebPortionandMethodforFormingSame"的美國專利5，628，741;公布于1/7/1997且授予Nishikawa的題目為"DisposableTrainingPanthavingImprovedStretchableSidePanels"的美國專利5,591,155;公布于9/21/1993且授予Hasse的題目為"ElasticizedDisposableTrainingPantandMethodofmakingtheSame"的美國專利5,246,433;公布于9/21/1993且授予Hasse的題目為"ElasticizedDisposableTrainingPanthavingDifferentialExtensibility"的美國專利5,464,401;公布于11/19/1996且授予Clear的題目為"AbsorbentArticlewithDynamicElasticFeatureComprisingElasticizedHipPanels"的美國專利5,575,783;7>布于7/14/1998JU受予Schmitt的題目為"FasteningTapeforaSanitaryArticleParticularlyDisposableDiaper"的美國專利5，779，691;公布于9/1/1992JU受予Weber的題目為"MethodforSequentiallyStretchingZeroStrainStretchLaminateWebtoImpartElasticitytheretoWithoutRupturingtheWeb"的美國專利5,143,679;公布于5/30/1989且4受予Sabee的題目為"DiaperwithElasticWaistBandElastic"的美國專利4，834，741;以及公布于11/6/1989且授予Sabee的題目為"DiaperwithElasticWaistBandElastic"的美國專利4，968，313。本發(fā)明的一個優(yōu)點是變形區(qū)的路徑長度可易于調整至比現(xiàn)有技術方法大幾倍的長度?？稍O置互嚙合的齒和凹槽的嚙合深度以適應纖維網速度，該速度為加工期間纖維網在縱向流動的速度。具體地講，經常期望隨著增加的線速度而增加變形區(qū)的路徑長度。這是為了使纖維網的遞增拉伸在較長距離上并因此在較長的時間段內執(zhí)行，盡管存在增加的纖維網速度。為增加纖維網速度而增加變形區(qū)路徑長度的作用可用于抵消在現(xiàn)有技術中提到的高速度活化的有害作用，如授予Weber等人的上述美國專利5,143,679中提到的。用互嚙合的圓筒形軋輥實現(xiàn)的此類現(xiàn)有技術環(huán)軋制提供僅僅具有固定路徑長度的變形區(qū)，所述路徑長度完全只通過輥的尺寸和所需的嚙合程度來確定。表I示出了為使變形路徑長度超過1.0英寸(0.025米)的長度而如何顯著增加環(huán)輥直徑。例如，提供2.0英寸(0.051米)的變形區(qū)路徑長度將需要約96英寸(2.44米)的環(huán)輥直徑。39英寸(1米)的變形路徑長度將需要現(xiàn)有技術的一組環(huán)輥的直徑接近1千米。因此，可看出較大的變形路徑長度將需要使用不切實際的環(huán)輥尺寸，盡管經常期望較大的變形路徑長度以降低較高纖維網速度的有害作用。該表還示出了對于每個對應的變形區(qū)路徑長度，雙活化帶(帶/帶)和單一活化輥與活化帶(帶/輥)設備的估計縱向長度(MD長度)。表I<table>tableseeoriginaldocumentpage25</column></row><table>*縱向長度被定義為設備所需的縱向最小距離。假定1.帶/帶縱向長度=變形區(qū)路徑長度加上用于伴隨的輥的0.39m。2.帶/輥縱向長度=輥直徑加上用于伴隨的支撐輥的0.39m。3.最大帶/輥變形區(qū)路徑長度=0.75*輥圓周(即270度包繞)借助本發(fā)明的方法和設備產生的增加的變形區(qū)路徑長度的有益效應可進一步描述于圖10A和圖10B所示的曲線圖中。采用500ft/min(2.54米/每秒)的纖維網速度、0.060英寸U.52誦)的帶節(jié)距和0.079英寸(2.0誦)的嚙合深度，圖10A中曲線圖示出了現(xiàn)有技術的環(huán)輥系統(tǒng)相比本發(fā)明設備的嚙合深度對嚙合時間的關系。該曲線圖示出了如何確定用于本發(fā)明設備的變形區(qū)路徑長度的尺寸并進行排列，以提供嚙合深度的逐漸線性增加，所述逐漸線性增加與和環(huán)輥的較短變形區(qū)路徑長度相關的快速非線性增加形成對比。這些不同路徑長度的所得效應示于圖10B的曲線圖中，其中描繪對應的活化速率或嚙合速率與嚙合深度的關系。該曲線圖示出了現(xiàn)有技術的環(huán)輥方法如何在材料中促成極高的應變速率，其與本發(fā)明的方法和工藝所施加的極低的(在該情況下)恒定應變速率形成對比。這種嚙合速率的顯著降低導致纖維網的變形速率相應降低，其有效地最小化或消除了高活化速率對許多材料纖維網造成的上述有害作用?？衫帽景l(fā)明的活化構件執(zhí)行的另一種使纖維變形的方法為通常稱作"結構類彈性薄膜"或"結構類彈性成膜"方法的方法，其中SELF代表結構類彈性薄膜。盡管該方法最初開發(fā)用于使聚合物薄膜變形以具有有益的結構特性，但是已發(fā)現(xiàn)，結構類彈性成膜方法可用于在非織造纖維網中產生有益結構。參見圖11，示出了用于結構類彈性成膜方法中的活化構件的構型，所述活化構件可用于通過在Z方向上使部分纖維網膨脹出X-Y平面之外而在纖維網厚度尺寸上膨脹部分非織造纖維網。如圖11所示，一個活化構件64包括多個縱向延伸的、橫向間隔開的齒52和凹槽54?；罨瘶嫾?2包括多個縱向延伸的、橫向間隔開的齒68，其中活化構件62的部分齒68已被移除以形成限定多個間隔開的齒68的凹口66。如圖ll所示，各自橫向鄰近的齒68上的凹口66可橫向對齊以限定圍繞活化構件62表面的多個間隔開的凹槽區(qū)域組。各自的橫向延伸的凹槽區(qū)域組每個均平行于活化構件62的橫向CD延伸。齒68可具有對應于齒高TH的齒高、以及對應于齒距P的齒距，如先前參見圖8所述。隨著纖維網經過在結構類彈性成膜方法中由活化構件形成的變形區(qū)，活化構件62的齒68將纖維網的一部分壓出平面外以產生纖維網永久的局部Z方向變形。但是在活化構件62的凹槽區(qū)域66與活化構件62的齒68之間經過的纖維網部分在Z方向基本上未成形，即，非織造纖維網在該區(qū)域將不變形或拉伸至與齒區(qū)相同的程度并且可保持基本上平面，而在活化構件62的齒區(qū)與活化構件64的齒52之間經過的纖維網部分可變形或拉伸超出非織造材料的彈性限度，結果得到多個變形的、凸起的、肋狀元件?，F(xiàn)在參見圖12,該圖示出了結構類彈性成膜后的非織造纖維網70的一部分在其已在結構類彈性成膜方法的一對相對的、互相嚙合的活化構件62和64之間經過后的示意圖，所述活化構件具有類似于圖11所示的齒構型。結構類彈性成膜后的非織造纖維網70包括由明顯不同的區(qū)域形成的網絡。該網絡至少包括第一區(qū)域72、第二區(qū)域84和過渡區(qū)域76,所述過渡區(qū)域位于第一區(qū)域72和第二區(qū)域84之間的接觸面處。結構類彈性成膜后的非織造纖維網70還具有第一表面78和相對面向的第二表面80。在圖12所示的實施方案中，結構類彈性成膜后的非織造纖維網70包括多個基本上平坦的間隔開的第一區(qū)域72和多個形成第二區(qū)域84的交替肋狀元件。在圖12所示的實施方案中，第一區(qū)域72為基本上平面的。換句話講，第一區(qū)域72內的材料為基本上平坦的，并且其在非織造纖維網因經過圖11所示的活化構件62和64之間而經歷改性步驟之后的狀態(tài)與其在纖維網經過活化構件之間之前的狀態(tài)基本上相同。除了圖12中所示出的肋狀元件(每個肋狀元件均具有基本上等同的長度并成行排列以限定由線性第一區(qū)域72隔開的大致矩形的變形區(qū)域)形式的表面圖案之外，如果需要，所需的非織造纖維網的形成還可由其它活性構件的齒和凹槽構型實現(xiàn)，所述構型可促使非織造材料的局部拉伸和/或變形。例如，如圖13所示，取代肋狀元件的間隔矩形排列，變形圖案可為限定由間隔的菱形第二區(qū)域74形成的陣列的肋狀元件形式，其中未變形的第一區(qū)域72居于其間。每個此類菱形第二區(qū)域74由交替的肋狀元件84和居間的谷86限定。用于形成此類菱形元件的方法和設備的實例公開于以下專利中公布于1997年7月22日且授予BarryJ.Anderson等人的題目為"SheetMaterialsExhibitingElastic-LikeBehaviorandSoft,Cloth-LikeTexture"的美國專利5,650，214,以及公布于2002年5月7日且授予Dobri等人的題目為"MethodofModifyingaNonwovenFibrousWebForUseasaComponentofaDisposableAbsorbentArticle"的美國專利6，383,431。如圖14所示，變形圖案也可為一起限定由間隔開的圓形第二區(qū)域74形成的陣列的肋狀元件84的形式。每個此類圓形元件可由適當間隔開的、不同長度的肋狀元件84和居間的谷86限定。位于各自的圓形第二區(qū)域74之間的是未變形的居間第一區(qū)域72。如對于本領域的技術人員顯而易見的，如果需要，也可采用其它變形圖案，例如公布于1996年5月21日且授予CharlesW.Chappell等人的題目為"SheetMaterialsExhibitingElastic-LikeBehavior"的美國專利5,518,801中舉例說明和描述的那些。授予Chappell的其它專利包括公布于11/25/97且題目為"WebMaterialsExhibitingElastic—likeBehavior"的美國專利5,691,035;公布于3/3/1998且題目為"WebMaterialsExhibitingElastic-likeBehavior"的美國專利5,723,087;公布于4/6/1999且題目為"WebMaterialsExhibitingElastic—likeBehavior"的美國專利5,891,544;公布于6/29/1999且題目為"WebMaterialsExhibitingElastic-likeBehavior"的美國專利5,916,663;以及公布于2/22/2000且題目為"WebMaterialsExhibitingElastic-likeBehavior"的美國專利6，027，483。可利用本發(fā)明的活化構件執(zhí)行的另一種使纖維網變形的方法為可最佳地描述為"微結構類彈性成膜"的方法。微結構類彈性成膜為在設備和方法上類似于參考圖11所述的結構類彈性成膜方法的方法。結構類彈性成膜與微結構類彈性成膜之間的主要差別在于帶齒活化構件(即，圖15中的微結構類彈性成膜活化構件82,其對應于圖11中的活化構件62)上齒68的大小和尺寸。微結構類彈性成膜活化構件82可為以優(yōu)選構型形成變形區(qū)的活化構件之一，所述構型具有一個圖案化活化構件，例如微結構類彈性成膜活化構件82，和一個非圖案化帶槽活化構件(未示出)。然而，在某些實施方案中，可優(yōu)選使用兩個微結構類彈性成膜活化構件82,它們在各自活化構件的相同或不同對應區(qū)域具有相同或不同的圖案。此類設備可生產具有變形的纖維網，所述變形在非織造纖維網中可描述為從所加工纖維網的一側或兩側突出的毛簇。毛簇可緊密排列，但是至少在它們的底部可在空間上充分隔開以限定毛簇之間的空隙區(qū)。如圖15中的局部透視圖和圖16中放大的局部透視圖所示，微結構類彈性成膜活化構件82的齒68具有與齒68的前沿和后沿相關的具體的幾何形狀，所述幾何形狀使得齒基本"刺穿"非織造纖維網，這與將纖維網變形成圖12至14所示的凸塊或齒在本質上相反。在非織造纖維網的一些實施方案中，齒68將纖維推壓出平面外并形成可描述為纖維"毛簇"或環(huán)的部分。在一個實施方案中，纖維網被刺穿，可以說是因齒68推動纖維形成毛簇或環(huán)而刺穿。因此，與結構類彈性成膜纖維網的"帳篷狀"肋狀元件(每個所述元件均具有與其關聯(lián)的連續(xù)側壁，即，連續(xù)的"過渡區(qū)，，)不同，在微結構類彈性成膜方法中被壓迫出平面外的毛簇或環(huán)可具有與Z方向變形的側壁部分關聯(lián)的不連續(xù)結構。此外，當用于較高基重的吸收芯材料時，"毛簇"隨著纖維在Z方向相對于纖維網表面之一被推出平面外而稍微不可見，Z方向變形在其它纖維網表面上可被消除或不存在。此外，當涉及層壓材料時，一種纖維網材料的Z方向變形可被推進到層壓體的第二材料中并被第二材料"隱藏，，，使得"毛簇"基本上肉眼不可見。如圖15和16所示，每個齒68具有齒尖96、前沿LE和TE。齒尖96為細長的并具有大致縱向的取向。據信為了在加工纖維網中得到簇成的、環(huán)狀毛簇，前沿和后沿應非常接近正交于活化構件82的局部環(huán)向表面90。同樣，從尖端96和前沿或后沿的過渡應為銳角(例如直角)，并具有足夠小的曲率半徑使得齒68在前沿和后沿處擠過纖維網。不受理論的約束，據信在齒68的尖端96與前沿和后沿之間具有相對銳角的尖端過渡使得齒68"干凈地，，(即，局部地且清楚地)刺穿非織造纖維網，以便所得纖維網的一側可被描述為"簇成的"或換句話講"變形的"。微結構類彈性成膜活化構件82的齒68可具有通常在齒尖96處從前沿LE至后沿TE測得的約1.25mm的均勻長度尺寸TL，并且所述齒以約1.5mm的距離TD在環(huán)向上彼此均勻地間隔開。為了由具有約60至約100gsm范圍內的總基重的纖維網制備毛圈布纖維網，齒68可具有約0.5mm至約3mm范圍內的長度TL和約.020英寸(0.5mm)至約0.118英寸(3mm)的間隔TD，約0.020英寸(0.5mm)至約.200英寸(5mm)范圍內的齒高，以及介于約0.040英寸(l隱)和約0.200英寸(5mm)之間的節(jié)距。嚙合深度可為約0.020英寸(0.5mm)至約.200英寸(5mm)(直到最大值等于齒高)。當然，嚙合深度、節(jié)距、齒高、TD和TL可相互獨立地改變以實現(xiàn)纖維網變形所需的尺寸、間隔和面積密度，如提交于12/16/2003的共同未決的共同擁有專利申請US2004/0265534A1和提交于11/3/2004的US2005/0123726A1中所公開的。利用根據本發(fā)明的微結構類彈性成膜活化構件，可控制變形區(qū)內的應變速率以制備表現(xiàn)出不同的毛蔟和環(huán)形成的纖維網結構。例如，就包括兩種相對不可延展材料的層壓結構而言，變形區(qū)內的應變速率可被控制以如圖17中的曲線圖所示由低向高改變，提供包括圖18A所示出的具有吹出尖端的較高環(huán)(與圖18B所示出的借助高應變速率活化形成的具有吹出尖端的較小環(huán)相比)的毛簇。作為另外一種選擇，就具有稍微不同可延展性的相對不可延展材料而言，如圖19中的曲線圖所示出的將變形區(qū)內的應變速率由高應變速率改變至低應變速率可導致材料之一早期破裂，結果形成吹出尖端，而其它材料形成圖20A所示出的通過吹出尖端延伸的高環(huán)(與圖20B所示出的借助高應變速率活化形成的具有吹出尖端的較小環(huán)相比)。利用本發(fā)明的活化構件執(zhí)行的變形纖維網的另一種方法為可最佳地描述為"滾刀開孔，，(RKA)的方法。在滾刀開孔中，所利用的方法和設備使用類似于以上相對于結構類彈性成膜或微結構類彈性成膜活化構件所述的互嚙合活化構件92,如圖21所示。如圖所示，滾刀開孔方法不同于結構類彈性成膜或微結構類彈性成膜之處在于結構類彈性成膜或微結構類彈性成膜活化構件的相對扁平、細長的齒已被改進為一般在遠端為尖頭的。齒68可被削尖以刺穿以及變形非織造纖維網34，從而制備如圖21所示的三維開孔纖維網94。在諸如齒高、齒距、節(jié)距、嚙合深度及其它加工參數等其它方面，滾刀開孔和滾刀開孔設備可與以上相對于結構類彈性成膜或微結構類彈性成膜所述的相同。圖22示出了滾刀開孔齒狀活化構件的一個實施方案的一部分，所述齒狀活化構件具有多個用于制備開孔纖維網94的齒68。齒68的放大視圖示于圖23A和23B中。如圖23A所示，每個齒68均具有底部111、齒尖96、前沿LE和后沿TE。齒尖96—般可為尖頭的、鈍頭的、或換句話講成型的，以便拉伸和/或刺穿纖維網34。齒68可具有大致扁平的刀片狀形狀。齒68可具有大致扁平的明顯不同的側面98。換句話講，與橫截面大致圓形的圓的銷軸狀形狀相反，齒68可在一個尺寸上細長，具有大致非圓的、細長的橫截面構型。例如，齒68在它們的底部可具有齒長TL和齒寬TW，齒長TL和齒寬TW表現(xiàn)出至少2，或至少約3，或至少約5,或至少約7，或至少約10或更大的TL/TW齒縱橫比AR。在一個實施方案中，橫截面尺寸的縱橫比AR保持隨齒高基本上恒定。在滾刀開孔齒狀活化構件的一個實施方案中，齒68可具有一般在齒68的底部111處從前沿LE至后沿TE測得的約0.049英寸(1,25mm)的均勻長度尺寸TL，并且齒寬TW為約0.012英寸(0.3mm)，該齒寬為大致垂直于底部處的長度尺寸測得的最長尺寸。齒可以約0.059英寸(1.5隱)的距離TD彼此均勻地間隔開。為了由具有約5gsm至約200gsm范圍內的基重的纖維網制備柔軟的三維開孔纖維網，齒68可具有約0.5腿至約3ram范圍內的長度TL,約0.3mm至約1mm的齒寬TW,約0.5mm至約3mm的間隔TD,約0.5mm至約10mm范圍內的齒高TH，以及介于約1mm(0.040英寸)和2.54mm(0.100英寸)之間的節(jié)距P。嚙合深度E可為約0.020英寸(0.5隱)至約.2Q0英寸(5mm)(直到最大值接近齒高TH)。當然，E、P、TH、TD和TL每個均可;皮此獨立地改變，以實現(xiàn)所需的尺寸、間隔和開孔表面密度(開孔的三維開孔纖維網94的每單位面積上的孔數)。例如，為了制備適用于衛(wèi)生巾和其它吸收制品的開孔薄膜和非織造材料，底部的齒長TL可在約0.08英寸(2.032mm)至約0.15英寸(3.81mm)的范圍內；齒寬TW可在約.02英寸(0.508mm)至約0.05英寸(1.27mm)的范圍內；齒距TD可在約0.039英寸(1.Omm)至約0.076英寸(1.94mm)的范圍內；節(jié)距P可在約0.044英寸(1.106mm)至約0.100英寸(2.54mm)的范圍內；并且齒高TH可在約0.08英寸(2.032mm)至約0.27英寸(6.858mm)的范圍內。嚙合深度E可為約0.020英寸(0.5腿)至約.200英寸(5mm)。圖23B所示的齒尖96的曲率半徑R可為3.937X10—s英寸(0.OOl隱)至約3.9X10—4英寸(0.009mm)。不受理論的約束，據信底部處的齒長TL可在約0.01英寸(0.254mm)至約0.5英寸(12.7mm)的范圍內；齒寬TW可在約0.01英寸(0.254mm)至約0.2英寸(5.08mm)的范圍內；齒距TD可在約0.0mm至約1.0英寸(25.4mm)(或更多)的范圍內；節(jié)距P可在約0.044英寸(1.106mm)至約0.3英寸(7.62隱)的范圍內；齒高TH可在0.01英寸(0.254mm)至約0.709英寸(18隱)的范圍內；并且嚙合深度E可在0.01英寸(0.254mm)至約0.25英寸(6.35隱)的范圍內。就所公開的每個范圍而言，本文公開所述尺寸可在從最小尺寸以3.937Xl()-s英寸(0.001mm)的增量遞增至最大尺寸的范圍內改變，因而本公開提出了范圍界限以及這些范圍界限中以3.937Xl(^英寸(0.001mm)遞增的每個尺寸(曲率半徑R除外-其增量被公開為以3.937X1()J英寸(0.OOOlmm)的增量改變)。滾刀開孔齒可具有其它形狀和輪廓，并且滾刀開孔方法可用于開孔纖維網，如提交于2004年8月6日的共同未決的共同擁有專利申請US2005/0064136A1、提交于2005年10月13日的US2006/0087053A1和提交于2005年6月21日的US2005/021753中所公開的。本發(fā)明的設備可與現(xiàn)有技術中所述的前述設備順序排列和/或混用。例如，本發(fā)明的第一設備可用于在橫向遞增拉伸纖維網，接著為可用于在縱向遞增拉伸纖維網的第二設備。本文所公開的尺寸和數值不應被理解為嚴格限于所述確切數值。相反，除非另外指明，每個這樣的量綱均指所引用的數值和圍繞該數值的功能上等同的范圍。例如，公開為"40mm，，的量綱旨在表示"約40mm"。發(fā)明詳述中的所有引用文獻的相關部分均以引用方式并入本文；任何時，應當月良乂人在本文獻中U武予該術語的含義或定義。盡管已用特定實施方案舉例說明和描述了本發(fā)明，但對于本領域的技術人員顯而易見的是，在不脫離本發(fā)明的實質和范圍的情況下可作出許多其他改變和變型。因此，在所附的權利要求書中意欲涵蓋在本發(fā)明范圍內的所有這樣的改變和變型。權利要求1.一種遞增拉伸纖維網的方法，所述方法包括以下步驟a.提供纖維網；b.提供包括多個齒和凹槽的單一活化構件；c.提供包括多個齒和凹槽的活化帶，所述齒和凹槽與所述單一活化構件的多個齒和凹槽互補；d.在所述活化帶與所述單一活化構件之間形成變形區(qū)，其中所述單一活化構件的多個齒和凹槽以受控嚙合深度嚙合所述活化帶的多個齒和凹槽，所述嚙合深度能夠在所述變形區(qū)之上線性增加；以及e.將所述纖維網傳送通過所述變形區(qū)，其中所述纖維網被遞增拉伸。2.如權利要求1所述的方法，其中所述單一活化構件包括具有多個環(huán)向齒和凹槽的單一活化輥。3.如權利要求2所述的方法，其中所述變形區(qū)在所述活化帶的多個齒和凹槽的第一部分與所述單一活化輥的多個環(huán)向齒和凹槽的弓形部分之間形成。4.如權利要求3所述的方法，其中所述嚙合深度由沿著所述變形區(qū)排列的一系列支撐輥控制，迫使所述活化帶的多個齒和凹槽的第一部分與所述單一活化輥的多個環(huán)向齒和凹槽的弓形部分嚙合。5.如權利要求1所述的方法，其中所述活化帶包括第一活化帶并且所述單一活化構件包括第二活化帶，所述第二活化帶包括在所述變形區(qū)內以所述嚙合深度與所述第一活化帶的多個齒和凹槽互補并嚙合的多個齒和凹槽。6.如權利要求5所述的方法，其中所述變形區(qū)在所述第一活化帶的多個齒和凹槽的第一部分與所述第二活化帶的多個齒和凹槽的第二部分之間形成，其中所述第一活化帶的第一部分由第一組輥支撐并且所述第二活化帶的第二部分由第二組輥支撐，并且其中所述第一組輥與所述第二組輥排列在所述變形區(qū)內，以迫使所述第一活化帶的多個齒和凹槽的第一部分與所述第二活化帶的多個齒和凹槽的第二部分嚙合并控制其間的嚙合深度。7.如權利要求1至6中任一項所述的方法，其中所述嚙合深度被控制成在所述變形區(qū)的至少一部分之上線性增加。8.—種用于遞增拉伸纖維網的設備，所述設備包括a.包括多個齒和凹槽的單一活化構件；b.包括多個齒和凹槽的活化帶，所述齒和凹槽與所述單一活化構件的多個齒和凹槽互補；和c.在所述活化帶與所述單一活化構件之間形成的變形區(qū)，其中所述單一活化構件的多個齒和凹槽與所述活化帶的多個齒和凹槽以受控嚙合深度嚙合，所述嚙合深度能夠在所述變形區(qū)之上線性增加使得在所述變形區(qū)內置于所述活化帶和所述單一活化構件之間的纖維網被遞增拉伸。9.如權利要求8所述的設備，其中所述單一活化構件包括具有多個環(huán)向齒和凹槽的單一活化輥。10.如權利要求9所述的設備，其中所述變形區(qū)在所述活化帶的多個齒和凹槽的第一部分與所述單一活化輥的多個環(huán)向齒和凹槽的弓形部分之間形成。11.如權利要求10所述的設備，其中所述嚙合深度由沿著所述變形區(qū)排列的一系列支撐輥控制，所述支撐輥沿著所述單一活化輥的多個環(huán)向齒和凹槽的弓形部分支撐所述活化帶的多個齒和凹槽的第一部分。12.如權利要求8所述的設備，其中所述活化帶包括第一活化帶并且所述單一活化構件包括第二活化帶，所述第二活化帶包括在所述變形區(qū)內以所述嚙合深度與所述第一活化帶的多個齒和凹槽互補并嚙合的多個齒和凹槽。13.如權利要求12所述的設備，其中所述變形區(qū)在所述第一活化帶的多個齒和凹槽的第一部分與所述第二活化帶的多個齒和凹槽的第二部分之間形成，其中所述第一活化帶的第一部分由第一組輥支撐并且所述第二活化帶的第二部分由第二組輥支撐，并且其中所述第一組輥與所述第二組輥被排列成迫使所述第一活化帶的多個齒和凹槽的第一部分與所述第二活化帶的多個齒和凹槽的第二部分嚙合并控制其間的嚙合深度。14.如權利要求8所述的設備，所述設備包括a.包括具有多個環(huán)向齒和凹槽的單一活化輥的單一活化構件；b.包括多個齒和凹槽的活化帶，所述齒和凹槽與所述單一活化輥的多個環(huán)向齒和凹槽互補；c.具有在所述活化帶的第一部分與所述單一活化輥的弓形部分之間形成的路徑長度的變形區(qū)，其中所述單一活化輥的多個環(huán)向齒和凹槽以一定嚙合深度嚙合所述活化帶的多個齒和凹槽；和d.沿著所述路徑長度支撐所述活化帶的第一部分的一系列支撐輥，迫使所述活化帶的多個齒和凹槽與所述單一活化輥的多個環(huán)向齒和凹槽嚙合并控制其間的嚙合深度。15.如權利要求14所述的設備，其中所述支撐輥中的至少兩個可獨立地調整以控制所述嚙合深度，并且其中所述嚙合深度可被控制成在所述變形區(qū)的至少一部分之上線性增加。16.如權利要求8所述的設備，所述設備包括a.包括具有多個齒和凹槽的第一活化帶的單一活化構件；b.包括多個齒和凹槽的第二活化帶，所述齒和凹槽與所述第一活化帶的多個齒和凹槽互補；c.具有在所述第一活化帶的第一部分與所述第二活化帶的第二部分之間形成的路徑長度的變形區(qū)，其中所述第一活化帶的多個齒和凹槽以一定嚙合深度嚙合所述第二活化帶的多個齒和凹槽；和d.沿著所述路徑長度支撐所述第一活化帶的第一部分的第一組輥和沿著所述路徑長度支撐所述第二活化帶的第二部分的第二組輥，其中所述第一組輥和所述第二組輥被排列成迫使所述第一活化帶的齒和凹槽與所述第二活化帶的齒和凹槽嚙合并控制其間的嚙合深度。17.如權利要求16所述的設備，其中沿著所述變形區(qū)的路徑長度設置在不同位置的至少兩個輥可獨立地調整以改變所述嚙合深度，并且其中所述嚙合深度可被控制成在所述變形區(qū)的至少一部分之上線性增力口。18.如權利要求8至17中任一項所述的設備，其中所述設備在縱向上占據小于約3.0米的空間，并且其中所述變形區(qū)具有至少約0.05米，優(yōu)選至少約0.15米的路徑長度。全文摘要本發(fā)明提供了利用活化構件以較低應變速率遞增拉伸纖維網的方法和設備。所述活化構件包括活化帶(114)和單一活化構件(112)，其中所述活化帶和單一活化構件在變形區(qū)(120)內包括多個以一定嚙合深度相互互補和嚙合的齒(124)和凹槽(126)。嚙合深度可被控制以在變形區(qū)的至少一部分之上線性增加，使得變形區(qū)內置于活化帶和單一活化構件之間的纖維網(116)以低應變速率遞增拉伸。文檔編號B29C55/18GK101657316SQ200880007933公開日2010年2月24日申請日期2008年3月7日優(yōu)先權日2007年3月13日發(fā)明者J·B·斯特魯布,J·J·科若,J·M·奧爾,T·I·穆拉尼申請人:寶潔公司