CN100341689C - 连续材料的分区拉伸 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了拉伸连续材料(40)的一个或多个区域(I-V)的设备和方法。还公开了包括拉伸或活化区域的连续材料。连续材料中各区域以横向(8)，即与纵向(8)成横向的方向(8)被拉伸。当连续材料沿纵向行进穿过设备时，可对其进行连续拉伸。可在不与连续材料拉伸区域发生物理接触的情况下进行拉伸。拉伸区域上诱导出的应变可在拉伸距离上被逐渐引入。应变可以线性速率增加。本拉伸方法和设备可用于活化连续材料内的弹性区域。

Description

连续材料的分区拉伸
发明领域
本发明涉及连续材料(web)、连续材料处理方法及连续材料处理设备领域。更特别地，本发明提供了沿横向(in cross-web direction)拉伸连续材料的一个或多个区域的设备和方法，及如此拉伸的连续材料(web)。
发明背景
许多情况下理想地需在处理过程中沿横向拉伸连续材料。例如，包括非弹性材料层的连续材料通常需要拉伸以对连续材料赋予弹性，所述非弹性材料层例如层压或以别的方式附着于弹性层的非织造连续材料。拉伸连续材料从而使非弹性层或非弹性层内的结合断开或以别的方式被破坏，从而使拉伸后的连续材料由于位于连续材料内的一个或多个弹性材料层从而具有弹性。对连续材料赋予弹性的此类拉伸通常称为连续材料的“活化”(连续材料的弹性通过拉伸而被“活化”)。可通过各种方法进行活化，例如拉幅和环轧。
拉幅通常包含在连续材料沿纵向(in down-web direction)(即沿连续材料的长度方向)行进的同时，抓住连续材料的边缘，并沿横向拉伸。尽管拉幅确实提供了改变连续材料内诱导的应变量的能力，但其也具有许多不足之处。例如，拉幅后由于连续材料边缘处受损或应变不一致，因而连续材料的边缘通常必须废弃。另一潜在的不足之处是采用拉幅难以或不可能对连续材料的选定部分或区域诱导应变。另外，拉幅设备既昂贵又复杂，且为了运行需要较大量的占地面积。
相对拉幅，环轧提供了用于拉伸连续材料的替换方案。现已描述有各种环轧设备，例如美国专利号5,143,679(Weber等)；5,156,793(Buell等)；以及5,167,897(Weber)中所述。尽管环轧可用于拉伸连续材料内的选定区域，但环轧的不足之处可包括，例如，用环轧设备接触连续材料可能不合需要地影响连续材料的外观。采用环轧可在连续材料内诱导的应变量可能受到环轧设备的限制。拉伸量的调整或改变可能较困难或是有限的。另外，通常必须停止运行环轧设备以实现拉伸量的改变。另外，环轧通常包含对连续材料快速施加非线性应变，连续材料可因此撕破或断裂，从而导致额外浪费。
发明简述
本发明提供了拉伸连续材料的一个或多个区域的设备和方法，所述连续材料包括一个或多个拉伸区域。连续材料的每一拉伸区域均沿横向拉伸，即与连续材料的纵向成横向的方向。当连续材料沿纵向前进通过设备时，可连续进行拉伸。
本发明方法和设备的潜在优点之一是可在与连续材料的拉伸区域没有物理接触的情况下进行拉伸。不存在物理接触可防止拉伸过程中在连续材料上留下痕迹。此外，例如如果拉伸时连续材料特别脆的话，拉伸过程中与连续材料拉伸部分的接触可导致连续材料的断裂或撕破。
本发明设备和方法的另一潜在优点是，拉伸区域上诱导的应变可在拉伸距离上(over a stretch distance)逐渐引入，从而可避免能导致连续材料撕破或断裂的快速拉伸。在一个方案中，与例如环轧中应变的非线性诱导相反，本发明的方法和设备可提供以线性速率增加的应变。应变的线性性质可有助于减少由于应变的突然施加所致的连续材料断裂或撕破的潜在问题。
在另一方案中，本发明可用应变速率来表征，所述应变速率即当线速度为20米/分钟时，诱导的应变为1(即拉伸100％)时的速率可限制于例如100/分钟或更低，更优选地当线速度为20米/分钟时，应变速率可限制于50/分钟或更低。在本发明方法中，应变速率可以与线速度成线性比例的速率增加。其结果，当连续材料的区域被拉伸100％时，在线速度为100米/分钟时，采用本发明的方法和设备的应变速率可限制于500/分钟或更低，更优选地，在线速度为100米/分钟时，应变速率为250/分钟或更低。
可表征本发明方法和设备特性的另一方式是拉伸距离。例如，本发明可提供0.2米或更多的拉伸距离，优选为0.4米或更多，甚至是0.5米或更多。在该拉伸距离内，只有一部分连续材料被活化或被拉伸(与例如几乎横穿连续材料整个宽度而拉伸的拉幅方法和设备形成对照)。
本发明的设备和方法的另一潜在优点是，可容易地调整应变量和/或应变速率，即使是在连续材料被处理时。例如，如果与监视应变、应变速率或其他特性以在被拉伸的连续材料中维持所期望的应变水平的反馈控制系统偶联，则在连续材料沿纵向移动时调整应变和/或应变速率的能力特别具有用处。在起动过程中其也可具有用途，这是由于可将连续材料穿过设备而不诱导出应变，然后当连续材料沿纵向移动时增加拉伸量。
另一潜在优点在于对拉伸区域内的全部连续材料进行拉伸的能力，所述拉伸区域比例如采用环轧方法和设备可拉伸的拉伸区域更宽。一方面，可对拉伸前宽度为5毫米或更大的区域内的全部连续材料进行拉伸。另一方面，包围拉伸区域的连续材料区域可与拉伸区域一样宽或者比拉伸区域更宽(如上指出，所述拉伸区域自身在拉伸前宽度可为5毫米或更大)。
本发明的设备和方法可用于“活化”连续材料中的区域，从而使活化后的活化区域显示出弹性。如上讨论，拉伸连续材料以使非弹性层或非弹性层内的结合(bond)裂开或以别的方式被破坏，从而使连续材料的拉伸部分由于例如位于连续材料内的弹性材料而具有弹性。如此处所采用，连续材料中的非弹性区域如果被拉伸，从而拉伸后连续材料的拉伸区域显示出弹性行为，则该非弹性区域被“活化”。弹性行为意味着，拉伸活化区域之后，在没有任何约束力情况下，该活化区域基本回复到其松弛尺寸。
一方面，本发明提供了通过使连续材料沿纵向行进而拉伸连续材料的方法，该连续材料在与纵向成横向的横向上具有宽度。连续材料包括第一、第二和第三区域，所述第一、第二和第三区域各自包括连续材料宽度的一部分并在纵向上沿连续材料长度延伸，其中第二区域位于第一和第三区域之间。该方法进一步包括在连续材料沿纵向行进的同时，沿横向将第二区域内的连续材料拉伸某一拉伸距离，其中该拉伸包含以与纵向及横向同时垂直的拉伸方向，改变第一区域和第三区域相对于彼此的位置。在该方法中，第二区域内的全部连续材料被拉伸，并且第二区域在拉伸前具有的宽度为5毫米或更大。
另一方面，本发明提供了通过使连续材料沿纵向行进而拉伸连续材料的方法，该连续材料在与纵向成横向的横向上具有宽度。连续材料包括第一、第二和第三区域，所述第一、第二和第三区域各自包括连续材料宽度的一部分并在纵向上沿连续材料长度延伸，其中第二区域位于第一和第三区域之间。该方法进一步包括在连续材料沿纵向行进的同时，沿横向将第二区域内的连续材料拉伸某一拉伸距离，其中该拉伸包含以与纵向及横向同时垂直的拉伸方向，改变第一区域和第三区域相对于彼此的位置。当连续材料沿纵向以20米/分钟的线速度行进时，第二区域内连续材料拉伸100％可诱导出100/分钟或更低的应变速率，其中应变速率以与线速度成线性比例的速率增加。
另一方面，本发明提供了通过使连续材料沿纵向行进而拉伸连续材料的方法，该连续材料在与纵向成横向的横向上具有宽度。连续材料包括第一、第二和第三区域，所述第一、第二和第三区域各自包括连续材料宽度的一部分并在纵向上沿连续材料长度延伸，其中第二区域位于第一和第三区域之间。该方法进一步包括在连续材料沿纵向行进的同时，沿横向将第二区域内的连续材料拉伸某一拉伸距离，其中该拉伸包含以与纵向及横向同时垂直的拉伸方向，改变第一区域和第三区域相对于彼此的位置。第一区域相对于第三区域位置的改变包含沿拉伸方向在拉伸距离上将第一区域相对于第三区域的位置差别线性增加。
另一方面，本发明提供了用于拉伸连续材料的设备。该设备包括具有纵向及与纵向成横向的横向的连续材料通道，所述纵向从输入端向输出端延伸，其中连续材料通道限定了第一、第二和第三区域，所述第一、第二和第三区域各自包括连续材料通道宽度的一部分，并在纵向上沿连续材料通道长度延伸，其中第二区域位于第一和第三区域之间。第一和第三区域可相对于彼此处于中立位置，其中第一、第二和第三区域沿横向排成一行。或者，第一和第三区域可相对于彼此处于拉伸位置，其中第一和第三区域在与纵向及横向同时垂直的拉伸方向上相互移位。连续材料通道进一步限定了拉伸距离，当第一和第三区域处于拉伸位置时，该第一和第三区域在拉伸方向上相对于彼此在整个拉伸距离上移位。连续材料通道的第二区域横跨第一和第三区域之间，并且在整个拉伸距离上第一和第三区域之间不受支撑。
另一方面，本发明提供了具有不定长度并且在与长度成横向的横向上具有宽度的连续材料，其中所述连续材料进一步包括第一、第二和第三区域，所述第一、第二和第三区域各自包含连续材料宽度的一部分，并沿连续材料的长度延伸。第二区域位于第一和第三区域之间。第二区域是弹性活化区域，松弛状态下宽度为5毫米或更大。松弛状态下，第一区域的宽度大于或等于第二区域的宽度。
另一方面，本发明提供了具有不定长度并且在与长度成横向的横向上具有宽度的连续材料，其中所述连续材料进一步包括第一、第二和第三区域，所述第一、第二和第三区域各自包含连续材料宽度的一部分，并沿连续材料的长度延伸。第二区域位于第一和第三区域之间。第二区域是拉伸区域，从最初宽度拉伸后宽度为5毫米或更大。第一区域的宽度大于或等于第二区域的宽度。
如下将以本发明的示例实施方案描述本发明设备与方法的这些和其他特征及优点。
附图简述
图1是本发明设备之一的平面图。
图2是图1设备沿图1中2-2线的截面图。
图3是图1设备的输出端的正视图，所述设备上置有连续材料40。
图4是图1设备的输出端的正视图，所述设备上置有连续材料40并且占据区域III的带状物20在z轴方向上相对于带状物10和30发生移位。
图5是图1设备的视图，进一步描绘了带状物20在z轴方向上的移位。
图6是拉伸并松弛后图3-5连续材料的放大截面图。
图7是本发明的备选设备输出端的端视图，其中连续材料140被限制于区域I，III和V内的诸对对向带状物之间。
图8是图7设备的视图，描述了在区域III内连续材料140的z轴方向移位。
图9是本发明另一备选设备输出端的正视图。
图10是具有本发明的连续材料拉伸设备的一系统的框图。
图11是可采用本发明设备和/或方法处理的一连续材料的截面图。
本发明示例实施方案详述
图1是本发明区域拉伸设备的一个实施方案的平面图。该设备包括一系列限定了连续材料通道的带状物10、20和30，所述连续材料通道具有以箭头8表示的纵向。连续材料通道可包括由连续材料通道边缘上的最外侧带状物10和30限定的侧边，尽管沿连续材料通道行进的连续材料实际上可比由最外侧带状物10和30限定的连续材料通道更宽。箭头8除限定纵向外，还可用来限定与纵向成横向的横向。
在使用中，带状物10转动使得其上表面18沿箭头8方向移动，而其下表面(未示出)在相反方向上移动。带状物10包括输入端12和输出端14。类似地，带状物20包括输入端22和输出端24，并具有沿箭头8方向移动的上表面28和沿相反方向移动的下表面(未示出)。同样地，带状物30包括输入端32和输出端34，并具有沿箭头8方向移动的上表面38和沿相反方向移动的下表面(未示出)。
带状物10、20和30的输入端和输出端一起限定了由带状物所限定的连续材料通道的对应输入端和输出端。图1中还可看到互相垂直的x和y参考轴，x轴排列在箭头8描述的纵向上，y轴排列在横向(与纵向成横向)上。尽管图1中看不到，但可理解可将第三参考轴即z轴限定为与x和y参考轴同时垂直的参考轴。结合图2-5对z轴作了描述。
带状物10、20和30沿连续材料通道的排列可以表征为限定了连续材料通道内的区域，带状物10限定了区域I，带状物20限定了区域III，带状物30限定了区域V。尽管并非必需，但可以优选相邻带状物之间至少具有一些间距或空间。在所描述的实施方案中，带状物10和20之间的空间限定了连续材料通道中的区域II，带状物20和30之间的空间限定了连续材料通道内的区域IV。区域II和IV通常作为连续材料通道内的拉伸区域，即在处理过程中发生全部或几乎全部拉伸的区域。各区域可描述为占据了连续材料通道宽度的一部分，并优选从输入端至输出端在连续材料通道的整个长度上延伸。
通常，区域II和IV内的全部连续材料均被拉伸，这些区域各自具有的横向的宽度为5毫米或更大。可以优选但并非必需的是，区域II和IV是同时拉伸的。或者，区域II和IV仅其中之一被活化。
将本发明与诸如环轧的常规拉伸方法相比较时，表征本发明的方式之一是应变速率。如此处所使用，应变速率是每单位时间的应变，对应变理解是其自身为无量纲单位(因为应变是由物品的长度变化除以拉伸前物品的最初长度而求得的)。对本发明而言，应变速率可根据下式确定：
(长度变化/最初长度)/(拉伸距离/线速度)
例如，当连续材料中的某一区域要被拉伸100％时，即长度的变化等于最初长度(由此使物品在拉伸方向上的长度加倍)，在线速度为20米/分钟时，采用本发明方法和设备的应变速率可限制于100/分钟或更低，更优选地，在线速度为20米/分钟时应变速率可限制于50/分钟或更低。本发明的方法和设备可以在0.2米或更大的整个拉伸距离上达到该应变速率。
比较地说，采用重叠3.3毫米(0.14英寸)且峰-峰槽距为3.8毫米(0.15英寸)的啮合槽纹轧辊的环轧方法(例如见授予Weber等的美国专利号5,143,679)将需要直径38米(125英尺)的轧辊，以达到相同的拉伸距离，并由此在20米/分钟的线速度时可达到100/分钟的应变速率。可以理解，根据已知的工程原则或采用可行性经济学方法，该尺寸的轧辊是基本不可能造出来并以安全和/或有效方式运行的。
尽管本发明的方法和设备在相对较低的线速度下，提供了比诸如环轧显著更低的应变速率，但当线速度增加时应变速率的减少变得更加明显。例如，当连续材料被拉伸100％时，在线速度为100/分钟时，采用本发明方法和设备的应变速率可限制在500/分钟或更低，更优选地，在线速度为100/分钟时应变速率可限制在250/分钟或更低。对于直径为0.2米(8英寸)并具有3.3毫米(0.13英寸)重叠且峰-峰槽距为3.8毫米(0.15英寸)的啮合槽纹轧辊(meshing corrugated rolls)，相同线速度下操作带有该轧辊的常规环轧设备将获得超过1100/分钟的应变速率。应变速率的升高主要是由于由常规环轧设备所提供的拉伸距离较短。
应变速率以与线速度成比例的速率增加。对于本发明，应变速率可以以与线速度成线性比例的速率增加。相反，环轧方法的应变速率以与线速度成非线性比例的速率增加。其结果，线速度越快，所产生的本发明方法与设备和环轧方法之间的区别就越显著。例如，当线速度为300米/分钟时，本发明可提供1500/分钟或更低的应变速率，优选地，线速度为300米/分钟时的应变速率为750/分钟或更低。
应变速率也可与拉伸距离成反比例，拉伸距离增加得到更低的应变速率。例如拉伸距离为0.2米或更大的本发明方法和设备，在线速度为20米/分钟时可提供100/分钟或更低的应变速率，当线速度为100米/分钟时应变速率为500/分钟或更低，或当线速度为300米/分钟时应变速率为1500/分钟。在另一组例子中，拉伸距离为0.4米或更大的本发明方法和设备，在线速度为20米/分钟时可提供50/分钟或更低的应变速率，当线速度为为100米/分钟时应变速率为250/分钟或更低，或当线速度为300米/分钟时应变速率为750/分钟。
下表提供了100％拉伸时，在各种拉伸距离和线速度下采用本发明可达到的一系列应变速率(每分钟)。优选地，如表中数值可看出其关系是成线性的，尽管在本发明的一些实施方案中可能不能提供线性关系。
  拉伸距离→线速度↓   0.2米   0.4米   0.5米   0.75米   1.0米
  1米/分钟   5   3   2   1.3   1
  5米/分钟   25   13   10   7   5
  20米/分钟   100   50   40   27   20
  50米/分钟   250   125   100   67   50
  100米/分钟   500   250   200   133   100
  300米/分钟   1500   750   600   400   300
表征本发明方法和设备的另一方式是拉伸距离。例如，本发明可提供任意期望长度的拉伸距离，如0.2米或更大，0.5米或更大，0.75米或更大等等。在该拉伸距离内，只有一部分连续材料被活化或被拉伸(与例如连续材料几乎在整个宽度上均被拉伸的拉幅方法和设备形成对照)。在选定的拉伸距离范围内，可实现仅选定区域内的实际上任意选定量(例如100％)的活化或拉伸。
相比较之下，采用具有3.3毫米(1.3英寸)重叠且峰-峰齿距为3.8毫米(0.15英寸)的啮合槽纹轧辊、提供100％拉伸的环轧方法，将需要直径为38米(125英尺)的轧辊以实现0.2米的拉伸距离，或需要直径为114米(375英尺)的直径以实现0.4米的拉伸距离。根据已知工程原则或采用可行性经济学方法，这种尺寸的轧辊是基本上不可能造出并以安全和/或有效方式运行的。
或者，本发明方法和设备可通过拉伸区域的宽度与围绕拉伸区域的区域宽度之间的关系来表征。实质上，可以优选未拉伸区域所具有的宽度等于或大于拉伸区域的宽度。对于未拉伸区域位于两个拉伸区域(其中所有连续材料均被拉伸)之间的情况，这是特别准确的。例如，在其中区域II内的连续材料部分被拉伸的五区域连续材料中，区域I具有的宽度可优选等于或大于区域II的宽度。同样区域III具有的宽度可优选地等于或大于区域II的宽度，并且进一步地，区域III具有的宽度优选地等于或大于区域IV(区域IV也是拉伸区域)的宽度。进一步地，区域V具有的宽度可优选地等于或大于区域IV的宽度。
尽管所描述的设备包括在整个连续材料通道宽度上排列的五个区域，但可理解本发明也可由少至三个区域来实施。例如，可采用带状物10和20而无带状物30，从而形成由区域I，II和III限定的连续材料通道。还应理解，可提供具有在连续材料通道的整个宽度上布置的超过5个区域的连续材料通道。
图2是图1中设备沿图1中2-2线的截面图。带状物20包括有位于其输入端22处的滑轮23和位于其输出端24处的滑轮25，带状物20在滑轮23和25上铺设。带状物20包括上表面28和下表面26，当带状物20绕滑轮23和25转动时，两个表面以相反方向移动。尽管输入和输出端的滑轮描述为具有近似直径，但应理解滑轮的尺寸可不同。
带状物30由于被带状物20及其滑轮23和25部分遮挡，因而图2中仅示出了部分带状物30及其支撑结构，带状物30的输入端(及其相关联的滑轮)隐藏在带状物20的输入端22及其滑轮23后面。然而图2中可见到带状物30的输出端34，及位于带状物30的输出端34处的滑轮35。图2中还可见的是带状物30的上表面36和下表面38，在设备运行过程中两个表面以相反方向移动。
带状物20的输出端24的所示为相对于带状物30在z轴方向上具有一些移位。该移位为供设备处理的连续材料的拉伸作好了准备，此处后面将参照图3-5进行更详细描述。通常，优选在带状物的输出端仅移位其一个末端，而保持输入端处的所有带状物的相对位置。
由于带状物20和30彼此在z轴方向上发生移位，因而在一些情况下，优选可以更快或更慢的速度运行某一带状物，以调整不同区域的不同连续材料通道长度。例如，在诸如图1和2所述的设备中，区域III内的连续材料通道长度不同于区域I和V内的连续材料通道长度。其结果，在区域I和III中以相对于带状物10和30略微更高的连续材料纵向速度运行带状物20可能是理想的。或者，修正不同区域中的连续材料通道长度，从而使所有区域具有相同的通道长度(或近似相同)，从而无需调整不同区域中的连续材料速度可能是理想的。
尽管本发明的设备描述为依赖于绕转动滑轮包裹的连续性带状物的使用，但应理解可采用其他备选结构替代连续性带状物。例如，可采用一系列辊，所述辊优选具有相对较小的直径从而使辊可紧密排列。在其他情况下，可采用连续性带状物与其他结构的辊相结合，用以在处理过程中支撑和/或保持连续材料。
图3是图1设备的端视图，所述设备带有沿连续材料通道放置的连续材料40，连续材料40与带状物10、20和30各自的上表面18、28和38相接触。图3中还描述了区域I，II，III，IV和V以及y和z参考轴。
图3中所见的视图是取自在z轴方向上提供一个或多个带状物的任何移位之前的视图。在该排列中，带状物及其各自的区域可描述为相对于彼此处于中立位置，即连续材料40中未诱导出横向的拉伸。
连续材料40可以是期望沿横向进行拉伸的任意连续材料(横向对应于图3中所见的y轴)。所描述的连续材料40是包括第一层45和第二层46的层压体。第一和第二层45和46可相同或不同。第二层46可优选地包括弹性材料(例如片、细丝、股线等)，从而使层46可对连续材料40赋予弹性。第一层45可优选地是非弹性的(例如非织造材料)。一种优选的连续材料40可包括层压至弹性层46的非弹性层45，从而在拉伸前，连续材料40作为整体基本是非弹性的。
作为拉伸的结果，连续材料40由于非弹性层内的结合裂开或以别的方式被破坏，因而其在拉伸区域内可能变得有弹性，从而使得拉伸区域内层46的弹性特征占优势。如此处所讨论，拉伸区域可描述为活化区域，以表示该区域的潜伏弹性已被活化。
尽管连续材料40被描述为多层结构，但应理解连续材料40可如所期望地包括任意数量的层、结构、材料等等。此外，部分连续材料40可完全非弹性，即部分连续材料40可不包括任何有效量的弹性材料。例如，优选地，连续材料40可在区域I，III和V范围内包括非弹性连续材料组分，而在区域II和IV范围内包括非织造/弹性连续材料层压体。后面将连同图10描述多组分连续材料的另一实例。
图4是如图3中所见设备的端视图，但带状物20在z轴方向上移位了距离dz(移位的侧面正视图见图2)。图4中带状物20的下表面26可见，这是由于该视图是从设备的输出端摄取的，并且带状物20的输入端保持与带状物10和30的输入端排成一行。
作为带状物20的输出端24在z轴方向上移位的结果，区域II-IV内的连续材料40相对区域I和V(在带状物10和30上)内的连续材料40部分有所抬高。由于这一移位，带状物10和20边缘之间的距离(以及带状物20和30边缘之间的距离)增加了，并且当带状物20在z轴方向上移位时，区域II和IV内的连续材料40的部分被拉伸。在诸如所示的非接触拉伸方法和设备中，区域II内的连续材料跨越了区域I和III中带状物10和20之间的z方向高度上的差异。类似地，区域IV内的连续材料跨越了区域III和V中带状物20和30之间的z方向高度上的差异。
如图2和4中所见，当输出端24产生移位时，由于带状物20相对带状物10和30的缓坡，当连续材料40上某一点从设备的输入端移动至输出端时，连续材料40中诱导的应变量逐渐增加。对于图2中所见到的带状物在输入端和输出端之间直路径行进的情况，从输入端至输出端拉伸的变化可描述为是线性的。
图2也图解了拉伸距离，即连续材料选定区域被拉伸越过的距离。通常，拉伸距离由带状物10，20和30的输入端12，22和32及输出端14，24和34之间的距离来限定。
在某些情况下，该拉伸距离可优选等于或大于连续材料拉伸区域的宽度。因而在示例的方法和设备中，拉伸距离可优选等于或大于区域II和IV的宽度。或者拉伸距离可优选等于或大于整个连续材料的宽度。在表征拉伸距离的另一方式中，拉伸距离的大小可优选为连续材料中至少一个拉伸区域宽度的两倍或更多倍。例如，在所描述的实施方案中，拉伸距离的大小可优选为区域II宽度的两倍或更多倍。在某些情况下，拉伸距离和至少一个拉伸区域宽度之间的关系是这样的：拉伸距离是相应拉伸区域宽度的4倍或更多倍。例如，在描述的实施方案中，拉伸距离大小可优选地是区域II宽度的4倍或更多倍。
在图4所描述的设备中，带状物10、20和30可优选地在其表面上包括某种结构或材料，用以保持连续材料40与带状物表面接触。例如，带状物表面可包括在处理过程中保持其上的互补性连续材料40的机械结构，例如钩或环结构的一部分。或者，带状物10、20和30可通过其他方法保持连续材料40，所述其他方法包括但不限于粘合剂、磁力等。在其他情况下，可采用增加连续材料40与带状物10、20和30之间摩擦系数的材料，例如研磨剂、橡胶等。其他替换性方案可包含于带状物10、20和30上配备诸如突出针、柱、角锥等的结构，以改进带状物保持其上的连续材料的能力。
图5是图3和4的设备的端视图，但带状物20在z轴方向进一步移位了距离dz。由于图5中所见是设备输出端的视图，因而图5中带状物20的下表面26也可见。带状物20在z轴方向相对相邻的带状物10和30移位增加导致区域II和IV内连续材料40的拉伸增加(与图4中所提供的拉伸量相比较)。
在图3-5之间，带状物20相对相邻的带状物10和30移位的变化也例证了本发明方法的可调整性质。例如，如图3中所见，当带状物10、20和30处于其中立位置(其中带状物排成一行)时，可容易地将连续材料穿绕设备，并且当连续材料沿纵向移动时可逐渐增加移位。此外，当连续材料40沿纵向移动时，可调整带状物20相对于带状物10与30中之一或二者的移位，从而调整连续材料40的区域中诱导出的拉伸量。
图6是如图4&5中所述与拉伸相关的力撤除之后，从而使拉伸区域松弛时连续材料40的放大截面图。连续材料40包括层45和46，并且如上所讨论可由区域I-V限定。在区域II和IV中，即如图4&5中连续材料40被拉伸的区域，如果当前拉伸区域是弹性的话，则连续材料40可显示出一些如图6中所描述的聚集或起皱。
可连同图6对包括一个或多个拉伸区域的本发明连续材料进行表征。此类连续材料40可具有不确定长度，即长度远大于其宽度，并且可以，例如收集于辊上，或直接引导入转化过程，在转化过程中连续材料40可被切开或压片等，用于加入到其他产品中。根据本发明制造的连续材料可根据其拉伸区域来表征。例如，根据本发明的连续材料可包括一个或多个拉伸区域，至少一个拉伸区域在处于松弛状态时(撤除拉伸力之后)，其横向具有5毫米或更大的宽度，某些情况下为10毫米或更大。
拉伸区域内的全部连续材料均被拉伸。该特征将本发明的连续材料与环轧连续材料中的拉伸区域区别开来，在环轧连续材料中，与啮合齿接触的连续材料部分在处理过程中通常是不被拉伸的，从而在更大拉伸区域内留下了小的未拉伸面积。
此外，同样如此处所述，没有进行拉伸的区域可与拉伸区域相同宽度或比拉伸区域更宽。同样，在未提供拉伸的某一区域的相对侧边可配备有两个拉伸区域。例如见连续材料40的区域II-IV。在此实施方案中，所有的区域，即两个拉伸区域和中间区域，均可具有5毫米或更大的宽度。
如果诸如上述连续材料40的连续材料中的拉伸区域拉伸后显示出弹性，则在本发明原理内，可将该区域称为“活化”区域。然而某些情况下，本发明连续材料中的拉伸区域拉伸后可能不显示出弹性。例如可拉伸此类区域，以得到分子配向、使变薄等等。
图7&8描述了本发明的备选设备。图7&8中所述的设备在许多方面类似于图1-5中所描述的设备。该设备也包括限定了一系列区域的带状物，所述区域沿横向占据了连续材料通道的各部分。
然而，图7&8的设备包括几对夹持或以别的方式约束区域I，III和V中的连续材料140的对向带状物。例如，区域I中的带状物110和210夹持区域I内的连续材料140部分，以使连续材料140保持于两个带状物之间。同样，下带状物120与上带状物220相结合保持区域III内的连续材料140。类似地，下带状物130与上带状物230相结合夹持区域V内的连续材料140。与图1-5的设备一样，连续材料140的区域II和IV不受带状物约束或与任何带状物接触。
图8描述的是图7设备，其中连续材料140的区域III通过下带状物120和上带状物220在z轴方向移位。由于区域I内的连续材料140被下带状物110和上带状物210保持，从而使区域II和IV内的连续材料被拉伸。类似地，在区域II和IV内连续材料140的拉伸过程中，在区域III的相对侧边上，带状物130和230约束区域V内的连续材料。
尽管可仅通过各对对向带状物之间的压力来约束区域I，III和V各自中的连续材料部分，但各区域I，III和V中的下带状物和上带状物之一或二者可包括辅助将连续材料140保持于各对对向带状物之间的结构或材料。
此外，可通过各种技术生成各对对向带状物之间的压力。例如某些情况下，通过带状物张力即可产生出足够的压力，无需在带状物的输入端和输出端之间配备中间支撑结构。在其他情况下，在带状物的输入和输出端之间配备一些中间支撑物，以使设备运行过程中，夹持于对向带状物之间的连续材料上能保持足够的压力可能是理想的。此类中间支撑物形式可为静态结构(例如被带状物骑在上面的表面)或者动态结构(例如中间支撑辊)。
图7&8中还描述了热控单元180，所述热控单元可用于在处理过程中控制例如区域II和IV内的连续材料140温度。在拉伸过程中，热控单元180可根据需要用于对连续材料140加热和/或冷却。
图9描述了另一备选设备，所述备选设备在区域I中包括有一对对向带状物310和410，在区域V中包括有一对对向带状物330和430。位于两对对向带状物之间的是区域III内的较窄带状物320，所述较窄带状物320用来使连续材料340在z轴方向相对区域I和V内的连续材料340部分发生移位。在图9所见的排列中，当区域II和IV内的连续材料340部分由于区域III中的连续材料移位而被拉伸时，无需对区域III内的连续材料340进行约束。
图9中所描述的一方面是，所有的带状物及其对应的连续材料区域尺寸上无需统一。根据需要，横向上的区域宽度可以从一个区域到一个区域有所不同。图9中描述的另一方面是，由于较窄的连续材料区域中可产生出更大的力，因而无需对较窄的区域(例如图9中的区域III)夹持以保持或约束其内的连续材料。
图10是框图，其阐明的概念是用以拉伸部分连续材料的连续材料处理设备60可与其他连续材料处理设备串联使用。例如，连续材料处理设备60可位于设备50的下游处，所述设备50例如可通过诸如加热、冷却、压延、将材料施加至现有连续材料(例如将热熔或压敏粘合剂施用至连续材料)等而对之前已存在的连续材料进行处理。在某些情况下，设备50可制造连续材料(例如通过挤压、纺粘、梳理、熔喷、编织、层压等等，使非织造或其他非弹性连续材料成为弹性连续材料)，然后将所造连续材料引入本发明的连续材料处理设备中。
本发明的连续材料处理设备60自身可位于另一处理设备70的上游，所述处理设备70作用于根据本发明原理已进行部分拉伸的连续材料上。例如，设备70可用以在一个或多个位置处将连续材料切开、打孔和/或穿孔，将连续材料压片，将粘合剂施用至连续材料，将材料层压至连续材料(例如附加诸如钩子的机械紧固材料)，模切等等。
设备70还可用来使连续材料在其拉伸状态下保持所期望的驻留时间，在此期间可对连续材料或部分连续材料进行另外的处理。例如，以受控方式升高和/或降低连续材料或部分连续材料的温度可能是理想的。例如可采用带状物或保持恒定拉伸水平的其他结构来维持驻留时间，所述恒定拉伸水平由上述图1-9中设备所诱导。
如上所简述，本发明可用来处理任意的合适连续材料，包括同质、单层连续材料、多层连续材料、复合连续材料等等。例如图6中以单一、多层连续材料方式图示了合适的连续材料。可采用本发明设备和方法处理的复合连续材料的实例如图11中所描述。图11的连续材料440是各种不同组分层压在一块的复合连续材料(图11中描绘的是连续材料的横截面视图)。
结合网状440识别了各种区域，其与结合上面图1-8的设备所述的区域对应(为了方便)。在连续材料440中，区域I和V各自在基材442上含有粘合层441。通过在与结合图7&8所述的对向带状物内约束连续材料440，可更好的维持粘合层441的完整性。
连续材料440的区域III含有用于机械紧固件的层443(例如用于钩形和环形紧固件的钩形材料层)。与区域I和V中所见粘合类似，防止连续材料区域III内任何有效量的拉伸，从而使位于其内的机械紧固材料443保持完整性可能是理想的。
连续材料440的区域II和IV含有层压体，所述层压体包括弹性材料的层446的每一侧面上的非弹性覆盖层445(应理解非弹性覆盖层可仅配备于弹性材料层446的一个侧面上)。覆盖层445通常沿纵向和横向约束弹性层446，直至被拉伸以解除其非弹性结合。然而，采用本发明的设备和/或方法处理时，覆盖层445内的非弹性结合被分开，由于层446的弹性从而使区域II和IV内的连续材料在横向具有弹性。
根据本发明原理处理之后，可将连续材料440引入切片机或其他分割设备，从而使连续材料440在区域III内被分割，由此形成两个连续材料，各自包括粘合组分(区域I或V)、弹性组分(区域II或IV)以及机械紧固组分(区域III的一部分)。然后可将这些连续材料压片，并用于各种产品中，包括但不限于儿童尿布、成人尿失禁装置，被褥(例如床单、枕套)，服饰等等。
前面的特定实施方案是本发明实践的示例。在不存在未在本文献中具体描述的任意要素或条款的情况下，也可以适当地实践本发明。
本领域人员显然可对本发明作各种修正和变更而不会偏离本发明主旨，应当理解本发明并非不适当地局限于此处所陈述的示例实施方案，而应受权利要求中所描述的限度及这些限度的同等物控制。

Claims (16)

1.拉伸连续材料的方法，所述方法包含：
使连续材料沿纵向行进，连续材料在与其纵向成横向的横向上具有宽度，其中所述连续材料进一步包含第一、第二和第三区域，所述第一、第二和第三区域各自包含连续材料宽度的一部分，并在纵向上沿连续材料的长度延伸，其中第二区域位于第一和第三区域之间；并且
当连续材料沿纵向行进时，沿横向将第二区域内的连续材料拉伸某一拉伸距离，其中所述拉伸包含在与纵向及横向同时垂直的拉伸方向上改变第一区域和第三区域相对于彼此的位置；
其中第二区域内的所有连续材料被拉伸，以及其中第二区域在拉伸前的宽度为5毫米或更大。
2.拉伸连续材料的方法，所述方法包含：
使连续材料沿纵向行进，连续材料在与其纵向成横向的横向上具有宽度，其中所述连续材料进一步包含第一、第二和第三区域，所述第一、第二和第三区域各自包含连续材料宽度的一部分，并在纵向上沿连续材料的长度延伸，其中第二区域位于第一和第三区域之间；并且
当连续材料沿纵向行进时，沿横向将第二区域内的连续材料拉伸某一拉伸距离，其中所述拉伸包含在与纵向及横向同时垂直的拉伸方向上改变第一区域和第三区域相对于彼此的位置；
其中当连续材料以20米/分钟线速度沿纵向行进时，将第二区域内的连续材料拉伸100％诱导出100/分钟或更低的应变速率，其中应变速率以与线速度线性成比例的速率增加。
3.拉伸连续材料的方法，所述方法包含：
使连续材料沿纵向行进，连续材料在与其纵向成横向的横向上具有宽度，其中所述连续材料进一步包含第一、第二和第三区域，所述第一、第二和第三区域各自包含连续材料宽度的一部分，并在纵向上沿连续材料的长度延伸，其中第二区域位于第一和第三区域之间；并且
当连续材料沿纵向行进时，沿横向将第二区域内的连续材料拉伸某一拉伸距离，其中所述拉伸包含在与纵向及横向同时垂直的拉伸方向上改变第一区域和第三区域相对于彼此的位置；
其中改变第一区域相对于第三区域的位置包含在拉伸方向上将第一区域相对于第三区域的位置差别在拉伸距离上线性增加。
4.根据权利要求3的方法，其中拉伸活化了第二区域，使得第二区域拉伸后显示出弹性。
5.根据权利要求3的方法，进一步包含：
在将第二区域内的连续材料拉伸所述拉伸距离时，将对向带状物之间的第一区域内的连续材料进行夹持；以及
在对第二区域内的连续材料拉伸所述拉伸距离时，将对向带状物之间的第三区域内的连续材料进行夹持。
6.根据权利要求5的方法，其中在拉伸距离上，第二区域内的连续材料跨越在夹持第一区域内连续材料和夹持第三区域内连续材料的对向带状物之间。
7.根据权利要求3的方法，其中当连续材料以20米/分钟的线速度沿纵向行进时，将第二区域内的连续材料拉伸100％诱导出50/分钟或更低的应变速率，其中应变速率以与线速度线性成比例的速率增加。
8.根据权利要求3的方法，其中在拉伸距离上，第一、第二和第三区域内连续材料的连续材料通道长度是相等的。
9.根据权利要求3的方法，其中在拉伸距离上，第一区域内连续材料的连续材料通道长度不同于第二区域内连续材料的连续材料通道长度，并且其中第一区域内连续材料的纵向速度不同于第二区域内连续材料的纵向速度。
10.用于拉伸连续材料的设备，所述设备含有：
包含纵向和横向的连续材料通道，所述纵向从输入端向输出端延伸，所述横向与纵向成横向，其中所述连续材料进一步含有第一、第二和第三区域，所述第一、第二和第三区域各自包含连续材料宽度的一部分，并在纵向上沿连续材料的长度延伸，其中第二区域位于第一和第三区域之间；并且
其中所述第一和第三区域含有相对于彼此的中立位置，其中所述第一、第二和第三区域沿横向排成一行；
并且，其中所述第一和第三区域含有相对于彼此的拉伸位置，其中所述第一和第三区域在与纵向和横向同时垂直的拉伸方向上彼此移位，其中连续材料通道限定了拉伸距离，在该拉伸距离上所述第一和第三区域朝拉伸方向相对于彼此移位；
另外，其中在拉伸距离上，连续材料通道的第二区域跨越在所述第一和第三区域之间，并且在第一和第三区域之间不受支撑。
11.根据权利要求10的设备，其中第一区域和第三区域具有的宽度等于或大于第二区域的宽度。
12.根据权利要求10的设备，其中在拉伸位置，第一和第三区域在拉伸方向上彼此移位，所述移位的量是在纵向拉伸距离上的增量。
13.根据权利要求10-12任一项的设备，其中连续材料通道的第一区域和第三区域由拉伸距离上的一对对向的第一区域和第三区域带状物所限定，其中拉伸距离为0.2米或更大。
14.根据权利要求10的设备，其中在拉伸距离上，第一、第二和第三区域内连续材料的连续材料通道长度是相等的。
15.根据权利要求10的设备，其中在拉伸距离上，第一区域内连续材料的连续材料通道长度不同于第二区域内连续材料的连续材料通道长度，并且其中第一区域内连续材料的纵向速度不同于第二区域内连续材料的纵向速度。
16.连续材料，包含：
不确定的长度及与长度成横向的横向上的宽度，其中所述连续材料进一步包含第一、第二和第三区域，所述第一、第二和第三区域各自包含连续材料宽度的一部分，并沿连续材料的长度延伸，其中第二区域位于第一和第三区域之间；并且
其中第二区域含有拉伸区域，其在横向上被拉伸，其中该拉伸区域内的所有连续材料被拉伸，以及其中第二区域从最初宽度拉伸后具有的宽度为5毫米或更大，另外其中第一和第三区域没有拉伸并且第一区域具有的宽度大于或等于第二区域的宽度。
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