ES2280620T3 - Metodo de fabricacion de un material compuesto elastificado. - Google Patents

Abstract

Un método de fabricación de un material compuesto elastificado que incluye una o más tiras elásticas, comprendiendo el método las etapas de: (a) proporcionar un mandrín; (b) proporcionar un tubo; (c) alimentar el tubo con el mandrín de manera que el mandrín se extienda longitudinalmente dentro del tubo; (d) proporcionar al menos una tira elástica; (e) mover el tubo longitudinalmente a una primera velocidad y simultáneamente enrollar la al menos una tira elástica alrededor de una superficie exterior del tubo a una segunda velocidad para formar una trayectoria helicoidal; (f) unir la al menos una tira elástica a la superficie exterior del tubo al menos parcialmente a lo largo de la trayectoria helicoidal para formar un primer tubo compuesto; (g) plegar un segundo sustrato alrededor del primer tubo compuesto para cubrir la al menos una tira elástica y formar un segundo tubo compuesto; (h) hendir longitudinalmente el segundo tubo compuesto para abrir el segundo tubo compuesto; (i) desdoblar elsegundo tubo compuesto hendido para formar un material compuesto plano; y (j) activar el material compuesto plano para formar el material compuesto elastificado.

Description

Método de fabricación de un material compuesto elastificado.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un método de fabricación de un material flexible compuesto que tiene áreas elastificadas que incluyen numerosas tiras elásticas. Su aplicación es adecuada en prendas de vestir, especialmente en artículos absorbentes desechables.

Antecedentes

Los artículos absorbentes desechables, en particular los pañales desechables incluidas las bragas ajustables, a menudo incluyen características elásticas diseñadas para proporcionar un ajuste más cómodo de acuerdo con el contorno del portador (bebés o adultos que padezcan incontinencia) ajustando el artículo al cuerpo del portador y manteniendo este ajuste durante el tiempo de uso. Ejemplos de estas características incluyen paneles laterales elásticos, características de cintura elásticas, dobleces vueltos para las piernas elásticos, y similares, proporcionando una expansión y una contracción en ciertas direcciones para garantizar el mantenimiento del ajuste. A menudo, estas características elásticas deben ser transpirables para proporcionar al portador la comodidad deseada.

En US-5.474.525 se describe un vendaje ortopédico tubular que comprende una tela no tejida que puede ser convertida en extensible sobre una capa de soporte de un material elásticamente extensible. En US-6.152.186 se describe una manguera que está formada de un material termosellable y que incluye un elemento reforzante enrollado helicoidalmente. En JP 2002192641 se describe la producción de una hoja compuesta donde fibras de caucho están enrolladas sobre una tela no tejida y unidas a la tela no tejida mediante un rodillo de calentamiento para obtener una hoja compuesta.

Las características elásticas de los artículos absorbentes desechables están a menudo hechas de materiales compuestos que comprenden películas elásticas (incluidas las películas transpirables) o mallas elásticas laminadas con telas no tejidas que proporcionan las propiedades superficiales y estéticas deseadas del material compuesto. Las propiedades elásticas de estos materiales compuestos se obtienen a menudo activando las propiedades elásticas que pueden estar latentes antes de la activación, es decir, el material compuesto que no es elastificado por sí mismo antes de la activación se vuelve elastificado después de la activación como si fuera en sí mismo elastificado.

Una de las técnicas de activación puede incluir un estiramiento mecánico, preferiblemente un estiramiento mecánico progresivo del material compuesto para proporcionar una elongación permanente del uno o más sustratos no tejidos que comprenden el material compuesto y permitir que el uno o más elementos elastificados del material compuesto, tales como la película elástica o la malla elástica, se estiren al aplicar una fuerza de tensión al material compuesto. Cuando el elemento elastificado se deja que se contraiga, la tela no tejida alargada de forma permanente se arruga o frunce para contraer su dimensión junto con el elemento elastificado. Este material compuesto se vuelve elastificado o se convierte en un material elastificado.

Los materiales elastificados son a menudo caros no sólo porque pueden incluir materiales elastificados caros sino porque también requieren difíciles operaciones de proceso para manipular las películas y mallas elásticas, por ejemplo, operaciones sofisticadas de corte y deslizamiento. Al ser las características elásticas relativamente caras, normalmente contribuyen a aumentar el coste de los artículos absorbentes desechables que incluyen estas características.

Además, las características elásticas de los artículos absorbentes desechables a menudo necesitan tener diferentes propiedades elásticas en diferentes direcciones que se corresponden con las direcciones de las diferentes fuerzas de tensión a las que un artículo absorbente desechable puede ser sometido durante el uso. Por ejemplo, los paneles laterales elásticos puede requerir diferentes fuerzas de tensión dirigidas a la zona de la cintura más que a la zona de la pierna del artículo. Esto puede ser difícil de proporcionar mediante el uso de películas elásticas o mallas elásticas, que normalmente se extienden por toda la zona de los paneles laterales y, por tanto, pueden no ser suficientes para proporcionar las diferentes propiedades de estiramiento direccional deseadas. De forma alternativa, el uso de múltiples piezas diferentes de películas o mallas elásticas colocadas a lo largo de las direcciones de las fuerzas de tensión deseadas puede resultar caro debido a las dificultades de manipulación de las diferentes piezas de películas elásticas o mallas elásticas.

Por tanto, sería beneficioso proporcionar un artículo absorbente desechable de coste relativamente bajo que tuviera las características elásticas deseadas. Además, sería beneficioso proporcionar un artículo absorbente desechable de coste relativamente bajo que incluyera las características elásticas deseadas con las propiedades de estiramiento deseadas en las direcciones deseadas. También sería beneficioso proporcionar un material elastificado adecuado de coste relativamente bajo para diseñar estas características elásticas. Además, sería beneficioso proporcionar un material elastificado latente adecuado para usar en artículos absorbentes desechables y que pudiera ser activado cuando se deseara, por ejemplo, durante la producción del artículo, para proporcionar un elemento elastificado deseado. Además, sería beneficioso proporcionar un método de coste relativamente bajo para fabricar estos materiales elásticos y materiales elásticos latentes.

Sumario de la invención

Para hacer frente a las dificultades y los problemas discutidos anteriormente, se ha descubierto un nuevo método para fabricar un material de coste más bajo adecuado para usar en características elásticas de artículos absorbentes desechables.

En un aspecto, la presente invención se refiere a un método de fabricación de un material compuesto elastificado que incluye una o más tiras elásticas. El método incluye las etapas de proporcionar un mandrín, proporcionar un primer sustrato y plegar el primer sustrato alrededor del mandrín para formar un tubo. El método también incluye las etapas de proporcionar al menos una tira elástica y mover el tubo longitudinalmente a una primera velocidad y simultáneamente enrollar la al menos una tira elástica alrededor de una superficie exterior del tubo a una segunda velocidad para establecer una trayectoria helicoidal. El método también incluye las etapas de unir la al menos una tira elástica a la superficie exterior del tubo al menos parcialmente a lo largo de la trayectoria helicoidal para formar un primer tubo compuesto y plegar un segundo sustrato alrededor del primer tubo compuesto para cubrir la al menos una tira elástica y formar un segundo tubo compuesto. El método también incluye las etapas de hendir longitudinalmente el segundo tubo compuesto para abrir el segundo tubo compuesto y desdoblar el segundo tubo compuesto hendido para formar un material compuesto plano. Finalmente, el método incluye las etapas de activar el material compuesto plano para formar el material compuesto elastificado.

En otro aspecto, el método incluye las etapas de proporcionar un mandrín, proporcionar un primer sustrato y plegar el primer sustrato alrededor del mandrín para formar un tubo. El método también incluye las etapas de proporcionar al menos una tira elástica y mover el tubo longitudinalmente a una primera velocidad y simultáneamente enrollar la al menos una tira elástica alrededor de una superficie exterior del tubo a una segunda velocidad para formar una trayectoria helicoidal. El método también incluye las etapas de unir la al menos una tira elástica a la superficie exterior del tubo al menos parcialmente a lo largo de la trayectoria helicoidal para formar un primer tubo compuesto y hendir el tubo compuesto longitudinalmente para abrir el tubo compuesto. El método también incluye las etapas de desdoblar el tubo compuesto hendido para formar un primer material compuesto plano y plegar el primer material compuesto plano longitudinalmente para formar un segundo material compuesto plano que tiene las tiras elásticas dispuestas dentro del segundo material compuesto plano formando un patrón cruzado. Finalmente, el método incluye las etapas de activar el segundo material compuesto plano para formar el material compuesto elastificado.

El mandrín pueden tener una forma de sección transversal seleccionada del grupo que consiste en un círculo, un óvalo, un triángulo, un cuadrado, un trapezoide, un paralelogramo, un polígono, y cualquier combinación de los mismos. El primer sustrato puede ser seleccionado de un grupo que consiste en una tela tejida, un tejido de punto, una tela no tejida, una película polimérica, una película elástica, una película elástica transpirable o cualquier combinación de los mismos. La primera velocidad o la segunda velocidad pueden variar. La tira elástica puede ser seleccionada de un grupo que consiste en un caucho natural, un caucho sintético, elastómeros de poliuretano, elastómeros de poliisopreno, elastómeros de estireno-isopreno-estireno, elastómeros de copolímero de bloque y cualquier combinación de los mismos. La tira elástica puede tener una forma de sección transversal seleccionada de un grupo que consiste en un rectángulo, un trapezoide, un círculo, un óvalo y cualquier combinación de las mismas.

Breve descripción de los dibujos

Aunque la memoria descriptiva concluye con reivindicaciones que indican especialmente y reivindican de forma específica el objeto, que se considera es la presente invención, se cree que la invención será mejor comprendida a partir de la siguiente descripción cuando se considera junto con los dibujos que la acompañan, en donde:

La Figura 1 es una vista isométrica simplificada que ilustra de forma representativa una realización ilustrativa de un artículo absorbente desechable de la presente invención que tiene paneles laterales elásticos que comprenden una realización de un material fabricado por el método de la presente invención.

La Figura 2 es una vista isométrica simplificada que de forma representativa ilustra otra realización ilustrativa de un artículo absorbente desechable de la presente invención que tiene paneles laterales elásticos que comprenden otra realización de un material fabricado por el método de la presente invención.

La Figura 3 es una vista isométrica simplificada de una realización del método y aparato de la presente invención;

La Figura 4 es una vista frontal en alzado simplificada de un dispositivo de enrollado mostrado en la Figura 3;

La Figura 5 es un corte transversal simplificado en un lado de la bobina de un dispositivo de enrollado mostrado en la Figura 3, tomado a lo largo de la línea 5-5;

La Figura 6 es un corte transversal simplificado en un lado de accionamiento de un dispositivo de enrollado mostrado en la Figura 3, tomado a lo largo de la línea 6-6;

La Figura 7 es una vista isométrica simplificada de otra realización del método y aparato de la presente invención; y

La Figura 8 es una vista isométrica simplificada de otra realización del método y aparato de la presente invención.

Descripción detallada de la invención

El método de la presente invención es adecuado para fabricar un material flexible compuesto que tiene áreas elastificadas que incluyen numerosas tiras elásticas. Su aplicación es adecuada en prendas de vestir, especialmente en artículos absorbentes desechables.

En la presente memoria, la expresión "artículo absorbente" se refiere a un dispositivo que absorbe y contiene exudados corporales y más, en particular, se refiere a un dispositivo que se coloca en contacto con la piel de un portador para absorber y contener los diferentes exudados descargados por el cuerpo. Ejemplos de artículos absorbentes incluyen pañales, bragas ajustables, bragas pañales, bragas para adultos incontinentes, sujetapañales, artículos de higiene femenina, y similares.

Las expresiones "pañal ajustable" y/o "braga pañal" se refieren en la presente memoria a artículos absorbentes desechables que de forma típica tienen una configuración cerrada fija alrededor de la cintura del portador y que están previstos para ser puestos por el portador subiendo el artículo por sus piernas.

La expresión "desechable" se utiliza en la presente memoria para describir artículos absorbentes que generalmente no están previstos para ser lavados o de otra manera recuperados o reutilizados como los artículos absorbentes (es decir, están previstos para ser desechados después de un único uso y, preferiblemente, para ser reciclados, convertidos en abono o de otra manera desechados de una forma compatible con el medio ambiente).

La expresión "elástico" se refiere en la presente memoria a cualquier material que al aplicar una fuerza a su longitud inicial relajada puede estirarse o alargarse hasta su longitud alargada sin sufrir ruptura ni fractura y que puede prácticamente recuperar su longitud inicial al cesar la fuerza aplicada.

La expresión "elástico" se refiere en la presente memoria a cualquier material elastificado que comprende uno o más elementos elásticos y una o más telas no tejidas que han sido activados para proporcionar una elongación permanente de la tela no tejida y permitir a los elementos elásticos estirarse al aplicar una fuerza de tensión.

La expresión "material elastificado latente" se refiere en la presente memoria a un material compuesto que por sí mismo puede ser prácticamente no elástico o parcialmente elástico antes de activar sus propiedades elásticas latentes.

La expresión "material compuesto" se refiere en la presente memoria a al menos dos materiales fijados entre sí, de forma intermitente o de forma prácticamente continua, a lo largo de al menos una parte de sus superficies coincidentes.

La expresión "transpirable" se refiere en la presente memoria a cualquier material adecuado para usar en prendas de vestir o artículos absorbentes desechables que sea capaz de dejar pasar vapor de aire para proporcionar el confort deseado al portador.

En relación con los dibujos, y más especialmente a la Figura 1, se muestra una realización ilustrativa de un artículo absorbente desechable 100 de la presente invención que tiene paneles laterales transpirables elásticos 102 que comprenden un material compuesto 104 que puede ser fabricado por el método de la presente invención. El material compuesto 104 incluye tiras elásticas 106 laminadas entre un sustrato exterior 108 y un sustrato interior 110 opuestos que se extienden entre los bordes longitudinales 112 y 114 del panel lateral 102.

La Figura 2 muestra otra realización ilustrativa de un artículo absorbente desechable 100A de la presente invención que tiene paneles laterales transpirables elásticos 102A que comprenden un material compuesto 104A que puede ser fabricado por el método de la presente invención. El material compuesto 104A incluye tiras elásticas 106 laminadas entre un sustrato exterior 108 y un sustrato interior 110 opuestos que se extienden entre bordes longitudinales 112 y 114 del panel lateral 102A formando una configuración cruzada 113.

Con respecto a las Figuras 1 y 2, el número de tiras elásticas 106 puede ser cualquier número adecuado capaz de proporcionar un rendimiento de producto deseado. Las tiras elásticas 106 pueden tener cualquier forma de sección transversal deseada, tal como un rectángulo, un trapezoide, un círculo, un óvalo, irregular o similares, así como cualquier combinación de las mismas. La dimensión mayor de la sección transversal de las tiras elásticas 106 puede ser cualquier dimensión adecuada que oscile de aproximadamente 1 mm a 35 mm y superior; preferiblemente de aproximadamente 6 mm a aproximadamente 35 mm.

Las tiras elásticas 106 pueden estar compuestas de cualquier material elastificado deseado tal como caucho natural, caucho sintético, elastómeros de poliuretano, elastómeros de poliisopreno, elastómeros de estireno-isopreno-estireno, elastómeros de copolímero de bloque o similares, así como cualquier combinación de los mismos. En una realización preferida de la presente invención, las tiras elásticas 106 son elastómeros de LYCRA comercializados por E.I. DuPont de Nemours and Company, con oficinas en Wilmington, Delaware.

En las Figuras 1 y 2, el sustrato exterior 108 y el sustrato interior 110, que comprenden los paneles laterales 102 y 102A, pueden ser cualquier sustrato adecuado para usar en prendas de vestir y/o artículos absorbentes desechables, preferiblemente material transpirable e inocuo para la piel compuesto de componentes naturales o sintéticos. Ejemplos de estos materiales pueden incluir una tela tejida, un tejido de punto, una tela no tejida, una película polimérica, una película elástica, una película elástica transpirable o cualquier combinación de los mismos. Además, el sustrato exterior 108 y el sustrato interior 110 pueden ser un material monocapa o multicapa que comprende materiales no tejidos o combinaciones de materiales no tejidos y películas elásticas, en donde las capas pueden estar fijadas o no fijadas entre sí.

Las tiras elásticas 106 pueden estar unidas al sustrato exterior 108 y/o al sustrato interior 110 mediante cualquier medio de unión adecuado. En la presente memoria, la expresión "unido" abarca configuraciones donde un elemento se sujeta directamente a otro elemento fijando el elemento directamente al otro elemento, y configuraciones donde un elemento se sujeta indirectamente a otro elemento fijando el elemento a uno o más elementos intermedios que, a su vez, están fijados al otro elemento. Por ejemplo, el medio de unión puede incluir una capa continua y uniforme de adhesivo, una capa con dibujo de adhesivo o una disposición de líneas, espirales o manchas separadas de adhesivo. Un medio de unión preferido comprende una red abierta de patrones de filamentos de adhesivo como se describe en la patente US-4.573.986 titulada "Disposable Waste-Containment Garment", concedida a Minetola y col. el 4 de marzo de 1986. Otro medio de unión adecuado incluye varias líneas de filamentos adhesivos que se agitan suavemente para formar un patrón en espiral, como ilustran el aparato y los métodos mostrados en US-3.911.173, concedida a Sprague, Jr. el 7 de octubre de 1975; US-4.785.996, concedida a Ziecker y col. el 22 de noviembre de 1978; y US-4.842.666, concedida a Werenicz el 27 de junio de 1989. Los adhesivos que se ha observado que son satisfactorios son los fabricados por H. B. Fuller Company of St. Paul, Minnesota y comercializados como HL-1620 y HL-1358-XZP. Alternativamente, el medio de unión puede comprender uniones por calor, uniones por presión, uniones ultrasónicas, uniones mecánicas dinámicas o cualquier otro medio de unión apropiado o combinaciones de estos medios de unión según se conocen en la técnica.

Además, las tiras elásticas 106 pueden unirse al sustrato exterior 108 y/o al sustrato interior 110 de forma intermitente o de forma prácticamente continua. La expresión "de forma intermitente" se refiere en la presente memoria a tiras elásticas 106 que están unidas a un sustrato en diferentes zonas separadas. Por el contrario, la expresión "de forma prácticamente continua" se refiere en la presente memoria a tiras elásticas 106 que están unidas a un sustrato de forma prácticamente continua en toda la zona de la interfaz.

En las Figuras 1 y 2, los materiales compuestos 104 y 104A de la presente invención, que componen los paneles laterales 102 y 102A, respectivamente, pueden comprender tiras elásticas idénticas o diferentes 106, en donde diferente tiras elásticas puede estar adyacentes entre sí formando cualquier agrupación o combinaciones de tiras idénticas o diferentes adecuadas. Además, las tiras elásticas adyacentes 106 pueden estar separadas entre sí o en contacto entre sí. La separación entre tiras elásticas adyacentes 106 puede variar de 0 mm a aproximadamente 10 mm, preferiblemente de aproximadamente 3 mm a aproximadamente 5 mm.

Las Figuras 3-6 ilustran una realización del método y un aparato 200 de la presente invención para fabricar un material de la presente invención que incluye una o más tiras elásticas unidas a uno o más sustratos. La Figura 3 es una vista isométrica simplificada de la realización 200; la Figura 4 es una vista frontal en alzado de un dispositivo de enrollado mostrado en la Figura 3; la Figura 5 es un corte transversal lateral del lado de la bobina del dispositivo de enrollado de la Figura 3, tomado a lo largo de la línea 5-5; y la Figura 6 es un corte transversal lateral del lado de accionamiento del dispositivo de enrollado de la Figura 3, tomado a lo largo de la línea 5-5.

En la Figura 3, un primer sustrato 202 puede ser proporcionado de forma prácticamente continua desde cualquier medio de suministro adecuado, tal como un rodillo o caja de suministro que tenga un punto inicial y un punto final en el medio de suministro. El primer sustrato 202 puede ser proporcionado moviendo en una dirección longitudinal 210 a una velocidad V, que puede oscilar de aproximadamente 10 metros por minuto a aproximadamente 1.000 metros por minuto, preferiblemente de aproximadamente 30 metros por minuto a aproximadamente 500 metros por minuto (hay que tener en cuenta que la dirección longitudinal 210 puede extenderse en cualquier dirección a lo largo de la trayectoria de desplazamiento del primer sustrato deseado 202).

Como se ha descrito anteriormente, el primer sustrato 202 puede ser cualquier sustrato adecuado para usar en prendas de vestir y/o artículos absorbentes desechables, preferiblemente material transpirable e inocuo para la piel o compuestos de componentes naturales o sintéticos. Ejemplos de estos materiales pueden incluir una tela tejida, un tejido de punto, una tela no tejida, una película polimérica, una película elástica, una película elástica transpirable o cualquier combinación de los mismos. Además, el primer sustrato 202 puede ser un material monocapa o multicapa que comprende materiales no tejidos o combinaciones de materiales no tejidos y películas elásticas, en donde las capas pueden estar o no unidas entre sí.

El primer sustrato 202 puede ser proporcionado en forma de una banda continua 203 que puede después ser plegada en un tubo continuo 204 alrededor de un mandrín 206 mediante cualquier dispositivo de plegamiento adecuado 208 conocido para el experto en la técnica. El mandrín 206 que se extiende longitudinalmente dentro del dispositivo de plegamiento 208 puede tener cualquier forma de sección transversal deseada tal como un círculo, un óvalo, un triángulo, un cuadrado, un trapezoide, un paralelogramo, un polígono, irregular o similares, así como cualquier combinación de las mismas. La dimensión mayor de la sección transversal del mandrín 206 puede ser cualquier dimensión adecuada que oscile entre aproximadamente 10 mm y más de 300 mm; preferiblemente de aproximadamente 20 mm a aproximadamente 200 mm.

De forma alternativa, el primer sustrato 202 puede ser proporcionado en forma de un tubo continuo 204 alimentado sobre el mandrín 206 que se extiende longitudinalmente dentro del tubo 204. Esta opción evitará tener que disponer de un dispositivo de plegamiento 208. El tubo 204 puede ser proporcionado prácticamente de forma continua desde cualquier medio de suministro adecuado tal como un rodillo o caja de suministro que tenga un punto inicial y un punto final en el medio de suministro. El tubo 204 puede tener cualquier anchura adecuada que oscile de aproximadamente 10 mm a más de 300 mm, preferiblemente de aproximadamente 20 mm a aproximadamente 200 mm.

El tubo 204 que se mueve longitudinalmente en la dirección 210 puede después ser combinado con al menos una tira elástica continua 106 enrollada alrededor de una superficie exterior 222 del tubo 204 (hay que tener en cuenta que durante el enrollado de las tiras elásticas 106 alrededor de la superficie exterior 222 del tubo 204, el tubo 204 preferiblemente se mueve verticalmente en la dirección 212 para minimizar el posible efecto negativo de las fuerzas gravitacionales durante la operación de enrollado de las tiras). El número de tiras elásticas 106, en donde cada una forma su propia trayectoria helicoidal 224, puede ser cualquier número adecuado. En una realización ilustrativa 200 mostrada en la Figura 3-6, existen cuatro tiras elásticas 106 que forman cuatro trayectorias helicoidales 224 que se extienden longitudinalmente sobre la superficie exterior 222 del tubo 204, como se muestra en la Figura 3.

Como se ha descrito anteriormente, las tiras elásticas 106 pueden tener cualquier forma de sección transversal deseada, tal como un rectángulo, un trapezoide, un círculo, un óvalo, irregular o similares, así como cualquier combinación de las mismas. La dimensión mayor de la sección transversal de la tira elástica 106 puede ser cualquier dimensión adecuada que oscile de aproximadamente 1 mm a 35 mm y superior; preferiblemente de aproximadamente 6 mm a aproximadamente 35 mm. La tira elástica 106 puede estar compuesta de cualquier material elastificado deseado, tal como caucho natural, caucho sintético, elastómeros de poliuretano, elastómeros de poliisopreno, elastómeros de estireno-isopreno-estireno, elastómeros de copolímero de bloque o similares, así como cualquier combinación de los mismos. En una realización preferida de la presente invención, la tira elástica 106 es de elastómero de LYCRA comercializado por E.I. DuPont de Nemours and Company, con oficinas en Wilmington, Delaware.

La tira elástica 106 puede enrollarse alrededor del tubo 204 mediante cualquier medio adecuado para enrollar una o más tiras elásticas 106 alrededor del tubo 204. Un ejemplo de un dispositivo de enrollado 226, que se ilustra en las Figuras 3-6, tiene cuatro bobinas 228 (aunque el número de bobinas 228 puede ser cualquier número adecuado) acopladas a un soporte de bobinas 230 situado co-axialmente con el mandrín 206 que se extiende dentro del soporte de bobinas 230 en la dirección 210, el cual puede preferiblemente estar situado verticalmente para minimizar los posibles efectos negativos de las fuerzas gravitacionales de la operación de enrollado. El soporte de bobinas 230 está dispuesto preferiblemente perpendicular a la dirección longitudinal 210 y gira alrededor del mandrín 206 en una dirección 232 a una velocidad angular W. El soporte de bobinas 230 puede girar en una dirección opuesta a la dirección 232, si se desea. La velocidad angular W puede variar, si se desea.

Las tiras elásticas 106 pueden ser suministradas y medidas desde sus respectivas bobinas 228 mediante cualquier medio adecuado, por ejemplo, mediante un mecanismo de desenrollado 240 que puede ser activado a una velocidad deseada para proporcionar una velocidad de medición V1 deseada (ver Figura 3) de las tiras elásticas 106. Las bobinas 228 pueden ser fijadas y mantenidas contra el mecanismo de desenrollado 240 mediante cualquier medio adecuado, incluida una fuerza cargada por muelle bajo la cual las bobinas 228 pueden moverse radialmente con respecto al mecanismo de desenrollado 240 a lo largo de ranuras radiales 242 en el soporte de bobinas 230 (cabe destacar que, de forma alternativa, el mecanismo de desenrollado 240 puede moverse con respecto a las bobinas 228 para mantener el engranaje deseado entre las bobinas 228 y el mecanismo de desenrollado 240). La velocidad de medición V1 de las tiras elásticas 106 puede variar para proporcionar la tensión o el estiramiento de las tiras elásticas 106 deseado para enrollar las tiras elásticas 106 alrededor del tubo 204 con la tensión o el estiramiento deseados. Las tiras elásticas 106 pueden ser enrolladas alrededor del tubo 204 con cualquier estiramiento deseado que oscile de aproximadamente 0% a aproximadamente 500%, preferiblemente de 0% a aproximadamente 300%.

El soporte de bobinas 230 y el mecanismo de desenrollado 240 pueden ser activados mediante cualquier medio adecuado conocido para el experto en la técnica. Un ejemplo de una disposición de accionamiento adecuada se ilustra de forma simplificada en las Figuras 5 y 6, en donde un motor 250 puede accionar el soporte de bobinas 230 mediante una correa 260. Otro motor 252 puede accionar el mecanismo de desenrollado 240 mediante una correa 262 que se comunica con una correa 264 que puede accionar directamente el mecanismo de desenrollado 240. Los motores 250 y 252 pueden ser cualquier motor adecuado conocido por el experto en la técnica, incluyendo motores CC, motores CA, servomotores y similares, con la velocidad o el torque deseados.

Las tiras elásticas 106 pueden ser unidas al tubo 204 mediante cualquier medio de unión adecuado descrito anteriormente en la presente memoria. La Figura 3 muestra un ejemplo de unión de las tiras elásticas 106 al tubo 204 mediante un dispositivo adhesivo 266 aplicando un adhesivo adecuado 268 (descrito anteriormente en la presente memoria) sobre la superficie exterior 222 del tubo 204 antes de combinar las tiras elásticas 106 con el tubo 204. De forma alternativa, debería destacarse que el adhesivo 268 puede ser aplicado sobre las tiras elásticas 106 antes y después de combinar las tiras elásticas 106 con la superficie exterior 222.

En la Figura 3, después de que las tiras elásticas 106 se han enrollado alrededor del tubo 204 para formar un primer tubo compuesto 269, un segundo sustrato 270 puede ser plegado alrededor del primer tubo compuesto 269 mediante cualquier dispositivo de plegamiento adecuado 208 para formar un segundo tubo compuesto 274. El segundo sustrato 270 puede ser unido al primer tubo compuesto 269 mediante cualquier medio de unión adecuado descrito anteriormente en la presente memoria. La Figura 3 muestra un ejemplo de unión del segundo sustrato 270 mediante un dispositivo adhesivo 266 aplicando un adhesivo adecuado 268 (descrito anteriormente en la presente memoria) sobre el segundo sustrato 270.

Después de formado el segundo tubo compuesto 274, este puede ser hendido longitudinalmente mediante cualquier dispositivo de ranurado adecuado 280 (mostrado en la Figura 3 para mayor claridad en una posición fuera del plano) para después abrir dicho segundo tubo compuesto hendido 274 longitudinalmente mediante cualquier dispositivo de desplegado adecuado 208A y formar un material compuesto plano 282. El material compuesto plano 282 puede ser un material elastificado latente 284 que comprende tiras elásticas 106 en un estado prácticamente relajado o estirado unido entre dos sustratos opuestos 202 y 270. Si los sustratos 202 y 270 no son elásticos, entonces el material elastificado latente 284 no es elástico. La expresión "material elastificado latente" se refiere en la presente memoria a un material compuesto que por sí mismo puede ser prácticamente no elástico o parcialmente elástico antes de activar sus propiedades elásticas latentes.

El material elastificado latente 284 puede convertirse en elástico mediante activación. La expresión "convertirse en elástico" o "elástico" se refiere en la presente memoria a cualquier material elastificado que comprende uno o más elementos elásticos y uno o más sustratos que son activados para proporcionar una elongación permanente progresiva de los sustratos y permitir que los elementos elásticos se estiren bajo la aplicación de una fuerza de tensión. La expresión "activación" se refiere en la presente memoria a un proceso a veces mencionado como proceso de "laminación de anillos" que utiliza rodillos ondulados interengranados para alargar de forma permanente el sustrato y reducir su resistencia al estiramiento. El material compuesto "elástico" resultante tiene mayor grado de estirabilidad en las regiones que han sido sometidas al proceso de laminación de anillos. El método para transmitir estirabilidad a un material de otra manera prácticamente no elástico utilizando rodillos ondulados que se estiran en sentido lateral o longitudinal y deforman el material de forma permanente se describe en US-4.116.892, concedida el 26 de septiembre de 1978 a E. C. A. Schwarz; US-4.834.741, concedida el 30 de mayo de 1989 a R. N. Sabee; US-5.143.679, concedida el 1 de septiembre de 1992 a G. M. Weber y col., US-5.156.793, concedida el 20 de octubre de 1992 a K B. Buell y col.; US-5.167.897, concedida el 1 de diciembre de 1992 a G. M. Weber y col.; US-5.422.172, concedida el 6 de junio de 1995 a P.-C. Wu; y US-5.518.801, concedida el 21 de mayo de 1996 a C. W. Chappell y col.

En la Figura 3, el material elastificado latente 284 puede después ser convertido en elástico o activado mediante un dispositivo de activación 286 para de forma progresiva estirar el material elastificado latente 284 y proporcionar una elongación permanente al primero y al segundo sustratos 202 y 270, respectivamente. El material compuesto elastificado resultante 288 se vuelve un material elastificado en el que las tiras elásticas 106 pueden estirarse cuando se aplica una fuerza de tensión al material compuesto elastificado 288. Dependiendo de las propiedades de estiramiento de las tiras elásticas 106, el material compuesto elastificado 288 puede ser estirado bajo una fuerza de tensión dentro de la elongación permanente proporcionada de los sustratos 202 y 270.

La Figura 7 muestra una vista isométrica simplificada de otra realización 300 del método y aparato de la presente invención para fabricar un material compuesto elastificado 104A (ver Figura 2) de la presente invención que tiene una configuración cruzada de tiras elásticas 106. En la realización 300 de la Figura 7, el primer tubo compuesto 269 puede producirse de forma que todos o cualquier aspecto sean similares a la realización 200 descrita anteriormente en la presente memoria.

Después de producir el primer tubo compuesto 269, este puede ser a continuación hendido longitudinalmente mediante el dispositivo de ranurado 280 (descrito anteriormente en la presente memoria) para abrir el primer tubo compuesto hendido 269 longitudinalmente y formar un primer material compuesto plano 302 mediante cualquier dispositivo de desplegado adecuado (no representado). El primer material compuesto plano 302 puede después ser plegado longitudinalmente en cualquier número de pliegues adecuado (por ejemplo, en la Figura 7 se muestra una configuración de 2 pliegues 303) mediante cualquier dispositivo de plegamiento adecuado 305 conocido para el experto en la técnica para formar un segundo material compuesto plano 304 que tiene las tiras elásticas 106 dispuestas dentro del segundo material compuesto plano 302 y conformar un patrón cruzado 306.

El segundo material compuesto plano 304 puede ser un material elastificado latente 310 que comprenda tiras elásticas 106 en un patrón cruzado 306 en un estado prácticamente relajado o estirado unidas entre dos partes plegadas del primer sustrato 202. Si el sustrato 202 no es elástico, entonces el material elastificado latente 310 no es elástico. El material elastificado latente 310 puede después ser convertido en elástico mediante el dispositivo de activación 286, descrito anteriormente, para producir un material compuesto elastificado 312 que tiene tiras elásticas 106 que forman un patrón cruzado 306.

La Figura 8 muestra una vista isométrica simplificada de otra realización 400 del método y aparato de la presente invención para fabricar un material compuesto elastificado 104A de la presente invención utilizando un dispositivo de plegamiento inverso 402 para invertir el primer tubo compuesto 269. Antes del dispositivo de plegamiento inverso 402, puede producirse el primer tubo compuesto 269 (que tiene tiras elásticas 106 enrolladas sobre la superficie exterior 222 del tubo 204, es decir, en dirección al exterior del tubo) de forma similar a las realizaciones 200 y/o 300 descritas anteriormente en la presente memoria. El dispositivo de plegamiento inverso 402 puede ser cualquier dispositivo de plegamiento adecuado conocido para el experto en la técnica y capaz de plegar de forma inversa el primer tubo compuesto 269 para formar un tubo invertido 404 que tenga la superficie exterior 222 con tiras elásticas 106 giradas hacia el interior del tubo invertido 404. El dispositivo de plegamiento inverso 402 puede opcionalmente incluir cualquier dispositivo de apoyo adecuado 406 dispuesto dentro del tubo invertido 404 para mejorar la formación y el movimiento del tubo invertido 404 a lo largo de una dirección invertida 405 opuesta a la dirección 210. Por ejemplo, el dispositivo de apoyo 406 puede ser un sólido o un tubo, puede ser calentado o enfriado, puede incluir gas presurizado o puede ser fijo o móvil.

El tubo invertido 404 puede después ser aplanado mediante cualquier dispositivo de pinzamiento adecuado 285 para producir un material compuesto latente 408 que después puede ser activado mediante el dispositivo de activación 286 para producir un material compuesto elastificado 410 que tenga una configuración cruzada 412 de tiras elásticas 106.

Aunque se han ilustrado y descrito ciertas realizaciones y/o características particulares de la presente invención, resultará obvio para el experto en la técnica que se pueden realizar otros cambios y modificaciones sin por ello abandonar el espíritu de la invención. Además, debería ser evidente que se puede realizar cualquier combinación de estas realizaciones y características para obtener realizaciones preferidas de la invención.

Claims (8)

1. Un método de fabricación de un material compuesto elastificado que incluye una o más tiras elásticas, comprendiendo el método las etapas de:

(a)

proporcionar un mandrín;

(b)

proporcionar un tubo;

(c)

alimentar el tubo con el mandrín de manera que el mandrín se extienda longitudinalmente dentro del tubo;

(d)

proporcionar al menos una tira elástica;

(e)

mover el tubo longitudinalmente a una primera velocidad y simultáneamente enrollar la al menos una tira elástica alrededor de una superficie exterior del tubo a una segunda velocidad para formar una trayectoria helicoidal;

(f)

unir la al menos una tira elástica a la superficie exterior del tubo al menos parcialmente a lo largo de la trayectoria helicoidal para formar un primer tubo compuesto;

(g)

plegar un segundo sustrato alrededor del primer tubo compuesto para cubrir la al menos una tira elástica y formar un segundo tubo compuesto;

(h)

hendir longitudinalmente el segundo tubo compuesto para abrir el segundo tubo compuesto;

(i)

desdoblar el segundo tubo compuesto hendido para formar un material compuesto plano; y

(j)

activar el material compuesto plano para formar el material compuesto elastificado.

2. El método de la reivindicación 1, en donde el mandrín es fijo.

3. El método de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el mandrín tiene una forma de sección transversal seleccionada del grupo que consiste en un círculo, un óvalo, un triángulo, un cuadrado, un trapezoide, un paralelogramo, un polígono, y cualquier combinación de los mismos.

4. El método de la reivindicación 1, en donde el tubo se forma por un método que comprende la etapa de plegar un primer sustrato mediante un dispositivo de plegamiento.

5. El método de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el primer sustrato se selecciona de un grupo que consiste en una tela tejida, un tejido de punto, una tela no tejida, una película polimérica, una película elástica, una película elástica transpirable o cualquier combinación de los mismos.

6. El método de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la primera velocidad o la segunda velocidad varían.

7. El método de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde al menos una tira elástica se selecciona de un grupo que consiste en un caucho natural, un caucho sintético, elastómeros de poliuretano, elastómeros de poliisopreno, elastómeros de estireno-isopreno-estireno, elastómeros de copolímero de bloque y cualquier combinación de los mismos.

8. El método de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde al menos una tira elástica tiene una forma de sección transversal seleccionada de un grupo que consiste en un rectángulo, un trapezoide, un círculo, un óvalo y cualquier combinación de los mismos.