專利名稱：高效率生產(chǎn)衛(wèi)生制品的噴墨印刷方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種高效率生產(chǎn)具有印刷圖案的衛(wèi)生制品的噴墨印刷方法。
背景技術：
衛(wèi)生制品，例如一次性吸收制品，包括婦女衛(wèi)生制品、嬰兒尿布、嬰兒套穿制品、成人失禁制品等，包括印刷在其內表面和/或外表面上的圖案，已公開于2001年12月19日提交的共同未決的、普通轉讓的美國專利申請10/025059中，此專利申請引入本文以供參考。
印刷圖案可為單色調、多色調、單色或多色。這些圖案應當是消費者可見的，以便向消費者提供多種所需的有益效果。所述有益效果包括改進的美觀性、產(chǎn)品功能性有益效果，或消費者對于產(chǎn)品質量的意識。例如，

圖1至3所示的雙色調圖案發(fā)出一種深度感，此深度感對于期望產(chǎn)品具有令人滿意的液體吸收和保持能力的消費者來講是非常重要的。深度感指示雖然產(chǎn)品單薄，但產(chǎn)品的性能卻不會因其單薄而打折扣。
印刷圖案通常通過這樣的方式來提供使用各種印刷方法，例如柔性版印刷、卷筒紙凹版印刷、網(wǎng)版印刷、噴墨印刷等，將油墨印刷在基底材料上。典型地，印刷操作在高速印刷線上完成，與專用于制造一次性吸收制品的轉換加工生產(chǎn)線是分開的。在印刷線上印刷之后，印刷基底被典型地以包括其上的印刷圖案的連續(xù)纖維網(wǎng)的形式傳送到轉換加工生產(chǎn)線。然而，上述脫離轉換加工生產(chǎn)線單獨印刷基底的做法典型地增加了與基底的處理、卷繞和退繞、存儲和運輸相關聯(lián)的附加成本。另外，上述步驟會負面地影響印刷基底的質量；由于卷內的壓縮力的不均勻分布而導致卷內的基底的卷繞層不均勻并且常常過度變形。此外，單獨地印刷基底常常要求專門的配準控制方法，以確保印刷圖案與轉換加工操作的適當定相，從而實現(xiàn)生產(chǎn)制品中的印刷圖案的所需的和一致的定位。
然而，將印刷操作與以高速和高生產(chǎn)效率生產(chǎn)一次性吸收制品的轉換加工生產(chǎn)線上的轉換加工操作組合起來會導致重大生產(chǎn)損失，因為轉換加工生產(chǎn)線的總效率常常受到制約。這通常歸因于轉換加工操作的多重性和復雜性，其中轉換加工操作中的任一項的任何故障都會影響印刷操作的性能。反之亦然，即印刷操作的任何故障也會影響轉換加工操作。另外，印刷操作常常要求定期維護規(guī)程，定期維護規(guī)程也會影響轉換加工生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率。由于轉換加工生產(chǎn)線可為每分鐘生產(chǎn)數(shù)百或數(shù)千件衛(wèi)生制品的高速操作，因此生產(chǎn)過程的任何中斷都會導致重大生產(chǎn)損失。
因此，有益的是提供一種將印刷操作與用于具有印刷圖案的衛(wèi)生制品的高效率生產(chǎn)的轉換加工生產(chǎn)線上的轉換加工操作組合起來的可靠方法。
發(fā)明概述本發(fā)明可提供一種在具有印刷圖案的衛(wèi)生制品的高效率生產(chǎn)中的噴墨印刷方法，它在轉換加工生產(chǎn)線上包括至少兩個噴墨印刷工位，其中噴墨印刷工位中的每一個均包括至少兩個噴墨印刷頭。此方法包括以下步驟(a)提供在纖維網(wǎng)方向上以第一速度移動的基底；(b)由第一印刷工位的第一噴墨印刷頭和第二印刷工位的第一噴墨印刷頭在基底上印刷第一多個圖案，兩個印刷工位均設置在基底附近，圖案在纖維網(wǎng)方向上以間距相互隔開；(c)在基底繼續(xù)其移動的同時，從第一印刷工位的第一噴墨印刷頭切換至第一印刷工位的第二噴墨印刷頭；和(d)由第一印刷工位的第二噴墨印刷頭和第二印刷工位的第一噴墨印刷頭在基底上印刷第二多個圖案，兩個印刷工位均設置在基底附近，圖案以間距相互隔開；其中第一多個圖案通過纖維網(wǎng)方向上的未印刷區(qū)與第二多個圖案隔開，其中未印刷區(qū)不大于間距的50倍。
在本發(fā)明的另一個方面，未印刷區(qū)不大于間距的10倍。在本發(fā)明的另一個方面，未印刷區(qū)不大于間距的1倍。
在本發(fā)明的一個方面，噴墨頭之間的切換步驟可包括以下步驟(a)由操作員啟動第二啟動信號給轉換器控制器以用于啟動第一印刷工位的第二噴墨印刷頭；
(b)中止從轉換器控制器向噴墨控制器發(fā)送第一輸出信號；和(c)從轉換器控制器向噴墨控制器發(fā)送第二輸出信號。
在本發(fā)明的另一個方面，噴墨頭之間的切換步驟可包括以下步驟(a)響應第一印刷工位的第一噴墨印刷頭的故障模式而中止從噴墨控制器發(fā)送第一確定信號；(b)中止從轉換器控制器向噴墨控制器發(fā)送第一輸出信號；和(c)開始從轉換器控制器向噴墨控制器發(fā)送第二輸出信號。
在本發(fā)明的另一個方面，第一印刷工位和第二印刷工位可印刷不同的油墨，包括不同彩色油墨。
附圖概述雖然本說明書通過特別指出并清楚地要求保護本發(fā)明的權利要求作出結論，但據(jù)信由下列說明并結合附圖可更好地理解本發(fā)明，其中相同標號用于指示基本相同的元件，并且其中圖1為具有印刷圖案的示例性衛(wèi)生制品的透視圖；圖2為圖1的衛(wèi)生制品的平面圖；圖3為衛(wèi)生制品的可供選擇的實施方案的平面圖；圖4為顯示為灰度圖像的示例性雙色調圖案；圖5為顯示為pcx圖像的圖4的雙色調圖案；圖6為圖5的pcx圖像的一部分的放大圖；圖7圖示說明各種灰度圖像和pcx標度圖像的并列比較；圖8為本發(fā)明的方法的一個實施方案的簡化正視圖，此實施方案設計用來制造圖1、圖2和圖3的衛(wèi)生制品以及本文所限定的任何其它衛(wèi)生制品；圖8A為本發(fā)明的方法的另一個實施方案的簡化正視圖，此實施方案設計用來制造圖1、圖2和圖3的衛(wèi)生制品以及本文所限定的任何其它衛(wèi)生制品。
圖9為本發(fā)明的方法的控制系統(tǒng)的一個實施方案的方框圖；圖10為本發(fā)明的方法所述的噴墨印刷頭的運行模式之間的切換邏輯的方框圖；
圖11為具有第一多個圖案和通過未印刷區(qū)B與第一多個圖案隔開的第二多個圖案的基底的一部分的頂視圖；圖12圖示說明具有灰度A及分辨率X的印刷圖案；圖13圖示說明具有灰度A及分辨率X-30％的印刷圖案；和圖14圖示說明具有灰度A+30及分辨率X-30％的印刷圖案。
發(fā)明詳述將根據(jù)一次性吸收制品來描述本發(fā)明，這種一次性吸收制品具有印刷在吸收制品的頂片表面上的至少一種顏色的多色調信號，它公開于2001年12月19日提交的共同未決并普通轉讓的美國專利申請10/025059中。具體地講，將根據(jù)公開于上述專利申請中的婦女衛(wèi)生制品來描述本發(fā)明。然而，本發(fā)明可應用到任何這樣的一次性吸收制品它具有印刷在外表面和/或內表面上的單色圖案和/或多色圖案和/或單色調圖案和/或多色調圖案從而提供多種需要的有益效果，所述有益效果包括改進的產(chǎn)品性能、產(chǎn)品美觀性、消費者意識、消費者感覺等。
定義術語“衛(wèi)生制品”、“一次性吸收制品”或“吸收制品”在本文中是指正常吸收和保持流體的裝置。在某些情形中，此短語是指緊貼或鄰近穿著者的身體放置以吸收和容納從身體排出的排泄物和/或滲出物的裝置，并且包括這樣的個人護理制品，例如婦女衛(wèi)生制品、嬰兒尿布、嬰兒套穿制品、嬰兒游泳制品、成人失禁制品等。在其它情形中，此短語是指防護制品例如能夠吸收食物以防止臟污穿著者的衣服的進餐圍兜。在其它情形中，此短語是指提供一些治療有益效果(例如緩解疼痛、覆蓋傷口或保持另一個裝置或制品靠近身體)的裝置。
術語“一次性的”在本文中用來描述通常不旨在被洗滌或換句話講以它們的原有功能被恢復或被廣泛地重新使用的產(chǎn)品，即優(yōu)選地它們旨在數(shù)次使用之后或單次使用之后即被丟棄。
術語“基底”在本文中是指適于在其相對表面的至少之一上印刷圖案的任何材料，優(yōu)選地呈連續(xù)纖維網(wǎng)的形式。術語“基底”可包括薄膜(可透氣或非可透氣的)、非織造材料、機織材料、泡沫材料、或它們的任何組合?；卓蔀榘ê铣刹牧虾?或天然材料的單層或多層?；滓部砂ň哂袉螌踊蚨鄬拥母裳心ゲ牧希緷{等。此外，基底可為衛(wèi)生制品的任何組件，例如頂片、第二頂片、插件、底片、吸收芯或它們的任何組合的一部分。
本文所用術語“彩色”包括任何主要顏色，即白色、黑色、紅色、藍色、紫色、橙色、黃色、綠色和靛色，以及它們的任何變化或它們的混合。術語“非彩色”或“非彩色的”是指白色，它被進一步定義為L*值為至少90、a*值等于0±2、以及b*值等于0±2的那些顏色。本文所用色標值可用Hunter色度反射計作出，其描述可見于R.S.Hunter的文章“Photoelectric color difference Meter”，Journal of the Optical Society ofAmerica，卷48，第985至995頁，1958年。專門為基于Hunter色標的顏色測量而設計的裝置描述于1961年10月10日公布的授予Hunter等人的美國專利3,003,388中。
術語“婦女衛(wèi)生制品”在本文中是指被婦女穿著用以吸收和容納月經(jīng)以及其它陰道滲出物和失禁滲出物的衛(wèi)生巾、緊身短褲襯里、衛(wèi)生栓和失禁制品?？删哂杏靡援a(chǎn)生深度感的多色調信號的婦女衛(wèi)生制品的非限制性實施例包括由The Procter & Gamble Company of Cincinnati，Ohio制造的那些，例如帶DriWeave的ALWAYS短褲護墊，根據(jù)美國專利4,324,246、4,463,045以及6,004,893制造；ALWAYS帶護翼超薄細長最大量型，根據(jù)美國專利4,342,314、4,463,045、4,556,146、B1 4,589,876、4,687,478、4,950,264、5,009,653、5,267,992以及Re.32,649制造；ALWAYS標準最大量型；ALWAYS帶護翼超最大量型；ALWAYS帶護翼最大量型；ALWAYS帶護翼超長最大量型；ALWAYS帶護翼加長超大量型；以及ALWAYS帶護翼夜用最大量型，每個前述的公布都引入本發(fā)明以供參考。
術語“段距單元操作”在本文中是指轉換加工生產(chǎn)線上的任何裝置，其具有用于在一次性吸收制品的制造中加工一個或多個纖維網(wǎng)的段距-相關的功能。例如，單元操作可包括但不限于這樣的段距相關的纖維網(wǎng)加工裝置例如切割裝置(例如，最終刀)、離散補片放置裝置(例如，切割和滑動單元、切割和放置單元)、具有段距壓花圖案的壓花裝置、纖維網(wǎng)活化器裝置(例如，公開于授予Buell等人的美國專利5,151,092、授予Buell等人的美國專利5,156,793以及授予Chappell等人的美國專利5,518,801中的增量-拉伸活化裝置)、輪轉印刷設備等，所有這些裝置的共同點是它們包括對應于產(chǎn)品段長的制造周期，其中產(chǎn)品段長為在纖維網(wǎng)被切割為單個產(chǎn)品之前在轉換加工生產(chǎn)線上呈纖維網(wǎng)形式的產(chǎn)品的長度。
術語生產(chǎn)操作的“效率”或“可靠性”在本文中是指一種用百分數(shù)表達的比率，即在每日工作24小時的連續(xù)七(7)個工作日期間產(chǎn)生的生產(chǎn)量與如果沒有由故障、維護等引起的轉換加工生產(chǎn)線的任一單元操作性質的生產(chǎn)中斷的情況下應當產(chǎn)生的理論生產(chǎn)量的比值。
術語“高效率生產(chǎn)”在本文中是指生產(chǎn)衛(wèi)生制品的轉換加工生產(chǎn)線的效率和可靠性，其中轉換加工生產(chǎn)線的效率為至少60％，至少70％，或至少85％。轉換加工生產(chǎn)線的效率取決于轉換加工生產(chǎn)線的每個單元操作的效率。例如，本發(fā)明的印刷操作的效率為約99.7％。
說明圖1提供在本文中表示為婦女衛(wèi)生制品形式的吸收制品10的透視圖。圖2提供圖1的吸收制品10的平面圖。本文的吸收制品10具有上表面或面向使用者表面13、下表面或面向衣服表面14以及周邊12。吸收制品10包括具有面朝上表面13的觀測表面28的頂片25。吸收制品10還包括與頂片25相對定位的底片15。底片15優(yōu)選地至少部分地在周邊12處接合到頂片25上。吸收制品10也包括設置在頂片25和底片15之間的吸收芯20。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案中，吸收制品10也包括設置在頂片25下面即至少部分地介于頂片25和吸收芯20之間的第二頂片或插件26。
在圖1和圖2所示的實施方案中，吸收制品10具有至少兩個部分，即彩色部分40和非彩色部分50。彩色部分40和非彩色部分50可從頂片25的觀測表面28觀察到。彩色部分40(在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案中為印刷圖案40)具有至少兩個色調第一色調42和第二色調44。優(yōu)選地但非必要地，并且如圖1和圖2所示，第一色調42基本設置在第二色調44之內。第二色調44在亮度、暗度和/或顏色上與第一色調42不同。多色調用來讓注視頂片25的觀測表面28的使用者對吸收制品的內部產(chǎn)生深度感。在圖1和圖2所示的實施方案中，印刷圖案40的第一色調42暗于印刷圖案40的第二色調44。
可供選擇地，在吸收制品10A的另一個實施方案中，印刷圖案或彩色部分40A可包括比第二色調44A更淡的第一色調42A，如圖3所示。
不論是兩個色調或是多于兩個色調，色調的亮度和暗度都被配置以讓注視吸收制品10A的觀測表面28的使用者產(chǎn)生深度感。
如上文所述，在本發(fā)明的一個實施方案中，印刷圖案40可為設置在頂片25和吸收芯20之間的第二頂片或插件26。在另一個實施方案中，彩色部分40可形成頂片25的一部分。在另一個實施方案中，印刷圖案40可形成吸收芯20的一部分，而從頂片25的觀測表面28可觀察到印刷圖案40?？晒┻x擇地，印刷圖案40可為設置在頂片28的下面的多層插件。
讓印刷圖案40從頂片25的觀測表面28容易看見的任何頂片材料都是合適的。例如，成型膜材料、非織造材料或它們的組合都是合適的。
可供選擇地對于上文所述的色標值，雙色調部分40和40A可顯示為灰度色標圖像。例如，圖4圖示說明具有較暗部分60A和較亮部分60B的雙色調圖像60。本發(fā)明的雙色調灰度圖像使用購自Adobe SystemsIncorporated的Adobe Illustrator測量，該公司的總部位于San Jose，California。在一個實施方案中，較暗部分60A的灰度測量值為45，而較亮部分60B的灰度測量值為20。
可使用也購自Adobe Systems Incorporated的Adobe Photoshop將灰度圖像轉換為pcx圖像。圖5顯示從圖4的灰度圖像60轉換為pcx圖像的圖像70。因為pcx圖像由單個像素和點構成，pcx圖像可用于產(chǎn)生噴墨圖案，其中pcx圖像的每個點代表由印刷頭的噴墨形成的墨點。圖6顯示圖像70的放大視圖，其中較暗部分70A比較亮部分70B由更多數(shù)目的點構成。為了參考的目的，圖7圖示說明具有與對應pcx圖像對應的10、25、40、55、70、85和100的灰度值的數(shù)個灰度圖像的并列比較，其中灰度值100代表全黑圖像。
圖8為本發(fā)明的方法100的一個實施方案的簡化正視圖，此實施方案設計用來制造圖1、圖2和圖3的吸收制品以及上文所定義的并具有任何需要的印刷圖案，包括多色圖案、多色調圖案或多灰度圖案的任何其它吸收制品。
方法100包括能夠在基底102上印刷需要的圖案的噴墨印刷工位101?；?02可為如上文提供的基底定義所述的任何基底。也如上文所述，基底102可形成一次性吸收制品10的任何組件或部分。然而，在本發(fā)明的優(yōu)選的實施方案中，基底102為用作第二頂片或插件26的非織造纖維網(wǎng)，如圖1和圖2所示。
基底102可通過任何合適的部件提供給印刷工位102，例如，計量裝置104(例如，Ω輥或“S”形環(huán)繞裝置)、一系列導輥106和108以及計量裝置110(例如，真空輸送器)。計量裝置104和110都在基底102中產(chǎn)生需要的張力并以需要的線速度V在纖維網(wǎng)方向或縱向111上移動基底102，本發(fā)明的高速生產(chǎn)方法中的線速度可高達約6米/秒或甚至更高。然而，本發(fā)明可以基底的任何其它線速度V應用，例如，至少5米/秒，至少4米/秒，至少3米/秒，至少2米/秒以及更低(此情況發(fā)生在轉換加工生產(chǎn)線的啟動期間，其時轉換加工生產(chǎn)線的速度包括基底102的線速度V正從零向需要的生產(chǎn)速度逐漸增加)。
如圖8所示，印刷工位101優(yōu)選地包括雙頭排列，此雙頭排列包括以在纖維網(wǎng)方向111上延伸的空間距離116設置的第一噴墨印刷頭112和第二噴墨印刷頭114。然而應當指出的是，第一和第二印刷頭112和114可彼此相距任何需要的空間距離而設置。
第一和第二印刷頭112和114可為適于印刷需要的圖案的任何類型，并且優(yōu)選地為與基底102相距(即與面向印刷頭112和114的基底102的第一表面118相距)某個合適的距離而設置的非接觸式噴墨印刷頭。
印刷頭112和114可優(yōu)選地由共用墨源供墨；雖然如果需要也可使用獨立墨源。
印刷頭112和114的每一個均包括分配多重基本均勻的墨點的多重噴嘴。在本發(fā)明的一個實施方案中，印刷頭112和114的每一個均包括256個噴嘴，形成約50.8mm(2英寸)長的線性構型。因此，印刷頭112和114的每一個都可印刷包含在基底102上線性地延伸約50.8mm的256個墨點的油墨圖案。這種排列足夠印刷最大約50.8mm寬的任何圖案，此寬度在基底102上測量并在圖1至2和圖3中分別顯示為印刷圖案40和40A的寬度W。然而如果需要，可提供每個印刷頭的任何數(shù)目的噴嘴，用以印刷需要的圖案的需要的寬度W，例如，對于本發(fā)明的婦女衛(wèi)生制品，寬度的可變范圍為5mm至85mm。對于上文所列的其它類型的衛(wèi)生制品，印刷圖案的寬度W可有更大變化。
至于具有256個噴嘴的印刷頭，這樣的印刷頭購自VideojetTechnologies，Inc.，其辦事處位于Wood Dale，Illinois。印刷工位101可為一種噴墨印刷系統(tǒng)的一部分，此噴墨印刷系統(tǒng)也購自VideojetTechnologies，Inc.，例如包括墨源和用于提供油墨并控制形成單個油墨小滴的噴嘴的控制器的PrintProTM噴墨印刷系統(tǒng)。
在PrintProTM噴墨印刷系統(tǒng)中，油墨小滴從印刷頭112和114的所有噴嘴連續(xù)地分配，但只有某些油墨小滴被允許到達基底102的需要的位置而形成印刷圖案。其它油墨小滴可通過將油墨小滴偏轉進用于連續(xù)重復使用的再循環(huán)流程而被阻止到達基底102。每個印刷頭的單個油墨噴嘴的運行可由包括在PrintProTM系統(tǒng)中的控制器來控制。
可供選擇地，對于本發(fā)明的一個實施方案的連續(xù)類型的噴墨印刷系統(tǒng)，噴墨印刷系統(tǒng)可為請求式類型的噴墨印刷系統(tǒng)，其中油墨典型地不循環(huán)利用，并且其中油墨小滴不連續(xù)地形成，但基于請求以需要的次序印刷需要的圖案。
再參見圖8，在本發(fā)明的方法中，第一和第二印刷頭112和114的每一個都能夠相互獨立地印刷圖1至2和圖3的圖案40和40A或任何其它需要的圖案。例如，當?shù)谝挥∷㈩^112處于印刷模式(即，正在基底102上的需要的位置處在基底102上印刷圖案40)時，第二印刷頭114可處于待機或空閑模式(即，不在基底102上印刷圖案40)。相反，當?shù)谝挥∷㈩^112處于待機模式時，第二印刷頭114處于印刷圖案40的印刷模式。如上文所述，在印刷模式和待機模式這兩種運行模式中，小滴都由印刷頭112和114的每一個的256個噴嘴的每一個連續(xù)地形成。然而，在待機模式中，所有分配的小滴都被偏轉和再循環(huán)進再循環(huán)油墨流程中。但在印刷模式中，未偏轉小滴被沉積在基底102上并且偏轉小滴被再循環(huán)進再循環(huán)油墨流程中。
在本發(fā)明的方法中，通過從第一印刷頭112的印刷模式到第二印刷頭114的印刷模式的切換(反之亦然)，可提供需要的生產(chǎn)過程的連續(xù)性。當印刷頭由于任何原因(包括任何類型的故障或定期維護、清潔等)需要退出印刷模式時，印刷頭112和114之間的切換使轉換加工生產(chǎn)線上的衛(wèi)生制品的生產(chǎn)能夠連續(xù)而不中斷。第二印刷頭通過自動地從待機模式切換到生產(chǎn)模式而提供需要的后備。
為了避免生產(chǎn)損失，此連續(xù)性對于保持以高生產(chǎn)速度和高生產(chǎn)速率生產(chǎn)衛(wèi)生制品的轉換加工生產(chǎn)線的高生產(chǎn)效率是很重要的。如上文所述，高生產(chǎn)速度可高達6米/秒及更高，而高生產(chǎn)速率可為至少600件產(chǎn)品/分鐘。在這樣的高速度和生產(chǎn)速率的情況下，生產(chǎn)損失可謂關系重大。(應當指出的是本發(fā)明的方法也可應用到任何或低或高至少600件產(chǎn)品/分鐘，高達3,000件產(chǎn)品每分鐘的生產(chǎn)速率。)對于本發(fā)明的一次性吸收制品來講重要的是，要具有設置在衛(wèi)生制品的需要的、預定的并且一致的位置處的印刷圖案。因此在本發(fā)明的方法中，當?shù)谝挥∷㈩^112停止印刷而第二印刷頭114開始印刷時，第二印刷頭114可在與第一印刷頭112印刷的同一位置處印刷。而且，在本發(fā)明的一個實施方案中，印刷頭之間的切換同時發(fā)生，優(yōu)選地在切換期間衛(wèi)生制品的生產(chǎn)損失最小。此操作將在下文中更詳細地描述。
再參見圖8，在噴墨印刷之后，基底102行進到切割和放置裝置120處，切割和放置裝置能夠將基底102切斷為包括第二頂片26的單個片，并隨后以需要的間距P將第二頂片26放置到以需要的速度在纖維網(wǎng)方向124上移動的頂片纖維網(wǎng)122上。頂片纖維網(wǎng)122可由本領域的技術人員已知的任何合適的部件以需要的速度提供和計量。然后，吸收芯纖維網(wǎng)126(其也可由任何合適的部件提供和計量)被切割為單個吸收芯20，單個吸收芯隨后被放置到先前設置在頂片纖維網(wǎng)122上的第二頂片26上。吸收芯20的切割和放置操作可由切割和滑動裝置128或本領域已知的任何合適的纖維網(wǎng)切割和放置裝置提供。而且，底片纖維網(wǎng)130(其也可由任何合適的部件提供和計量)被沉積到芯20上以提供夾層式纖維網(wǎng)132，夾層式纖維網(wǎng)隨后被粘結在一起并被切割為本發(fā)明的單個衛(wèi)生制品10。夾層式纖維網(wǎng)132的粘結、切割和放置操作也可由本領域已知的任何合適的部件提供，例如由最終刀134提供。單個制品10隨后可由任何合適的部件(例如輸送器136)傳送到其它下游操作(例如折疊、包裹和包裝)。
圖9圖示說明本發(fā)明的控制系統(tǒng)的一個實施方案的方框圖200。圖200包括具有第一噴墨印刷頭112和第二噴墨印刷頭114的印刷工位101。方框圖200也包括用于計算印刷頭112和114的每一個的256個噴嘴的每一個的每個油墨小滴的偏轉的噴墨控制器211。計算信息隨后分別使用第一通信鏈接230和第二通信鏈接231從噴墨控制器211傳送到噴墨印刷頭112和114。噴墨控制器211也從第一編碼器202接收關于轉換器速度參考值的信息(例如，移動基底102的線速度)，此速度參考值可從表示基底102的速度的任何合適的速度參考值提供。在本發(fā)明的一個實施方案中，速度參考值212通過連接到切割和放置裝置120的第一編碼器202從切割和放置裝置120提供。噴墨控制器211還接收關于印刷頭112和114的觸發(fā)信息，其中每個印刷頭112和114都具有它自己的觸發(fā)信號，即分別為第一觸發(fā)信號215和第二觸發(fā)信號216。
至于控制第一印刷頭112，如圖9所示，第一觸發(fā)信號215為第一計算單元222接收第一啟動周期信號217和第一輸出信號219而計算的信息的結果。第一計算單元222可為能夠計算二進制“與”邏輯函數(shù)的任何合適的電子裝置，例如光電耦合裝置等。第一啟動周期信號217由第二編碼器203提供，第二編碼器在本發(fā)明的優(yōu)選的實施方案中連接到最終刀134。然而，第二編碼器203可連接到上文定義的任何段距單元操作，包括既可連接到第一編碼器202又可連接到第二編碼器203的切割和放置裝置120。第一輸出信號219從轉換器邏輯控制器210(下文稱為轉換器控制器210)提供。為了提供第一輸出信號219，轉換器控制器210從噴墨控制器211既接收第一確定信號225又接收第二確定信號226。
類似地，至于控制第二印刷頭112，如圖9所示，第二觸發(fā)信號216為第二計算單元223接收第二啟動信號218和第二輸出信號220而計算的信息的結果。與第一計算單元222類似，第二計算單元223也可為能夠計算二進制“與”邏輯函數(shù)的任何合適的電子裝置。第二啟動周期信號218由第二編碼器203提供。第二輸出信號220從轉換器控制器210提供。為了提供第二輸出信號220，轉換器控制器210從噴墨控制器211既接收第一確定信號225又接收第二確定信號226。
第一啟動周期信號217和第二啟動周期信號218相互關聯(lián)，表示介于第一和第二印刷頭112和114的相應的噴嘴之間的空間距離116?？臻g距離240表示對應于介于第一和第二印刷頭112和114之間的周期距離的單個產(chǎn)品周期的一部分。
圖10顯示方框圖300，圖示說明在轉換器控制器210之內用于第一和第二噴墨印刷頭112和114的三個運行模式之間的切換的邏輯。印刷頭112和114的每一個的三種運行模式由代表待機或空閑模式301、運行模式302和故障模式303的三個圓圖示說明。
在待機模式301中，第一印刷頭112或第二印刷頭114(或印刷頭112和114兩個都)已準備好隨時印刷，而同時又連續(xù)地形成油墨小滴并將其再循環(huán)進再循環(huán)油墨流程中。
在運行模式302中，第一印刷頭112或第二印刷頭114在基底102上印刷圖案。(如上文所指出，在本發(fā)明的優(yōu)選的實施方案中，此時只有印刷頭112或114之一可運行于運行模式302。)在待機模式301和運行模式302兩模式中，轉換器控制器210接收確定信號215或216并且發(fā)送輸出信號219或220(見圖9)。
在故障模式303中，轉換器控制器210不接收確定信號215或216并且不發(fā)送輸出信號219或220(見圖9)。
參見圖10，從待機模式301，印刷頭可通過過渡311切換到運行模式302或通過過渡314切換到故障模式303。過渡311可作為兩種不同情況的結果而發(fā)生(1)操作員通過啟動分別用于第一印刷頭112或第二印刷頭114的啟動信號228或229(見圖9)給轉換器控制器210而在印刷頭之間切換；或(2)過渡311為緊接另一個印刷頭上的過渡313(即從運行模式302切換到故障模式303)而發(fā)生的自動序列。至于過渡314，其也可作為兩種不同情況的結果而發(fā)生(1)當空閑印刷頭需要維護(例如清潔等)時，操作員將空閑印刷頭切換到故障模式303；或(2)由于任何原因空閑印刷頭發(fā)生故障因而沒有向轉換器控制器210發(fā)送確定信號225或226。
參見圖10，從運行模式302，印刷頭可通過過渡312切換到待機模式301或通過過渡313切換到故障模式。過渡312和313具有同等的優(yōu)先權，因此它們各自被執(zhí)行的情況取決于過渡312或313中哪個先發(fā)生。當操作員在印刷頭之間切換時過渡312可發(fā)生，而當印刷頭在運行模式302中發(fā)生故障(即，沒有向轉換器控制器210發(fā)送確定信號225或226)因而需要操作員維修時，過渡313可發(fā)生。當印刷頭在運行模式302中發(fā)生故障時，另一個即空閑印刷頭通過過渡311切換到運行模式302。
參見圖10，從故障模式303，印刷頭通過過渡315只能切換到待機模式301。此情況發(fā)生在故障印刷頭已被維修好并已準備好運行之后。
操作規(guī)程再參見圖9和圖10，下文描述用于第一和第二印刷頭112和114的連續(xù)運行的各種規(guī)程。
開始時，第一和第二印刷頭112和114優(yōu)選地處于由轉換器PLC210控制的待機模式301。當兩個印刷頭112和114都處于待機模式301時，噴墨控制器211發(fā)送兩個確定信號225和226給轉換器控制器210?，F(xiàn)在操作員具有選項以通過這樣的方式選擇印刷頭112或114的任一個開始印刷啟動第一啟動信號228用于啟動第一印刷頭112或啟動第二啟動信號229用于啟動第二印刷頭114。如果操作員選擇通過啟動第一啟動信號228來啟動第一印刷頭112，則轉換器控制器210發(fā)送第一輸出信號219，第一輸出信號在第一計算單元222中與第一啟動周期信號217組合，第一計算單元發(fā)送第一觸發(fā)信號215給噴墨控制器211用于啟動第一印刷頭112。在處于運行模式302的第一印刷頭112的印刷期間，第二印刷頭114處于待機模式301，已準備好當需要時被切換到運行模式302。當?shù)谝挥∷㈩^112處于正在印刷的運行模式302并且第二印刷頭114處于待機模式301時，噴墨控制器211正發(fā)送第一和第二確定信號給轉換器控制器210。
當?shù)谝挥∷㈩^112發(fā)生故障時，噴墨控制器211將第一印刷頭112切換至故障模式303并且停止發(fā)送第一確定信號225給轉換器控制器211，轉換器控制器作出響應而停止發(fā)送第一輸出信號219并且開始發(fā)送第二輸出信號220。第二輸出信號220隨后在第二計算單元223中與第二啟動周期信號219組合，第二計算單元發(fā)送第二觸發(fā)信號216給噴墨控制器211以用于將第二印刷頭114切換至運行模式302。
類似地，當?shù)诙∷㈩^114發(fā)生故障時，噴墨控制器211將第二印刷頭114切換至故障模式303并且停止發(fā)送第一確定信號225給轉換器控制器211，轉換器控制器作出響應而停止發(fā)送第一輸出信號220并且開始發(fā)送第一輸出信號219。第一輸出信號219隨后在第一計算單元222中與第一啟動周期信號218組合，第一計算單元發(fā)送第一觸發(fā)信號215給噴墨控制器211以用于將第一印刷頭112切換至運行模式302。
可供選擇地，對于上文所述的印刷頭之間的自動切換，當印刷頭之一發(fā)生故障時，操作員可在當轉換器PLC正接收兩確定信號225和226的任何時候在印刷頭之間切換。例如，當?shù)谝挥∷㈩^112正工作于運行模式302并且第二印刷頭114處于待機模式301(在這樣的情況下，轉換器PLC正從噴墨控制器210接收兩個確定信號225和226)時，操作員可隨時通過啟動第二啟動信號229將印刷從第一印刷頭112切換到第二印刷頭114。在此情形中，轉換器PLC停止發(fā)送第一輸出信號219并且開始發(fā)送第二輸出信號220，第二輸出信號隨后在第二計算單元223中與第二啟動周期信號219組合，第二計算單元發(fā)送第二觸發(fā)信號216給噴墨控制器211用于將第二印刷頭114切換至運行模式302。當轉換器PLC210如上文所述停止發(fā)送第一輸出信號219時，作為響應，噴墨控制器210停止接收第一觸發(fā)信號215并且停止發(fā)送第一確定信號225給轉換器PLC 210。當操作員需要對工作于運行模式302的印刷頭執(zhí)行任何維修規(guī)程(例如，清潔等)時，可能需要這種由操作員進行的印刷頭之間的手動切換。另外，當需要通過載入新數(shù)據(jù)來改變印刷圖案時，操作員也可能需要切換印刷頭。這樣的能力使操作員能夠“在繁忙中”改變印刷圖案而不會中斷轉換器上的生產(chǎn)過程。
圖11顯示具有第一多個351圖案40和第二多個352圖案40的基底102的一部分的頂視圖。在第一多個351圖案40中以及在第二多個352圖案40中，圖案40以間距P(其為衛(wèi)生制品的長度)相互隔開。間距P可依據(jù)具體的衛(wèi)生制品而有變化，例如，通常為約100mm至約400mm。具體地講，對于婦女衛(wèi)生制品，間距P的可變范圍為約220mm至約320mm。(如前文所指出，在本發(fā)明的實施方案中，印刷圖案40的長度和寬度可變化。具體地講，對于本發(fā)明的婦女衛(wèi)生制品，印刷圖案40的長度L的可變范圍為約10mm至約300mm并且印刷圖案40的寬度的可變范圍為約5mm至約85mm。然而，印刷圖案40的任何需要的長度和寬度都可用于本發(fā)明。)再參見圖11，第一多個351圖案40以未印刷區(qū)B與第二多個352圖案40隔開。未印刷區(qū)B代表不具有由本文公開的方法所作的印刷圖案40的基底102的一部分。(應該指出的是，未印刷區(qū)B可包括印刷圖案，然而這些印刷圖案的質量可能不夠好。)未印刷區(qū)B也代表在第一和第二印刷頭112和114之間的切換(或反之亦然)期間相對于印刷工位101移動的基底102的一部分(見圖8和圖9)。在本發(fā)明的一個實施方案中，未印刷區(qū)B不大于間距P的50倍，或不大于間距P的10倍，或不大于間距P的1倍。
應當指出的是，第一多個351圖案和/或第二多個352圖案可包括相同圖案40或不同圖案，其中已存儲在噴墨控制器211中的不同圖案可應請求以任何需要的序列印刷。
另一個實施方案圖8A為本發(fā)明的方法700的另一個實施方案的簡化正視圖，此實施方案設計用來制造圖1、圖2和圖3的衛(wèi)生制品以及上文所定義的并具有任何需要的印刷圖案包括多色圖案、多色調圖案或多灰度圖案的任何其它衛(wèi)生制品。
圖8A(圖示說明方法700)類似于圖8(圖示說明方法100)，不同的是圖8A顯示多于一個噴墨印刷工位101。作為示例，圖8A顯示兩個印刷工位第一印刷工位101(先前顯示于圖8中)和第二印刷工位701。然而應當指出的是，方法700的印刷工位的數(shù)目可包括任何合適的數(shù)目2、3、4等。
印刷工位101和701可在任何方面都是相同的并且可以上文所述的并由圖9和圖10圖示說明的關于控制印刷工位101的方式獨立地控制。每個印刷工位101和701可優(yōu)選地包括兩個可與上文關于印刷工位101所詳述的印刷頭112和114類似的噴墨印刷頭。
如圖8A所示，第一印刷工位101包括以在纖維網(wǎng)方向111上延伸的空間距離116設置的第一噴墨印刷頭112和第二噴墨印刷頭114。類似地，第二印刷工位701包括以空間距離716設置的第一噴墨印刷頭712和第二噴墨印刷頭714。第二印刷工位701的空間差異716可與印刷工位101的空間差異116相同或不同。
本發(fā)明的方法700可尤其適用于印刷多重油墨(包括多重彩色油墨)以形成圖案40(圖11)。然而所上文所指出，方法700與方法100一樣，也適用于多色調或多灰度圖案的噴墨印刷。
至于印刷彩色圖案，方法700可包括任何合適數(shù)目的印刷工位，每個工位印刷一種特定顏色的油墨。為簡單起見，方法700被描述為具有兩個印刷工位101和701，每個工位印刷一種特定顏色的油墨。例如，印刷工位101可印刷黃色油墨，而印刷工位701可印刷藍色油墨。在此情形中，所得圖案40(圖11)包括兩種顏色的油墨。
當例如印刷黃色油墨的第一印刷工位101的第一印刷頭112發(fā)生故障時，控制系統(tǒng)從第一印刷頭112切換至第二印刷頭114，也印刷黃色油墨。類似地，當例如印刷藍色油墨的第二印刷工位701的第一印刷頭712發(fā)生故障時，控制系統(tǒng)從第一印刷頭712切換至第二印刷頭714，也印刷藍色油墨。方法700的多重印刷工位的第一噴墨印刷頭到第二噴墨印刷頭之間的切換(反之亦然)，使包括例如彩色圖案40的衛(wèi)生制品的生產(chǎn)能夠連續(xù)而不中斷。
克服印刷設備的限制除了在生產(chǎn)衛(wèi)生制品的轉換加工生產(chǎn)線上提供兩個噴墨印刷頭的高效不中斷的運行之外，本發(fā)明的方法還提供產(chǎn)品設計階段和產(chǎn)品生產(chǎn)階段之間的高效連接(尤其對于與用于在轉換加工生產(chǎn)線上印刷噴墨圖案的特定印刷設備的某些限制有關的情形)。例如，在高基底速度時，尤其當需要每個點包含不止一個而是數(shù)個墨滴(即，構成點的數(shù)個墨滴沉積進基底表面上的單個像素中)時，某個印刷設備可能不能夠以要求的速率印刷墨滴，導致印刷圖案的分辨率降低，從而導致查看圖案的消費者產(chǎn)生降低的視覺印象。本發(fā)明的方法通過調整較低分辨率圖案的視覺水平而對這樣的消費者的視覺印象的降低提供補償，如圖12、圖13和圖14所示。
圖12顯示具有灰度A及分辨率X的噴墨印刷圖案400，為解釋起見假設它不能由給定的印刷設備在基底以某個高速移動時提供。為了克服這種速度限制，可拉伸圖12的圖案400的分辨率X，例如，拉伸30％或任何其它合適的數(shù)目。圖13圖示說明具有與原圖案400相同的灰度A但較低的分辨率X-30％的印刷圖案500。通過對比圖12和圖13的網(wǎng)格可清楚地看到，圖13的網(wǎng)格在一個方向上與圖12中的網(wǎng)格尺寸相比更長(在此情形中約長30％)，因此圖13中的噴墨滴的密度小于圖12中的噴墨滴的密度，導致對于消費者來講較弱的視覺印象。為補償視覺印象的損失，可將更多墨滴沉積進圖13的被拉伸網(wǎng)格的空白像素中，例如圖14所示，圖示說明的印刷圖案600具有灰度A+30(其大于圖12的原圖案400的原灰度A)及分辨率X-30％(其小于圖12的原圖案400的原分辨率X)。圖14的改進圖案600向消費者提供一種與圖12的原設計圖案400相比類似的視覺印象，因此克服了上文所述的印刷設備的速度限制。
發(fā)明詳述中所有引用文獻的相關部分均引入本文以供參考；任何文獻的引用并不可理解為是對其作為本發(fā)明的現(xiàn)有技術的認可。
盡管已用具體實施方案來說明和描述了本發(fā)明，但對于本領域的技術人員顯而易見的是，在不背離本發(fā)明的精神和保護范圍的情況下可作出許多其它的變化和修改。因此，有意識地在附加的權利要求書中包括屬于本發(fā)明范圍內的所有這些變化和修改。
權利要求
1.一種在轉換加工生產(chǎn)線上高效率生產(chǎn)具有印刷圖案的衛(wèi)生制品的噴墨印刷方法，所述轉換加工生產(chǎn)線包括至少兩個噴墨印刷工位，其中所述噴墨印刷工位中的每一個均包括至少兩個噴墨印刷頭，所述方法包括以下步驟(a)提供在纖維網(wǎng)方向上以第一速度移動的基底；(b)由第一印刷工位的第一噴墨印刷頭和第二印刷工位的第一噴墨印刷頭在基底上印刷第一多個圖案，兩個印刷工位均設置在基底附近，所述圖案在纖維網(wǎng)方向上以間距相互隔開；(c)在基底繼續(xù)其移動的同時，從第一印刷工位的第一噴墨印刷頭切換至第一印刷工位的第二噴墨印刷頭；和(d)由第一印刷工位的第二噴墨印刷頭和第二印刷工位的第一噴墨印刷頭在基底上印刷第二多個圖案，兩個印刷工位均設置在基底附近，所述圖案以間距相互隔開；其中第一多個圖案通過纖維網(wǎng)方向上的未印刷區(qū)與第二多個圖案隔開，其中未印刷區(qū)不大于間距的50倍。
2.如權利要求1所述的方法，其中所述未印刷區(qū)不大于間距的10倍。
3.如前述任一項權利要求所述的方法，其中所述未印刷區(qū)不大于間距的1倍。
4.如前述任一項權利要求所述的方法，其中所述切換步驟還包括以下步驟(a)啟動第二啟動信號給轉換器控制器以用于啟動第一印刷工位的第二噴墨印刷頭；(b)中止從轉換器控制器向噴墨控制器發(fā)送第一輸出信號；和(c)從轉換器控制器向噴墨控制器發(fā)送第二輸出信號。
5.如權利要求1、2或3所述的方法，其中所述切換步驟還包括以下步驟(a)響應第一印刷工位的第一噴墨印刷頭的故障模式而中止從噴墨控制器發(fā)送第一確定信號；(b)中止從轉換器控制器向噴墨控制器發(fā)送第一輸出信號；和(c)開始從轉換器控制器向噴墨控制器發(fā)送第二輸出信號。
6.如前述任一項權利要求所述的方法，其中所述移動基底的第一速度為至少2米/秒，至少3米/秒，至少4米/秒，至少5米/秒，或至少6米/秒。
7.如前述任一項權利要求所述的方法，其中所述第一噴墨印刷頭或第二噴墨印刷頭每分鐘印刷至少600個圖案。
8.如前述任一項權利要求所述的方法，其中所述基底為薄膜、非織造材料、機織材料、泡沫材料、或它們的任何組合。
9.如前述任一項權利要求所述的方法，其中所述基底為頂片、第二頂片、插件、底片、吸收芯、或它們的任何組合的一部分。
10.如前述任一項權利要求所述的方法，其中所述衛(wèi)生制品為婦女衛(wèi)生制品、嬰兒尿布、嬰兒套穿制品、嬰兒游泳制品、成人失禁制品、以及進餐圍兜。
11.如前述任一項權利要求所述的方法，其中所述第一印刷工位和第二印刷工位印刷不同的油墨。
12.如前述任一項權利要求所述的方法，其中所述第一印刷工位和第二印刷工位印刷不同的彩色油墨。
全文摘要
本發(fā)明公開了衛(wèi)生制品(10)的高效率生產(chǎn)中的色調和/或彩色圖案的噴墨印刷方法。本方法提供一種將噴墨印刷操作與生產(chǎn)具有色調和/或彩色印刷圖案的衛(wèi)生制品的轉換加工生產(chǎn)線上的轉換加工操作組合起來的可靠系統(tǒng)。本方法利用在印刷頭之一的故障或維護規(guī)程期間能夠在印刷頭之間切換的至少兩個噴墨印刷頭(112，114)，從而以最小的衛(wèi)生制品的生產(chǎn)損失來提供生產(chǎn)的連續(xù)性。
文檔編號A61F13/15GK101044025SQ200580035856
公開日2007年9月26日 申請日期2005年10月21日 優(yōu)先權日2004年10月21日
發(fā)明者菲利普·O·I·薩拉茨, 保羅·T·韋斯曼 申請人:寶潔公司