專(zhuān)利名稱：制造彈性體的方法和系統(tǒng)的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明總的涉及一種制造彈性體的方法和系統(tǒng)，更具體地是涉及一種制造具有多個(gè)彈性部分的器具的方法和系統(tǒng)，該器具的一個(gè)部分是相對(duì)較薄的非平面部分，而其余部分是相對(duì)較厚的部分，諸如是美國(guó)專(zhuān)利No.5,295,984中所描述的那種用于收集陰道排出物和/或藥劑等陰道給敷物質(zhì)的器具，該專(zhuān)利的整個(gè)揭示援引在此供參考。
例如，該系統(tǒng)可用于生產(chǎn)這樣一種具體的產(chǎn)品，其相對(duì)較厚部分可以是一彈性環(huán)圈，其相對(duì)較薄部分可以是一非平面的薄彈性貯槽。在已有技術(shù)的制造方法中，這種器具可以注塑成一體型。然而，對(duì)于某些器具，由于貯槽構(gòu)件必須是非常薄的膜，因而用注塑法并不合適。為了達(dá)到這樣的厚度，貯槽可以用彈性材料片真空成形。對(duì)于貯槽是非常薄的膜的器具，其普通的生產(chǎn)方法僅僅是將一預(yù)成形的貯槽連接于一單獨(dú)成形的環(huán)圈。但是，預(yù)成形的貯槽很難處理，因?yàn)榉浅１〉膹椥员∧ひ讐?，本身?huì)發(fā)生粘附，以及在真空成形后難于保持其形狀。
發(fā)明概要在本發(fā)明的一個(gè)方面，將多個(gè)第一彈性部分熱封于一具有平面形狀的第二彈性部分而形成中間構(gòu)件，而后將這些中間構(gòu)件置于一真空模中，平面的第二彈性部分在模內(nèi)形成薄的非平面部分。
在本發(fā)明的一個(gè)應(yīng)用中，將一彈性膜片熱封于一組彈性環(huán)圈而形成鼓膜，而后將這些鼓膜置于一真空模中，在模內(nèi)膜部分由鼓膜真空成形成貯槽。
本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種制造具有一彈性環(huán)圈和一連接于該環(huán)圈的柔性薄膜貯槽的器具的方法。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種制造陰道用器具的方法。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種制造能在陰道內(nèi)給敷物質(zhì)或其它藥劑的器具的方法。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種制造陰道排出物收集器的方法。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種批量生產(chǎn)具有一彈性環(huán)圈和一連接于該環(huán)圈的真空成形薄膜貯槽的器具的方法。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種制造具有一彈性環(huán)圈和一連接于該環(huán)圈的真空成形薄膜貯槽的器具的方法，其中在進(jìn)行真空成形之前先將一膜片熱封于該環(huán)圈。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種制造具有一彈性環(huán)圈和一連接于該環(huán)圈的真空成形薄膜貯槽的器具的方法，該方法可監(jiān)測(cè)真空成形工序中是否形成合適的真空，并用該信息將不合格器具與合格器具分開(kāi)。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種將由模塑工藝制成的環(huán)圈在熱封和真空模塑工藝之前定向成使每個(gè)模制環(huán)圈的定位相同。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種對(duì)器具進(jìn)行自動(dòng)測(cè)試以確定成品器具內(nèi)是否存在制造或材料方面的毛病的方法。
本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)將通過(guò)下面對(duì)本發(fā)明較佳實(shí)施例的詳細(xì)描述和


而變得清楚。
附圖簡(jiǎn)述圖1是本發(fā)明的制造具有一彈性環(huán)圈和一連接于該環(huán)圈的真空成形薄膜貯槽的器具的系統(tǒng)的一較佳實(shí)施例的俯視圖。
圖2是本發(fā)明的制造具有一彈性環(huán)圈和一連接于該環(huán)圈的真空成形薄膜貯槽的器具的系統(tǒng)的第二較佳實(shí)施例的側(cè)視圖。
圖3是圖1系統(tǒng)中所使用的載板的一部分的立體圖。
圖4是沿圖3的Ⅳ-Ⅳ線剖開(kāi)的剖視圖。
圖5是圖1系統(tǒng)的上料工位的立體圖。
圖6是圖1系統(tǒng)的熱封工位的立體圖。
圖7是圖4熱封工位的放大立體圖。
圖8是沿圖7的Ⅷ-Ⅷ剖開(kāi)的剖視圖。
圖9是與圖8相似的、將膜片接合于環(huán)圈的熱封工具的剖視圖。
圖10是圖1系統(tǒng)的預(yù)熱工位沿圖1的Ⅹ-Ⅹ線剖開(kāi)的側(cè)視剖視圖。
圖11是圖1系統(tǒng)的真空成形工位沿圖1的Ⅺ-Ⅺ線剖開(kāi)的側(cè)視剖視圖。
圖12是圖11的真空成形工位的真空型腔的剖視圖。
圖13是圖1系統(tǒng)的下料工位的側(cè)視圖。
圖14是圖1系統(tǒng)所生產(chǎn)的一個(gè)器具的立體圖。
圖15是確定環(huán)圈在插入載板之前的定向的一較佳系統(tǒng)的立體圖。
圖16是圖15系統(tǒng)的側(cè)視圖。
圖17是圖15系統(tǒng)的俯視圖。
圖18是確定環(huán)圈在插入載板之前的圓度和平面度的一較佳系統(tǒng)的俯視圖。
圖19是對(duì)成品器具進(jìn)行缺陷測(cè)試的一設(shè)備的側(cè)剖視圖。
圖20是本發(fā)明的制造具有一彈性環(huán)圈和一連接于該環(huán)圈的真空成形薄膜貯槽的器具的系統(tǒng)的第二實(shí)施例的俯視圖。
圖21是本發(fā)明的制造具有一彈性環(huán)圈和一連接于該環(huán)圈的真空成形薄膜貯槽的器具的系統(tǒng)的另一實(shí)施例的俯視圖。
較佳實(shí)施例的詳細(xì)描述下面來(lái)描述制造具有一彈性環(huán)圈200和一連接于環(huán)圈200的真空成形薄膜貯槽202的器具214(見(jiàn)圖14)的方法。附圖中所示的實(shí)施例尤其適用于月經(jīng)液收集。對(duì)于其它種類(lèi)的應(yīng)用場(chǎng)合，可能需要根據(jù)所需的應(yīng)用場(chǎng)合，如物質(zhì)給敷，使用合適的材料和合適形狀的真空成形設(shè)備來(lái)把器具做成合適的形狀，諸如美國(guó)專(zhuān)利No.5,295,984。
環(huán)圈200在一具有一熱澆道系統(tǒng)和諸小加熱澆口的十六型腔注模中進(jìn)行注塑，這些澆口在環(huán)圈200的一側(cè)上形成殘留物218(見(jiàn)圖8和圖9)，從而為環(huán)圈200提供定向。模塑操作可在模制環(huán)圈200上留下2到8個(gè)澆口殘留物(圖8和圖9中示出2個(gè)澆口殘留物)。貯槽202由一彈性膜片204制成。該膜片204由一平模加工機(jī)制造，并通過(guò)輥?zhàn)?2輸送到本發(fā)明的制造設(shè)備。
下面參見(jiàn)圖1和圖2，圖中示出了本發(fā)明的制造系統(tǒng)的一較佳實(shí)施例。圖1的制造系統(tǒng)包括五個(gè)工位上料工位20、熱封工位40、預(yù)熱工位60、真空成形工位80和下料工位100。該制造系統(tǒng)由兩個(gè)可編程邏輯控制器(PLC)10控制，它們順序編排設(shè)備的諸動(dòng)作。這些行為可以由控制器在不同點(diǎn)處自動(dòng)操作或驅(qū)動(dòng)。
一個(gè)帶有諸器具的載板16通過(guò)各個(gè)工位。圖1表示諸工位設(shè)置在一由傳送器12連接的環(huán)狀傳送線路中，該傳送器具有一對(duì)鏈組件14，它們支承載板16。圖2表示諸工位設(shè)置成一直線，其中一行車(chē)系統(tǒng)312將載板16帶到各個(gè)工位熱封工位340、預(yù)熱工位360、真空成形工位380以及下料工位400。圖2中直線的兩端設(shè)有升降機(jī)320，它們可升高和降低載板16。升降機(jī)320可使某些工位疊于其它工位之上，從而節(jié)省工廠中的地面空間。圖20表示圖2工位的俯視圖。
圖21表示本發(fā)明另一實(shí)施例的俯視圖，其中，在載板16運(yùn)行到各工位之前，通過(guò)一次將環(huán)圈200上料到兩個(gè)分離的載板16上而將環(huán)圈200供給載板16。環(huán)圈200先被倒入一槽形的預(yù)供料器522，然后傳送到一對(duì)離心式供料器524。離心式供料器524將環(huán)圈200以平的定位方式排入一對(duì)通道526，以便插入載板16。該組件可具有一在將環(huán)圈插入載板16之前檢查環(huán)圈200的圓度、平整度和定位的器具(未示出)。
載板16可通過(guò)圖1或圖2所示、或已有技術(shù)中公知的傳送機(jī)構(gòu)傳送至各制造工位。
圖1表示本發(fā)明的載板16為方形，尺寸制成可容納多個(gè)器具。在一較佳實(shí)施例中，載板16約為36×36英寸，厚約0.3125英寸。在板中形成10行×10列的一百個(gè)孔18。孔18的直徑設(shè)計(jì)成當(dāng)環(huán)圈200插入孔18時(shí)，環(huán)圈200與孔18之間產(chǎn)生摩擦配合。如圖3和圖4所示，孔18延伸穿過(guò)整個(gè)載板16。載板16具有圍繞各孔18的環(huán)形凸脊19。環(huán)形凸脊19之間限定出一凹槽15。凹槽深度和凸脊高度的尺寸做成在熱封工序中，一下模板58可嵌入凹槽內(nèi)，并且凸脊19可對(duì)環(huán)圈200起支承作用。
環(huán)圈200在上料工位20倒入一槽形的預(yù)供料器22。而后，環(huán)圈200傳送到一對(duì)離心式供料器24，它們將環(huán)圈200以平的定位方式排入一對(duì)通道26。該組件可包括一模塊240(圖15-18所示)，該模塊檢查環(huán)圈200，并將它們轉(zhuǎn)向成含有澆口殘留物一側(cè)朝上地落下。通道26將環(huán)圈200帶到已處于適當(dāng)位置的載板16上。
下面參見(jiàn)圖15。該圖示出了一較佳實(shí)施例，其中該組件包括一模塊240，該模塊檢查環(huán)圈200，并將它們轉(zhuǎn)向成含有澆口殘留物218一側(cè)朝上地落下。環(huán)圈200在其內(nèi)表面上模塑有一系列突起222。這些突起222不在內(nèi)表面的中央，而是偏心地排列在靠近環(huán)圈200內(nèi)側(cè)的一邊。在所示的實(shí)施例中，突起222設(shè)置成與澆口殘留物218相對(duì)。突起222的尺寸以及間隔制成足夠明顯，從而可被一圖象檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)，該系統(tǒng)將在下面討論。在所示的實(shí)施例中，突起222圍繞環(huán)圈200的內(nèi)周面而彼此隔開(kāi)，它們長(zhǎng)約0.25英寸，寬約0.0625英寸，高約0.005英寸到0.010英寸。環(huán)圈200可具有實(shí)現(xiàn)有效操作所需要的數(shù)量的突起222。最好，環(huán)圈200具有約10個(gè)沿環(huán)圈200的內(nèi)周面而設(shè)置的突起222。
突起222至少可起到兩個(gè)不同的作用。突起222便于將模制環(huán)圈200從模塑操作中的型腔抽到型芯側(cè)，從而加強(qiáng)環(huán)圈200的模塑操作的有效循環(huán)。偏心的突起222還可被攝像機(jī)241識(shí)別，使環(huán)圈200的一邊區(qū)別于另一邊。環(huán)圈200只有一個(gè)邊具有澆口殘留物218，通過(guò)該工藝所有的環(huán)圈200將被定向成殘留物218面對(duì)同一方向。檢測(cè)環(huán)圈200內(nèi)周面上的突起222是非常重要的，這樣可使環(huán)圈200定向，以便將膜204接合到有澆口殘留物218的環(huán)圈200上。這樣可確保殘留物218不暴露，因?yàn)樵谀承┣闆r下，殘留物218的存在可能刺激使用者。
為確保環(huán)圈200正確地定向，可參照?qǐng)D15。環(huán)圈200在升降傳送器242中直立于它們的周邊，并朝攝像機(jī)241移動(dòng)。隨著它們朝攝像機(jī)241移動(dòng)，環(huán)圈200被壓縮而產(chǎn)生一平坦部分243，在所示的實(shí)施例中該部分長(zhǎng)約一英寸半，從而使攝像機(jī)241能看到環(huán)圈200內(nèi)周面上的突起222。攝像機(jī)241識(shí)別環(huán)圈200內(nèi)周面上的突起222的位置，并發(fā)信號(hào)給遠(yuǎn)離軌道的一定向裝置244，該裝置將環(huán)圈200定向成殘留物218朝上。攝像機(jī)241最好采用IVS ExpressVision公司的AcuytyTM軟件來(lái)識(shí)別突起222的存在與否，進(jìn)而識(shí)別環(huán)圈200的定向，從而接觸旋轉(zhuǎn)葉片246，在將環(huán)圈置于載板16上之前使它們定向。
進(jìn)一步參見(jiàn)圖16和圖17。這些附圖表示環(huán)圈200通過(guò)升降傳送器242而移動(dòng)到一較佳的定向裝置244，以便使環(huán)圈200定向。定向裝置244最好包括一靜止葉片245和一旋轉(zhuǎn)葉片246，該旋轉(zhuǎn)葉片與一旋轉(zhuǎn)螺線管248相接觸。旋轉(zhuǎn)螺線管248感應(yīng)來(lái)自攝像機(jī)241的信號(hào)，并將該信號(hào)傳送至旋轉(zhuǎn)葉片246，從而朝247方向輕推環(huán)圈200，使殘留物218在輸出傳送器26上朝向上方。輸出傳送器26可具有一壁249，它可將環(huán)圈200排成兩行，以便插入載板16。
在一較佳實(shí)施例中，模塊240具有一附加的環(huán)圈檢查裝置260(圖18)，以判定環(huán)圈200的圓度和平整度是否在預(yù)定的范圍內(nèi)。環(huán)圈檢查裝置260設(shè)置在環(huán)圈定向裝置244的后面。環(huán)圈檢查裝置260具有一在環(huán)圈200沿傳送器26移動(dòng)時(shí)觀察環(huán)圈200的機(jī)器圖象系統(tǒng)265，并具有一平整度檢測(cè)裝置267。最好，環(huán)圈200以約每分鐘300到400個(gè)的速度通過(guò)環(huán)圈檢查裝置260。
環(huán)圈檢查裝置260檢查環(huán)圈200的圓度和平整度。為檢查環(huán)圈200的圓度，每個(gè)環(huán)圈200由機(jī)器圖象系統(tǒng)265檢查。該機(jī)器圖象系統(tǒng)265具有一攝像機(jī)261，它攝下環(huán)圈200的電子圖象。機(jī)器圖象系統(tǒng)265通過(guò)將從環(huán)圈200獲得的電子圖象與一預(yù)定范圍的合格圖象對(duì)比，測(cè)定若干點(diǎn)處的環(huán)圈200，以確定環(huán)圈200是否符合預(yù)定的物理性能，因而使環(huán)圈200具有足夠的圓度以用于器具214。如果判定環(huán)圈200沒(méi)有足夠的圓度用于器具214，則該環(huán)圈200被一啟動(dòng)的噴氣器(未示出)去掉。機(jī)器圖象系統(tǒng)265可采用上述AcuytyTM智能圖象軟件。
平整度檢測(cè)裝置267具有多個(gè)光電元件263，它們?cè)诃h(huán)圈200沿傳送器26移動(dòng)時(shí)掃過(guò)環(huán)圈200的頂部。光電束262設(shè)置在傳送器26上方預(yù)定的高度。光電元件263掃過(guò)傳送器26而到達(dá)一光電元件接收器264。如果光電束262被打斷，則環(huán)圈檢查系統(tǒng)260通過(guò)使用一啟動(dòng)的噴氣器(未示出)而去掉該環(huán)圈200。
在此點(diǎn)處，或是通過(guò)如圖5所示的一機(jī)器臂30，或是通過(guò)其他一些擒縱裝置，將環(huán)圈200挑選出來(lái)或逐個(gè)去掉。而后，將環(huán)圈200插入載板16的諸孔中?？刹捎靡粰C(jī)器手34從通道26中拾起環(huán)圈200，并將它們插入載板16。當(dāng)機(jī)器臂30與一傳送器12一起使用時(shí)，在傳送器12上形成諸擋塊13，該擋塊以每次兩行地轉(zhuǎn)換載板16，使機(jī)器臂30在載板16移動(dòng)到下一個(gè)擋塊13之前可以將兩行環(huán)圈200插入載板16。除了使用機(jī)器臂裝置，另一種方式是，可將環(huán)圈200從一挑選出的行中鏟出，并置于一硬幣轉(zhuǎn)換器式的擒縱裝置，該裝置手動(dòng)地將各環(huán)圈200置于一與載板16中的孔18對(duì)齊的漏斗件中，插入頂桿可延伸通過(guò)插入路線架而將環(huán)圈200推入孔18。
在另一種情況下，環(huán)圈200通過(guò)摩擦配合而保持于載板16中，這可以防止環(huán)圈200在下面的制造工藝過(guò)程中落到載板16外面，直到器具成形并被從載板16上卸下來(lái)。摩擦配合使環(huán)圈200能被從頂部裝入載板16和從底部卸下，因?yàn)樗恍枰诳?8內(nèi)形成可支承環(huán)圈200的突出部分。由于孔18不含突出部分或其他任何突起，因而環(huán)圈200可以被完全推過(guò)孔18。當(dāng)環(huán)圈200在載板16內(nèi)時(shí)，它們?cè)赬-Y方向(見(jiàn)圖6)的運(yùn)動(dòng)完全被限制。
在所示的實(shí)施例中，在將一百個(gè)環(huán)圈200插入載板16時(shí)而使所有的孔18都含有一個(gè)環(huán)圈200時(shí)，將板16傳送到熱封工位40。下面參見(jiàn)圖6-9。熱封工位40具有一支承載板16的支承臺(tái)59、一使膜片204進(jìn)給通過(guò)熱封工位40的供給機(jī)構(gòu)46和兩個(gè)膜片輥42。該膜片較薄，約0.011英寸，并繞過(guò)幾個(gè)滾筒45而形成一緩滯圈44。然后，膜片204穿過(guò)一上模板56與一下模板58之間，這兩塊模板隔開(kāi)一段足夠的距離，以允許膜片204穿過(guò)它們之間。在一較佳實(shí)施例中，這段距離約為0.25英寸。膜片204最后被供給機(jī)構(gòu)46夾住。在熱封工藝后面的膜片204，即纖維織物206，被廢棄到一廢料箱中48。
當(dāng)載板16設(shè)置在支承臺(tái)59上時(shí)，供給機(jī)構(gòu)46進(jìn)給膜片204而使膜片204的新的部分位于載板16的上方。而后，將形成有與環(huán)形凸脊19內(nèi)環(huán)圈200的位置對(duì)齊的孔的一下模板58降低而置于載板16的凹槽15內(nèi)，如圖8所示，重力將膜片204向下拉，使膜片204觸及下模板58并接觸環(huán)圈200的頂部。膜片204擱置于環(huán)圈200的頂部而基本呈平坦?fàn)睢Ｉ夏０?6幫助使膜片204保持于適當(dāng)位置。
然后，將一個(gè)熱封工具50或稱接合工具的方陣降低通過(guò)上模板56而觸及膜片204，如圖9所示。每個(gè)熱封工具50的尺寸制成使工具50的壓點(diǎn)精確地定位于環(huán)圈凸肩216上，在那里有對(duì)工具50的邊緣的間隙，因而接合不會(huì)形成殘留物。彈性環(huán)圈200的柔性和韌性允許環(huán)圈200與接合工具50的對(duì)齊有較寬的公差。來(lái)自載板16的力通過(guò)載板16傳遞到支承載荷的支承臺(tái)59。在一較佳實(shí)施例中，載板16不支承熱封工具50所產(chǎn)生的載荷。
如圖7所示，熱封工具50由熱(cal)桿式加熱器52加熱，每根桿有五個(gè)熱封工具50。加熱的桿安裝于一水冷臺(tái)板54。熱封工具50保持約360°F。當(dāng)熱封工具50降低而延伸穿過(guò)上、下模板56、58時(shí)，它們接觸膜片204(圖9)約四秒鐘，從而將膜片204接合于環(huán)圈200。環(huán)圈200和在環(huán)圈200內(nèi)的膜片204的接合組件稱作鼓膜208。當(dāng)形成于環(huán)圈200上的殘留物218朝上時(shí)，如圖8和圖9所示，膜片204被封于它上面，因而使殘留物218看不見(jiàn)，并不突出器具214的環(huán)圈200而刺激陰道。因此，將膜片204接合于環(huán)圈200的殘留物側(cè)可形成更舒適、因而也更優(yōu)良的器具214。
在接合形成后，熱封工具50保持在適當(dāng)位置，同時(shí)，模板56、58一起提起，使不是鼓膜208部分的膜片204與環(huán)圈200相分離。該分離的發(fā)生是因?yàn)閲@各熱封工具50的膜片204在工具50將膜片直接在工具50下接合于環(huán)圈200時(shí)而熔化。另外，熱封工具50的周邊略微被削尖。而后，熱封工具50被抬高而通過(guò)模板56、58收回工具50。上模板56可除去熱封工具50上的任何殘留的膜片204。接著，含有新成形的鼓膜的載板16被傳送至預(yù)熱工位60。
下面參見(jiàn)圖10，它表示預(yù)熱工位60。為了將鼓膜的溫度升高到進(jìn)行有效的真空擠出所需的溫度，需要一預(yù)熱工位。在一較佳實(shí)施例中，鼓膜在到達(dá)真空成形工位時(shí)應(yīng)約為250°F。大家知道，膜片204在撤去熱源后冷卻非?？?。因此，預(yù)熱工位必須靠近于真空成形工位，以盡量減少這兩個(gè)工位之間的熱傳遞時(shí)間。較短的熱傳遞時(shí)間使預(yù)熱工位能保持在較低的溫度，減少預(yù)熱工位所需的時(shí)間量，進(jìn)而減少制造工藝的總時(shí)間量，降低所需的加熱器的容量，減小熱力浪費(fèi)。
預(yù)熱工位60具有一紅外線加熱器62，該加熱器包括幾個(gè)由陶瓷隔熱材料包繞的加熱元件。這些加熱元件靠近在一起以防止加熱不均。一石英輻射板延伸穿過(guò)平行于載板16的加熱元件。該板使加熱元件所產(chǎn)生的熱量擴(kuò)散，并減少不均勻加熱的可能性。不均勻加熱可能阻礙真空成形工序80過(guò)程中貯槽的形成，因?yàn)楣哪さ臏囟葢?yīng)該均勻，以使膜片204被適當(dāng)?shù)財(cái)D出。輻射板的溫度用一熱電偶監(jiān)測(cè)，在一較佳實(shí)施例中保持在約1450°F。鼓膜208的溫度由預(yù)熱工位60所用的時(shí)間和輻射板與鼓膜208之間的距離來(lái)調(diào)節(jié)。使用加熱器安裝架64來(lái)調(diào)節(jié)輻射板的高度。
載板16在預(yù)熱工位保持約八秒鐘。當(dāng)鼓膜離開(kāi)預(yù)熱工位60時(shí)，它們應(yīng)該足夠熱，從而能夠以適合于進(jìn)行正確真空成形的溫度進(jìn)入真空成形工位。在一較佳實(shí)施例中，該溫度約為270°F。然后，載板被迅速傳送至真空成形工位80，以減少熱量損失。
如果加熱的表面位于熱封工具50的內(nèi)側(cè)，該工具同時(shí)接觸膜片204并將其溫度升高至合適的熱成形溫度，則可省去預(yù)熱工位60。
下面參見(jiàn)圖11和圖12。真空成形工位80具有一百個(gè)真空成形型腔82，它們以十行十列的方式安裝于一固定的上臺(tái)板84，從而與一百個(gè)鼓膜208相對(duì)應(yīng)。每個(gè)真空型腔82具有供抽吸空氣以產(chǎn)生真空的真空孔94。在一較佳實(shí)施例中，每個(gè)型腔82具有五個(gè)0.015英寸直徑的孔94。這些孔94在真空型腔82內(nèi)的一內(nèi)部連通腔98中連于一起，一單獨(dú)的真空管道(未示出)從該連通腔延伸到各型腔82外面。該真空管道具有一傳感器(未示出)，監(jiān)測(cè)各型腔82內(nèi)是否抽吸成合適的真空，并將該信息傳遞到控制制造工藝的可編程邏輯控制器。真空型腔82保持在一個(gè)可降少結(jié)冰可能性和使真空成形工藝最有效的溫度。在一較佳實(shí)施例中，該溫度約為150°F。設(shè)置有一水冷器或加熱器86，以按需要冷卻或加熱真空型腔82。
真空成形工位還具有一百個(gè)型芯92，它們從一第一下臺(tái)板90延伸出來(lái)。這些型芯92設(shè)置成十行十列，并與真空型腔82的中心對(duì)齊。型芯92保持在約220°F或比鼓膜208的膜片204的溫度低20到30°F。設(shè)置一水冷器或加熱器96，以按需要冷卻或加熱型芯92。
載板16由一第二下臺(tái)板88升起，并被壓到真空型腔82上，以在各環(huán)圈200與各真空型腔82之間形成密封。由于構(gòu)成環(huán)圈200的彈性材料的成分所產(chǎn)生的柔性和韌性，環(huán)圈200可用作其本身的O型圈。真空型腔82不接觸載板16。而后，第一下臺(tái)板被升高，以使型芯在環(huán)圈200的中心處與鼓膜208的膜片204相接觸。由于膜片204的溫度高于型芯92的溫度，型芯92可起到冷源作用，冷卻鼓膜208中心處的膜片204。
隨著第一下臺(tái)板90開(kāi)始降低，在型芯92接觸膜片204后約一秒到一秒半時(shí)間，將一個(gè)真空導(dǎo)入真空型腔82。真空將膜片204擠入型腔82，形成貯槽202。由于鼓膜208中心處的膜片204在型腔82中延伸得最遠(yuǎn)，因而冷卻膜片204而使其不會(huì)在真空所產(chǎn)生的力的作用下延展得太薄。由于中心處更冷，它不會(huì)延展得象膜片204的較熱部分那樣厲害，因此，膜片204的側(cè)部必須延展得更多一些，以確保型腔82為膜片204所填滿。這樣，可產(chǎn)生中心處厚度合適的貯槽202。另外，保持真空型腔82的溫度可防止結(jié)冰，并有助于貯槽厚度的精確性。在真空成形工位80的一較佳實(shí)施例的一個(gè)應(yīng)用場(chǎng)合中，貯槽202的厚度從在最靠近環(huán)圈200處的約0.010-0.011英寸，到肩部210處的約0.004-0.007英寸，到陷窩212處的約0.001-0.003英寸不等。
在一預(yù)定時(shí)間后，停止真空，將第二下臺(tái)板88降低。整個(gè)真空成形操作應(yīng)持續(xù)十到十五秒。可編程邏輯控制器記下任何沒(méi)有產(chǎn)生合適真空的真空型腔的位置，因而該位置處的器具214可以在下料工位100處被拒收。而后，載板16被傳送到下料工位100。
如上所述，器具214經(jīng)真空成形。然而，器具214也可用其它方法形成，諸如用型芯或壓力型工具物理地形成器具和/或在膜片的第一側(cè)與膜片204的第二側(cè)之間形成一個(gè)壓力差。膜片204的第一和第二側(cè)之間所形成的壓力差可以是在上述、下述壓力的任何組合下或是大氣壓力下，只要膜片204的第一和第二側(cè)之間存在壓力差。而且，當(dāng)器具214是通過(guò)一壓力差形成時(shí)，可形成這樣一個(gè)壓力，使得器具214可通過(guò)推或拉膜片204而形成。
下面參見(jiàn)圖13，載板16位于下料工位100。一伺服機(jī)構(gòu)控制的定位器調(diào)節(jié)載板16的位置，并使可編程邏輯控制器能確定一個(gè)具體的器具214是否應(yīng)被拒收。下料工位100具有一第一輸出行104的頂桿102，它們分別能夠單獨(dú)地豎直移動(dòng)。頂桿102的尺寸制成與頂桿200相配。下料工位100還具有一第二輸出行(未示出)的頂桿(未示出)，它們可協(xié)同地豎直移動(dòng)。這些頂桿的尺寸制成與頂桿200相配。
載板設(shè)置成其十行器具中的一行位于第一輸出行104的下方。可編程邏輯控制器確定哪些器具214合格，并相應(yīng)于合格器具204而驅(qū)動(dòng)各頂桿102。頂桿102豎直移動(dòng)并將頂桿200向上推，從而推出合格的器具214。合格的器具214落到一傳送器106上，并被運(yùn)送到包裝工位(未示出)。然后，載板16設(shè)置成第一行的十個(gè)器具位于第二輸出行(未示出)下方，第二行的十個(gè)器具位于第一輸出行104的下方。第二輸出行(未示出)使其頂桿協(xié)同地移動(dòng)，從而將其余的器具推入一廢品箱，它們對(duì)應(yīng)于不合格的器具，這些器具的真空傳感器表明沒(méi)有維持一合適的真空。載板16再次被進(jìn)給，直到所有的十行器具都行進(jìn)通過(guò)第一和第二輸出行。下料操作同樣可被編程，通過(guò)第一輸出行104上可獨(dú)立移動(dòng)的頂桿102將不合格的器具214推出載板16，并將合格的器具214協(xié)同推出。在另一種系統(tǒng)中，設(shè)置傳感器以確保載板16中不留下器具214。
下面參見(jiàn)圖19，本發(fā)明的另一實(shí)施例包括采用一自動(dòng)檢查系統(tǒng)250。該自動(dòng)檢查系統(tǒng)250沿制造系統(tǒng)而設(shè)置在真空成形系統(tǒng)80后。自動(dòng)檢查系統(tǒng)250將載板16定位于一壓力臺(tái)板252和一支承臺(tái)板254之間。當(dāng)載板16位于壓力臺(tái)板252與支承臺(tái)板254之間時(shí)，自動(dòng)檢查系統(tǒng)250封住杯體214的底部。通過(guò)將環(huán)圈200與密封杯體255相結(jié)合以產(chǎn)生密封，從而使杯體214密封。空氣通過(guò)空氣管道257從壓縮氣源256泵壓入杯體214。各杯體214內(nèi)建立空氣壓力。當(dāng)杯體214被充入預(yù)定量的空氣時(shí)，壓縮氣源256被一閥259關(guān)閉。壓力傳感器258測(cè)量杯體214中壓力的變化。最好，壓力測(cè)量持續(xù)幾秒鐘。壓力的損失可表明杯體214中存在孔洞。壓力傳感器258所測(cè)得的壓力表明有變化的杯體214被標(biāo)明，該信息被傳送到下料工位100的推出裝置。
上述制造彈性體的方法和系統(tǒng)中所采用的彈性材料的化學(xué)成分可提供制造方面的優(yōu)點(diǎn)。除了有某些改進(jìn)加工性能的特性外，該彈性體應(yīng)該能夠完成某些功能，這些功能可根據(jù)用上述方法制造的具體器具和根據(jù)所制造的器具的具體用途而有所不同。例如，當(dāng)器具用于陰道內(nèi)場(chǎng)合時(shí)，需要某些物理特性，如以下所述。另外，將器具用于諸如藥物、精子殺滅劑、抗菌劑等之類(lèi)的藥劑或物質(zhì)的給敷，可能需要考慮確定器具所需的成分。
當(dāng)?shù)谝粡椥圆糠质巧鲜隹捎米麝幍琅懦鑫锸占鞯年幍榔骶叩沫h(huán)圈200時(shí)，其材料應(yīng)能產(chǎn)生一定的壓縮強(qiáng)度和硬度。這種器具的環(huán)圈材料的另一個(gè)重要的特性是在溫度由室溫升高到體溫時(shí)，其松馳和適應(yīng)陰道壁的能力。材料的壓縮環(huán)圈應(yīng)力是指由該材料所構(gòu)成的器具的自復(fù)原力。這里所使用的術(shù)語(yǔ)“壓縮環(huán)圈應(yīng)力”是指在陰道內(nèi)器具的環(huán)圈200在室溫下時(shí)保持彈性環(huán)圈200的完全相對(duì)部分彼此接觸所需的力。陰道內(nèi)器具的環(huán)圈200的合適的壓縮環(huán)圈強(qiáng)度約為兩百五十克到一千克。在這些值下，彈性環(huán)圈200的自復(fù)原力足夠大，從而可確保環(huán)圈200以足夠的強(qiáng)度膨脹，以對(duì)陰道壁形成所需的密封，并可確保不會(huì)發(fā)生不利的移位，但強(qiáng)度也并不是過(guò)大而難于將器具214插入，或者造成疼痛或其它不適。
硬度是指材料在呈環(huán)圈200的形狀時(shí)的剛度。上述的陰道內(nèi)器具的環(huán)圈200應(yīng)具有足夠剛度，以保持其形狀和提供所需的彈性自復(fù)原力，但又具有足夠的柔性，以舒適地調(diào)節(jié)符合各種形狀。當(dāng)材料根據(jù)以下試驗(yàn)方法-ASTMD2240測(cè)得的肖氏A硬度約為五十五到七十五、最好是六十到七十時(shí)，環(huán)圈200的材料在剛性和柔性之間可獲得較佳的平衡。
生產(chǎn)具有這些特性的彈性部分的一種方法是將聚乙烯與一熱塑彈性體(TPE)混合。低密度的聚乙烯是一種相對(duì)較硬和較剛性的材料，它可為混合物提供剛性、改善可加工性和相對(duì)較為便宜。低密度聚乙烯可使環(huán)圈材料的可接合性提高到貯槽材料的程度，因?yàn)楹苋菀谉峤雍嫌谒旧?。由于TPE是相對(duì)較軟的材料，因而它們以合適比例與低密度聚乙烯的組合可產(chǎn)生一種壓縮環(huán)圈強(qiáng)度和硬度隨聚乙烯和TPE量的不同而變化的混合材料。例如，TPE具有各向異性的流動(dòng)特性，這意味著其分子鏈在塑性流動(dòng)過(guò)程中可以定向，從而提高垂直于注塑方向的剛性。若沒(méi)有各向異性的流動(dòng)特性，將很難實(shí)現(xiàn)垂直于注塑方向所需的剛性。
一種較佳的TPE是由Shell Chemical公司銷(xiāo)售的、商標(biāo)為“Kraton”的苯乙烯-烯烴嵌段共聚物。聚乙烯與TPE之比可以調(diào)節(jié)，以控制環(huán)圈200的剛性和柔性。聚乙烯與TPE的一個(gè)較佳的比為1∶2，但也可以是在大約50∶50到大約15∶85之間變化。該材料可優(yōu)先選用，因?yàn)樗鼘?duì)于內(nèi)部戴用在毒性方面是可以接受的，容易獲得，經(jīng)濟(jì)節(jié)約，并且容易加工。另外，該混合物可提供環(huán)圈200合適的彈性，以保持在載板16內(nèi)的摩擦配合以及提供與熱封工具50和真空型腔82的密封。
當(dāng)?shù)诙椥圆糠质怯善矫鎻椥圆牧?04所熱成形的非平面膜的貯槽部分202時(shí)，象上述實(shí)施例中的一樣，彈性貯槽材料應(yīng)具有許多與環(huán)圈材料相同的性能特性。例如，膜片204必須能夠被很容易地接合，并且必須在毒性方面適于內(nèi)部戴用。用于月經(jīng)場(chǎng)合的膜片204約為0.011英寸厚，但也可以約為0,007到0,020英寸厚。對(duì)于其它應(yīng)用場(chǎng)合，膜片204的厚度可以不同。例如，對(duì)于物質(zhì)給敷場(chǎng)合，膜片204的厚度可以略大一些?？墒褂闷狡?，因?yàn)樗确瞧矫鎻椥詷?gòu)件更容易處理和接合到環(huán)圈200上。用于月經(jīng)場(chǎng)合的成品薄膜貯槽的最薄處最好約為0.002英寸厚，但最薄部分的厚度可以在約0.002到0.006英寸之間。對(duì)于其它應(yīng)用場(chǎng)合，膜片貯槽的厚度可以不同。例如，對(duì)于物質(zhì)給敷應(yīng)用場(chǎng)合，膜片貯槽的厚度可以略大一些。因此，如果需要的話，膜片材料應(yīng)能夠被熱成形到約為其原來(lái)厚度的百分之二十。
鑒于許多與上述相同的原因，膜片的成分可優(yōu)先選用TPE/低密度聚乙烯配方。低密度聚乙烯/TPE混合物無(wú)毒，在接合于環(huán)圈時(shí)可產(chǎn)生良好的接合特性，因?yàn)榫垡蚁┖苋菀谉峤雍嫌谒旧??？刂凭垡蚁┡cTPE的比可產(chǎn)生所需的剛性和柔性程度。較佳的比例約為1∶2，但也可以在大約50∶50到大約15∶85之間。膜片204成分在熱成形工藝中也表現(xiàn)出良好的性能，因?yàn)樗梢员惠^深地吸入真空型腔82內(nèi)，而不會(huì)形成孔洞或稀薄的部位。該材料的其它性能優(yōu)點(diǎn)包括材料的柔軟和類(lèi)似肉的感覺(jué)，這使材料更舒適，還有其在受壓縮或折皺時(shí)的安靜的性能。而且，其成分容易得到且經(jīng)濟(jì)節(jié)約。
可采用其它類(lèi)型的熱塑彈性體來(lái)制造器具214，但這些復(fù)合物不一定能提供上述環(huán)圈200和膜片204的成分所具有的優(yōu)良而可靠的接合特性、經(jīng)濟(jì)性、或產(chǎn)品性能。
以上描述和附圖僅僅是用來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的較佳實(shí)施例，而并不說(shuō)明本發(fā)明僅限于此。在所附權(quán)利要求書(shū)的精神和范圍內(nèi)對(duì)本發(fā)明所作的任何修改變型均應(yīng)認(rèn)為是本發(fā)明的一部分。
權(quán)利要求
1．一種制造具有一第一彈性部分和一第二彈性部分的器具的方法，所述第二彈性部分被做成一非平面形狀，所述方法包括以下步驟將所述第一彈性部分裝入一載板；將所述第二彈性部分置于所述第一彈性部分上；將所述第二彈性部分熱封于所述第一彈性部分；預(yù)熱所述第一和第二彈性部分；通過(guò)產(chǎn)生一個(gè)真空而將所述第二彈性部分吸入一腔室，從而形成一非平面形狀；以及將該器具從所述載板上卸下。
2．一種制造具有一環(huán)圈和一貯槽的陰道排出物收集器具的方法，所述方法包括以下步驟將一環(huán)圈裝入一載板；將膜片置于所述環(huán)圈上；將所述膜片熱封于所述環(huán)圈；將所述環(huán)圈和膜片預(yù)熱至約290°并持續(xù)約8秒鐘；將所述載板送入一真空腔室，同時(shí)將所述環(huán)圈和膜片保持在約250°F的溫度；升高一含有至少一個(gè)加熱至約220°F的型芯的第二下臺(tái)板，該型芯與所述膜片的中心部分相接觸；用所述型芯冷卻所述膜片的所述中心部分；通過(guò)產(chǎn)生一個(gè)真空而將所述膜片吸入所述腔室，從而形成貯槽；以及將收集器從所述載板上卸下。
3．如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述環(huán)圈由一注塑工藝形成。
4．如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述環(huán)圈在一注模型腔中模塑，該型腔包括一熱澆道系統(tǒng)和一小加熱澆口，這些澆口在所述環(huán)圈的一側(cè)上形成至少一個(gè)殘留物。
5．如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述環(huán)圈具有約為兩百五十克到一千克的壓縮環(huán)圈強(qiáng)度。
6．如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述環(huán)圈具有約為五十五到七十五的肖氏A硬度。
7．如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述環(huán)圈包括聚乙烯和一熱塑彈性體。
8．一種制造具有一彈性環(huán)圈和一第一彈性部分的器具的設(shè)備，所述第一彈性部分被做成一非平面形狀，所述設(shè)備包括一將所述彈性環(huán)圈裝到一載板上的上料工位；一將所述第一彈性部分施加于所述彈性環(huán)圈上的熱封工位；一將所述彈性環(huán)圈和所述第一彈性部分的溫度從一第一溫度升高到一第二溫度的預(yù)熱工位；一將器具的第一彈性部分形成一非平面形狀的成形工位；以及一卸下所述器具的下料工位。
9．如權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其特征在于，所述成形工位是用真空將第一彈性部分吸成一非平面形狀的真空成形工位。
10．如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于，所述彈性環(huán)圈通過(guò)摩擦配合保持在載板中。
11．如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其特征在于，載板摩擦接觸所述彈性環(huán)圈的外表面。
12．如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其特征在于，載板在在所述彈性環(huán)圈的頂部和底部具有開(kāi)口。
13．如權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其特征在于，所述上料工位包括一使所述彈性環(huán)圈定向以便置于所述載板中的裝置。
14．如權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其特征在于，所述使所述彈性環(huán)圈定向的裝置包括外觀檢查裝置，以將彈性環(huán)圈定向成模塑工藝中形成于所述彈性環(huán)圈上的一殘留物沿一預(yù)定方向定向。
15．如權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其特征在于，所述外觀檢查裝置設(shè)置成可對(duì)所述彈性環(huán)圈進(jìn)行外觀檢查，并將一信號(hào)傳送到一定向裝置，將所述彈性環(huán)圈以殘留物朝上地定位于所述載板中。
16．如權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其特征在于，所述外觀檢查裝置包括一攝像機(jī)。
17．如權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備另外還包括檢查所述彈性環(huán)圈的平整度和圓度的裝置。
18．如權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其特征在于，所述第一彈性部分是一膜片，它被拉過(guò)裝有多個(gè)所述彈性環(huán)圈的所述載板的上方。
19．如權(quán)利要求18所述的設(shè)備，其特征在于，所述熱封工位包括一將呈膜片形式的所述第一彈性部分接合于所述彈性環(huán)圈的裝置。
20．如權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其特征在于，所述熱封工位進(jìn)一步包括一從所述彈性環(huán)圈上切除多余膜片的裝置。
21．如權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其特征在于，在所述第一彈性部分是呈接合到所述彈性環(huán)圈上的膜片的形式時(shí)，所述裝置在所述預(yù)熱工位中從第一溫度被預(yù)熱到第二溫度。
22．如權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其特征在于，所述第一彈性部分被吸成一非平面形狀。
23．如權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備另外還包括一確定所述器具是否已被充分成形的測(cè)試裝置。
24．如權(quán)利要求23所述的設(shè)備，其特征在于，所述測(cè)試裝置包括壓力測(cè)試裝置。
全文摘要
一種制造具有一第一彈性部分(200)和一第二彈性部分(204)的器具的方法,該第二彈性部分被做成一非平面形狀,該器具也就是由一彈性環(huán)圈(200)和一柔性膜片貯槽(202)形成的一陰道排出物收集器具(214)。該方法包括這些步驟:將一環(huán)圈(200)裝入一載板(16);將膜片(204)置于環(huán)圈上;將膜片熱封于環(huán)圈;預(yù)熱環(huán)圈和膜片;通過(guò)產(chǎn)生一個(gè)真空而將膜片吸入一腔室,從而形成收集器;以及將該收集器從載板上卸下。
文檔編號(hào)A61M1/00GK1224361SQ97196157
公開(kāi)日1999年7月28日 申請(qǐng)日期1997年7月3日 優(yōu)先權(quán)日1997年7月3日
發(fā)明者A·孔騰特, W·W·格思里, R·S·威爾斯 申請(qǐng)人:歐屈法姆股份有限公司