(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状製品を製造するためのシステムにおいて、
（Ａ）加圧流体供給源と、
（Ｂ）第一の回転式ローラと、
（Ｃ）第二の回転式ローラと、
（Ｄ）前記第二の回転式ローラと前記第一の回転式ローラの間に画定され、前記シート状製品が通過するギャップと、
を備え、
前記第一の回転式ローラは、
（ａ）外面および内面と、前記内面と前記外面を連通する複数のポートを有する管状の回転式ドラム部であって、当該管状の回転式ドラムは、前記外面を回転軸の周囲で第一の方向に回転させ、第一の表面および第二の表面を有するシート状製品を運搬するように構成され、前記シート状製品の第一の表面は、当該管状の回転式ドラム部の外面の一部分と直接接触した状態であり、前記内面は、当該管状の回転式ドラム部内にキャビティを画定している、管状の回転式ドラム部と、
（ｂ）前記キャビティ内に設置される流体放出部であって、（ｉ）前記加圧流体供給源から加圧流体を受けるように動作する開口部と、（ｉｉ）前記開口部に接続され、前記管状の回転式ドラム部の複数のポートのうち少なくとも１つを通じて、前記加圧流体を放出するように動作し、前記管状の回転式ドラム部の回転軸と平行に延びる前記流体放出部に細長いスロットとして配置される静止ポートと、を含む、流体放出部と、を備え、
前記第二の回転式ローラは、（ｉ）前記第一の回転式ローラの前記管状の回転式ドラム部の外面の近傍に配置される外面と、（ｉｉ）蒸気を排出し、前記第一の方向と反対の第二の方向に回転する前記第二の回転式ローラを加熱するように構成され、前記シート状製品を乾燥させる熱源と、
を備え、
前記静止ポートは、（ｉ）前記ギャップおよびその付近の領域内への流れとして、（ｉｉ）前記第二の回転式ローラに対して一定の角度で、（ｉｉｉ）前記ギャップ内の前記シート状製品の第一の表面に衝突し、（ｉｖ）前記第一の回転式ローラの外面と前記シート状製品の間の接触を分離させ、（ｖ）前記シート状製品の第二の表面を前記第二の回転式ローラの外面と直接接触させた状態で、前記シート状製品を前記第一の回転式ローラから前記第二の回転式ローラへ移動させる、加圧流体を放出する、ことを特徴とするシステム。
【請求項２】
請求項１に記載のシステムにおいて、
加圧流体が空気を含むことを特徴とするシステム。
【請求項３】
請求項１に記載のシステムにおいて、
第一の回転式ローラと第二の回転式ローラが、ギャップを通過したシート状製品に圧縮力を加えるように配置され、構成されることを特徴とするシステム。
【請求項４】
請求項１に記載のシステムにおいて、
前記静止ポートが、流体放出部と管状の回転式ドラム部の間に部分的に画定される領域に加圧流体の流路を画定することを特徴とするシステム。
【請求項５】
請求項１に記載のシステムにおいて、
第二の回転式ローラの外面の露出部に接着剤を噴霧するように動作する接着剤噴霧アセンブリを含むことを特徴とするシステム。
【請求項６】
シート状製品の製造方法において、
第一のローラの管状の回転式ドラム部を回転軸の周囲で第一の方向に回転させるステップであって、前記管状の回転式ドラム部は、外面および内面を有し、前記内面は、前記管状の回転式ドラム部内のキャビティを画定し、前記管状の回転式ドラム部は、前記内面と前記外面を連通する複数のポートを含む、ステップと、
外面を有する第二のローラを前記第一の方向と反対である第二の方向に回転させるステップと、
第一の表面および第二の表面を有するシート状製品を運搬するステップであって、前記シート状製品は、前記シート状製品の第一の表面を、前記第一のローラの管状の回転式ドラム部の外面の一部分と直接接触させた状態で運搬される、ステップと、
前記シート状製品が、前記第一のローラの外面と第二のローラの外面の間に画定されるギャップを通過するようにするステップと、
加圧流体供給源から、前記第一のローラのキャビティに設置される流体放出部に加圧流体を供給するステップであって、前記加圧流体は、前記流体放出部の開口部に供給される、ステップと、
加圧流体の流れを、前記第一のローラの前記流体放出部の静止ポートから、前記第一のローラの管状の回転式ドラム部の複数のポートのうち少なくとも１つを通じて放出するステップであって、前記静止ポートは、前記開口部と接続され、前記管状の回転式ドラム部の回転軸と平行に延びる前記流体放出部に細長いスロットとして配置され、前記加圧流体の流れが（ｉ）前記ギャップおよびその付近の領域に放出され、（ｉｉ）前記第二のローラに対して一定の角度で放出され、（ｉｉｉ）前記ギャップ内の前記シート状製品の第一の表面に衝突して、（ｉｖ）前記シート状製品に、前記シート状製品の接触を前記第一のローラの外面から分離させる力を加え、（ｖ）前記シート状製品を、前記シート状製品の第二の表面が前記第二のローラの外面と直接接触した状態で、前記第一のローラから前記第二のローラへ移動させる、ステップと、
第二のローラを蒸気で加熱して、前記シート状製品を乾燥させるステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本通常特許出願は、本願と同名称の２０１１年２月１５日出願の米国仮特許出願第６１／４４３，０１３号に基づく。本願は米国仮特許出願第６１／４４３，０１３号の優先権を主張し、その開示内容を参照によって本願に援用する。
【０００２】
本願で開示される主旨は、シート状製品を製造するためのシステムと方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
シート状製品は、さまざまな方法を用いて製造できる。多くの製造方法において、工程の初期段階ではシート状製品の含水率（水分対繊維比）が高い。この含水率を下げ、シート状製品の引張強度を高めるために、シート状製品をさまざまな方法で乾燥させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第７３９９３７８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
製造工程によっては、シート状製品が比較的薄い場合があり、その結果、シート状製品の含水率が高いと、引張強度が低くなる。このような工程では、比較的引張強度の高いテキスタイルバッキング布または生地を、水分の多いシート状製品に機械的に接合させ、または接触させてもよい。水分の多いシート状製品と接触させたテキスタイルバッキングを使用することにより、水分の多いシート状製品に対して各種の自動化された機械的および化学的工程を施行でき、たとえば、ローラまたはその他の機械的装置で張力を加えながら、水分の多いシート状製品の損傷や引裂きが防止される。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の１つの態様によれば、シート状製品を製造するためのシステムは、その外面を通じて加圧流体を放出するように動作する第一の回転式ローラアセンブリと、第一の回転式ローラアセンブリの外面の付近に配置される外面を有する第二の回転式ローラアセンブリと、を含み、第二の回転式ローラアセンブリと第一の回転式ローラアセンブリは反対方向に回転するように動作し、第二の回転式ローラアセンブリと第一の回転式ラアセンブリはそれらの間にギャップを画定し、これを通ってシート材料が第一の回転式ローラアセンブリの外面と第二の回転式ローラアセンブリの外面と接触した状態で通過し、放出された加圧流体はシート材料の表面に衝突して、第一の回転式ローラアセンブリの外面とシート材料の間の接触を分離させるように動作する。
【０００７】
本発明の他の態様によれば、シート状製品を製造するためのシステムは、その外面を通じて加圧流体を放出するように動作する第一の回転式ローラアセンブリと、第一の回転式ローラアセンブリの外面の付近に配置される外面を有する第二の回転式ローラアセンブリと、を含み、第二の回転式ローラアセンブリと第一の回転式ローラアセンブリは反対方向に回転するように動作し、第二の回転式ローラアセンブリと第一の回転式ラアセンブリはそれらの間にギャップを画定し、これを通って、シート状製品を含む第一の面と生地部を含む第二の面を有するシート材料が通過し、生地部は第一の回転式ローラアセンブリの外面と接触し、シート状製品は第二の回転式ローラアセンブリの外面と接触し、放出された加圧流体はシート材料の表面に衝突して、生地部とシート状製品の間の接触を分離させるように動作する。
【０００８】
本発明のまた別の実施形態によれば、シート状製品の製造方法は、第一のローラアセンブリを第一の方向に回転させるステップと、第二のローラアセンブリを第二の方向に回転させるステップであって、第二の方向が第一の方向と反対であるステップと、シート材料が、第一のローラアセンブリの外面と第二のローラアセンブリの外面と接触した状態で第一のローラアセンブリの外面と第二のローラアセンブリの外面によって画定されるギャップを通過するようにするステップと、第一のローラアセンブリの外面を通じて加圧流体の流れを放出させ、加圧流体の流れがシート材料に衝突して、シート材料に力を加えるようにするステップと、を含む。
【０００９】
上記およびその他の利点と特徴は、図面を参照しながら以下の説明を読むことによってより明らかとなるであろう。
【００１０】
発明とみなされる主旨は、本明細書末尾の特許請求の範囲の中で具体的に指摘され、明確に請求されている。本発明の上記およびその他の特徴と利点は、添付の図面を参照しながら以下の詳細な説明を読むことにより明らかとなる。  
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１Ａ】本発明のある実施形態によるシステムの例示的実施形態の側面図を示す。
【図１Ｂ】本発明のある実施形態によるシステムの他の例示的実施形態の側面図を示す。
【図２】図１Ａのシステムの第一のローラアセンブリの例示的実施形態の一部の斜視図を示す。
【図３】図２の第一のローラアセンブリの例示的実施形態の一部切欠き斜視図を示す。
【図４】図２の第一のローラアセンブリの流体放出部の正面図を示す。
【図５】図４の流体放出部の線５−５に沿った断面図を示す。
【図６】システムの他の例示的実施形態を示す。
【図７】図６のシート状製品と生地の例示的配置の詳細図を示す。
【図８】システムのまた別の例示的実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
詳細な説明では、本発明の実施形態および利点と特徴を例として図面を参照しながら説明する。
【００１３】
シート状製品は、シート状製品をさまざまな製造段階の経路を通じて移動させ、誘導する各種のローラやドラムを含むシステムで製造されることが多い。シート状製品を製造経路の中で１つのローラまたはドラムと接触した状態から別のローラまたはドラムと接触した状態へと移行させるのは、たとえばシート状製品の厚さ、含水率、引張強度によって複雑化し、これらは各々、シート状製品が製造段階を進む過程で変化しうる。それゆえ、シート状製品が接触する製造経路内の異なる表面間の移行を改善する方法とシステムが求められている。
【００１４】
本明細書で使用される「シート状製品」という用語は、天然および／または人工の布または紙のシートを含む。シート状製品は、織布および不織布の両方を含んでいてもよい。不織製造工程は多岐にわたり、これらは湿式と乾式のいずれでもよい。いくつかの例としては、水流交絡（スパンレースと呼ばれることがある）、ＤＲＣ（二重再しわ寄せ加工）、エアレイド、スパンボンド、カード式、ペーパータオル、およびメルトブロー式シート状製品がある。さらに、シート状製品は、たとえば木材パルブ繊維等の天然資源から得られる繊維状セルロース素材のほか、重合体骨格に結合したヒドロキシル基を特徴とするその他の繊維素材を含んでいてもよい。これにはガラス繊維やヒドロキシル基変性合成繊維が含まれる。シート状製品の例としては、これらに限定されないが、雑巾、ナプキン、ティッシュ、ロール紙、タオルまたはその他の繊維状、フィルム、ポリマまたはフィラメント状製品がある。
【００１５】
図１Ａは、システム１００のある例示的実施形態を示す。システム１００はたとえば、いくつかの実施形態において、より大型の製造システムのサブシステムの一部であってもよい。この点において、システム１００は、第二のローラアセンブリ１０４と協働的に係合する第一のローラアセンブリ１０２（一部が切り欠かれている）と、たとえば圧縮空気、ガスまたはその他の種類の加圧流体等の加圧流体供給源１０５と、を含む。ある実施形態において、システム１００は誘導アセンブリ１０６と、駆動ローラアセンブリ１０８と、を含む。
【００１６】
動作中、シート状製品１０１は、システム１００の中を連続的シートとして移動する。シート状製品１０１は、回転軸１１３の周囲で回転する回転式の第一のローラアセンブリ１０２と接触し、第一のローラアセンブリ１０２と第二ローラアセンブリ１０４により画定されるギャップ１１５の間を通過する。シート状製品１０１は、回転軸１１７の周囲で回転する回転式の第二のローラアセンブリ１０４と接触し、第二のローラアセンブリ１０４と接触した状態でギャップ１１５を通って移動する。図の実施形態において、第一のローラアセンブリ１０２と第二のローラアセンブリ１０４は、矢印１０３と１０７で示されるように反対方向に回転する。第一のローラアセンブリ１０２は、加圧流体供給源１０５と連通する１つまたは複数の静止ポート１１０を含む。ポート１１０は、矢印１１１で示される流路を有する、たとえば圧縮空気、ガスまたは蒸気等、矢印１１１で示される加圧流体を放出するように動作する。加圧流体はシート状製品１０１に力を加えるように動作し、この力は、第一のローラアセンブリ１０２と第二のローラアセンブリ１０４によって画定されるキャップ１１５の付近の領域において、シート状製品１０１を第一のローラアセンブリ１０２の外面から離し、第二のローラアセンブリ１０４の外面に向かって付勢する。第一のローラアセンブリ１０２と第二のローラアセンブリ１０４により画定されるギャップ１１５は、シート状製品１０１に圧縮力を加えることができるような大きさである。第一のローラアセンブリ１０２と第二のローラアセンブリ１０４によってシート状製品１０１に加えられる圧縮力と加圧流体により加えられる付勢力は、たとえば、第一のローラアセンブリ１０２とシート状製品１０１の間の表面張力または接着等の機械的な力に打ち勝つのを支援する。（第一のローラアセンブリからシート状製品１０１を分離するのを助けるために、シート状製品１０１には別の力が加えられる可能性があり、これはたとえば、第二のローラアセンブリ１０４の外面により加えられる接着力および／または第二のローラアセンブリ１０４の回転によりシート状製品１０１に加えられる引張力である。）シート状製品１０１が第一のローラアセンブリ１０２から分離され、第二のローラアセンブリ１０４と接触すると、シート状製品１０１は第二のローラアセンブリ１０４の回転軸の周囲で回転する。（第二のローラアセンブリ１０４は、たとえば、水分をシート状製品１０１から除去するのを支援するために使用してもよい。）誘導アセンブリ１０６はたとえば、シート状製品１０１を第二のローラアセンブリ１０４と接触から分離するのを支援する金属帯状片またはその他の適当な機械的手段を含む。図の実施形態において、駆動ローラアセンブリ１０８は、シート状製品１０１と接触する１対のローラを含む。駆動ローラアセンブリ１０８のローラは回転して、シート製品１０１に引張および圧縮力をかけ、これによってシート状製品が駆動ローラアセンブリ１０８の間に引き込まれる。
【００１７】
図１Ｂは、上述の（図１Ａの）システム１００と同様のシステムの他の例示的実施形態を示す。この点に関して、図の実施形態はブレードアセンブリ１２０を含む。ブレードアセンブリ１２０は、たとえば金属、セラミック、またはプラスチック材料から形成されてもよい。動作中、ブレードアセンブリ１２０は、第二のローラアセンブリ１０４と接触して、第二のローラアセンブリ１０４からシート状製品１０１を機械的に剥離するのを支援する力を加えることができる。
【００１８】
図２は、第一のローラアセンブリ１０２の例示的実施形態の一部の斜視図を示す。第一のローアセンブリ１０２はドラム部２０２を含み、これは、ある実施形態において、管状の形態であり、ドラム部２０２の外面２０６およびドラム部２０２の内面２０８と連通する複数のポート２０４を含む。ある実施形態において、ドラム部２０２は、たとえば機械的連結および駆動アセンブリ２０３によって、回転軸２０１の周囲で回転するように駆動される。第一のローラアセンブリ１０２は流体放出部２１０を含む。流体放出部２１０は、ドラム部２０２の内面２０８によって部分的に画定される内側キャビティの中に配置され、ドラム部２０２の回転に関して実質的に静止したままである。流体放出部２１０とドラム部２０２は、たとえば軸受、軸受筒またはその他、ドラム部２０２が流体放出部２１０の周囲で回転できるようにする機械的装置によって機械的に接続されていてもよい。流体放出部２１０は開口部２１２と連通する１つまたは複数のポート（後述する）を含み、これは、たとえば加圧流体供給源１０５からの空気等の加圧流体を受け、加圧流体をポートから放出して、加圧流体がドラム部２０２の複数のポート２０４を通過することになるように動作する。加圧流体はシート状製品１０１に衝突し、シート状製品１０１に力を加える（図１Ａに関して上述した）。流体放出部２１０は、第二のローラアセンブリ１０４の配置に関して一定の角度で加圧流体の流れを放出する。
【００１９】
図３は、第一のローラアセンブリ１０２の例示的実施形態の一部切欠き斜視図を示す。流体放出部２１０は、開口部２１２および加圧流体供給源１０５と連通するポート３０２を含む。ポート３０２は、上述の（図１の）ポート１１０と同様であってもよい。シール材３０５を開口部２１２の付近に配置してもよく、これは放出された流体をドラム部２０２の一部に衝突する流路に誘導するように動作する。シール材３０５は、ドラム部２０２の内面と接触してもよく、たとえばセラミック、金属、または柔軟なプラスチック材料を含んでいてもよい。
【００２０】
図４は、流体放出部２１０の正面図を示す。図の実施形態は、流体放出部２１０のスロットまたは溝として配置されたポート３０２を含む。図５は、流体放出部２１０の図４の線５−５に沿った断面図である。
【００２１】
図６は、他の例示的実施形態によるシステム７００を示す。システム７００は、第一のローラアセンブリ１０２（一部切り欠いて示されている）と、第二のローラアセンブリ１０４と、を含む。シート状製品１０１は、シート状製品１０１のための比較的引張強度の高いバッキングとして機能する生地７０１に付着されている（または接触している）（生地７０１が付着された（またはそれと接触する）シート状製品１０１の各々は、まとめて、または個々にシート材料７０３を構成してもよい）。
【００２２】
図７は、シート状製品１０１と生地７０１の配置の例示的実施形態を示す。生地７０１は、たとえば加圧空気の少なくとも一部が生地７０１を透過するのに十分な有孔率を有する織布素材またはメッシュ繊維素材を含む。生地７０１は、例示のために高低が均一であるように描かれている。生地７０１の他の実施形態は、たとえば、シート状製品１０１と接触する波形の、または起伏のある表面を有する生地７０１を含んでいてもよい。生地７０１の起伏のある表面を使って、折り目加工のある表面または高低のあるシート状製品１０１を形成してもよい。図６を参照すると、システム７００は接着剤供給源７０６からの加圧液体接着剤を受ける接着剤噴霧アセンブリ７０４を含んでいてもよい。動作中、生地７０１とシート状製品１０１は連続するシートとしてシステム７００の中を移動する。システム７００は、生地７０１をシート状製品１０１から分離し、シート状製品１０１から水分を除去するように動作する。この点において、接着剤噴霧アセンブリ７０４は、接着剤を第二のローラアセンブリの外面８０３の上に噴霧し、これによって第二のローラアセンブリ１０４の上に粘着性のある接着剤の薄膜が形成される。第二のローラアセンブリ１０４は、たとえば熱源または要素７０５により加熱されてもよく、これには蒸気、高温ガス、対流またはマイクロ波装置が含まれていてもよい。加熱された第二のローラアセンブリ１０４は、シート状製品１０１が第二のローラアセンブリ１０４と共に回転する際、シート状製品１０１から水分を除去するように動作する。フード部６０２を第二のローラアセンブリ１０４の上方に配置してもよい。フード部６０２は、たとえば空気等の高温ガスを熱源６０４から受けてもよい。高温のガスは、シート状製品１０１を加熱するように動作する。
【００２３】
図７を参照すると、第一のローラアセンブリ１０２のドラム部２０２が回転すると、生地７０１の表面が第一のローラアセンブリ１０２と接触する。ドラム部２０２の回転によって、生地７０１とシート状製品１０１はドラム部２０２と第二のローアセンブリ１０４により画定される幅（ｘ）のギャップ１１５の中に引き込まれる。シート状製品１０１の表面８０５は、第二のローラアセンブリ１０４の外面８０３と接触する。ドラム部２０２と第二のローラアセンブリ１０４は、シート状製品１０１に圧縮力を加える。矢印１１１で示される流路を有する加圧流体が流体放出部２１０のポート３０２（図３）から放出される。加圧流体は生地７０１を通過し、シート状製品１０１に衝突し、これによってシート状製品１０１に対し、矢印８０１の方向への第二のローラアセンブリ１０４に向かう力を加え、これは生地７０１をシート状製品１０１から分離するのを支援する。ファブリック７０１は、ドラム部２０２の回転によってシート状製品１０１から離れるように斜めに引っ張られ、その一方で、第二のローラアセンブリ１０４の回転により加えられる力は、シート製品１０１を生地７０１から分離するのを支援する。
【００２４】
上述のように、多くの力が、シート製品１０１から生地７０１を分離し、またシート状製品の第二のローラアセンブリ１０４への接着を支援するために利用される。生地７０１の配置により、ドラム部２０２が回転すると生地７０１をシート製品１０１から引き離す機械的力が発生する。ドラム部２０２と第二のローラアセンブリ１０４によってシート状製品１０１に加えられる圧縮力により、シート状製品１０１が第二のローラアセンブリ１０４の外面８０３に接着しやすくなる。第二のローラアセンブリ１０４の外面８０３に設けられる接着剤薄膜が、シート状製品１０１と第二のローラアセンブリ１０４の間の接触状態を保持するのを支援する。流体放出部２１０から放出され、生地７０１を通過し、シート状製品１０１に衝突する加圧空気が、シート状製品１０１の第二のローラアセンブリ１０４との接着をさらに支援する。加圧空気の力により、矢印８１０の方向に加えられる力が増大し、第二のローラアセンブリ１０４の外面８０３に設けられる接着剤を比較的小さくし、および／または接着表面積を比較的小さくすることができる。シート状製品１０１が第二のローラアセンブリ１０４に接着した後、たとえば第二のローラアセンブリ１０４を加熱することによって水分をシート製品１０１から除去してもよく、その結果、シート状製品１０１の含水率が低下する。乾燥工程の後にシート状製品１０１が第二のローラアセンブリ１０４から分離され、後続の製造工程、たとえば追加の乾燥工程、織目加工工程および最終的な包装工程へと進められる。
【００２５】
図８は、上述の図６に示される実施形態と同様のシステムの別の実施形態を示す。図の実施形態は、図１Ｂに関して上述したブレードアセンブリと同様のプレードアセンブリ１２０を示す。
【００２６】
本発明を限定的な数の実施形態のみに関して詳しく説明したが、本発明は開示されたこのような実施形態に限定されないことは容易に理解されるはずである。むしろ、本発明には変更を加え、上で説明されていないが本発明の主題と範囲に適合する変更、改変、代替または均等な配置をいくつ組み込んでもよい。これに加えて、本発明の各種の実施形態を説明したが、当然のことながら、本発明の態様には上記の実施形態の一部のみが含まれているかもしれない。したがって、本発明は、上記の説明により限定されるのではなく、付属の特許請求の範囲によってのみ限定される。
【図１Ａ】
0006054887.tif 000002
【図１Ｂ】
0006054887.tif 000003
【図２】
0006054887.tif 000004
【図３】
0006054887.tif 000005
【図４】
0006054887.tif 000006
【図５】
0006054887.tif 000007
【図６】
0006054887.tif 000008
【図７】
0006054887.tif 000009
【図８】
0006054887.tif 000010