(57)【要約】製造ラインにおいて繊維製品のウェブからフェイスマスクを製造する自動化されたシステム及び方法が提供される。製造ラインにおいて、ウェブが機械方向に沿って搬送される。タイ取り付けステーションにおいて、第１のタイがウェブに、該第１のタイが機械方向に直交する交差方向に延在するように取り付けられる。ウェブから分離したフェイスマスクを形成するために、切断ステーションにおいて、ウェブ及び第１のタイのそれぞれが、ウェブの交差方向の幅にわたって交差方向に切断される。【選択図】図１
2019534390.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
製造ラインにおいて繊維製品のウェブからフェイスマスクを製造する自動化された方法であって、
前記製造ラインにおいて、前記ウェブを機械方向に沿って搬送するステップと、
タイ取り付けステーションにおいて、第１のタイを前記ウェブに、該第１のタイが前記機械方向に直交する交差方向に延在するように取り付けるステップと、
前記ウェブから分離したフェイスマスクを形成するために、切断ステーションにおいて、前記ウェブ及び前記第１のタイのそれぞれを前記ウェブの前記交差方向の幅にわたって前記交差方向に切断するステップと、を含む方法。
【請求項２】
前記切断ステーションは、前記タイ取り付けステーションの前記機械方向の下流側に配置される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ウェブ及び前記フェイスマスクのいずれも、前記第１のタイを取り付ける前に回転させない、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第１のタイを前記ウェブに取り付ける前記ステップは、
前記ウェブの上面と反対側の前記ウェブの底面に、前記第１のタイを取り付けるステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
第２のタイを前記ウェブの前記上面に、該第２のタイが前記交差方向に延在し、かつ前記第１のタイと重なり合うように取り付けるステップをさらに含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記第１のタイを前記ウェブに取り付ける前記ステップは、前記第１のタイを前記ウェブに超音波接合するステップを含み、
前記第２のタイを前記ウェブに取り付ける前記ステップは、前記第２のタイを前記ウェブに超音波接合するステップを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
第２のタイを前記第１のタイに取り付けるステップをさらに含む、請求項４に記載の方法。
【請求項８】
前記タイ取り付けステーションの前記機械方向の上流側に配置されたウェブ供給ステーションにおいて、前記ウェブを回転ホイールの円周面上に供給するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記ウェブ供給ステーションにおいて前記ウェブを前記回転ホイールの前記円周面上に供給する前に、第１のタイ配置ステーションにおいて前記第１のタイを前記回転ホイールの前記円周面上に一時的に固定するステップをさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１のタイは、前記回転ホイールに関連する吸引装置によって前記回転ホイールの前記円周面上に一時的に固定される、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記ウェブを前記回転ホイール上に供給する前記ステップは、前記ウェブの底面が前記第１のタイに接触するようにして、前記ウェブを前記第１のタイの上に搬送するステップを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
第２のタイを前記ウェブの上面に、該第２のタイが前記交差方向に延在し、かつ前記第１のタイと重なり合うように配置するステップをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記回転ホイールに関連する吸引装置を使用して、前記第２のタイを前記ウェブの前記上面に一時的に固定するステップをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記ウェブ及び前記第１のタイのそれぞれを切断する前記ステップは、
前記第１のタイを該第１のタイの中心線に沿って切断して、第１のフェイスマスク上にトレーリングタイを形成し、前記第１のフェイスマスクに隣接する第２のフェイスマスクにリーディングタイを形成するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記ウェブ及び前記第１のタイのそれぞれが前記第１のタイの前記交差方向の幅に沿って切断される前に、前記第１のタイが前記ウェブに取り付けられるように、前記切断ステーションは、前記タイ取り付けステーションの前記機械方向の下流側に配置される、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記ウェブ及び前記第１のタイを切断して前記フェイスマスクを形成する前記ステップは、前記フェイスマスクが１分間当たり２００個ないし７００個の製造速度で製造されるような速度で繰り返し行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
製造ラインにおいて繊維製品のウェブからフェイスマスクを製造する自動化されたシステムであって、
前記ウェブを機械方向に沿って搬送するコンベヤシステムと、
第１のタイを前記ウェブに、該第１のタイが前記機械方向に直交する交差方向に延在するように取り付けるように構成されたタイ取り付けステーションと、
前記タイ取り付けステーションに、または前記タイ取り付けステーションの前記機械方向の下流側に配置され、前記ウェブ及び前記第１のタイのそれぞれを、前記第１のタイの前記交差方向の長さに沿って切断するように構成された切断ステーションと、を含むシステム。
【請求項１８】
前記コンベヤシステムは、円周面を有し、かつ前記交差方向に延びる軸を中心として回転可能な回転ホイールと、前記回転ホイールに隣接して配置され、ウェブ供給ステーションにおいて前記ウェブを前記回転ホイール上に供給するように構成されたリニアコンベヤとを含み、
前記タイ取り付けステーションは、前記回転ホイールの前記円周面に隣接して、かつ前記ウェブ供給ステーションの前記機械方向の下流側に配置される、請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
前記回転ホイールは、前記回転ホイールの前記円周面に隣接して配置された吸引口を有する吸引装置を含む、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
前記切断ステーションは、切断ドラムとブレードとを含み、
前記切断ドラムは、前記交差方向に延びる軸を中心として回転可能に設けられ、
前記ブレードは、前記切断ドラムの外周面に取り付けられ前記交差方向に延在する、請求項１７に記載のシステム。
【請求項２１】
前記タイ取り付けステーションは、超音波接合装置を含む、請求項１７に記載のシステム。
【請求項２２】
前記切断ステーションは、前記タイ取り付けステーションの前記機械方向の下流側に配置される、請求項１７に記載のシステム。
【請求項２３】
製造ラインにおいて繊維製品のウェブからフェイスマスクを製造するための自動化されたシステムであって、
前記ウェブを機械方向に搬送するための搬送手段と、
第１のタイを前記ウェブに、該第１のタイが前記機械方向に直交する交差方向に延在するように取り付けるためのタイ取り付け手段と、
前記タイ取り付け手段に、または前記タイ取り付け手段の前記機械方向の下流側に配置され、前記ウェブ及び前記第１のタイのそれぞれを、前記ウェブの前記交差方向の幅にわたって、かつ前記第１のタイの前記交差方向の長さに沿って切断するための切断手段と、を含むシステム。
【請求項２４】
円周面を有する回転ホイールと、
前記第１のタイを前記回転ホイールの前記円周面上に、該第１のタイが前記交差方向に延在するように配置するための第１のタイ配置手段と、をさらに含む、請求項２３に記載のシステム。
【請求項２５】
前記ウェブを、前記回転ホイールの前記円周面上に配置された前記第１のタイの上に供給するためのウェブ供給手段をさらに含む、請求項２４に記載のシステム。
【請求項２６】
前記ウェブが前記第１のタイと第２のタイの間に配置されるように、前記ウェブの表面に前記第２のタイを配置するための第２のタイ配置手段をさらに含む、請求項２５に記載のシステム。
【請求項２７】
前記ウェブ供給手段は、前記第１のタイ配置手段の前記機械方向の下流側に配置され、
前記第２のタイ配置手段は、前記ウェブ供給手段の前記機械方向の下流側に配置され、
前記タイ取り付け手段は、前記ウェブ供給手段の前記機械方向の下流側に配置され、かつ
前記切断手段は、前記タイ取り付け手段の前記機械方向の下流側に配置される、請求項２６に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、例えばサージカルフェイスマスクなどの保護用フェイスマスクの分野に関し、特に、製造ラインにおいてフェイスマスクを製造する方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
様々な構造の使い捨て式のフィルタリングフェイスマスク、すなわちレスピレータが知られており、これらは、「フェイスマスク」、「レスピレータ（保護マスク）」、「フィルタリングフェイスレスピレータ」などの様々な名称で呼ばれている。本開示の目的のために、本明細書では、これらを「フェイスマスク」と総称する。
【０００３】
自然災害または他の大惨事の発生時には、救援活動従事者、救急隊員、及び一般大衆に対する保護用フェイスマスクの供給能力が重要になる。例えば、パンデミックが発生した場合には、フィルタを介した呼吸を可能にするフェイスマスクの使用が、そのような事態への対応や復旧の重要な点となる。このため、政府や地方自治体は、通常、緊急時に即座に使用できるように、フェイスマスクの備蓄を維持している。しかしながら、フェイスマスクの貯蔵寿命は限られているため、フェイスマスクの有効期限の確認及び補充のために、フェイスマスクの備蓄を継続的にモニタする必要があった。そして、これは、非常にコストのかかる作業であった。
【０００４】
最近、備蓄に頼るのではなく、パンデミックまたは他の災害の発生時に「必要に応じて」フェイスマスクを大量生産することが実現可能か否かについての調査が開始された。例えば、２０１３年に、米国保健福祉省（ＨＨＳ）の事前準備対応次官補局（ＡＳＰＡ）の一部門である生物医学先端研究開発局（ＢＡＲＤＡ）は、米国でのパンデミックの発生時には最大１億個のフェイスマスクが必要となると推定し、備蓄を避けるために、１日当たり１５０万個ないし２００万個のフェイスマスクを大量生産することによって、上記の需要（目標値）を満たすことができるか否かについての研究を提案した。これは、１分間当たり約１５００個のマスクを製造することを意味する。現行のフェイスマスク製造ラインは、現行の技術と装置の限界のために１分間当たり約１００個のマスクしか製造することができず、これは上記の目標値に遠く及ばない。したがって、パンデミック発生時の「オンデマンドの」フェイスマスクの上記の目標値を実現するためには、製造方法の進歩が必要である。
【０００５】
プリーツ付きフェイスマスクの特定の構成は、矩形状の本体部の互いに対向する縁部に結合された頭部締結タイを含む。矩形状の本体部の形成、及びタイの取り付けは、ウェブを矩形状の本体部に切断し、矩形状の本体部を回転させた後に、タイを取り付けることを含む。例えば、繊維材料のウェブを機械方向に搬送し、プリーツ（ひだ）または折り目を機械方向に延びるように形成する。次いで、ウェブを交差方向に沿って所定の間隔で切断し、矩形状の本体部を形成する。そして、各矩形状の本体部を機械方向に対して９０度回転させた後、矩形状の本体部の機械方向における左側縁部及び右側縁部に沿って、矩形状の本体部にタイを取り付ける。しかしながら、現行のマニュアル及び自動化された製造方法を用いて、矩形状の本体部を回転させてタイを取り付けると、フェイスマスクの製造速度が比較的遅いという問題があった。フェイスマスクを上記のスループット（製造速度）で大量生産するためには、走行ラインの製造速度を高く維持しながら、矩形状の本体部を形成し、タイを取り付けることが望ましい。
【０００６】
本発明は、このような要求に応えるべく案出されたものであり、生産ラインにおいて繊維製品のウェブからフェイスマスクを高速で製造するための方法及びそれに関連するシステムを提供することを目的とする。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の目的及び利点は、以下の説明に記載されており、あるいは以下の説明から明らかであり、あるいは本発明の実施により学ぶことができるであろう。
【０００８】
本発明の態様によれば、製造ラインにおいて繊維製品のウェブからフェイスマスクを製造する自動化された方法が提供される。本方法は、製造ラインにおいて、ウェブを機械方向に沿って搬送するステップを含む。本方法は、タイ取り付けステーションにおいて、第１のタイをウェブに、該第１のタイが機械方向に直交する交差方向に延在するように取り付けるステップをさらに含む。本方法はまた、ウェブから分離したフェイスマスクを形成するために、切断ステーションにおいて、ウェブ及び第１のタイのそれぞれをウェブの交差方向の幅にわたって交差方向に切断するステップを含む。いくつかの実施形態では、ウェブ及びフェイスマスクのいずれも、第１のタイを取り付ける前に回転させない。
【０００９】
いくつかの実施形態では、第１のタイをウェブに取り付けるステップは、ウェブの上面と反対側のウェブの底面に、第１のタイを取り付けるステップを含む。本方法は、第２のタイをウェブの上面に、該第２のタイが交差方向に延在し、かつ第１のタイと重なり合うように取り付けるステップをさらに含む。本方法は、第２のタイを第１のタイに取り付けるステップを含み得る。さらに、第２のタイ及び第１のタイは、超音波接合によりウェブに取り付けられ得る。
【００１０】
別の実施形態では、本方法は、タイ取り付けステーションの機械方向の上流側に配置されたウェブ供給ステーションにおいて、ウェブを回転ホイールの円周面上に供給するステップを含み得る。本方法はまた、ウェブ供給ステーションにおいてウェブを回転ホイールの円周面上に供給する前に、第１のタイ配置ステーションにおいて第１のタイを回転ホイールの円周面上に一時的に固定するステップを含み得る。第１のタイは、回転ホイールに関連する吸引装置によって回転ホイールの円周面上に一時的に固定され得る。ウェブを回転ホイール上に供給するステップは、ウェブの底面が第１のタイに接触するようにして、ウェブを第１のタイの上に搬送するステップを含み得る。本方法は、回転ホイールに関連する吸引装置を使用して、第２のタイをウェブの上面に一時的に固定するステップをさらに含み得る。
【００１１】
いくつかの実施形態では、本方法は、第１のタイを該第１のタイの中心線に沿って切断して、第１のフェイスマスク上にトレーリングタイを形成し、第１のフェイスマスクに隣接する第２のフェイスマスクにリーディングタイを形成するステップを含み得る。ウェブ及び第１のタイのそれぞれが第１のタイの交差方向の幅に沿って切断される前に、第１のタイがウェブに取り付けられるように、切断ステーションは、タイ取り付けステーションの機械方向の下流側に配置され得る。ウェブ及び第１のタイを切断してフェイスマスクを形成するステップは、フェイスマスクが１分間当たり２００個ないし７００個の製造速度で製造されるような速度で繰り返し行われ得る。
【００１２】
本発明の態様によれば、製造ラインにおいて繊維製品のウェブからフェイスマスクを製造する自動化されたシステムが提供される。本システムは、ウェブを機械方向に沿って搬送するコンベヤシステムを含む。本システムはまた、第１のタイをウェブに、該第１のタイが機械方向に直交する交差方向に延在するように取り付けるように構成されたタイ取り付けステーションを含む。本システムはまた、タイ取り付けステーションに、またはタイ取り付けステーションの機械方向の下流側に配置され、ウェブ及び第１のタイのそれぞれを、第１のタイの交差方向の長さに沿って切断するように構成された切断ステーションを含む。いくつかの実施形態では、タイ取り付けステーションは、超音波接合装置を含む。
【００１３】
加えて、いくつかの実施形態では、切断ステーションは、切断ドラムとブレードとを含み、切断ドラムは、交差方向に延びる軸を中心として回転可能に設けられ得る。ブレードは、切断ドラムの外周面に取り付けられ交差方向に延在し得る。いくつかの実施形態では、切断ステーションは、タイ取り付けステーションの機械方向の下流側に配置され得る。
【００１４】
いくつかの実施形態では、コンベヤシステムは、円周面を有し、かつ交差方向に延びる軸を中心として回転可能な回転ホイールを含み得る。いくつかの実施形態では、回転ホイールは、回転ホイールの円周面に隣接して配置された吸引口を有する吸引装置を含み得る。本明細書で使用する場合、「隣接」は、近い位置にあること、接近していること、接していることを意味する。コンベヤシステムは、回転ホイールに隣接して配置され、ウェブ供給ステーションにおいてウェブを回転ホイール上に供給するように構成されたリニアコンベヤをさらに含み得る。タイ取り付けステーションは、回転ホイールの円周面に隣接して、かつウェブ供給ステーションの機械方向の下流側に配置され得る。
【００１５】
本発明の態様によれば、製造ラインにおいて繊維製品のウェブからフェイスマスクを製造する自動化されたシステムが提供される。本システムは、ウェブを機械方向に搬送するための搬送手段を含む。本システムはまた、第１のタイをウェブに、該第１のタイが機械方向に直交する交差方向に延在するように取り付けるためのタイ取り付け手段を含む。本システムはまた、タイ取り付け手段に、またはタイ取り付け手段の機械方向の下流側に配置され、ウェブ及び第１のタイのそれぞれを、ウェブの交差方向の幅にわたって、かつ第１のタイの交差方向の長さに沿って切断するための切断手段を含む。
【００１６】
いくつかの実施形態では、本システムは、円周面を有する回転ホイールと、第１のタイを回転ホイールの円周面上に、該第１のタイが交差方向に延在するように配置するための第１のタイ配置手段と、をさらに含み得る。本システムは、ウェブを、回転ホイールの円周面上に配置された第１のタイの上に供給するためのウェブ供給手段をさらに含み得る。本システムは、ウェブが第１のタイと第２のタイの間に配置されるように、ウェブの表面に第２のタイを配置するための第２のタイ配置手段をさらに含み得る。ウェブ供給手段は、第１のタイ配置手段の機械方向の下流側に配置され得る。第２のタイ配置手段は、ウェブ供給手段の機械方向の下流側に配置され得る。タイ取り付け手段は、ウェブ供給手段の機械方向の下流側に配置され得る。切断手段は、タイ取り付け手段の機械方向の下流側に配置され得る。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
当業者を対象にした本開示の完全かつ実現可能な開示（ベストモードを含む）が、添付図面を参照して、本明細書の残りの部分により詳細に説明される。
【００１８】
【図１】本開示の態様によるフェイスマスクを製造するためのシステムの一実施形態の側面図
【図２Ａ】図１の２Ａ−２Ａ線に沿った図
【図２Ｂ】図１の２Ｂ−２Ｂ線に沿った図
【図２Ｃ】図１の２Ｃ−２Ｃ線に沿った図
【図２Ｄ】図１の２Ｄ−２Ｄ線に沿った図
【図３】本開示の態様によるフェイスマスクを製造するためのシステムの別の実施形態の側面図
【図４】図１に示した実施形態の一部の側面図
【図５】本開示の態様によるフェイスマスクを製造する方法を説明するためのフロー図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１を参照すると、製造ラインにおいて、繊維製品のウェブ１２からフェイスマスク７０を製造するための自動化されたシステム１０の一実施形態が示されている。システム１０は、繊維製品のウェブ１２を機械方向（machine direction）１４に沿って搬送するコンベヤシステムまたはコンベヤ手段であり得る。一般に、コンベヤシステムは、円筒形状を有するローラを含み、ウェブ１２は、該ウェブの各周縁部の周りでローラと接触する。あるいは、コンベヤシステムは、例えば真空コンベヤなどの、物品コンベヤの任意の適切な態様を含み得る。本発明の目的のために、「織物製品」という用語は、個々の繊維または糸が、規則的な繰り返し態様ではなく交絡された構造を有するウェブ（一般に「不織ウェブ」と呼ばれる）を含む。不織ウェブは、従来、例えばメルトブローン法、スパンボンド法、及びボンデッドカーデッドウェブ法などの様々な方法によって作製されてきた。「メルトブローン繊維」という用語は、溶融した熱可塑性材料を、通常は円形の断面形状を有する複数の微細なダイキャピラリから溶融糸または溶融フィラメントとして、高速の収束ガス（例えば空気）流の中に押し出し、該ガス流によって、熱可塑性材料である溶融糸または溶融フィラメントの直径をマイクロ繊維（超極細繊維）の直径の程度にまで縮径させることにより形成された繊維を指す。メルトブローン繊維は、その後、高速ガス流によって運ばれて収集面上に堆積し、これにより、ランダムに分散したメルトブローン繊維のウェブが形成される。「スパンボンド」という用語は、溶融した熱可塑性材料を、スピナレット（紡糸口金）の通常は円形の断面形状を有する複数の微細なキャピラリからフィラメント（細繊維）として押し出した後、例えばリダクティブドローイング（reductive drawing）または他の公知のスパンボンディング技術によって、押し出されたフィラメントの直径を急激に縮径させることにより形成された小径の繊維を指す。
【００２０】
コンベヤシステムまたはコンベヤ手段は、円周面１８を有し、かつ機械方向１４に直交する交差方向（cross-machine direction）２２に延びる軸２０を中心として回転可能な回転ホイール１６を含み得る。図１は側面図であるので、交差方向２２は、図１の視野面内に延びている（図１の２Ａ−２Ａ線に沿った図である図２Ａを参照）。
【００２１】
また、システム１０は、第１のタイ２６を第１のタイ供給源２８から回転ホイール１６へ搬送するように構成された第１のリニアコンベヤ２４を含み得る。例えば、第１のリニアコンベヤ２４は、等間隔に並んだ一連の第１のタイ２６を第１のタイ供給源２８から回転ホイール１６へ搬送するように構成され得る。図２Ａは、図１の２Ａ−２Ａ線に沿った図である。図２Ａを参照すると、第１のタイ２６は、第１のリニアコンベヤ２４上に、機械方向１４に等間隔に配置されている。
【００２２】
図１を参照すると、システム１０はまた、第１のタイ２６を回転ホイール１６の円周面１８上に、第１のタイ２６が交差方向２２に延在するように配置する（図２Ａ参照）ための第１のタイ配置手段３０を含み得る。第１のタイ配置手段３０は、第１のタイ配置ステーション３１に配置されている。いくつかの実施形態では、第１のタイ配置手段３０は、第１のリニアコンベヤ２４と回転ホイール１６との両方に隣接して配置されたローラを含み、このローラによって第１のタイ２６は回転ホイール１６の表面に押し付けられる。他の実施形態では、第１のタイ配置手段３０は、第１のリニアコンベヤ２４から第１のタイ２６をピックアップして回転ホイール１６の円周面１８上に配置するように構成されたロボットアーム（図４に示すロボットアームと同様のもの）を含み得る。
【００２３】
回転ホイール１６は、第１のタイ２６を回転ホイール１６の円周面１８上に一時的に固定するための一時的固定手段３２を含み得る。例えば、回転ホイール１６は、回転ホイール１６の円周面１８に隣接して配置された吸引口を有する吸引装置３４を含み得る。吸引装置３４は、ポンプなどの真空源に流体接続された制御／吸引ラインを介して、真空吸引を行う。図１に示すように、回転ホイール１６は、複数の吸引装置３４を含み得る。例えば、回転ホイール１６は、円周面１８に沿って等間隔に配置された複数の吸引装置３４を含み得る。他の実施形態では、一時的固定手段３２は、クリップ、ロボットアーム、接着面、及び／または第１のタイ２６を円周面１８上に一時的に固定するための任意の他の適切な手段を含み得る。
【００２４】
コンベヤシステム１０は、ウェブ供給ステーション３８に配置され、ウェブ１２を回転ホイール１６の円周面１８上に搬送するように構成されたウェブ供給手段３６をさらに含み得る。例えば、ウェブ供給手段３６は、ウェブ１２の底面４０が第１のタイ２６に接触するようにして、ウェブ１２を第１のタイ２６の上に搬送する。いくつかの実施形態では、コンベヤシステムは、回転ホイール１６に隣接して配置され、ウェブ供給ステーション３８において回転ホイール１６にウェブ１２を供給するように構成された第２のリニアコンベヤ４２を含み得る。ウェブ供給手段３６は、回転ホイール１６と第２のリニアコンベヤ４２との両方に隣接して配置されたローラを含み得る。図２Ｂは、図１の２Ｂ−２Ｂ線に沿った図である。分かりやすくするために、図２Ｂでは、ウェブ供給手段３６は省略している。図２Ｂに示すように、ウェブ供給ステーション３８において、ウェブ１２は、ウェブ１２の底面４０（図１）が第１のタイ２６に接触するようにして、第１のタイ２６の上に搬送される。これにより、第１のタイ２６は、ウェブ１２と回転ホイール１６の円周面１８との間に位置することとなる。ウェブ１２及び第１のタイ２６は、回転ホイール１６の円周面１８の一部に沿って移動する。
【００２５】
さらに、図１に示した実施形態を参照すると、機械方向１４は、ウェブ１２が移動する方向に相対的であることを理解されたい。したがって、回転ホイール１６の円周面１８に沿っては、機械方向１４は円周面１８に対する接線方向である。しかしながら、第１のリニアコンベヤ２４に沿っては、機械方向１４は、ウェブ１２を搬送する特定のリニアコンベヤの表面に対して平行である。同様に、交差方向２２は、機械方向１４に直交する。図１は側面図であるので、交差方向２２は、図１の視野面内に延びている（図２Ａ参照）。
【００２６】
図１を参照すると、コンベヤシステム１０は、第２のタイ４６を第２のタイ供給源４８から回転ホイール１６へ搬送するように構成された第３のリニアコンベヤ４４をさらに含み得る。例えば、第３のリニアコンベヤ４４は、等間隔に並んだ一連の第２のタイ４６を第２のタイ供給源４８から回転ホイール１６へ搬送するように構成され得る。システム１０はまた、第２のタイ配置ステーション５１に配置され、第２のタイ４６を回転ホイール１６の円周面１８上に配置する第２のタイ配置手段５０を含み得る。例えば、第２のタイ配置手段５０は、第２のタイ４６をウェブ１２の上面５２に、第２のタイ４６が交差方向２２に延在し、かつ第１のタイ２６（図２Ｃ参照）と重なり合うように配置する。
【００２７】
例えば、第２のタイ配置手段５０は、第３のリニアコンベヤ４４と回転ホイール１６との両方に隣接して配置されたローラを含み、このローラによって第２のタイ４６は回転ホイール１６の円周面１８に押し付けられる。他の実施形態では、第２のタイ配置手段５０は、第３のリニアコンベヤ４４から第２のタイ４６をピックアップして回転ホイール１６の円周面１８上に配置するように構成されたロボットアーム（図４参照）を含み得る。例えば、第２のタイ配置手段５０は、第２のタイ４６をウェブ１２の上面５２に、第２のタイ４６が第１のタイ２６の一部と重なり合うようにして、または、いくつかの実施形態では、第２のタイ４６が第１のタイ２６の全体と重なり合うようにして配置するように構成され得る。
【００２８】
図２Ｃは、図１の２Ｃ−２Ｃ線に沿った図である。図２Ｃは、ウェブ１２が、第１のタイ２６と第２のタイ４６との間に配置された状態を示す。図２Ｃに示すように、第２のタイ４６は、第１のタイ２６の上に配置されたウェブ１２の上面５２（図１）に配置される。上述したように、第１のタイ２６は、一時的固定手段３２を用いて回転ホイール１６の円周面１８に一時的に固定される。分かりやすくするために、図２Ｃでは、一時的固定手段３２（図１参照。以下でも説明する）は省略している。いくつかの実施形態では、第１のタイ２６及び第２のタイ４６は、機械方向１４及び交差方向２２の両方向において互いに重なり合う。例えば、いくつかの実施形態では、第１のタイ２６は、機械方向１４における第１のタイ２６の幅４７の大部分にわたって、第２のタイ４６と重なり合う。いくつかの実施形態では、第２のタイ４６は、第１のタイ２６の幅４７と略同一の幅４９を有し、機械方向１４における第１のタイ２６の縁部及び第２のタイ４６の縁部は、実質的に互いに整列される。同様に、第１のタイ２６は、第２のタイ４６の長さ５５と略同一の長さ５３を有し、交差方向２２における第１のタイ２６の端部及び第２のタイ４６の端部は、実質的に互いに整列され、第１のタイ２６は第２のタイ４６によって覆われる。しかしながら、他の実施形態では、第１のタイ２６及び第２のタイ４６は、互いに完全に重なり合わない。例えば、いくつかの実施形態では、図２Ｃに示すように、第１のタイ２６及び第２のタイ４６は、第１のタイ２６の機械方向１４の幅４７の半分未満にわたって互いに重なり合う。同様に、いくつかの実施形態では、図２Ｃに示すように、第１のタイ２６の端部及び第２のタイ４６の端部は、交差方向２２において互いにオフセットされている。
【００２９】
図１を参照すると、システム１０はまた、タイ取り付けステーション５４に配置されたタイ取り付け手段５６を含み得る。タイ取り付け手段５６は、回転ホイール１６の円周面１８に隣接して、かつウェブ供給ステーション３８の機械方向１４の下流側に配置され得る。タイ取り付け手段５６は、図２Ｃに示すように、第１のタイ２６をウェブ１２に、第１のタイ２６が機械方向１４に直交する交差方向２２に延在するように取り付けるように構成され得る。タイ取り付け手段５６はまた、第１のタイ２６を第２のタイ４６に取り付けるように構成され得る。例えば、いくつかの実施形態では、タイ取り付け手段５６は、超音波接合装置を含み得る。他の実施形態では、タイ取り付け手段５６は、任意の適切な技術を用いて第１のタイ２６をウェブ１２及び／または第２のタイ４６に取り付けるように構成され得る。例えば、タイ取り付け手段５６は、タイ及び／またはウェブの各繊維を互いに融解または縫合する。例えば、他の実施形態では、タイ取り付け手段５６は、タイ及び／またはウェブの各繊維の間に接着剤を塗布しは硬化させる。
【００３０】
システム１０はまた、切断手段６０を有する切断ステーション５８を含み得る。いくつかの実施形態では、切断手段６０は、第４のリニアコンベヤ５７に隣接して配置され、回転ホイール１６は、タイ取り付け手段５６が第１のタイ２６及び第２のタイ４６をウェブ１２に取り付けた後に、そのウェブ１２を第４のリニアコンベヤ５７上へ搬送する。他の実施形態では、切断ステーション５８は、回転ホイール１６に隣接して配置され得る。いくつかの実施形態では、切断手段６０及び切断ステーション５８は、タイ取り付けステーション５４に、またはタイ取り付けステーション５４の機械方向１４の下流側に配置され得る。
【００３１】
切断手段６０は、ウェブ１２及び第１のタイ２６のそれぞれを、第１のタイ２６の交差方向２２の長さ５３に沿って切断するように構成され得る（図２Ｄ参照）。いくつかの実施形態では、切断手段６０は、ウェブ１２及び第２のタイ４６のそれぞれを、第２のタイ４６の交差方向２２の長さ５５に沿って切断するように構成され得る（図２Ｄ参照）。例えば、切断手段６０は、切断ドラム６２とブレード６４とを含み得る。切断ドラム６２は、交差方向２２に延びる軸を中心として回転可能に設けられ得る。ブレード６４は、ブレード６４の長さが交差方向２２に延びるように、切断ドラムの外面に取り付けられる。ウェブ１２が切断ステーション５８を通過すると、切断ドラム６２は、ウェブ１２及び第１のタイ２６のそれぞれをウェブ１２の交差方向２２の長さ５３に沿って切断するように、ウェブ１２の速度に関連する速度で回転する。上述したように、いくつかの実施形態では、切断ドラム６２は、ウェブ１２及び第２のタイ４６のそれぞれを、第２のタイ４６の交差方向２２の長さ５５に沿って切断する。
【００３２】
図２Ｄは、図１の２Ｄ−２Ｄ線に沿った図である。図２Ｄに示すように、切断手段６０は、ウェブ１２及び第１のタイ２６を切断して、フェイスマスク７０を形成するように構成され得る。例えば、いくつかの実施形態では、第１のタイ２６は、交差方向２２に延びる中心線７２（図２Ｃ）を有し、切断手段６０は、第１のタイ２６の中心線７２に沿ってウェブ１２及び第１のタイ２６のそれぞれを切断するように構成され得る。ウェブ１２及び第１のタイ２６を切断することによって、第１のフェイスマスク７０上にトレーリングタイ７４（trailing tie）が形成され、第１のフェイスマスク７０に隣接する第２のフェイスマスク７０上にリーディングタイ７６（leading tie）が形成される。いくつかの実施形態では、切断手段６０は、第２のタイ４６の一部がリーディングタイ７６に関連し、第２のタイ４６の一部がトレーリングタイ７４に関連するように、第２のタイ４６を切断するように構成され得る。図２Ｄに示すように、このことにより、各フェイスマスク７０は、リーディングタイ７６及びトレーリングタイ７４を有することとなる。
【００３３】
図１を参照すると、切断手段６０でウェブ１２及び第１のタイ２６を切断して、ウェブ１２から分離したフェイスマスク７０を形成した後、そのフェイスマスク７０はさらに処理及び／または包装される。例えば、フェイスマスク７０は、容器７８内に収集される。他の実施形態では、フェイスマスク７０を輸送のためにパッケージまたは容器７８内に収容または配置する前に、追加の包装ステップが実施され得る。
【００３４】
図１を参照すると、いくつかの実施形態では、ウェブ供給手段３６は、第１のタイ配置手段３０の機械方向１４の下流側に配置され得る。いくつかの実施形態では、第２のタイ配置手段５０は、ウェブ供給手段３６の機械方向１４の下流側に配置され得る。いくつかの実施形態では、タイ取り付け手段５６は、ウェブ供給手段３６の機械方向１４の下流側に配置され得る。いくつかの実施形態では、切断手段６０は、ウェブ供給手段３６の機械方向１４の下流側に配置され得る。いくつかの実施形態では、ウェブ１２及び第１のタイ２６のそれぞれがウェブ１２の交差方向２２の幅にわたって切断される前に、第１のタイ２６がウェブ１２に取り付けられるように、切断ステーション５８はタイ取り付けステーション５４の機械方向１４の下流側に配置され得る。
【００３５】
いくつかの実施形態では、システム１００は、回転ホイール１６を含まない。図３を参照すると、システム１００は、上記の実施形態と同様に、第１のタイ配置ステーション３１、ウェブ供給ステーション３８、第２のタイ配置ステーション５１、タイ取り付けステーション５４、及び／または切断ステーション５８を含み得る。各ステーションは、一般に、上述したような各手段により構成され得る。しかしながら、この実施形態では、各ステーションは、メインコンベヤ８０または一連のコンベヤに沿って配置されている。この実施形態では、第１のタイ配置ステーション３１は、上記の実施形態と同様に、第１のタイ２６をメインコンベヤ８０上に配置するための第１のタイ配置手段３０を含み得る。第１のタイ配置手段３０は、例えばコンベヤの表面上に第１のタイ２６を配置するように構成されたローラまたはロボットアームであり得る。第１のタイ配置手段３０は、図１に示した実施形態で説明した第１のタイ配置手段３０と同様に機能し得る。ウェブ供給ステーション３８は、ウェブ１２を、メインコンベヤ８０上の第１のタイ２６の上に供給するように構成されたウェブ供給手段３６を含み得る。ウェブ供給手段３６は、図１に示した実施形態で説明したウェブ供給手段３６と同様に機能し得る。第２のタイ配置ステーション５１は、ウェブ１２の上に第２のタイ４６を配置するように構成された第２のタイ配置手段５０と、第２のリニアコンベヤ４２とを含み得る。第２のタイ配置手段５０は、図１に示した実施形態で説明した第２のタイ配置手段５０と同様に機能し得る。図１を参照して説明した図２Ａ−図２Ｄは、それぞれ図３の２Ａ−２Ａ線、２Ｂ―２Ｂ線、２Ｃ−２Ｃ線、及び２Ｄ−２Ｄ線に沿った図を同様に表す。しかしながら、図３に示す実施形態では、ウェブ１２、第１のタイ２６、及び第２のタイ４６が載置される各支持構造（例えば、図２Ａの第１のリニアコンベヤ２４、図２Ｂの回転ホイール１６の円周面１８など）は、メインコンベヤ８０である。
【００３６】
いくつかの実施形態では、システム１０またはシステム１００は、タイ製造プロセスの実行を監視及び制御するように構成されたコントローラ（図示せず）を含み得る。コントローラは、様々なコンピュータ実装機能を実行するように構成された１以上のプロセッサ及びそれに関連するメモリデバイスを含み得る。本明細書で使用する場合、「プロセッサ」という用語は、当分野ではコンピュータに含まれると言及される集積回路を指すだけでなく、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロコンピュータ、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、及び他のプログラム可能な回路も指す。加えて、各コントローラのメモリデバイスは、一般に、メモリ要素を含み得る。このようなメモリ要素には、これに限定しないが、コンピュータ可読媒体（例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ））、コンピュータ可読不揮発性媒体（例えば、フラッシュメモリ）、ＣＤ−ＲＯＭ、光磁気ディスク（ＭＯＤ）、ＤＶＤ、及び／または他の適切なメモリ素子が含まれる。このようなメモリデバイスは、一般に、プロセッサによって実行されたときに各コントローラに様々なコンピュータ実装機能を実行させる適切なコンピュータ可読命令を格納するように構成され得る。
【００３７】
いくつかの実施形態では、コントローラは、第１のリニアコンベヤ２４、第１のタイ配置手段３０、第２のリニアコンベヤ４２、回転ホイール１６、ウェブ供給手段３６、第３のリニアコンベヤ４４、第２のタイ配置手段５０、タイ取り付けステーション５４、タイ取り付け手段５６、または切断ステーション５８のうちの少なくとも１つの速度または動作を制御するように構成され得る。例えば、いくつかの実施形態では、コントローラは、第２のタイ配置手段５０の動作を制御して、上述したように、第２のタイ４６を第１のタイ２６と重なり合うように配置する。例えば、図４を参照して、一実施形態では、第２のタイ配置手段５０は、第１のタイ２６の位置を検知するように構成されたセンサ８２（例えば、カメラなどの視覚センサ）を含み得る。コントローラは、センサ８２と通信可能に接続され、センサ８２から受信した信号に基づいて第２のタイ配置手段５０の動作を制御するように構成され得る。例えば、いくつかの実施形態では、第２のタイ配置手段５０はローラであり、コントローラは、センサ８２から受信した信号に基づいてローラ及び第３のリニアコンベヤ４４の少なくとも一方の速度を制御して、図１に示したシステム１０の実施形態を参照して上述したように、第２のタイ４６を、第１のタイ２６と完全に重なり合うように、または第１のタイ２６と部分的に重なり合うように、または任意の他の態様で、ウェブ１２上に配置する。
【００３８】
図４を参照して、他の実施形態では、第２のタイ配置手段５０は、ロボットアーム８４であり、コントローラは、センサ８２から受信した信号に基づいてロボットアーム８４の動作を制御するように構成され得る。例えば、コントローラは、ロボットアーム８４に関連する１以上のサーボまたはアクチュエータと通信可能に接続され得る。ロボットアーム８４は、ロボットアーム８４が第３のリニアコンベヤ４４から第２のタイ４６をピックアップする第１の位置８６（点線で示す）と、ロボットアーム８４が第２のタイ４６を回転ホイール１６の円周面１８上のウェブ１２及び第１のタイ２６の上に配置する第２の位置８８との間で移動可能であり得る。
【００３９】
さらに、コンベヤ２４、４２、４４、５７は本明細書では「リニア」コンベヤと呼んでいるが、任意の適切な構成のコンベヤを使用してもよいことを理解されたい。例えば、いくつかの実施形態では、リニアコンベヤ２４、４２、４４、５７のうちの１以上は、回転ホイール１６と同様の回転コンベヤであってよく、その場合は回転ホイール１６と同様に、フェイスマスク７０の様々な構成要素を回転コンベヤの円周面１８に固定するための吸引装置３４を含み得る。
【００４０】
いくつかの実施形態では、システム１０またはシステム１００は、第２のタイ配置手段５０、第２のタイ配置ステーション５１、及び／または第２のタイ４６を含まない。例えば、このような実施形態では、システムは、タイをウェブ１２の片面にのみ取り付けるように構成され得る。例えば、一実施形態では、システムは、タイをウェブ１２の底面４０にのみ取り付けるように構成され得る。しかしながら、別の実施形態では、システムは、タイをウェブ１２の上面５２にのみ取り付け、ウェブ１２の底面４０にはタイを取り付けないように構成され得る。例えば、このような実施形態では、第１のタイ２６はウェブ１２の上面５２に沿って配置して取り付けるように、第１のタイ配置手段３０は、ウェブ供給手段３６の下流側に配置され得る。本明細書の開示に基づいてさらなる他の変形が可能であることは、当業者であれば理解するであろう。
【００４１】
図５を参照すると、製造ラインにおいて、繊維製品のウェブからフェイスマスクを製造するための自動化された方法２００が示されている。上述の実施形態を参照して説明したが、自動化された方法２００は、これらの実施形態に限定されない。さらに、図５は、例示及び考察のために特定の順序で実行されるステップを示しているが、方法２００は、特定の順序または配列に限定されない。本明細書により提供された開示を使用する当業者であれば、本開示の範囲から逸脱することなく、方法２００の様々なステップを省略し、並び替え、組み合わせ、及び／または様々な方法で適合させることができることを理解するであろう。
【００４２】
方法２００は、製造ラインにおいて繊維製品のウェブ１２を機械方向１４に沿って搬送するステップ２０２を含み得る。方法２００はまた、タイ取り付けステーション５４において、第１のタイ２６をウェブ１２に、第１のタイ２６が機械方向１４に直交する交差方向２２に延在するように取り付けるステップ２０４を含み得る。方法２００はまた、ウェブ１２から分離したフェイスマスク７０を形成するために、切断ステーション５８において、ウェブ１２及び第１のタイ２６を、ウェブ１２の交差方向２２の幅にわたって交差方向２２に切断するステップ２０６を含み得る。いくつかの実施形態では、ウェブ１２及びフェイスマスク７０のいずれも、第１のタイ２６を取り付ける前に回転させない。いくつかの実施形態では、取り付けステップ２０４は、切断ステップ２０６の前に行われ得る。
【００４３】
方法２００は、１分間当たり少なくとも２００個の製造速度でフェイスマスクが製造されるような速度で実施される。より具体的には、ウェブ及び第１のタイを切断してフェイスマスクを形成するステップは、フェイスマスクが１分間当たり約２００個ないし約７００個の製造速度で製造されるような速度で繰り返し行われる。例えば、いくつかの実施形態では、方法２００は、１分間当たり約３００個ないし約６００個の製造速度、ある実施形態では約４００個ないし約５００個の製造速度でフェイスマスクが製造されるような速度で実施される。
【００４４】
図示及び上述した特定の内容は、本発明の主題の様々な例示的な実施形態を説明及び教示するためのものであり、本発明の限定を意図するものではない。添付した特許請求の範囲に記載されているように、本発明の範囲は、当業者が想到可能な改変形態及び変更形態と共に、本明細書に記載した様々な特徴の組み合わせ及びサブコンビネーションの両方を包含する。
【図１】
2019534390.tif 000003
【図２Ａ】
2019534390.tif 000004
【図２Ｂ】
2019534390.tif 000005
【図２Ｃ】
2019534390.tif 000006
【図２Ｄ】
2019534390.tif 000007
【図３】
2019534390.tif 000008
【図４】
2019534390.tif 000009
【図５】
2019534390.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成30年8月6日(2018.8.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
製造ラインにおいて繊維製品のウェブからフェイスマスクを製造する自動化された方法であって、
前記製造ラインにおいて、前記ウェブを機械方向に沿って搬送するステップと、
タイ取り付けステーションにおいて、第１のタイを前記ウェブに、該第１のタイが前記機械方向に直交する交差方向に延在するように取り付けるステップと、
前記ウェブから分離したフェイスマスクを形成するために、切断ステーションにおいて、前記ウェブ及び前記第１のタイのそれぞれを前記ウェブの前記交差方向の幅にわたって前記交差方向に切断するステップと、を含む方法。
【請求項２】
前記切断ステーションは、前記タイ取り付けステーションの前記機械方向の下流側に配置される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ウェブ及び前記フェイスマスクのいずれも、前記第１のタイを取り付ける前に回転させない、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第１のタイを前記ウェブに取り付ける前記ステップは、
前記ウェブの上面と反対側の前記ウェブの底面に、前記第１のタイを取り付けるステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
第２のタイを前記ウェブの前記上面に、該第２のタイが前記交差方向に延在し、かつ前記第１のタイと重なり合うように取り付けるステップをさらに含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記第１のタイを前記ウェブに取り付ける前記ステップは、前記第１のタイを前記ウェブに超音波接合するステップを含み、
前記第２のタイを前記ウェブに取り付ける前記ステップは、前記第２のタイを前記ウェブに超音波接合するステップを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
第２のタイを前記第１のタイに取り付けるステップをさらに含む、請求項４に記載の方法。
【請求項８】
前記タイ取り付けステーションの前記機械方向の上流側に配置されたウェブ供給ステーションにおいて、前記ウェブを回転ホイールの円周面上に供給するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記ウェブ供給ステーションにおいて前記ウェブを前記回転ホイールの前記円周面上に供給する前に、第１のタイ配置ステーションにおいて前記第１のタイを前記回転ホイールの前記円周面上に一時的に固定するステップをさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１のタイは、前記回転ホイールに関連する吸引装置によって前記回転ホイールの前記円周面上に一時的に固定される、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記ウェブを前記回転ホイール上に供給する前記ステップは、前記ウェブの底面が前記第１のタイに接触するようにして、前記ウェブを前記第１のタイの上に搬送するステップを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
第２のタイを前記ウェブの上面に、該第２のタイが前記交差方向に延在し、かつ前記第１のタイと重なり合うように配置するステップをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記回転ホイールに関連する吸引装置を使用して、前記第２のタイを前記ウェブの前記上面に一時的に固定するステップをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記ウェブ及び前記第１のタイのそれぞれを切断する前記ステップは、
前記第１のタイを該第１のタイの中心線に沿って切断して、第１のフェイスマスク上にトレーリングタイを形成し、前記第１のフェイスマスクに隣接する第２のフェイスマスクにリーディングタイを形成するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記ウェブ及び前記第１のタイのそれぞれが前記第１のタイの前記交差方向の幅に沿って切断される前に、前記第１のタイが前記ウェブに取り付けられるように、前記切断ステーションは、前記タイ取り付けステーションの前記機械方向の下流側に配置される、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記ウェブ及び前記第１のタイを切断して前記フェイスマスクを形成する前記ステップは、前記フェイスマスクが１分間当たり２００個ないし７００個の製造速度で製造されるような速度で繰り返し行われる、請求項１に記載の方法。
【国際調査報告】
2019534390.tif 000011
2019534390.tif 000012