(57)【要約】溶融紡糸装置（２４）から排出される空気を集めて管理するシステム（１２）および方法。空気管理システム（１２）は、第１の内部空間（１３７、１３９、１４１、１４５）を画定する外部ハウジング（１３６）と、排出された空気を受け取って第１の内部空間（１３７、１３９、１４１、１４５）に入れる取込口（５７）と、空気を排出する排気口（６４）とを含む。第１の内部空間（１３７、１３９、１４１、１４５）内には、排気口（６４）と流体を通すようにつながった第２の内部空間（１３８ａ）を画定する内部ハウジング（１３８）と、第１および第２の内部空間を流体的につなげる開口（１４６）とが配置されている。空気管理システム（１２）は、第１の内部空間（１３７、１３９、１４１、１４５）の内側にある、第１の内部空間（１３７、１３９、１４１、１４５）から第２の内部空間（１３８ａ）への空気流を制御する流れ制御デバイス（４１、４２、４３、４４）と、第１の内部空間（１３７、１３９、１４１、１４５）の外側で取込口（５７）の近くにある、幅方向に延び、取込口（５７）を流れ方向において２つの部分に分割する風向部材（３７、３８）とを含む。
2005517096.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流れ方向に移動しているコレクタ上に材料のフィラメントを排出するように構成された溶融紡糸装置の下に配置し、該溶融紡糸装置から排出された空気を集めるエアハンドラであって、
第１の内部空間を画定する複数の第１の壁を有する外部ハウジングであって、該複数の第１の壁の１つは、前記排出された空気を前記第１の内部空間に入れるために前記コレクタの下に配置された取込口を有し、前記複数の第１の壁の別の１つは、前記排出された空気を排気する排気口を有する外部ハウジングと、
前記第１の内部空間に配置され、前記外部ハウジングの前記排気口と流体を通すようにつながった第２の内部空間を画定する複数の第２の壁を有する内部ハウジングであって、該内部ハウジングの該複数の第２の壁の１つは、長寸法が幅方向に延びる、前記第１の内部空間を前記第２の内部空間と流体を通すようにつなげる細長いスロットを有する、内部ハウジングと、
前記第１の内部空間に配置される第１の調節可能な流れ制御デバイスであって、前記排出された空気の流れを前記第１の内部空間と前記第２の内部空間の間で制御するように動作可能な第１の流れ制御デバイスとを備えるエアハンドラ。
【請求項２】
前記第１の内部空間はフローチャンバと、該フローチャンバと流体を通すようにつながった空気入口ポートと前記孔の間に延びる第１のプレナムとを含み、前記フローチャンバは、前記取込口と前記内部ハウジングの間に配置され、前記第１の調節可能な流れ制御デバイスは、前記第１のプレナムの前記空気入口ポートの近くに配置されて、前記フローチャンバから前記空気入口ポートを通って前記第１のプレナムに入る前記排出された空気の流れを制御する請求項１に記載のエアハンドラ。
【請求項３】
前記第１の内部空間は、前記フローチャンバと前記孔の間に延びる第２のプレナムを含み、該第２のプレナムは、前記第１のプレナムから流体的に隔絶されている請求項２に記載のエアハンドラ。
【請求項４】
前記第１の内部空間に配置される第２の調節可能な流れ制御デバイスであって、前記排出された空気の流れを前記第１の内部空間と前記第２の内部空間の間で制御するように動作可能な第２の流れ制御デバイスをさらに備える請求項３に記載のエアハンドラ。
【請求項５】
前記第２の調節可能な流れ制御デバイスは、前記第２のプレナムの前記空気入口ポートの近くに配置されて、前記フローチャンバから前記空気入口ポートを通って前記第２のプレナムに入る前記排出された空気の流れを制御する請求項３に記載のエアハンドラ。
【請求項６】
前記第１の内部空間の外側で前記取込口の近くに配置される風向部材であって、幅方向に延び、前記取込口を前記流れ方向において第１および第２の部分に分割する風向部材をさらに備える請求項１に記載のエアハンドラ。
【請求項７】
前記風向部材は、前記コレクタと回転接触する第１のローラである請求項６に記載のエアハンドラ。
【請求項８】
前記第１の内部空間の略内側で前記取込口の近くに配置される第２のローラであって、少なくとも前記コレクタが前記第１のローラと前記第２のローラの間で回転係合されるように前記第１のローラに対して配置された第２のローラをさらに備える請求項７に記載のエアハンドラ。
【請求項９】
流れ方向に移動しているコレクタ上に材料のフィラメントを排出するように構成された溶融紡糸装置の下に配置し、該溶融紡糸装置から排出された空気を集めるエアハンドラであって、
第１の内部空間を画定する複数の第１の壁を有する外部ハウジングであって、該複数の第１の壁の１つは、前記コレクタの下に配置され、前記排出された空気を前記第１の内部空間に入れる取込口を有し、前記複数の第１の壁の別の１つは、前記排出された空気を排気する排気口を有する外部ハウジングと、
前記第１の内部空間に配置され、前記外部ハウジングの前記排気口と流体を通すようにつながった第２の内部空間を画定する複数の第２の壁を有する内部ハウジングであって、該内部ハウジングの該複数の第２の壁の１つは、長寸法が幅方向に延びる、前記第１の内部空間を前記第２の内部空間と流体を通すようにつなげる細長いスロットを有する内部ハウジングと、
前記第１の内部空間の外側で前記取込口の近くに配置される風向部材であって、幅方向に延び、前記取込口を前記流れ方向において第１および第２の部分に分割する風向部材とを備えるエアハンドラ。
【請求項１０】
前記風向部材は、前記コレクタと回転接触する第１のローラである請求項９に記載のエアハンドラ。
【請求項１１】
前記第１の内部空間の略内側で前記取込口の近くに配置される第２のローラであって、前記コレクタが前記第１のローラと前記第２のローラの間で回転係合されるように前記第１のローラに対して配置された第２のローラをさらに備える請求項１０に記載のエアハンドラ。
【請求項１２】
前記取込口および前記ローラを少なくとも部分的に取り囲むフォーミングチャンバであって、前記コレクタへ向かう材料のフィラメントが通過する処理空間を前記溶融紡糸組立体と前記コレクタの間に設けるフォーミングチャンバをさらに備え、前記取込口の前記第１の部分は前記フォーミングチャンバの内側に配置され、前記取込口の前記第２の部分は前記フォーミングチャンバの外側に配置される請求項１０に記載のエアハンドラ。
【請求項１３】
前記フォーミングチャンバは、該フォーミングチャンバを取り囲む環境から前記処理空間に入る前記排出された空気の流れを規制する有孔計量シートをさらに備える請求項１１に記載のエアハンドラ。
【請求項１４】
前記第１の内部空間に配置される流れ制御デバイスであって、空気の流れを前記第１の内部空間と前記第２の内部空間の間で制御するように動作可能な流れ制御デバイスをさらに備える請求項９に記載のエアハンドラ。
【請求項１５】
流れ方向に移動しているコレクタ上にスパンボンド層を堆積させるシステムであって、
材料のフィラメントを押し出すように動作可能な溶融紡糸装置であって、前記コレクタの垂直方向上方に配置される溶融紡糸装置と、
該溶融紡糸装置から排出された空気を集めるように動作可能な空気管理部とを備え、該エアハンドラは、
前記溶融紡糸装置の真下のフォーミングゾーンに配置される第１のエアハンドラ、第２のエアハンドラおよび前記フォーミングゾーンの上流に配置される第２のエアハンドラ、ならびに該第２のエアハンドラおよび前記フォーミングゾーンの下流に配置される第３のエアハンドラを備え、該エアハンドラの各々は、
第１の内部空間を画定する複数の第１の壁を有する外部ハウジングであって、該複数の第１の壁の１つは、前記コレクタの下に配置され、前記排出された空気を前記第１の内部空間に入れる取込口を有し、前記複数の第１の壁の別の１つは、前記排出された空気を排気する排気口を有する外部ハウジングと、
前記第１の内部空間に配置され、前記外部ハウジングの前記排気口と流体を通すようにつながった第２の内部空間を画定する複数の第２の壁を有する内部ハウジングであって、該内部ハウジングの前記複数の第２の壁の１つは、長寸法が幅方向に延びる、前記第１の内部空間を前記第２の内部空間と流体を通すようにつなげる細長いスロットを有する内部ハウジングとを備え、
前記第２および第３のエアハンドラはそれぞれ、
前記第１の内部空間の外側で前記取込口の対応する１つの近くに配置される風向部材であって、幅方向に延び、前記取込口の前記対応する１つを前記流れ方向において第１および第２の部分に分割する風向部材と、
前記第１の内部空間に配置される調節可能な流れ制御デバイスであって、前記排出された空気の流れを前記第１の内部空間と前記第２の内部空間の間で制御するように動作可能な第１の流れ制御デバイスとを含むシステム。
【請求項１６】
前記溶融紡糸装置と前記コレクタの間に垂直方向に配置されるフィラメント延伸デバイスであって、前記材料のフィラメントを細化するのに十分な空気流を供給するように動作可能なフィラメント延伸デバイスをさらに備える請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記溶融紡糸装置と前記フィラメント延伸デバイスの間に配置される冷却システムであって、冷却空気流を供給して、前記溶融紡糸装置から押し出された前記材料のフィラメントを冷やすように動作可能な冷却システムをさらに備える請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記取込口および前記風向部材を少なくとも部分的に取り囲むフォーミングチャンバをさらに備え、前記溶融紡糸組立体と前記コレクタの間に配置されて、前記コレクタへ向かう材料のフィラメントが通過する処理空間を前記囲いが画定する請求項１５に記載のシステム。
【請求項１９】
前記フォーミングチャンバは、該フォーミングチャンバを取り囲む周囲環境から前記処理空間に入る空気の流れを規制する有孔計量シートをさらに備える請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
流れ方向に移動しているコレクタ上に材料のフィラメントを排出するように構成された装置であって、
材料のフィラメントを押し出すように動作可能な溶融紡糸装置と、
前記溶融紡糸装置と前記コレクタの間に配置されたフィラメント延伸デバイスであって、前記溶融紡糸装置から前記材料のフィラメントを受け取る入口および該材料のフィラメントを前記コレクタに向かって排出する出口を有し、前記材料のフィラメントを細化するのに十分な処理空気流を供給するように動作可能であり、該処理空気流は、前記出口と前記コレクタの間の周囲環境からの二次空気を取り込み搬送するフィラメント延伸デバイスと、
前記コレクタの近くに配置される取込口を有するエアハンドラであって、前記フィラメント延伸デバイスから排出される処理空気および取り込まれ搬送される二次空気を前記取込口を介して集めるエアハンドラと、
前記エアハンドラの前記取込口および前記フィラメント延伸デバイスの前記出口、前記取込口の下流にある入口開口、ならびに前記取込口の上流にある出口開口を少なくとも部分的に取り囲む側壁を有するフォーミングチャンバであって、前記側壁は、前記フィラメント延伸デバイスの前記出口から前記コレクタへ向かう前記材料のフィラメントが通過する処理空間を画定するとともに、取り囲む周囲環境から前記処理空間を分離し、前記入口開口および前記出口開口は、少なくとも前記コレクタが前記処理空間を横切ることができるような寸法であり、前記側壁は、前記周囲環境から前記処理空間に入る空気の流れを規制するように構成された有孔計量シートを含むフォーミングチャンバとを備える装置。
【請求項２１】
前記溶融紡糸装置と前記フィラメント延伸デバイスの間に配置された冷却システムであって、冷却空気流を供給して、前記溶融紡糸装置から押し出された前記材料のフィラメントを冷やすように動作可能な冷却システムをさらに備える請求項２０に記載のシステム。
【請求項２２】
前記取込口の下流に配置された第１の風向部材であって、幅方向に延び、前記入口開口を設けるよう前記取込口と離間している第１の風向部材をさらに備える請求項２０に記載のエアハンドラ。
【請求項２３】
前記取込口の上流に配置された第２の風向部材であって、幅方向に延び、前記出口開口を設けるよう前記取込口と離間している第２の風向部材をさらに備える請求項２２に記載のエアハンドラ。
【請求項２４】
流れ方向に移動しているコレクタ上に材料のフィラメントでできた不織ウェブを堆積させる方法であって、
溶融紡糸組立体から材料のフィラメントを押し出すこと、
前記材料のフィラメントを処理空気流と混合すること、
前記コレクタ上に前記材料のフィラメントを堆積させること、および
前記処理空気を幅方向において略均一に集め、かつ前記流れ方向における空気の流速に対する前記流れ方向における空気の流速の比を選択的に変化させることができる空気管理システムの取込口により前記処理空気を集めることを含む方法。
【請求項２５】
直交する前記幅方向における空気の流速に対する前記流れ方向における空気の流速の比は、前記幅方向におけるフィラメント配向に対する前記流れ方向におけるフィラメント配向の比を与え、前記集めるステップは、
前記流れ方向における空気の流速を調節することをさらに含み、それによって、前記幅方向におけるフィラメント配向に対する前記流れ方向におけるフィラメント配向の前記比を与える請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記流れ方向における前記空気の流速を変えることをさらに含み、それによって、約５：１である第１の比から約１：１である第２の比までの範囲である、前記幅方向におけるフィラメント配向に対する前記流れ方向におけるフィラメント配向を与える請求項２４に記載の方法。
【請求項２７】
前記空気管理システムの前記取込口は、フォーミングゾーン、前記流れ方向において前記フォーミングゾーンから上流にある上流ゾーン、および前記流れ方向において前記フォーミングゾーンから下流にある下流ゾーンを含み、前記集めるステップは、
前記フォーミングゾーンに対して第１の負圧を加えること、
前記上流ゾーンに対して第２の負圧を加えること、および
前記下流ゾーンに対して第３の負圧を加えることをさらに含む請求項２４に記載の方法。
【請求項２８】
前記第２の負圧および前記第３の負圧の少なくとも一方を変えることをさらに含み、それによって、前記流れ方向における集気を変更する請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記第２および第３の負圧の値を検知すること、および
該検知した値に応じて前記第２および第３の負圧を制御することをさらに含む請求項２７に記載の方法。
【請求項３０】
前記制御するステップは、調節可能な流れ制御デバイスの相対的な位置を変化させることをさらに含む請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記取込口をフォーミングチャンバで実質的に囲むことをさらに含む請求項２４に記載の方法。
【請求項３２】
前記フォーミングチャンバを取り囲む周囲環境から該フォーミングチャンバに入る二次空気の流れを規制することをさらに含む請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記集めるステップは、前記幅方向における空気の流速を制御することを含み、それによって、約５．０％未満の均一性を与える請求項２４に記載の方法。
【請求項３４】
前記混合するステップは、前記材料のフィラメントの動く方向に処理空気流を送ることをさらに含み、それにより前記材料のフィラメントを細化する請求項２４に記載の方法。
【請求項３５】
前記送るステップは、前記処理空気流により前記材料のフィラメントを８０００メートル／分より速い線形速度まで加速することをさらに含む請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記処理空気流は、前記コレクタに対して少なくとも第１および第２の垂直方向の間隔を有する出口孔を有するフィラメント延伸デバイスによって供給され、
前記出口孔と前記コレクタの間の前記垂直方向の間隔を第１の垂直方向の間隔から第２の垂直方向の間隔に調節することをさらに含む請求項３４に記載の方法。
【請求項３７】
前記混合するステップは、前記押し出される材料のフィラメントを冷却するために前記溶融紡糸組立体と前記フィラメント延伸デバイスの間に処理空気流を供給することをさらに含む請求項３５に記載の方法。
【請求項３８】
前記混合するステップは、前記送るステップの前に前記押し出される材料のフィラメントを冷却するために前記溶融紡糸組立体と前記フィラメント延伸デバイスの間に処理空気流を供給することをさらに含む請求項２４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［発明の分野］
本発明は、１つまたは複数の熱可塑性ポリマーのフィラメントから不織ウェブおよび積層体を製造する装置および方法に関する。
【０００２】
［関連出願に対する相互参照］
本件出願は、２０００年１２月２８日付で出願された米国出願第０９／７５０，８２０号に関連する。その米国出願は、その内容全体がこの参照により本明細書中に明示的に含まれる。
【０００３】
［発明の背景］
溶融紡糸技術は、不織ウェブおよび多層の積層体または複合体を作製するために日常的に使用されており、これらの積層体または複合体は、様々な消費者製品および工業製品（例えば単用または短期寿命の吸収製品のカバーストック材料、使い捨て防護服、流体濾過媒体、ならびに寝具および敷物類を含む耐用品）に加工されている。スパンボンド工程およびメルトブロー工程を含む溶融紡糸技術は、１種または複数種の熱可塑性ポリマーからなる交絡したフィラメントまたは繊維の１つまたは複数の層から不織ウェブおよび複合体を形成する。スパンボンド工程によって形成される繊維は通常、メルトブロー繊維よりも粗くて硬く、その結果、スパンボンドウェブは通常、メルトブローウェブよりも強度は高いが柔軟性は低い。
【０００４】
メルトブロー工程は通常、１種または複数種の熱可塑性ポリマーでなる一列の細径の半固体状のフィラメントを溶融紡糸装置のメルトブローダイから押し出し、空気によって運ばれている押し出されたフィラメントを高速かつ高温の処理空気により、溶融紡糸装置から排出された直後に細化することを伴う。処理空気は、排出されるフィラメントの両側の連続的な収束シートまたはカーテンとして、またはフィラメント排出出口に関連する個別の流れまたはジェットとして排出されてよい。細化されたフィラメントは次に、比較的低温の処理空気流により冷却され、フィラメント／空気混合物となって流され、形成領域（フォーミングゾーン）に堆積し、装置の流れ方向に移動している基材、ベルト、または別の好適な運搬機等の捕集体（コレクタ）上にメルトブロー不織ウェブを形成する。
【０００５】
スパンボンド工程は通常、１種または複数種の熱可塑性ポリマーでなる複数列の細径の半固体状のフィラメントを溶融紡糸装置の押出ダイ（紡糸口金またはスピンパック等）から押し出すことを伴う。大量の比較的低温の処理空気流が、押し出されたフィラメントの流れに送られて、溶融された熱可塑性ポリマーを冷却することができる。次に高速の比較的低温の処理空気流を用いて、フィラメントを所定の直径まで細化すなわち延伸させて、分子スケールで配向させる。処理空気は、さらされた（immersed）フィラメントから伝わる熱エネルギーによってかなり加熱される。細化したフィラメントは、フィラメント／空気混合物としてフォーミングゾーンへ推進されて、移動しているコレクタ上に不織ウェブまたは積層体の層を形成する。
【０００６】
スパンボンド工程は通常、フィラメントを細化するための高速の処理空気流を供給するフィラメント延伸装置（デバイス）を組み込む。高速空気流による流体抵抗は、各フィラメントを押出ダイからの押出速度よりも遥かに速い線形速度または紡糸速度に加速させ、ダイからフィラメント延伸デバイスの入口へ移動しているフィラメントを細化する張力を加える。フィラメント延伸デバイスを出る高速空気にフィラメントが取り込まれて搬送される際に、いくらかのさらなる細化がフィラメント延伸デバイスの出口とコレクタの間で生じる。従来のフィラメント延伸デバイスは、フィラメントを８０００メートル／分（ｍ／ｍｉｎ）未満の平均線形速度に加速する。
【０００７】
従来のフィラメント延伸デバイスの１つの欠点は、フィラメントを細化するために大量の高速処理空気が必要であることである。さらに処理空気は、空気によって運ばれるフィラメント／空気混合物を取り囲む周囲環境からの過量の二次空気を取り込むすなわち同伴する。同伴される二次空気の量は、フィラメント延伸デバイスを出る処理空気の量および速度に比例する。このような大量の高速処理空気および二次空気は、管理しないでおくと、コレクタ上に堆積するフィラメントを乱す傾向があり、これによりスパンボンドウェブの物理的特性が低下する。
【０００８】
上記のように、大量の処理空気は、メルトブローおよびスパンボンドの両工程中に生じる。さらに、処理空気の多くは加熱され、かつ高速で移動しており、時として音速に達する。処理空気および同伴される二次空気を適切に集めて廃棄しなければ、大量の高速空気が製造装置とその近くの他の機器の周りにいる作業員を妨害する恐れがある。さらに、大量の加熱された処理空気は、不織ウェブや積層体が作製されている周囲の領域を加熱する可能性が高い。結果として、溶融紡糸技術により不織ウェブおよび積層体を製造する際には、この処理空気および同伴される二次空気を集めて廃棄することに注意を払わなければならない。
【０００９】
処理空気および二次空気の管理は、移動しているコレクタ上に堆積されるフィラメントの特性の個別調整（tailoring）に関しても重要である。不織ウェブの幅にわたって、すなわち装置の幅方向に堆積されるフィラメントの分布の均質性は、コレクタベルト上に堆積するフィラメントの周囲の幅方向の空気流の均一性に大きく依存する。幅方向における空気の流速の分布が均一でない場合、フィラメントはコレクタ上に均一に堆積されず、幅方向に均質でない不織ウェブをもたらす。したがって、幅方向における密度、秤量、湿潤性、および流体透過性等の物理的性質が均質な不織ウェブを作製するには、幅方向における空気の流速の変化を最小にすべきである。さらに、管理されない大量の空気は、フォーミングゾーンの上流および下流の繊維の構成にも、それぞれ繊維作製ビーム（fiber-making beam）の上流および下流において影響を及ぼす可能性がある。したがって、不織ウェブの物理的性質が不規則になることを防ぐには、大量の空気の効果的かつ効率的な廃棄が必要である。
【００１０】
コレクタ上に堆積されるフィラメントは、流れ方向（ＭＤ）の平均繊維配向と、直交する幅方向（ＣＤ）の平均繊維配向とを有する。ＭＤ／ＣＤ載置（laydown）比と呼ばれるフィラメント配向の比は、不織ウェブの等方性を示し、不織ウェブの引張強さや柔軟性の方向性を含む不織ウェブの様々な性質に強く影響する。幅方向における空気の流速の分布が均一である場合、流れ方向における空気の流速の分布がＭＤ／ＣＤ載置比を制御することから、大量の処理空気および二次空気の管理に重要な検討事項となる。
【００１１】
溶融紡糸装置が生成する処理空気流および二次空気流を集めて廃棄するために様々な従来の空気管理システムが用いられてきた。ほとんどの従来の空気管理システムは、送風機や真空ポンプ等の空気移動デバイスと、コレクタの下でフォーミングゾーンの近くに配置されて空気を集める取込口、および空気移動デバイスと流体を通すようにつながっており、集めた空気を廃棄する排気口を有する集気ダクトとを含む。これらの従来のシステムのいくつかでは、取込口にかかる負圧が、取込口の入口（threshold）に配置される１つまたは複数の可動ダンパによって制御される。他の従来の空気管理システムでは、集気ダクトがより小さい空気通路の配列に細分され、個々の空気通路が取込口、排気口、およびこの排気口と流体を通すようにつながっており、集めた空気を個々の取込口に引き込む空気移動デバイスを含む。取込口にかかる負の空気圧の制御は、空気通路の１つの排気口にそれぞれ関連付けられた複数の可動ダンパによって行われる。
【００１２】
しかしながら、フォーミングゾーンの近くにおける空気の流速分布を幅方向および流れ方向の両方において同時に制御することは、従来の空気管理システムでは困難であることが分かっている。上述したような従来の空気管理システムは、流れ方向における空気の流速の方向性や対称性を系統的に制御し、その一方で幅方向における空気の流速の比較的均一な分布を維持することが不可能である。特に、そのような従来のシステムにおける可動ダンパは、流れ方向における空気の流速の分布を変えることが不可能であるか、または幅方向における空気の流速の均一性を大幅に低下させることなく流れ方向における空気の流速の分布を変えることができない。結果として、従来の空気管理システムには、ＭＤ／ＣＤ載置比を効果的に制御するために流れ方向における空気の流速の分布を選択する能力がない。したがって、そのような従来の空気管理システムを用いる溶融紡糸工程は、流れ方向において不織ウェブの性質を制御したり、あるいは他の方法で個別調整することができない。
【００１３】
したがって、処理空気の廃棄を操作して、不織ウェブのフォーミングゾーンの近くにおける空気の流速の分布を装置の流れ方向において制御するとともに、装置の幅方向において均一な空気流を維持するようにすることができる溶融紡糸システム用の空気管理システムが必要とされている。また、廃棄される処理空気および同伴する二次空気の生成量を少なくすることができる溶融紡糸システムが必要とされている。
【００１４】
［発明の概要］
本発明は、溶融紡糸システム、特に、従来の溶融紡糸および空気管理システムの欠点および不利点を克服する溶融紡糸および空気管理システムを提供する。本発明の空気管理システムは、溶融紡糸装置から排出された空気を集める少なくとも１つのエアハンドラを含む。このエアハンドラは通常、第１の内部空間を画定する複数の第１の壁を有する外部ハウジングと、第１の内部空間に配置され、第２の内部空間を画定する複数の第２の壁を有する内部ハウジングとを含む。外部ハウジングの複数の第１の壁の１つは、コレクタ（捕集体）の下に配置され、溶融紡糸組立体から排出された空気を第１の内部空間に入れる取込口を有し、外部ハウジングの複数の第１の壁の別の１つは、排出された空気を排気する排気口を有する。第２の内部空間は排気口と流体を通すようにつながっており、この内部ハウジングの複数の第２の壁の１つは、長寸法が幅方向にある、第１の内部空間を第２の内部空間と流体を通すようにつなげる細長いスロットを有する。
【００１５】
本発明の特定の実施形態では、調節可能な流れ制御デバイスが、空気管理システムの第１の内部空間に配置される。流れ制御デバイスは、排出された空気の流れを第１の内部空間と第２の内部空間の間で制御するように動作可能である。
【００１６】
本発明の他の実施形態では、風向部材（空気方向付け部材）が、空気管理システムの第１の内部空間の外側で取込口の近くに配置される。風向部材は、幅方向に延び、取込口を流れ方向において第１および第２の部分に分割する。
【００１７】
本発明の原理によれば、溶融紡糸装置と、３つのエアハンドラを有する空気管理システムとを含む装置が提供される。溶融紡糸装置は、材料のフィラメントを押し出すように動作可能であり、コレクタの上に垂直方向に配置される。空気管理システムの第１のエアハンドラは、溶融紡糸装置の真下のフォーミングゾーンに配置される。第２のエアハンドラは、第２のエアハンドラおよびフォーミングゾーンの上流に配置される。第３のエアハンドラは、第２のエアハンドラおよびフォーミングゾーンの下流に配置される。第２および第３のエアハンドラはそれぞれ、上述のような風向部材と、同じく上述のような調節可能な流れ制御デバイスとを含む。
【００１８】
本発明の原理によれば、移動しているコレクタ上に材料のフィラメントを排出するように構成された装置が提供される。この装置は、フィラメントを押し出すように動作可能な溶融紡糸装置と、溶融紡糸装置とコレクタの間に配置されるフィラメント延伸デバイスと、コレクタの近くに配置される取込口を有するエアハンドラとを備える。フィラメント延伸デバイスは、溶融紡糸装置からフィラメントを受け取る入口およびフィラメントをコレクタに向かって排出する出口を有する。フィラメント延伸デバイスは、材料のフィラメントを細化するのに十分な処理空気流を供給するように動作可能である。処理空気流は、出口とコレクタの間の周囲環境からの二次空気を取り込む。エアハンドラの取込口は、フィラメント延伸デバイスから排出された処理空気とこの処理空気に取り込まれた二次空気を集める。本装置はさらに、エアハンドラの取込口およびフィラメント延伸デバイスの出口、取込口の下流にある入口開口、ならびに取込口の上流にある出口開口を少なくとも部分的に取り囲む側壁を有するフォーミングチャンバを含む。側壁は、フィラメント延伸デバイスの出口からコレクタへ向かう材料のフィラメントが通過する処理空間を画定するとともに、取り囲む周囲環境から処理空間を分離する。入口開口および出口開口は、少なくともコレクタが処理空間を横切ることができるような寸法である。フォーミングチャンバの側壁は、周囲環境から処理空間に入る空気の流れを規制するように構成された有孔計量シートを含む。
【００１９】
本発明はさらに、流れ方向に移動しているコレクタ上にフィラメントの不織ウェブを堆積させる方法を提供する。本方法において、材料のフィラメントは、溶融紡糸組立体から材料のフィラメントを排出する溶融紡糸組立体から排出され、処理空気流と混合される。材料のフィラメントはコレクタ上に堆積し、処理空気は、排出された空気を幅方向において略均一に集め、幅方向における空気の流速に対する流れ方向における空気の流速の比を選択的に変化させることができる空気管理システムの取込口により集められる。
【００２０】
本発明の様々なさらなる利点および特徴は、当業者が以下の詳細な説明を添付図面とともに検討すればより容易に明らかとなるだろう。
【００２１】
［好適な実施形態の詳細な説明］
図１を参照して、２ステーション型（two-station）溶融紡糸生産ライン１０を概略的に示す。この生産ライン１０は、スパンボンドステーション１４に空気管理システム１２を組み込み、図１上の矢印１５で示す流れ方向においてステーション１４の下流のメルトブローステーション１６に別個の空気管理システム１２を組み込んでいる。
【００２２】
空気管理システム１２を２ステーション型生産ライン１０に関して示すが、空気管理システム１２は通常、１つのステーションまたは複数のステーションを有する他の生産ラインにも適用することができる。１ステーション型生産ラインでは、いくつかの工程（メルトブロー工程やスパンボンド工程等）のいずれか１つを用いて不織ウェブを製造することができる。マルチステーション型（multiple-station）生産ラインでは、複数の不織ウェブを製造して多層の積層体や複合体を形成することができる。メルトブロー工程およびスパンボンド工程の任意の組み合わせを用いて積層体を製造することができる。例えば積層体は、不織メルトブローウェブのみまたは不織スパンボンドウェブのみを含んでもよい。しかしながら積層体は、メルトブローウェブとスパンボンドウェブの任意の組み合わせ、例えばスパンボンド／メルトブロー／スパンボンド（ＳＭＳ）積層体を含んでもよい。
【００２３】
引き続き図１を参照して、概して流れ方向１５に水平に移動しているエンドレスの移動型有孔ベルトまたはコンベヤ等のコレクタ３２上にスパンボンドステーション１４によって形成されるスパンボンドウェブまたは層２０と、このウェブ２０の上にメルトブローステーション１６によって形成されるメルトブローウェブまたは層２２とを有する２層の積層体１８を作製している２ステーション型生産ライン１０を示す。メルトブローステーション１６の下流のさらなるステーションによってさらなるメルトブローまたはスパンボンドウェブを追加してもよい。積層体１８はメルトブローステーション１６の下流で、カレンダ掛け等の従来の技法によって結合（consolidate：強化）される。スパンボンドウェブ２０は、スパンボンドステーション１４の上流でコレクタ３２上に供給され、コレクタ３２に乗って下流のステーション１４、１６へ移動しているスパンボンドウェブ、接着されたまたは未接着のカーディングウェブ、メルトブローウェブ、またはこれらのタイプのウェブの組み合わせからなる積層体等の既存のウェブ（図示せず）上に堆積させてもよいことが理解される。
【００２４】
スパンボンドステーション１４は、押出ダイ２５を有する溶融紡糸組立体２４を含む。スパンボンドウェブ２０を形成するために、押出ダイ２５は、流れ方向１５に対して略垂直の幅方向１７においてコレクタ３２の幅に概ねわたる、スパンボンドウェブ２０の幅の範囲を定める複数のオリフィス（図示せず）から下へ伸びる熱可塑性繊維すなわちフィラメント２６のカーテンを押し出す。押出ダイ２５から押し出される、空気によって運ばれるフィラメント２６のカーテンは、押出プロセスから残留モノマーガスを取り除くモノマー排気システム２７を通過する。空気によって運ばれるフィラメント２６のカーテンは次に、低温の処理空気の２つの個々の流れをフィラメント２６のカーテン上へ送ってフィラメント２６を冷却し凝固プロセスを開始する二重ゾーン冷却システム２８を横切る。冷却システム２８からの処理空気は通常、約５００ＳＣＦＭ／ｍ〜約２０，０００ＳＣＦＭ／ｍの流量で供給され、約２℃〜約２０℃の範囲の温度である。
【００２５】
空気によって運ばれるフィラメント２６のカーテンは冷却システム２８を出て、吸引により周囲環境からの大量の二次空気とともにフィラメント延伸デバイス３０の入口２９へ送られる。フィラメント延伸デバイス３０は、フィラメント２６の長さに対して略平行に送られる高速処理空気流でフィラメント２６を囲み、フィラメント２６の長さに対して略平行な方向にバイアス力または張力をかける。フィラメント２６は伸張性であるため、フィラメント延伸デバイス３０内の高速処理空気流は、フィラメント２６を細化および分子配向させる。細化したフィラメント２６は、フィラメント延伸デバイス３０の出口３４から放出される際に高速の処理空気および二次空気に取り込まれて搬送される。以下、細化したフィラメント２６と高速空気の混合物をフィラメント／空気またはフィラメント／空気混合物３３と呼ぶ。このフィラメント／空気混合物３３は、コレクタ３２の上に設けられたフォーミングチャンバ３１に入り、フィラメント／空気混合物３３中の細化したフィラメント２６はコレクタ３２に向かって推進される。フィラメント延伸デバイス３０は、概して図１の矢印で示すように、様々な垂直方向の間隔の中でも出口３４とコレクタ３２の間の垂直方向の間隔の調節のために、垂直方向に移動可能な固定具（図示せず）に取り付けられてもよい。
【００２６】
フィラメント／空気混合物３３の細化したフィラメント２６は、通常はスパンボンドステーション１４が生成する高速の処理空気および二次空気を集める空気管理システム１２の補助により、コレクタ３２上にランダムに堆積される。フィラメント／空気混合物３３は、フォーミングチャンバを取り囲む環境からのさらなる二次空気を取り込むが、この二次空気は後述のように、出口３４とコレクタ３２の間の空気搬送経路において規制される。
【００２７】
本発明によれば、空気管理システム１２は、流れ方向１５と平行な方向において離間関係にある一対の漏出空気（spill air）制御ローラ３８、４０を含む。流れ方向１５において漏出空気制御ローラ３８、４０の間には、上流側でプリフォーミングゾーン（前形成領域）３６、下流側でポストフォーミングゾーン（後形成領域）３７に挟まれたフォーミングゾーン（形成領域）３５が画定される。ゾーン３５、３６、３７は幅方向１７において、空気管理システム１２の幅にわたって縦に延びる。フィラメント／空気混合物３３中のフィラメント２６の大部分は、フォーミングゾーン３５においてコレクタ３２上に堆積する。フィラメント／空気混合物３３の取り込み搬送する処理空気は、形成され厚みを増していくスパンボンドウェブ２０、コレクタ３２、およびコレクタ３２上の任意の既存の基材を通過し、フォーミングゾーン３５、プリフォーミングゾーン３６、ポストフォーミングゾーン３７によって集められる。コレクタ３２には孔が開けられており、フィラメント／空気混合物３３からの処理空気がコレクタ３２を通り抜けて空気管理システム１２に流れ込むようになっている。スパンボンドステーション１４における処理空気は次に、空気管理システム１２が供給する制御された真空または負圧によって排出される。プリフォーミングゾーン３６における真空は一対の漏出空気制御弁４１、４２によって選択的に制御され、同様に、ポストフォーミングゾーン３７における真空圧は一対の漏出空気制御弁４３、４４によって選択的に制御される。
【００２８】
メルトブローステーション１６は、メルトブローダイ４６を有する溶融紡糸組立体４５を含む。メルトブローウェブ２２を形成するために、メルトブローダイ４６は、コレクタ３２上に複数の熱可塑性フィラメント（単数または複数）４７を押し出す。このフィラメント４７は、上流のスパンボンドステーション１４によって形成されたスパンボンドウェブ２０を覆う。矢印４８で示される、メルトブローダイ４６からの収束する高温処理空気のシートまたはジェットは、押し出されてくるフィラメント４７に当たり、フィラメント４７を引き伸ばす、すなわち延伸する。次にフィラメント４７は、コレクタ３２上のスパンボンドウェブ２０上にランダムに堆積して、メルトブローウェブ２２を形成する。メルトブローステーション１６における処理空気は、形成されるメルトブローウェブ２２、スパンボンドウェブ２０およびコレクタ３２を通り抜け、空気管理システム１２により排出される。
【００２９】
スパンボンドウェブ２０およびメルトブローウェブ２２の製造中は、ダイの長さ１インチあたり１分間に数立方フィートの処理空気が各ステーション１４、１６を流れる。処理空気は、押出ダイ２５からコレクタ３２への空気搬送フィラメント経路に沿った周囲環境からの二次空気を取り込み搬送する。処理空気および二次空気の流れは、垂直方向にコレクタ３２へと向かうスカラー成分、流れ方向１５のスカラー成分、および幅方向１７のスカラー成分の合成として３次元に分解することができるベクトル量によって表される速度を持つ。
【００３０】
空気管理システム１２は、ステーション１４、１６からの処理空気および取り込み搬送される二次空気を効率的に集めて廃棄する。より重要なことには、空気管理システム１２は、処理空気がコレクタ３２を通り抜ける際にその流速が少なくとも幅方向１７において略均一となるように処理空気および二次空気を集める。理想的には、フィラメント２６、４７は、コレクタ３２上にランダムに堆積されて、少なくとも幅方向１７において均質な性質を有するスパンボンドおよびメルトブローウェブ２０、２２を形成する。コレクタ３２を通る空気の流速が幅方向１７において均一でない場合、結果として得られるウェブ２０、２２は、幅方向１７において均質でない性質を持つことになる可能性が高い。したがって、幅方向１７において均質な性質を有するウェブ２０、２２を作製するためには、幅方向１７における空気の流速の成分の大きさの変化を最小にすべきであることは明らかである。
【００３１】
図２を参照して、図１の２ステーション型生産ライン１０の輸送構造５０を示す。２ステーション型生産ライン１０は２つの空気管理システム１２を含むが、以下の説明は、スパンボンドステーション１４に関連付けられた空気管理システム１２に焦点を絞る。しかしながら、この説明は、メルトブローステーション１６に関連付けられた空気管理システム１２にも等しく適用可能であることが理解される。空気管理システム１２と同様の、本発明の原理により改良される空気管理システムが、２０００年１２月２８日に米国で出願された「Air Management System for the Manufacture of Nonwoven Webs and Laminates」と題する同時係属中の、同一の譲受人に譲渡された米国特許出願第０９／７５０，８２０号（その全体をこの参照により本明細書中に明示的に含める）に記載されている。
【００３２】
さらに図２および図３を参照すると、空気管理システム１２は、コレクタ３４の真下に配置される３つの別個のエアハンドラ５２、５４、５６を含む。エアハンドラ５２、５４、５６は、取込口５８、６０、６２と、対向して配置された排気口６４、６６、６８とを含む。個々の排気管７０、７２、７４はそれぞれ、排気口６４、６６、６８に接続している。排気管７２、７４を代表して示す排気管７０は、第１のエルボ７６、第２のエルボ７８、および細長い部分８０を含む一連の個々の構成要素からなる。動作時に、可変速ブロワまたはファン等の任意の好適な空気移動デバイス（図示せず）は適切なダクトによって細長い部分８０に接続され、空気管理システム１２を通して処理空気を引き込むための吸引、真空または負圧をかける。
【００３３】
引き続き図２および図３を参照すると、エアハンドラ５４は、フォーミングゾーン３５の真下に位置付けられる。したがってエアハンドラ５４は、押出プロセスおよびフィラメント形成プロセス中にスパンボンドウェブ２０を形成するために用いられる処理空気の大部分とそれに取り込み搬送される二次空気を集めて廃棄する。上流のエアハンドラ５６のプリフォーミングゾーン３６および下流のエアハンドラ５２のポストフォーミングゾーン３７は、エアハンドラ５４で集められない漏出空気を集める。
【００３４】
次に図４ないし図６を参照すると、フォーミングゾーンのエアハンドラ５４は、取込口６０と、対向して配置された排気口６６とを含む外部ハウジング９４を有する。取込口６０は、処理空気と二次空気が一緒に流れる一連のまたは格子状の孔を有する有孔カバー９６を含む。製造パラメータに応じて、エアハンドラ５４は、有孔カバー９６を全く使用せずに動作することもできる。エアハンドラ５４はさらに、内部に複数の開口１０１を含むスペーシング部材１００によって外部ハウジング９４から懸架された内部ハウジングまたはボックス９８を含む。２つのフィルタ部材１０２、１０４がエアハンドラ５４から選択的に取り外し可能であるので、定期的に清掃することができる。フィルタ部材１０２、１０４は固定レール部材１０６、１０８に沿って摺動する。これらのフィルタ部材１０２、１０４の各々は、一連の孔が開けられており、この孔を通って処理空気と二次空気が一緒に流れる。
【００３５】
内部ボックス９８は、端部１１４、１１６および中心部１１８を有する細長いスロット１１２等の開口を含む底面パネル１１０を有する。図６に示すように、スロット１１２は、幅方向１７において内部ボックス９８にわたって延びる長さすなわち長寸法を有する。スロット１１２の内周は、端部１１４、１１６では比較的狭く中心部１１８では比較的広い短寸法（minor dimension）すなわち幅を有する。スロット１１２の形状は、流れ方向１５に延びる中心線１１３を中心に対称である。具体的には、流れ方向１５におけるスロット１１２の幅は通常、端部１１４、１１６のいずれかから中心線１１３へと延びる方向に大きくなる。スロット１１２の幅は中心線１１３のところで最も大きくなる。スロット１１２は、取込口６０における幅方向１７の空気の流速の変化を少なくするように動作可能な様々な幾何形状（円形、細長形、長方形等）の１つまたは複数の開口が集まって形成することもできる。
【００３６】
細長いスロット１１２の形状は、取込口６０における幅方向１７の空気の流速に影響を及ぼす。スロット１１２の形状が適切な輪郭になっていない場合、取込口６０における空気の流速は幅方向１７において大きく変化する可能性がある。図６に示す特定の形状は、エアハンドラ５４の幾何形状を組み込んだ計算流体力学（ＣＦＤ）モデルを用いた反復プロセスによって決められた。５００〜２５００フィート／分の範囲の吸気流速で一連のスロット形状を評価した。ＣＦＤモデルにより特定のスロット形状を解析した後、幅方向１７における空気の流速の分布を確認した。最終的に、取込口６０において幅方向１７の略均一な空気の流速を与えるスロット１１２の形状を選択することを目標とした。最初に、スロット１１２の長方形の形状を評価し、取込口６０における幅方向１７の空気の流速の分布を得たが、これは２０パーセントも変動した。スロット１１２に長方形の形状を用いた場合、取込口６０の端部付近の空気の流速は取込口６０の中心近くの空気の流速よりも速かった。この不均等な空気の流速の分布に対処するために、端部１１４、１１６の各々において流れ方向１５の幅を中心部分１１８の流れ方向１５の幅と比べて小さくした。約５回の反復の後で、図６に示すスロット１１２の幾何形状が最適なものとして選択された。そのスロット形状により生じる、取込口６０における空気の流速の分布の変動は幅方向１７で約±５．０％である。このような幅方向の空気の流速の変動は、スパンボンドウェブ２０の幅全体にわたって堆積されるフィラメントの分布に適切な均質性を与えるのに十分均一な空気流を幅方向１７において生じる。
【００３７】
特に図５を参照すると、処理空気および二次空気は、有孔カバー９６を通って入り、概して矢印１２０で示すように、多孔質フィルタ部材１０２、１０４を通過する。処理空気は、矢印１２２で示すように内部ボックス９８と外部ハウジング９４の間の間隙を通過する。空気は次に、矢印１２４で示すようにスロット１１２を通って内部ボックス９８の内部に入る。最後に空気は、矢印１２６で示すように排気口６６を通って内部ボックス９８を出た後、排気管７２を通って移動する。スペーシング部材１００の開口１０１は、空気が幅方向１７に移動して、他の方法では取込口６０に伝わる横方向の圧力勾配を最小にすることを可能にする。
【００３８】
図３に示すように、エアハンドラ５２、５６の取込口５８、６２は、流れ方向１５においてエアハンドラ５４の取込口６０よりも大幅に広い。しかしながら、取込口５８、６２は、漏出空気制御ローラ３８、４０の存在により流れ方向１５において分割される。図８を参照すると、取込口５８の負圧領域は２つの別個のゾーン、すなわち、流れ方向１５において漏出空気制御ローラ３８から上流にある上流ゾーン５７と、プリフォーミングゾーン３６とに分割される。同様に、取込口６２の負圧領域は２つの別個のゾーン、すなわち、流れ方向１５において漏出空気制御ローラ４０から下流にある下流ゾーン５９と、ポストフォーミングゾーン３７とに分割される。
【００３９】
エアハンドラ５１、５６は略同じであるため、エアハンドラ５２の以下の説明は、エアハンドラ５６にも等しく当てはまる。図７および図８を参照すると、エアハンドラ５２は、取込口５８および排気口６４を含む外部ハウジング１３６を有する。取込口５８は、処理空気および取り込み搬送される二次空気が流れる一連の細孔を有する有孔カバー１３５を含む。製造パラメータに応じて、有孔カバー１３５をエアハンドラ５２から排除してもよい。
【００４０】
エアハンドラ５２は、幅方向１７において離間した関係にある複数の格子状の仕切り１４０によって外部ハウジング１３６から懸架された内部ハウジングまたはボックス１３８をさらに含む。フローチャンバ１４１（図８）が、取込口５８（図７）と内部ボックス１３８の上壁１４３との間の実質的に開かれた容積（substantially open volume）に作られる。離間した垂直空気プレナム１３７、１３９（図８）は、流れ方向１５における内部ボックス１３８と外部ハウジング１３６の間のそれぞれの離間した空隙によって作られる。空気プレナム１３７は、フローチャンバ１４１と流体が通るようにつながった空気入口ポート１２８を有し、空気プレナム１３９は、フローチャンバ１４１と流体連通でつながった空気入口ポート１３０を有する。格子状の仕切り１４０の各々は、仕切り１４０によって分離されたフローチャンバの様々な部分をつなげる複数の開口１４２を含む。格子状の仕切り１４０は、取込口５８からプレナム１３７、１３９への処理空気または二次空気の流れの均等化に関与し、乱流を途絶させるように作用する。空気プレナム１３７は格子状の仕切り１３２を含み、空気プレナム１３９は格子状の仕切り１３４を含み、仕切り１３２、１３４は格子状の仕切り１４０と同様の機能を有する。
【００４１】
引き続き図７および図８を参照して、内部ボックス１３８は、外部ハウジング１３６から垂直方向に離間しており、空気プレナム１３７、１３９とそれぞれ流体を通すようにつながった対向する開放端を有する水平空気プレナム１４５（図８）を画定する底面パネル１４４を含む。底面パネル１４４は、孔またはスロット１４６を含み、スロット１４６は、スロット１１２と同様に構成されており、空気プレナム１４５を内部ボックス１３８の内部空間１３８ａと流体を通すようにつないでいる。スロット１４６は、プレナム１３７、１３９、１４５を介してやって来る空気を内部ボックス１３８の内部空間１３８ａへ送るように動作可能である。スロット１４６の内周は端部１４８、１４９および中心部１５０を含む。スロット１１２と同様に、中心部１５０の幅は端部１４８、１４９の幅よりも大きい。空気は、内部ボックス１３８の内部空間１３８ａから排気口６４（図１および図３）を介して排気される。エアハンドラ５２はエアハンドラ５６を代表して示すため、図８において同様の特徴には同様の参照番号が付されていることが理解される。
【００４２】
図８を参照すると、漏出空気制御ローラ３８は幅方向１７において、取込口５８の長さにわたって延び、両端部がフォーミングチャンバ３１によって支持されるシャフト１５１上で自在に回転するように取り付けられる。漏出空気制御ローラ３８は、シャフト１５１に対してベアリング（図示せず）上に軸支されて、コレクタ３２の上に懸架され、コレクタ３２と回転係合する。漏出空気制御ローラ３８は、コレクタ３２の幅およびスパンボンドウェブ２０の幅と略等しい取込口５８の長さにわたる長さを幅方向１７に有する。
【００４３】
平滑面のアンビルまたは支持ローラ１５２が、コレクタ３２の下に位置し、取込口５８の長さにわたって幅方向１７に延びている。支持ローラ１５２は、漏出空気制御ローラ３８に対して垂直方向に、コレクタ３２とその上にある任意の基材に対して入口開口１３１を設けるのに十分な距離で配置される。ローラ３８、１５２は、コレクタ３２がスパンボンドステーション１２のフォーミングチャンバ３１内に搬送される際に、コレクタ３２と摩擦係合し、反対方向に回転する。このコレクタ３２、漏出空気制御ローラ３８、および支持ローラ１５２の間の空間関係は、他の方法では繊維をフォーミングチャンバ３１内でコレクタ３２上に戴置することを妨害する可能性のあるフォーミングチャンバ３１を取り囲む環境からの二次空気の吸引を大幅に減らし、その一方でコレクタ３２とその上にある任意の基材が処理空間１４１に入ることを可能にする。
【００４４】
漏出空気制御ローラ３８は、孔の開いていない金属板から形成され、平滑な円筒外周面を有する直円柱として幾何学的に成形されている。漏出空気制御ローラ３８の対向する横方向の各端部は、フォーミングチャンバ３１に取り付けるためのシャフト１５１が突出する中心孔をそれぞれ有する板金の円形ディスク（図示せず）で閉じられてもよい。
【００４５】
同様に、シャフト１５３によりフォーミングチャンバ３１に対して自在に回転するように取り付けられた漏出空気制御ローラ４０と、この漏出空気制御ローラ４０とともに動作するアンビルまたは支持ローラ１５４とは、エアハンドラ５８の取込口６２を分割することによってポストフォーミングゾーン３７を画定する。コレクタ３２と、スパンボンドステーション１４によって形成されるスパンボンド基材２０とは、ローラ４０とローラ１５４の間に設けられる出口開口１３３を通過することによりフォーミングチャンバ３１を出る。漏出空気制御ローラ４０は、漏出空気制御ローラ３８と同様の属性を有するため、制御ローラ３８の上記説明は制御ローラ４０にも等しく当てはまる。漏出空気制御ローラ３８、４０および支持ローラ１５２、１５４が、流れ方向１５において離間した、フィラメント／空気混合物３３（図１）をターゲットゾーン３５、３６、３７へ案内するガイド面を提供することは明らかである。
【００４６】
図８を参照して、漏出エアハンドラ５２の説明を、この説明がエアハンドラ５６にも等しく当てはまるという了解の下で続けると、漏出空気制御弁４１がフローチャンバ１４１内で垂直空気プレナム１３７の空気入口ポート１２８の近くに配置され、漏出空気制御弁４２がフローチャンバ１４１内で垂直空気プレナム１３９の空気入口ポート１３０の近くに配置される。漏出空気制御弁４１および４２は、１つまたは複数のポートまたは通路を部分的に塞ぐ可動部分により空気流を規制することができるいくつかの機械デバイスのいずれかから選択される。
【００４７】
漏出空気制御弁４１および４２は、図８においてバタフライ弁の構造を有するものとして示されるが、本発明はこれに限定されない。漏出空気制御弁４１は、長方形であってよい、幅方向１７に延びるシャッタ１５６と、シャッタ１５６が直径に沿って取り付けられる回転可能シャフト１５７とを含む。漏出空気制御弁４１は、垂直空気プレナム１３７の空気入口ポート１２８に入る処理空気流を規制する。具体的には、シャフト１５７は、シャフトの長さに沿って幅方向１７に延びる回転軸線を中心として回転可能であり、シャッタ１５６が垂直空気プレナム１３７に入る処理空気流を規制できるようになっている。シャッタ１５６の回転方向は少なくとも部分的に、漏出空気制御ローラ３８の上流の取込口５８を通って垂直空気プレナム１３７内に排出される処理空気の流動抵抗を決める。
【００４８】
同様に、漏出空気制御弁４２は、幅方向１７に延びるシャッタ１５８と、シャッタ１５８が直径に沿って取り付けられる回転可能シャフト１５９とを含む。漏出空気制御弁４２は、垂直空気プレナム１３９の空気入口ポート１３０に入る処理空気流を規制する。具体的には、シャフト１５９は、シャフトの長さに沿って延びる回転軸線を中心として回転可能であり、シャッタ１５８が垂直空気プレナム１３９に入る処理空気流を規制できるようになっている。シャッタ１５８の回転方向は少なくとも部分的に、プリフォーミングゾーン３６の制御ローラ４０の下流の取込口５８を通って垂直空気プレナム１３９内に排出される処理空気の流動抵抗（すなわち空気の量および速度）を決める。漏出空気制御弁４１、４２による流動抵抗の規制は、プリフォーミングゾーン３６にかけられる負の空気圧または真空を規制する。漏出空気制御弁４１、４２はさらに、漏出空気制御ローラ４０の上流にかけられる負の空気圧または真空を上流ゾーン５７において規制し、コレクタ３２上の任意の材料をコレクタと密接した状態で保持する。
【００４９】
引き続き図８を参照すると、エアハンドラ５６の漏出空気制御弁４３、４４は、漏出空気制御弁４１、４２と同様の構造を有し、ポストフォーミングゾーン３７および漏出空気制御ローラ３８の上流の負の空気圧を下流ゾーン５９において選択的に規制するために同様に機能する。漏出空気制御ローラ３８の上流の負の空気圧をポストフォーミングゾーン３７にかけることは、堆積されたばかりのフィラメント２６がローラ３８の外周面に蓄積することを制御するために特に重要である。
【００５０】
漏出空気制御弁４１〜４４は、プレナム１３７、１３９に入る処理空気流を変化させるために、手動で調節されるか、またはアクチュエータ（図示せず）と機械的に結合される。垂直空気プレナム１３７、１３９における相対的な真空圧または空気流を監視する真空計や流量計等の検知デバイス（図示せず）をエアハンドラ５２内に設けてもよい。検知デバイスからのフィードバックを受け取り、漏出空気制御弁４１〜４４の向きを変えるようにアクチュエータを制御する制御システム（図示せず）を設けてもよい。
【００５１】
コレクタ３２上におけるフィラメント２６の捕集効率は、フィラメント／空気混合物３３のいくつかの特性（空気およびフィラメント２６の温度、空気速度、および空気の量を含む）に応じる。漏出空気制御弁４１〜４４は、捕集効率を最適にするため、少なくともゾーン３５、３６、３７における真空圧に一致するように調節することができる。真空圧は、コレクタ、その上の任意の基材およびスパンボンドウェブ２０を含む、上に乗せられた材料の厚みにわたる異なる圧力低下のために、ゾーン３５、３６および３７のそれぞれにおいて異なる。真空圧は処理空気を排出するために十分な大きさでなければならないが、コレクタ３２上に形成されるスパンボンドウェブ２０を圧縮するほど大きくなってはならない。漏出空気制御弁４１〜４４は、それらが垂直空気プレナム１３７、１３９に隣接することで幅方向１７における空気の流速の分布が大きな影響を受けないような構成および／または寸法になっている。
【００５２】
上記の通り、エアハンドラ５２を通る処理空気および同伴される二次空気の流路は、エアハンドラ５６内の処理空気および取り込み搬送される二次空気の流路と同様である。図７および図８を参照して、またエアハンドラ５２に関して上述したように、処理空気および二次空気は、矢印１６０で示すように取込口５８および有孔カバー１３７を通ってフローチャンバ１４１に入り、矢印１６１で示すように垂直空気プレナム１３７、１３９を通過する。垂直空気プレナム１３７、１３９に入る個々の空気流を制御する真空圧は、漏出空気制御弁４１、４２の向きを変えてプレナム１３７、１３９に対する流動抵抗をそれぞれ変化させることにより選択される。空気は次に、矢印１６２で示すようにスロット１４６を通って内部ボックス１３８の内部空間１３８ａに入る。最後に空気は、矢印１６３で示されるように排気口６４を通って内部ボックス１３８を出た後、排気管７０を通って移動する。スペーシング部材１４０の開口１４２は、空気が幅方向１７に移動して横方向の圧力勾配を最小にすることを可能にする。
【００５３】
図８を参照すると、フォーミングチャンバ３１は、１つまたは複数の薄い孔の開いていない金属板と１つの有孔計量シート１６６で形成された支持ハウジング１６４を有するセミオープン構造を構成する。計量シート１６６は通常、フィラメント延伸デバイス３０の出口３４とフォーミングチャンバ３１への入口１６５との間に生成される処理空間１７１を取り囲む。入口１６５は、フィラメント延伸デバイス３０の出口とコレクタ３２の間に位置して、フィラメント／空気混合物３３が処理空間に入ることができるようになっている。上部シール１６７、１６９はそれぞれ、一端が支持ハウジング１６４に取り付けられ、第２の端がそれぞれ漏出空気制御ローラ３８、４０の一方の上に配置されて、それぞれのローラの上部に対して実質的に気密の回転係合を形成する。
【００５４】
概して、計量シート１６６は、取り囲む周囲環境と、フィラメント延伸デバイス３０とコレクタ３２の間のフォーミングチャンバ３１内の処理空間１７１との間の流体の流通を規制するように動作可能な任意の構造である。その目的で、計量シート１６６の厚みを貫通して、複数の穴すなわち気孔１６８が離間した関係でランダムパターンに、または格子、アレイ、マトリクスあるいは任意の他の規則正しい配列に配置される。通常、流れ方向１５および幅方向１７においてフォーミングチャンバ３１を取り囲む周囲環境から二次空気の対照的な吸引を行うために気孔１６８は対称的に配置される。気孔１６８は通常、円形の断面プロファイルを有するが、例えば多角形、楕円形またはスロット形（すり割り）であってもよい。気孔１６８は、単一の均一な断面積を有するか、あるいは分散する様々な断面積を有して、フィラメント延伸デバイス３０とフォーミングチャンバ３１の間の空間に入る所望の二次空気流を生じてもよい。円形の断面プロファイルの場合、気孔１６８の平均直径は約５００ミクロン未満であり、通常は約５０ミクロン〜約２５０ミクロンの範囲である。気孔１６８のパターンは例えば、流体力学の計算によって決まるか、あるいはランダムに配置されて、所望の流れ特性を生じることができる。計量シート１６６は例えば、スクリーンあるいは篩、穿孔、打ち抜きあるいは他の方法で生成した孔の開けられた金属薄板、またはその厚みにわたって延びる相互接続された気体通路を有する通気性網目であってよい。
【００５５】
計量シート１６６は気孔率、すなわち気孔１６８の全断面積の割合と板１６６の残りの孔の開いていない部分の割合を特徴とする。計量シート１６６の気孔１６８は、板１６６を通じた吸引により生じてフィラメント／空気混合物３３に取り込まれる、取り囲む周囲環境からの二次空気流の大幅な規制を行う。計量シート１６６の気孔率は、パラメータのなかでも、気孔１６８の数、気孔１６８のパターン、各気孔１６８の幾何学形状、および平均気孔直径によって特徴付けられる。通常、気孔１６８の全断面積の割合と板１６６の残りの孔の開いていない部分の割合は約１０％〜約８０％の範囲である。
【００５６】
一実施形態において、また図８に示すように、計量シート１６６は、柔軟度の限られた薄い網目スクリーンまたは孔の開いたシヤーフォイルである。例えば、計量シート１６６は、化学的にエッチングして気孔１６８を設けた、厚さが約１０ミクロン〜約２５０ミクロンの範囲の薄いフォイルであってよい。計量シート１６６の柔軟性は、フィラメント延伸デバイス３０のコレクタ３２に対する垂直方向の動きに対応し、その目的で、計量シート１６６は弓形に曲げられる。
【００５７】
フィラメント／空気混合物３３とその中に取り込まれる二次空気は一緒に、コレクタ３２に向かって移動し、空気は空気管理システム１２によって排気される。計量シート１６６は、周囲環境からフィラメント延伸デバイス３０とフォーミングチャンバ３１の間の空間に入る二次空気の空気流を制限することによって、コレクタ３２に向かうフィラメント／空気混合物３３の流れによる二次空気の取り込み搬送を大幅に減らし、それにより、空気管理システム１２がゾーン３５、３６、３７から排気しなければならない空気の総量が減る。
【００５８】
図１および図８を参照して、また上述のように、スパンボンドステーション１４のフィラメント延伸デバイス３０は、冷却システム２８を出たフィラメント２６を吸引で入口２９に引き込み、フィラメント２６の動く方向と平行に送られる高速処理空気流によりフィラメント２６を細化および分子配向し、細化したフィラメント２６を出口３４からフィラメント／空気混合物３３の成分として排出する。フィラメント／空気混合物３３は、高速処理空気中に取り込まれてコレクタ３２へ運ばれる細化したフィラメント２６からなり、コレクタ３２において、フィラメント２６は捕集されてスパンボンドウェブ２０を形成し、処理空気は空気管理システム１２によって排出される。フィラメント／空気混合物３３は、出口３４からコレクタ３２へ飛行または通過する間に、取り囲む環境から二次空気を取り込む。
【００５９】
図９および図１０を参照すると、フィラメント延伸デバイス３０の一実施形態は、第１の処理空気マニホルド１７０と、ブラケット１７４によって処理空気マニホルド１７０に移動可能に取り付けられた第２の処理空気マニホルド１７２とを含む。処理空気マニホルド１７０および１７２の各々は、一端のフランジ付き入口取り付け部１７８と対向端のフランジ付き排気取り付け部１８０の間に幅方向１７に延びる円筒形のフローチャンバ１７６を含む。温度制御された処理空気流は、入口および排気取り付け部１７８、１８０間の各フローチャンバ１７６内で生じる。その目的で、加圧処理空気供給源１８２が空気供給管１８３により入口取り付け部１７８と流体を通すようにつながっている。処理空気の一部は、後述のように、フィラメント２６を細化するためにフィラメント延伸デバイス３０内に送られる。残りの処理空気は、出口取り付け部１８０に接続された排気管１８５を介して各フローチャンバ１７６から排ガスシンク１８４へ排気される。通常、処理空気供給源１８２は、処理空気を約５ポンド／平方インチ（ｐｓｉ）〜約１００ｐｓｉ、通常は約３０ｐｓｉ〜約６０ｐｓｉの範囲の圧力および約６０°Ｆ〜約８５°Ｆの温度で供給する。
【００６０】
処理空気マニホルド１７０、１７２は、図１０に最もよく示される、入口２９から出口３４へ軸方向すなわち垂直方向に延びる、フィラメント２６が入口２９から出口３４へ通過する際に通る流れ通路またはスロット１８６によって分離される。フィラメント延伸デバイス３０への入口２９は、デバイス３０内で生じる吸引を制限しない流れ方向１５の幅を持つ。流れ通路１８６の入口２９に近い部分は、均一幅のチャネル１９０に向かって細くなる断面積を持つ円錐またはフレアスロート１８８を有する。このフレアスロート１８８は、垂直軸１９２に対して第１のテーパ角度αで内側に傾斜した第１の部分１９１と、垂直軸１９２に対して第２のテーパ角度βで内側に傾斜した第２の部分１９３とを含み、第１のテーパ角度αは第２のテーパ角度βよりも大きい。フレアスロート１８８およびチャネル１９０は、妨害または閉塞されることなく、フィラメント２６の通路と流体的にひと続きになっている。
【００６１】
流れ通路１８６の幅方向１７の長さは、幅方向１７におけるスパンボンドウェブ２０（図１）の所望の横断寸法すなわち幅に略等しい。流れ通路１８６の通常の長さは約１．２メートル〜約５．２メートルの範囲であり、幅方向１７の寸法が同様のスパンボンドウェブ２０を形成する。通常、スパンボンドウェブ２０の端の０．１メートルの部分は堆積後に切断されて捨てられる。流れ方向１５における処理空気マニホルド１７０、１７２間の分離は、流れ通路１８６のチャネル１９０の幅を決める。
【００６２】
引き続き図９および図１０を参照すると、処理空気マニホルド１７０は、流れ通路１８６のチャネル１９０の幅を変化させるために、処理空気マニホルド１７２に対して流れ方向１５に移動可能である。その目的で、処理空気マニホルド１７０は、ブラケット１７４に移動可能に取り付けられ、処理空気マニホルド１７０を処理空気マニホルド１７２に対して移動させるための動力を供給するように動作可能な一対の電空シリンダ１９４、１９５が設けられる。この電空シリンダ１９４、１９５は、繊維２６およびフィラメント／空気混合物３３の性質を変えるチャネル１９０の幅を変化させることができる。運転に備えて、チャネル１９０の幅は約０．１ｍｍから約６ｍｍまで変化させることができ、ほとんどの用途で、処理空気マニホルド１７０、１７２間の分離が約０．２ｍｍ〜約２ｍｍとなるように調節される。処理空気マニホルド１７０は、処理空気マニホルド１７２からさらに例えば約１０ｃｍ〜約１５ｃｍ離して、使用中に蓄積する残留樹脂や他の廃棄物の除去等の保守作業のために流れ通路１８６へのアクセスを良くしてもよい。
【００６３】
処理空気マニホルド１７０、１７２の各々は、向かい合う側壁１９７、１９８によって画定される接続プレナム１９６を含む。この接続プレナム１９６は、流れ通路１８６を各フローチャンバ１７６と流体連通でつなぎ、処理空気がフローチャンバ１７６の各々から流れ通路１８６のチャネル１９０に流れ込むようにする。具体的には、各接続プレナム１９６は、複数の離間した供給穴２００によってフローチャンバ１７６の１つと流体連通でつながれる。供給穴２００は、一列にまたは他のパターンで配置され、実質的には各処理空気マニホルド１７０、１７２の全長にわたって幅方向１７に延びる。例えば、直径約４ｍｍの供給穴２００は、隣接する供給穴２００の対の中心間間隔が約４．７５ｍｍとなるように離間していてもよい。
【００６４】
各接続プレナム１９６内の空気流は、幅方向１７に延びる一対のダムまたはボス２０２、２０４によって妨げられる。ボス２０２、２０４は、接続プレナム１９６の側壁１９７、１９８からそれぞれ内側に突き出ている。ボス２０２、２０４は、軸１９２に対して反対方向に整列しており、各接続プレナム１９６内を流れる処理空気の後方乱気流を大幅に減らす蛇行経路を呈する。後方乱気流が減ることにより、フィラメント２６に抗力を均一にばらつきなく加え、結果としてフィラメント２６の均一かつ予測可能な細化を生じるための処理空気の均一な流れが促進される。
【００６５】
引き続き図９および図１０を参照すると、接続プレナム１９６の側壁１９７、１９８は、湾曲して狭まり、各接続プレナム１９６と流れ通路１８６の間で流体を通す細長い排出スリット２０６において収束する。排出スリット２０６は、実質的には処理空気マニホルド１７０、１７２の各々の全長にわたって幅方向１７に延びる。処理空気は、排出スリット２０６から放出されて、空気シートとして流れ通路１８６のチャネル１９０に入る。各排出スリット２０６は、空気シートが下方のコレクタ３２に向けて、チャネル１９０を通って移動するフィラメント２６に対して下方に送られるような向きになっている。具体的には、排出スリット２０６を出る処理空気シートは、軸１９２に対して約５°〜約２５°、通常は約１５°の取付角で傾斜している。
【００６６】
使用時に、また図９および図１０を参照して、各フローチャンバ１７６内を流れる処理気体は、供給穴２００を通ってそれぞれの接続プレナム１９６に入り、接続プレナム１９６内で高速に加速されてから、実質的に軸方向に出口３４へ送られる実質的に均一な速度の均質な空気シートとして排出スリット２０６を通ってチャネル１９０に入る。フィラメント２６が流れ通路１８６を通過する際、処理空気マニホルド１７０、１７２の各々の排出スリット２０６から放出された収束空気シートが、フィラメント２６に抗力を与え、フィラメント２６を細化するか、引き伸ばすか、または他の方法で下へ延伸させて直径を小さくする。流れ通路１８６のチャネル１９０に入る空気シートは、入口２９において吸引を生じ、繊維２６を細化するように作用する張力を与えるとともに、周囲環境から入口２９に二次空気を吸引する。フィラメントの延伸力は、各空気シートの空気速度が増すにつれて大きくなる。フィラメントの直径を小さくすることは、フィラメント延伸デバイス３０から押出ダイ２５までの距離にもよる。
【００６７】
処理空気マニホルド１７０、１７２は、フィラメント延伸デバイス３０の運転条件で寸法的かつ熱的に安定した任意の材料で形成されており、運転中に寸法公差が変化しないことが好ましい。処理空気マニホルド１７０、１７２の形成に適したステンレス鋼としては、Ｃａｒｐｅｎｔｅｒ  Ｃｕｓｔｏｍ４５０型ステンレス鋼合金および６３０型析出硬化型１７Ｃｒ−４Ｎｉステンレス鋼合金が挙げられ、それぞれCarpenter Technology Corp. (Reading, PA)から市販されている。
【００６８】
本発明のフィラメント延伸デバイス３０は、従来のフィラメント延伸デバイスよりも低い圧力で動作する一方で、同等のまたは改良された繊維の細化を行う。処理空気の圧力は低くなったものの、フィラメント延伸デバイス３０は非常に効率的であり、フィラメント／空気混合物３３中のフィラメント２６の速度は、スパンボンドウェブ２０を形成するための質の高い繊維載置を保証するのに十分である。特に、フィラメント延伸デバイス３０は、８，０００ｍ／ｍｉｎ〜最高約１２，０００ｍ／ｍｉｎの範囲の紡糸速度（フィラメント２６の線形速度で表した場合）を提供する。出口３４を出る高速処理空気の圧力を低くすると、フィラメント延伸デバイス３０の出口３４とコレクタ３２の間の取り囲む周囲環境から取り込まれ搬送される二次空気の量も少なくなる。本発明の原理によれば、フィラメント延伸デバイス３０は、紡糸速度を高める一方で、それと同時に空気管理システム１２が管理しなければならない二次空気または処理空気の量を減らし、それによって、コレクタ３２上に形成されるスパンボンドウェブ２０の特性を高める。
【００６９】
図１１を参照すると、同様の数字は図９および図１０における同様の特徴を参照するものであり、フィラメント延伸デバイス２１０の代替的な実施形態は、フィラメント延伸デバイス３０の処理空気マニホルド１７０、１７２と同様の単一の処理空気マニホルド２１２と、処理空気マニホルド１７０の代わりとなる分流器２１４とを含む。分流器２１４は、処理空気の流れ通路を持たない中実の内部を含む。特定の実施形態において、分流器２１４は、一方の処理空気マニホルド１７０（図９および図１０）の入口１７８および出口１８０を塞ぐかまたは他の方法によって使用できなくし、フローチャンバ１７６が動作できないようにすることによって形成することができる。
【００７０】
空気管理システム１２は、スパンボンドステーション１４により形成されるスパンボンドウェブ２０の性質を大幅に制御することを可能にする。概して、スパンボンドウェブ２０の性質は、フィラメント２６の温度、冷却システム２８内の処理空気の温度、フィラメント延伸デバイス３０内の処理空気の温度、およびコレクタ３２における処理空気の速度および量を含むパラメータの複雑な関数である。通常、スパンボンドウェブ２０のフィラメントサイズは約１デニールよりも大きく、ウェブの重量は約４ｇ／ｍ２〜約５００ｇ／ｍ２の範囲である。
【００７１】
空気管理システム１２の漏出空気制御弁４１〜４４の相対位置を、漏出空気制御ローラ３８、４０により供給される高速の処理空気および二次空気の案内路とともに調節することにより、流れ方向１５の空気の流速を選択的に制御または規制することができる。流れ方向１５の空気の流速を規制できることにより、幅方向１７の平均繊維配向に対する流れ方向１５の平均繊維配向の比（以下、ＭＤ／ＣＤ載置比と呼ぶ）を個別調整することができる。具体的には、漏出空気制御弁４１〜４４の位置を調節することにより、垂直空気プレナム１３７、１３９内の流動抵抗が変わり、それによって、ＭＤ／ＣＤ載置比を、スパンボンドウェブ２０の等方性または対称の繊維載置を意味する１：１の値から、スパンボンドウェブ２０を形成する非常に非対称または異方性の繊維載置を意味する５：１もの大きな値まで調節することができる。
【００７２】
スパンボンドステーション１４によって形成されるスパンボンドウェブ２０を作製するために用いられる樹脂は、市販のスパンボンド品質の広範な熱可塑性熱可塑性ポリマー材料のいずれであってもよく、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステル、ポリアミド、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコール、酢酸セルロース等が含まれるが、これらに限定されない。ポリプロピレンは、その可用性と比較的安価な費用から、スパンボンドウェブ２０の形成に用いられる一般的な熱可塑性樹脂である。スパンボンドウェブ２０の作製に用いられるフィラメント２６は、任意の好適な形態を有してよく、当該技術分野において既知であるような、中空または中実で、直線状であるかまたは捲縮した、単成分、二成分または多成分の繊維またはフィラメント、およびそのような繊維および／またはフィラメントの配合物または混合物を含んでよい。二成分および多成分フィラメントおよび／または繊維を生産するには、例えば、溶融紡糸組立体２４および押出ダイ２５を、複数種の熱可塑性樹脂を押し出すように適合させる。多成分フィラメントを押し出して多成分スパンボンドウェブ２０を形成することができるスピンパックを有する例示的な溶融紡糸組立体２４および押出ダイ２５が、２０００年１０月３１日付で出願された「Apparatus for Extruding Multi-Component Liquid Filaments」と題する、本発明の譲受人に譲渡された同時係属中の米国特許出願第０９／７０２，３８５号に記載されている。
【００７３】
本発明の特定の実施形態において、スパンボンドステーション１４のフィラメント延伸デバイス３０は、従来の構造を有してもよく、従来のフィラメント延伸デバイスを組み込んだスパンボンドステーション１４によって作製されるスパンボンドウェブ２０の性質は、空気管理システム１２が存在することにより利益を享受することが理解される。具体的には、ＭＤ／ＣＤ積載比は上述のように、フィラメント延伸デバイス３０の構造とは独立して制御することができる。図９〜図１１に示す本発明のフィラメント延伸デバイス３０は、フィラメントの線形速度を高め、フィラメント２６が、従来のフィラメント延伸デバイスで達成可能であるよりも大幅に細化されるようにする。特に、本発明の空気管理システム１２とフィラメント延伸デバイス３０を併せて用いることにより、スパンボンドウェブ２０の性質に対する制御の度合が最適になる。
【００７４】
本発明を、様々な好ましい実施形態の説明により例示するとともに、これらの実施形態を、本発明の最適な実施の形態を説明するために仔細に説明してきたが、本件出願人は、添付の特許請求項の範囲をそのような詳細に制限したり何らかの形で限定することは意図していない。当業者は、本発明の精神および範囲内のさらなる利点および変更に容易に気付くであろう。本発明そのものは、添付の特許請求の範囲によってのみ規定されるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の空気管理システムを組み込んだ２ステーション型生産ラインの概略平面図である。
【図２】分かりやすくするためにコレクタベルトを取り除いた図１の２ステーション型生産ラインの斜視図である。
【図３】図１の空気管理システムの斜視図である。
【図４】図３のフォーミングゾーンのエアハンドラの一部分解斜視図である。
【図５】図４のフォーミングゾーンのエアハンドラを概して線５−５に沿って切り取った断面図である。
【図６】図４のフォーミングゾーンのエアハンドラの底面を概して線６−６に沿って切り取った平面図である。
【図７】図３の漏出エアハンドラの１つの一部分解斜視図である。
【図８】図１のスパンボンドステーションの図である。
【図９】図１のフィラメント延伸デバイスの斜視図である。
【図１０】図９を概して線１０−１０に沿って切り取った断面図である。
【図１１】図９のフィラメント延伸デバイスの代替実施形態の断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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