(57)【要約】  メルトブローンウェブを生産するための装置は、複数のフィラメント放出口を有するメルトブローダイと、フィラメント放出口から放出される高分子材料のフィラメントを受容するためのコレクタと、メルトブローダイの一端の最後のフィラメント放出口に近接するフィラメントの経路に近接して配置される第１のコアンダ効果デバイスとを含む。そのような装置を利用してメルトブローンウェブを形成する方法もまた、開示される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のフィラメント放出口を有するメルトブローダイと、
前記フィラメント放出口から放出される高分子材料のフィラメントを受容するためのコレクタと、
前記メルトブローダイの一端の最後の前記フィラメント放出口に近接する前記フィラメントの経路に近接して配置される第１のコアンダ効果デバイスと、
を備える、メルトブロー装置。
【請求項２】
前記メルトブローダイの反対の端に近接する前記フィラメントの経路に近接して配置される第２のコアンダ効果デバイスを更に備える、請求項１に記載のメルトブロー装置。
【請求項３】
前記メルトブローダイの前記第１の端と前記第１のコアンダ効果デバイスとの間に配置される第１の遮蔽部を更に備える、請求項１に記載のメルトブロー装置。
【請求項４】
前記フィラメント放出口と前記コレクタとの間の距離が少なくとも約４０ｃｍである、請求項１に記載のメルトブロー装置。
【請求項５】
前記コアンダ効果デバイスが後縁を有し、前記コアンダ効果デバイスの迎え角が、前記後縁での渦流出を最小化するように選択される、請求項１に記載のメルトブロー装置。
【請求項６】
前記コアンダ効果デバイスの前記迎え角が約４５度以下である、請求項５に記載のメルトブロー装置。
【請求項７】
前記コアンダ効果デバイスが、前記後縁に近接して最小曲率半径Ｒ２を有し、Ｒ２が少なくとも約１８ｃｍである、請求項６に記載のメルトブロー装置。
【請求項８】
前記第１の遮蔽部が、同伴空気の流れを前記第１のコアンダ効果デバイスに向かって方向付けるように配置される、請求項３に記載のメルトブロー装置。
【請求項９】
前記曲率半径Ｒ２が調整可能である、請求項７に記載のメルトブロー装置。
【請求項１０】
複数のフィラメント放出口を有するメルトブローダイを準備することと、
前記メルトブローダイの第１の端に近接して第１のコアンダ効果デバイスを配置することと、
メルトブローダイから溶融フィラメントを放出することと、
前記溶融フィラメントの飛行を前記第１のコアンダ効果デバイスで操作することと、
不織繊維媒体のウェブを形成するために前記溶融フィラメントを収集することと、
を含む、メルトブローン媒体を形成する方法。
【請求項１１】
前記メルトブローダイにおける前記第１の端の反対の第２の端に近接して第２のコアンダ効果デバイスを配置することを更に含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記メルトブローダイの前記第１の端と前記第１のコアンダ効果デバイスとの間に遮蔽部を配置することを更に含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記収集することはコレクタ上で達成され、前記フィラメント放出口と前記コレクタとの間の距離が少なくとも約４０ｃｍである、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記コアンダ効果デバイスが後縁を有し、前記コアンダ効果デバイスの迎え角が、前記後縁での渦流出を最小化するように選択される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１のコアンダ効果デバイスの前記迎え角が約４５度以下である、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記コアンダ効果デバイスが、前記後縁に近接して最小曲率半径Ｒ２を有し、Ｒ２が少なくとも約１８ｃｍである、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記遮蔽部が、同伴空気の流れを前記第１のコアンダ効果デバイスに向かって方向付けるように配置される、請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本開示は、概して、不織媒体のウェブの製作に関し、より具体的には、そのような不織媒体のウェブを製作するための方法及び装置に関する。
【０００２】
近年、メルトブローン媒体は、濾過、洗浄拭取り布、包帯、手術用被布、電池電極分離及び絶縁等の利用のために、広く商業的に利用されるようになっている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
多くの用途にとって、不織媒体のウェブが均一な坪量を有することが望ましい。例えば、不織媒体のウェブがエアフィルタに転換されるときに、薄い箇所が、空気伝達の汚染物質がフィルタを迂回し得る場所を準備する場合がある。既知のメルトブロー設備及び方法では、形成する媒体の縁で均一性を保持するのは困難である。したがって、均一性の高い程度を要求する用途では、媒体の縁は取り除かれ、廃棄物として廃棄されなければならない。加えて、特定の幅のメルトブローダイは、コレクタでより狭い幅の有用な媒体を準備するだろう。これは、コレクタがメルトブローダイから４０ｃｍを超えて配置されるときに、特に顕著である。例えば、２００ｃｍ幅のダイは、たった１７５ｃｍの幅を有する利用可能ウェブを生産することができる。
【０００４】
より良好な両端の均一性を有するメルトブローンウェブを形成するための、及び／又はダイの幅以上の幅を有するウェブを生産できる方法及び装置が必要とされている。
【０００５】
本開示は概して、ウェブの少なくとも１つの縁上でブローダイから出てくる繊維の飛行経路に近接してコアンダ効果デバイスを配置することによって、メルトブローンウェブを形成するための方法及び装置を準備する。いかなる理論によっても束縛されることを望むものではないが、コアンダ効果デバイスによって提供されるコアンダ効果は、さもなければコレクタ上に形成されるウェブに不十分な厚さの「不均一な縁」を形成したであろう繊維の何本かを再び方向付けすると考えられる。
【０００６】
一実施形態では、本開示は、複数のフィラメント放出口を有するメルトブローダイと、フィラメント放出口から放出される高分子材料のフィラメントを受容するためのコレクタと、メルトブローダイの一端の最後のフィラメント放出口に近接するフィラメントの経路に近接して配置される第１のコアンダ効果デバイスと、を備える、メルトブロー装置を準備する。
【０００７】
別の実施形態では、本開示は、複数のフィラメント放出口を有するメルトブローダイを準備することと、メルトブローダイの第１の端に近接して第１のコアンダ効果デバイスを配置することと、メルトブローダイから溶融フィラメントを放出することと、溶融フィラメントの飛行を第１のコアンダ効果デバイスで操作することと、不織繊維媒体のウェブを形成するために溶融フィラメントを収集することと、を含む、メルトブローン媒体を形成する方法を準備する。
【０００８】
本開示の装置及び方法を利用して形成されたウェブの１つの優位性は、従来の手法によって作成されたウェブに比較してより均一な両端の坪量を有することである。つまり、本明細書に記載された装置及び方法を利用して生産されたウェブの側縁部の坪量は、側縁部領域の間に位置するウェブの中央領域の坪量と類似であり、一貫している。
【０００９】
本明細書で使用される「含む／備える／具備する（comprise）」、「有する（have）」、及び「含む（include）」という言葉の形態は、法的に同等かつ非限定的である。したがって、記載された要素、機能、工程、又は制限に加えて、記載されていない追加的な要素、機能、工程、又は制限が存在する場合がある。
【００１０】
当業者は、この説明があくまで実施例の説明であって、本開示のより広範な観点を制限することを意図するものでなく、それらのより広範な観点が実施例の構築に具現化されていることを理解するであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の特徴を伴わないメルトブロー装置の概略図。
【図２】いくつかの発明の特徴が付加されたことを除いて、一般的に図１に図示されるようなメルトブローダイの一端の透視図。
【図３】本発明単独によるコアンダ効果デバイスの斜視図。
【図４】図３のコアンダ効果デバイスの平面図。
【００１２】
明細書及び図中で繰り返し使用される参照記号は、本開示の同じ又は類似の特徴又は要素を表すことを意図する。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
ここで図１を参照すると、メルトブロー装置２０の概略図が、背景及び専門用語の確立のために発明の特徴を除いて図解される。メルトブローダイ２２を含むメルトブロー装置２０が概略断面図に図解される。メルトブローンダイ２２は、伸長された高分子フィラメントのストリーム２４を、「Ｄ」方向に動く収集ベルト２６に向かって放出するために利用され、図解される。本実施形態に関してはベルトが図示されているが、メルトブロー技術分野の当業者は、フィラメントを媒体として収集し、搬送し、切断する目的で、回転ドラム等の他のコレクタが利用されてもよいことを理解するだろう。
【００１４】
実践によると、メルトブローダイ２２は、ストリーム２４が押出開口３２の列から押し出された直後に、高分子フィラメントのストリーム２４に対して加熱されたガスの２つの流れを方向付けるためのキャビティ２８及び３０が提供される。キャビティ２８及び３０から出てくる加熱されたガスジェットは、フィラメントが、コレクタ２６上に所望の媒体３４を形成するのに適したサイズ及び分散を有するように、押出開口３２から出てきたフィラメントを引き伸ばし薄くする。
【００１５】
メルトブロー装置２０は、方向「Ｄ」に対して、ストリーム２４の一つは上流側、もう一つは下流側に１対のダクト４０及び４２を更に含む。ダクト４０及び４２から第２の流れがフィラメントのストリーム２４に対して放出され、フィラメントがコレクタ２６に衝突するときにフィラメントは媒体３４にとって所望の特性を有している。以上の説明は、本願と同一出願人である、Ｂｒｅｉｓｔｅｒらに対する米国特許第６，８６１，０２５号の開示に概して相当し、コレクタ２６の速度が低速及び中程度でのメルトブローン媒体の生産に適している。本願と同時係属中で、同一出願人である米国出願第２００６０２６５１６９号に説明されるように、追加マニホールド４４及び４６が、上向きの渦を防ぐ目的で提供されてもよい。
【００１６】
ここで、図２を参照すると、ある発明の特徴を含むメルトブローダイ２２の一端の斜視図が図解される。特に、第１のコアンダ効果デバイス５０は、メルトブローダイ２２の一端の最後の開口３２ａから出てくるフィラメントの経路に近接して配置される。コアンダ効果デバイス５０は概して、フィラメント流れ経路の方向に沿って配置された凸面を備える。図解される実施形態では、凸面は、メルトブローダイ２２から遠ざかる方向に開口３２の列から外向きに遠ざかって開く。この様式で配置されて、凸面は、コアンダ効果デバイス５０に近接する領域でフィラメントの流れ経路を変更すること機能を果たすか、又はフィラメントの流れ経路を調整若しくは制御するために利用されることが可能であり、それにより全幅に渡ってより一貫し、均一な坪量を有する媒体のウェブを生産する。
【００１７】
遮蔽部５２は、開口３２の列の側方の端と第１のコアンダ効果デバイス５０との間に配置される。遮蔽部５２は、第１のコアンダ効果デバイス５０の前縁５４に向かってダイ２２の側面から周囲空気の同伴を方向付け、調節するように配置される。第２のコアンダ効果デバイス及び第２の遮蔽部が任意追加的に開口３２の列の他の端に提供されてもよいことが認識されるであろう。
【００１８】
ここで図３及び４を参照すると、単独で示されるコアンダ効果デバイス５０の斜視図及び平面図をそれぞれ示される。コアンダ効果デバイス５０は、前縁５４及び後縁５６を有する。優位性のあるコアンダ効果デバイスの正確なパラメータは、開口３２から押し出される材料及び他のプロセスパラメータに依存するだろう。しかしながら、望ましい結果を達成するためのいくつかの一般的な観察がなされている。
【００１９】
１つの態様によると、コアンダ効果デバイスは、前縁５４に近接する第１の曲率半径「Ｒ１」、後縁５６に近接する第２の曲率半径「Ｒ２」、及び／又は迎え角αに関して特徴付けられてもよい。迎え角αは、コアンダ効果デバイスの表面と開口３２から出てきた材料２４のストリームラインに概して平行な直線との間の角度として一般的に画定され得る。
【００２０】
多くの用途にとって、第１の曲率半径Ｒ１及び第２の曲率半径Ｒ２並びに迎え角αは、後縁５６での渦流出を最小化するように選択されるべきである。特定の実施形態では、迎え角αが約４５度未満、約３５度未満、又は約２５度未満であってもよい。負の迎え角は、さほど一般的に示されないが、本発明の範囲外であるとは見なされない。特定の実施形態では、第１の曲率半径Ｒ１が、少なくとも約４ｃｍ、少なくとも約６ｃｍ、又は少なくとも約７．５ｃｍで、並びに、約２４ｃｍ以下、約２０ｃｍ以下、又は約１８ｃｍ以下である。別の実施形態では、第２の曲率半径Ｒ２が、少なくとも約１４ｃｍ、少なくとも約１６ｃｍ、又は少なくとも約１８ｃｍである。コアンダ効果デバイスの２つの曲率半径Ｒ１及びＲ２への近似は、動作可能な実施形態に関する手引きであることに注意されたい。例えば、スプライン曲線、ファセット、又はこれら２つの組み合わせを含む多種多様な幾何学図形に対応する断面形状が、本発明の範囲内であると見なされる。
【００２１】
製造の単純化のために、コアンダ効果デバイスが均一な断面を有することが望ましい場合があるが、必須であるとは見なされない。また、２つのコアンダ効果デバイスが提供される実施形態では、第１及び第２のコアンダ効果デバイスが類似又は更には同一であることが望ましい場合があるが、必須であるとは見なされない。曲率半径及び／又は迎え角への微調整を、コアンダ効果デバイスに対して例えばメルトブローン媒体生産中に行うことが可能なように、コアンダ効果デバイスは、カム、レバー、ボルト、又は類似物等の機械的手段を任意追加的に含んでもよい。
【００２２】
当業者は、より具体的に添付の請求項に記載した本開示の趣旨及び範囲から逸脱せずに、本開示への他の修正及び変更を行うことが可能である。多様な実施形態の観点を多様な実施形態の他の観点と一部若しくは全て相互交換すること又は組み合わせることが可能であると理解されたい。上述の出願において引用された、参照、特許、又は特許出願は、一貫した方法で全体が参照により本明細書に組み込まれる。これらの組み込まれた参照と本明細書との間に部分的に不一致又は矛盾がある場合、先行する記述の情報が優先するものとする。当業者が請求項の開示を実行することを可能にするために与えられた先行する記述は、本請求項及びそれと等しい全てのものによって定義される本開示の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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