(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フェイスマスク製造ラインにおいて、予備ノーズワイヤを走行ノーズワイヤにスプライシングするための方法であって、
前記走行ノーズワイヤは供給ロールから連続的に供給され、
前記方法は、
前記走行ノーズワイヤを使い尽くす前に、前記走行ノーズワイヤを前記供給ロールから供給し続けながら、前記供給ロールを動作位置から、製造ラインより離れた中間位置に移動させるステップと、
前記供給ロールの回転を減速させて停止させ、前記供給ロールを前記中間位置から前記製造ラインに向かって戻すことにより、前記供給ロールと前記製造ラインとの間に前記走行ノーズワイヤの蓄積を機能的に形成するステップと、
前記供給ロールの停止時に、前記蓄積から前記走行ノーズワイヤを供給し続けるステップと、
前記供給ロールの停止時に、前記走行ノーズワイヤが待機状態にある前記蓄積の上流の位置で、前記予備ノーズワイヤの予備ロールの先端を前記走行ノーズワイヤにスプライシングするステップと、
前記製造ラインにおいて、前記予備ノーズワイヤ及び前記予備ロールが新たな走行ノーズワイヤ及び新たな供給ロールとなるように、スプライシング位置の上流で前記走行ノーズワイヤを切断するステップと、を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記供給ロールは、前記中間位置から前記動作位置に戻されることにより、前記走行ノーズワイヤの前記蓄積を生成することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記予備ロールは、前記供給ロールと共に、前記動作位置から前記中間位置に移動されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記供給ロールは、前記製造ラインに近接した可動式のキャリッジ上に機能的に取り付けられ、
前記可動式のキャリッジは、前記動作位置から前記中間位置に移動するよう制御され、これにより前記走行ノーズワイヤの前記蓄積を生成することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記予備ロールはまた、前記可動式のキャリッジ上に機能的に取り付けられることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記可動式のキャリッジ上に取り付けられたスプライサを用いて、前記スプライシングを行うステップをさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記予備ロールの前記予備ノーズワイヤの前記先端を、前記蓄積の形成後まで前記スプライサ内でクランプし、
その後、前記予備ノーズワイヤの前記先端を開放し、前記予備ロールを回転させることにより、前記スプライシングのために、前記蓄積の上流の位置で前記予備ノーズワイヤの前記先端を前記走行ノーズワイヤ上に導入することを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記走行ノーズワイヤを切断するステップに続いて、前記供給ロールは前記製造ラインから取り除かれ、前記予備ロールは前記動作位置に移動されて前記新たな供給ロールとなり、追加の予備ロールは、次回以降のスプライシング手順のために待機位置に移動されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記スプライシングは、前記蓄積の上流の位置に配置されたスプライシングキャビネットによって行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記スプライシングキャビネットは、前記製造ラインに対して固定されていることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記スプライシングキャビネットは、前記動作位置と前記中間位置との間の前記供給ロールと共に移動可能であることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記走行ノーズワイヤの搬送速度を検出するステップと、
前記搬送速度の関数として、停止状態の前記供給ロールと共に前記スプライシングを行うために必要な前記蓄積の量を計算するステップと、をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記供給ロールを前記中間位置から前記製造ラインに向けて後退させるときに、前記供給ロールを減速させて停止する前に前記走行ノーズワイヤの前記蓄積を増加させるために、前記供給ロールを最初に加速させるステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記走行ノーズワイヤの消費状態を検出するステップと、
前記予備ノーズワイヤの前記スプライシングを、検出された前記消費状態の関数としてタイミング調整するステップと、をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
請求項１に記載の方法にしたがって、フェイスマスクの製造ラインにおいて予備ノーズワイヤを走行ノーズワイヤにスプライシングするためのシステムであって、
前記製造ラインに対して移動可能な走行ノーズワイヤの供給ロールと、
予備ノーズワイヤの予備ロールと、
切断ステーションと、
前記切断ステーションから、前記製造ラインで作られた前記フェイスマスクの本体部分を画定するキャリアウェブ上に個々のノーズワイヤを搬送するために、前記切断ステーションの下流に設けられた搬送ローラと、を含み、
前記予備ノーズワイヤは先端を有し、前記走行ノーズワイヤの予め定められた消費状態において、前記予備ノーズワイヤの前記先端は、前記製造ラインの全体の走行速度を停止または実質的に減速させることなく、前記走行ノーズワイヤにスプライシングされ、
前記走行ノーズワイヤを使い尽くす前に、前記走行ノーズワイヤを前記供給ロールから供給し続けながら、前記走行ノーズワイヤの前記供給ロールを動作位置から、前記製造ラインより離れた中間位置に移動させ、
その後、前記供給ロールの回転を減速させて停止させ、前記走行ノーズワイヤの前記供給ロールを前記中間位置から前記製造ラインに向かって戻すことにより、前記走行ノーズワイヤの前記供給ロールと前記製造ラインとの間に前記走行ノーズワイヤの蓄積を機能的に形成し、
前記システムは、前記蓄積の上流に設けられたスプライシングステーションをさらに含み、前記スプライシングステーションにおいて、前記供給ロールの停止時に前記走行ノーズワイヤは前記蓄積から供給されるとともに、前記予備ノーズワイヤの前記予備ロールの先端が前記スプライシングステーションにおいて前記走行ノーズワイヤにスプライシングされ、前記走行ノーズワイヤは前記スプライシングの上流の位置で切断され、これにより、前記製造ラインにおいて、前記予備ノーズワイヤ及び前記予備ロールが新たな走行ノーズワイヤ及び新たな供給ロールとなることを特徴とするシステム。
【請求項１６】
前記供給ロールは、可動式のキャリッジに取り付けられていることを特徴とする請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記キャリッジを前記動作位置から前記中間位置に移動させるようにして、コントローラが構成されていることを特徴とする請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記予備ロールはまた、前記可動式のキャリッジに取り付けられていることを特徴とする請求項１６に記載のシステム。
【請求項１９】
前記スプライシングステーションはまた、前記可動式のキャリッジに取り付けられていることを特徴とする請求項１６に記載のシステム。
【請求項２０】
前記予備ロール及び前記スプライシングステーションはまた、前記可動式のキャリッジに取り付けられていることを特徴とする請求項１６に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（技術分野）
本発明は、概して、保護用フェイスマスクの分野に関し、特に、そのようなフェイスマスクの製造ラインにおいてノーズワイヤ供給品をスプライシングするための方法及びシステムに関する。
【０００２】
（関連出願のファミリー）
本出願は、本出願と同日に出願された以下の国際特許出願（それらは全て、米国を指定している）と、発明の主題が関連している。
（ａ）「フェイスマスク製造工程においてノーズワイヤをスプライシングする方法及びシステム」なる標題の国際特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１５／０５５８５８
（ｂ）「フェイスマスク製造ラインにおいて予備のノーズワイヤを導入する方法及びシステム」なる標題の国際特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１５／０５５８６３
（ｃ）「フェイスマスク製造工程においてノーズワイヤを切断し配置する方法及びシステム」なる標題の国際特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１５／０５５８６５
（ｄ）「フェイスマスク製造工程においてノーズワイヤを配置する方法及びシステム」なる標題の国際特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１５／０５５８６７
（ｅ）「フェイスマスク製造工程においてノーズワイヤを配置する方法及びシステム」なる標題の国際特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１５／０５５８７１
（ｆ）「フェイスマスク製造工程において予め切断されたノーズワイヤを配置する方法及びシステム」なる標題の国際特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１５／０５５８７２
（ｇ）「フェイスマスク製造ラインにおけるパッケージングのためのフェイスマスクを包装及び作製する方法及びシステム」なる標題の国際特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１５／０５５８７６
（ｈ）「フェイスマスク製造ラインにおいて包装されたフェイスマスクをカートン内に自動的に積層させて充填する方法及びシステム」なる標題の国際特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１５／０５５８７８
（ｉ）「フェイスマスク製造ラインにおいて包装されたフェイスマスクをカートン内に自動的に積層させて充填する方法及びシステム」なる標題の国際特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１５／０５５８８２
【０００３】
上記の出願は、あらゆる目的のために、参照により本明細書に援用される。上記の出願に記載された発明主題の特徴及び態様のあらゆる組み合わせを、本出願の実施形態と組み合わせて、本発明のさらなる実施形態を創出することもできる。
【背景技術】
【０００４】
様々な形態の使い捨て式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」、「保護マスク（レスピレータ）」、「フィルタリングフェイスレスピレータ」等の様々な名称で呼ばれている。本開示の目的のために、これらを「フェイスマスク」と総称する。
【０００５】
自然災害時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、及び一般大衆に対して保護用フェイスマスクを供給できることが重要である。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において重要となる。このため、政府や自治体は、通常、緊急時にすぐ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、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。
【０００６】
最近、備蓄に頼るのではなく、パンデミックや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製造することが実現可能か否かについての調査が始められている。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１５０万〜２００万個のフェイスマスクを大量製造することによって、この需要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分当たり約１５００個のマスクを製造することを意味する。現在のフェイスマスク製造ラインは、技術と装置の限界のために１分当たり約１００個のマスクしか製造することができず、上記の推定された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、製造及び製造工程の進歩が必要である。
【０００７】
様々な形態のフィルタフェイスマスクは、よく知られているように、フェイスマスクの形状をユーザの鼻の形状に合わせ、使用時にフェイスマスクを所定の位置に保持できるように、フィルタパネルの上側の縁部に沿って、「ノーズワイヤ」として知られている可撓性及び応従性を有する金属片を備えている。ノーズワイヤは、異なるサイズ及びマスク形状の間で様々な長さ及び幅を有し得るが、一般的には、スプールから切り出され、インライン製造工程中に、不織布材料層に封入または密封される。上記のスループット（製造速度）で大量製造するためには、スプールを使い尽くしたときに、走行ラインの高製造速度を維持しながら、走行ライン内に予備のスプールをスプライシングすることが必要である。
【０００８】
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、フェイスマスクの走行インライン製造工程内で、ノーズワイヤをスプライシングする作業を高速で行うための方法及びシステムを提供する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の目的及び利点は、その一部が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。
【００１０】
本発明の態様では、フェイスマスク製造ラインにおいて、走行ノーズワイヤに予備ノーズワイヤをスプライシングする方法が提供される。走行ノーズワイヤは、供給ロールから連続的に供給され、スプライシング動作は、製造ラインにおいて重大な停止または減速を必要としない。
【００１１】
本発明の方法は、ノーズワイヤを組み込んだフェイスマスクの特定の様式すなわち構成、または下流のフェイスマスク製造工程に限定されないことを理解されたい。
【００１２】
この方法は、走行ノーズワイヤを使い尽くす前に、供給ロールを、動作位置から、製造ラインよりさらに離れた中間位置に移動させながら、供給ロールから走行ノーズワイヤへの供給を続けるステップを含む。供給ロールは、その後中間位置から製造ラインに向かって戻り、供給ロールは停止するまで減速する。供給ロールは、元の動作位置、またはいくつかの他の位置に完全に戻されてもよい。供給ロールのこの移動により、供給ロールと製造ラインとの間で、例えば走行ノーズワイヤの１以上のループまたは折り重ねの形態で、走行ワイヤの蓄積が機能的に形成される。
【００１３】
この方法は、供給ロールを中間位置から製造ラインに向けて後退させるときに、供給ロールを減速させて停止させる前に蓄積を増加させるために、供給ロール（供給ロールの回転速度）を最初に加速するステップをさらに含んでいてもよい。
【００１４】
さらに、供給ロールを停止させると、走行ノーズワイヤが蓄積から供給される（すなわち、供給ロールが停止している間に蓄積が引き込まれる）。また、供給ロールが停止すると、ノーズワイヤの予備ロールの先端が、走行ノーズワイヤが停止している蓄積の上流の位置で、走行ノーズワイヤに導入される。予備ノーズワイヤの先端は、この位置で、走行ノーズワイヤにスプライシングされる。
【００１５】
スプライシングに続いて、製造ラインにおいて、予備ノーズワイヤ及び予備ロールが、新たな走行ノーズワイヤ及び新たな供給ロールになるように、走行ノーズワイヤは、スプライシングの上流の位置で切断される。
【００１６】
一実施形態では、予備ロールは、動作位置から中間位置に、供給ロールと共に移動される。あるいは、供給ロールが移動して蓄積を形成するとともに、供給ロールは、静止状態であり続けるような位置（例えば、供給ロールの動作位置に隣接する位置）で準備されてもよい。
【００１７】
特定の実施形態では、供給ロールは、製造ラインに近接した可動式のキャリッジに機能的に取り付けられ、キャリッジは、動作位置から中間位置に移動するように制御されて、走行ノーズワイヤの蓄積を生成する。この実施形態では、予備ロールをキャリッジに機能的に取り付けることもできる。さらに、可動式のキャリッジにも取り付けられる従来のスプライサを用いてスプライシングを行うことができる。
【００１８】
スプライシングを生成するために、予備ロールの先端は、蓄積の形成後まで、スプライサ内でクランプ（例えば、所定の位置に保持）されてもよく、先端はその後開放され、予備ロールが回転することにより、蓄積の上流の位置のスプライサにおいて、予備ノーズワイヤの先端が走行ノーズワイヤ上に導入される。
【００１９】
この方法は、走行ノーズワイヤを切断するステップに続いて、製造ラインから供給ロールの残りを取り除くステップと、予備ロールを新たな供給ロールとするために、動作位置に移動させるステップと、次回以降のスプライシング手順のために、追加の予備ロールを待機位置に移動させるステップとをさらに含んでいてもよい。
【００２０】
スプライシングは、蓄積の上流の位置に配置されたスプライシングキャビネットを用いて行うことができる。このキャビネットは、製造ラインに対して所定の位置に固定されてもよく、または、必要に応じて蓄積の上流の動作位置に配置された可動式のユニットであってもよい。スプライシングキャビネットは、動作位置と中間位置との間で、供給ロールと共に移動可能であってもよい。
【００２１】
本方法の実施形態は、製造ラインを通る走行ノーズワイヤの搬送速度を検出するステップと、搬送速度の関数として、停止時に供給ロールとのスプライシングを行うために必要な蓄積の量を計算するステップとをさらに含んでいてもよい。
【００２２】
スプライシングのタイミングを適切に合わせるために、特定の実施形態は、走行ノーズワイヤの消費状態を検出するステップと、検出された消費状態の関数としてスプライシングをタイミング調整するステップとを含んでいてもよい。例えば、ノーズワイヤのロールの、所定の検出直径で、スプライシングシーケンスを開始することができる。
【００２３】
本明細書はまた、本明細書に記載され、かつ支持されているように、本方法に従って、フェイスマスク製造ラインにおいて、予備のノーズワイヤを走行ノーズワイヤにスプライシングするための様々なシステムの実施形態を包含する。
【００２４】
本発明の他の特徴及び態様を、以下により詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
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。
【００２６】
【図１】フェイスマスクの形をユーザの顔の外形に一致させるノーズワイヤが組み込まれた従来の呼吸用フェイスマスクをユーザに装着した状態を示す斜視図
【図２】図１の従来のフェイスマスクの折り畳んだ状態を示す上面図
【図３】図２のフェイスマスクを図２に示した線に沿って切った断面図
【図４】交互に配置された複数のフェイスマスクパネルが画定されたウェブと、各パネルの縁部に組み込まれたノーズワイヤを示す上面図
【図５】フェイスマスクパネルとの次回以降の結合のための、ノーズワイヤの供給及び切断に関連する、本発明の態様によるフェイスマスク製造ラインの部品の概略図
【図６】本発明の態様に従って、予備ノーズワイヤを走行中の製造ラインにスプライシングする態様の概略図
【図７】本発明の態様に従って、予備ノーズワイヤを走行中の製造ラインにスプライシングするさらなる態様の概略図
【図８】本発明の態様に従って、予備ノーズワイヤを走行中の製造ラインにスプライシングするさらに他の態様の概略図
【図９】本発明の態様に従って、予備ノーズワイヤを走行中の製造ラインにスプライシングする追加の態様の概略図
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の様々な実施形態及びその１以上の実施例を詳細に説明する。各実施例は、本発明を説明するために提示されたものであり、本発明を限定するものではない。実際、本発明において、本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく、本発明の様々な変更形態及び変形形態が可能であることは、当業者にとって明らかであろう。例えば、ある実施形態の一部として例示または説明された特徴を、別の実施形態において用いて、さらなる別の実施形態を創出することもできる。したがって、本発明は、添付された特許請求の範囲及びその均等物の範囲に含まれる限り、そのような変更形態及び変形形態を包含することを意図している。
【００２８】
上述したように、本発明は、フェイスマスク製造ラインにおいて、予備ノーズワイヤを走行ノーズワイヤへスプライシングする方法に関する。下流のフェイスマスク製造工程は、本発明の態様を限定するものではないので、本明細書中では詳細に説明しない。
【００２９】
また、本開示は、製造ラインを通じてのフェイスマスクの特定の構成要素の搬送または輸送について言及または暗示している。物品搬送器（例えば、ロータリコンベヤまたはリニアコンベヤ）、物品配置器（例えば、真空ピックプレイサ）、及び輸送装置の任意の態様または組み合わせは、物品搬送産業においてよく知られており、本明細書に記載の目的に使用できることは容易に理解できるであろう。本発明の方法の理解及び把握のために、これらの既知の装置やシステムを詳細に説明する必要はない。
【００３０】
平らなプリーツ付きフェイスマスクを含む、ノーズワイヤが組み込まれたフェイスマスクの様々なスタイルや形態がよく知られており、本発明の方法は、これらの従来のマスクのための製造ラインにおいて有用であり得る。単なる例示を目的として、本明細書では、本発明の方法の態様を、図１に示すような当分野で「カモノハシ型」マスクと称される特定のタイプの呼吸用フェイスマスクを参照して説明する。
【００３１】
図１〜図３を参照すると、代表的なフェイスマスクであるマスク１１（例えば、カモノハシ型フェイスマスク）を着用者１２の顔に装着した状態が示されている。このマスク１１は、弾性及び伸縮性を有するストラップ、すなわち固定部材１６及び固定部材１８によって着用者１２に固定されるフィルタ本体１４を含む。フィルタ本体１４は、上側部分２０及び下側部分２２を有する。上側部分２０及び下側部分２２は、互いに相補的な台形形状を有し、好ましくは熱及び／または超音波シーリング等によって、その３つの辺縁に沿って互いに接合される。このようにして接合することにより、マスク１１に、重要な構造的完全性が付加される。
【００３２】
マスク１１の第４の辺縁は、開放されており、上側縁部２４及び下側縁部３８を有する。上側縁部２４及び下側縁部３８は、互いに協働して、マスク１１における、着用者の顔に接触する周縁部分を画定する。上側縁部２４は、平坦な金属製のリボンまたはワイヤ状の細長い応従性部材（本明細書では「ノーズワイヤ」と称する）を受容するように構成される（図２及び図３参照）。ノーズワイヤ２６は、マスク１１の上側縁部２４の形状を着用者１２の鼻や頬の外形に密着させることができるように設けられる。ノーズワイヤ２６は、一般的に、矩形の断面形状を有するアルミニウムストリップから構成される。マスク１１の上側部分２０が上側縁部２４に沿って配置されたノーズワイヤ２６を有することを除けば、マスク１１の上側部分２０と下側部分２２は互いに同じであり得る。
【００３３】
図１に示すように、カモノハシ型のマスク１１は、着用者１２の顔に装着したときには、カップ状または円錐状の全体形状を有する。これにより、使用時には円錐状のマスクが「顔から離れる」という利点と、使用前には折り畳んだマスク１１をポケットに入れて容易に持ち運びすることができるという利点が提供される。「顔から離れる」形式のマスクは、着用者の顔のかなりの部分に接触する柔らかいプリーツ付きマスクと比べて、より大きな呼吸チャンバを提供する。そのため、「顔から離れる」マスクは、より落ち着いたより楽な呼吸を可能にする。
【００３４】
着用者１２の通常の呼吸に関連する呼吸漏れは、ノーズワイヤ２６の寸法やノーズワイヤ２６の上側縁部２４に対する位置を適切に選択することによって、実質的に排除される。ノーズワイヤ２６は、上側縁部２４の中央に配置され、上側縁部２４の全長の５０−７０％の範囲の長さを有することが好ましい。
【００３５】
図３の断面図に示すように、上側部分２０及び下側部分２２の各々は、外側マスク層３０及び内側マスク層３２を含む複数の層を有する。外側マスク層３０と内側マスク層３２との間には、マスク１１用のフィルタ媒体を含む１以上の中間層３４が介在されている。この中間層３４は、一般的に、メルトブローンポリプロピレン、押出成形ポリカーボネート、メルトブローンポリエステル、またはメルトブローンウレタンから作製される。
【００３６】
マスク１１の上側縁部２４は、マスク１１の開放端の全体にわたって延在し、かつノーズワイヤ２６を覆う上側縁部バインダ３６によって取り囲まれている。同様に、下側縁部３８は、下側縁部バインダ４０によって取り囲まれている。上側縁部バインダ３６及び下側縁部バインダ４０は、ノーズワイヤ２６を上側縁部２４に沿って配置した後に、それぞれ上側縁部２４または下側縁部３８上に折り重ねて接合される。上側縁部バインダ３６及び下側縁部バインダ４０は、スパンレースされたポリエステル材料から作製され得る。
【００３７】
図４は、マスク１１の上側部分２０を形成する層を切断するための略台形形状のレイアウトを示す。同様のレイアウトが下側部分２２用に作製され、この下側部分２２は、フェイスマスク製造ラインにおいて、上側部分２０整列され、接合される。より正確には、図４のレイアウトは、平坦な各材料シートから上側部分２０のための外側マスク層３０及び内側マスク層３２を最終的に切断する切断装置の概要を表す。このレイアウトは、上側縁部２４と下側縁部３８とにより形成されるマスク１１の開放端側となる縁部５０、５２の間の平坦な材料シート上に、交互パターンで配置される。このレイアウト配置により、マスク１１の作製に利用される切断装置（図示せず）に材料を供給したときに、連続的な切り抜き片（piece of scrap）を形成することができる。図４は、上側縁部バインダ３６及び下側縁部バインダ４０を上側縁部２４または下側縁部３８に沿って折り重ねて接合する前に、連続したウェブにおける上側縁部２４に対応する部分の上に切断されたノーズワイヤ２６を配置した状態を示す。
【００３８】
図５は、ノーズワイヤ２６が組み込まれたフェイスマスクを製造するための製造ライン１０６の一部を示す。走行ノーズワイヤ１０４が、例えば被動動作走行ロール、すなわち供給ロール１３０などの供給源から切断ステーション１０８に、連続的なストリップ形態で供給される。好適な切断ステーション１０８は、公知であり、従来の製造ラインで使用されている。切断ステーション１０８は、一般的に、被駆動ニップを画定する１セットのフィードローラ１１０を有する。フィードローラの一方は被動ローラであるが、他方はアイドラローラであってもよい。フィードローラ１１０はまた、走行ノーズワイヤに、ダイヤモンドパターンなどのクリンプパターンを付与するように働くことができる。走行ノーズワイヤは、アンビル１１４に対向して配置された切断ローラ１１２に供給される。切断ローラ１１２は、走行ノーズワイヤ１０４を、個々のノーズワイヤ２６に切断するべく、所定の速度で駆動される。切断ローラ１１２の下流側では、１セットの搬送ローラ１１６によって、個々のノーズワイヤ２６が切断ステーション１０８からキャリアウェブ１１８上に搬送される。図４を参照すると、このキャリアウェブ１１８は、上側部分２０及び下側部分２２を画定する連続的な多層ウェブであり得、個々のノーズワイヤ２６は、上側縁部２４に対応するキャリアウェブ１１８の縁部に沿って配置される。ノーズワイヤを切断し、図４に示されたウェブの反対側の入れ子状本体の上側部分２０上に配置するために、追加の切断ステーションが、切断ステーション１０８の反対側（及び、上流または下流）に動作可能に配置されてもよいことを理解されたい。理解を容易化するために、このような切断ステーションの１つのみが本明細書に示され、説明される。
【００３９】
図５はまた、先端１３２を有する予備ノーズワイヤ１０２の予備ロール１２８の準備状態を示す。図６〜図９を参照して以下により詳細に説明するように、走行ノーズワイヤ１０４が所定の消費状態になると、予備ノーズワイヤ１０２の先端１３２は、製造ライン１０６の全体的な走行速度を停止させる、または実質的に減速させることなく、走行ノーズワイヤ１０４とスプライシングされる。
【００４０】
個々のノーズワイヤ２６をキャリアウェブ１１８上の所定の位置に配置した後、バインダウェブ１２０を、キャリアウェブ１１８の両縁部に沿って製造ラインに導入する（図５では、１つのバインダウェブ１２０のみを図示している）。キャリアウェブ１１８、ノーズワイヤ２６、及びバインダウェブ１２０の組み合わせは、折り重ねステーション１２２を通過し、折り重ねステーション１２２では、バインダウェブ１２０は、キャリアウェブ１１８の走行するそれぞれの縁部５０、５２の上に折り重ねられる（図４）。そして、接合ステーション１２４を通過した後は、バインダウェブ１２０はキャリアウェブ１１８に熱接合され、これにより、上側縁部バインダ３６及び下側縁部バインダ４０と共に、図３に示した上側縁部２４及び下側縁部３８が構成される。ノーズワイヤ２６は、上側縁部バインダ３６によって、上側縁部２４に対する所定の位置に保持される。
【００４１】
接合ステーション１２４から、上側縁部バインダ３６の下のキャリアウェブ１１８とノーズワイヤ２６との連続的な組み合わせが、さらに下流の処理ステーション１２６に搬送され、そこで個々のフェイスマスクが切断され、接合され、ヘッドストラップの取り付け等が行われる。
【００４２】
図６〜図９をさらに参照すると、予備ノーズワイヤ１０２の先端１３２（図５）を走行中の製造ライン１０６（図６）にスプライシングする方法１００の態様が示されている。図６は、待機状態の予備ロール１２８を示す。予備ノーズワイヤ１０２の先端１３２は、スプライシングステーション１４２内にねじこまれ、スプライシングステーション１４２は、独立型のスプライシングキャビネット１３４内に含まれていてもよい。例えば、先端１３２は、準備状態、すなわち待機状態の第１のセットのフィードローラ１３６の間にねじ込まれていてもよい。予備ロール１２８は、駆動ローラまたは被駆動ローラであってもよい独立した駆動部を有して構成される。
【００４３】
図７を参照すると、方法１００は、走行ノーズワイヤ１０４を使い尽くす前に、供給ロール１３０を動作位置（図６）から、製造ライン１０６よりさらに離れた中間位置に移動させるとともに、図７の矢印によって示されるように、走行ノーズワイヤ１０４を供給ロール１３０から供給し続けるステップを含む。
【００４４】
図８を参照すると、その後、供給ロール１３０が図７に示される中間位置から製造ライン１０６に向かって戻されるとともに、供給ロール１３０は減速して停止する。供給ロール１３０は、図６に示される元の動作位置、または製造ライン１０６に対するいくつかの他の位置に完全に戻されてもよい。供給ロール１３０を製造ライン１０６から後ろ向きに離れさせるこの移動により、供給ロール１３０と製造ライン１０６との間で、例えば、図８に示される走行ノーズワイヤ１０４の１以上のループまたは折り重ねの形態で、走行ノーズワイヤ１０４の蓄積１５２が機能的に形成される。
【００４５】
蓄積１５２における走行ノーズワイヤ１０４の量をさらに増加させるために、方法１００は、供給ロール１３０を減速させて停止させる前に、供給ロール１３０を中間位置から製造ラインに向けて後退させるときに、供給ロール（供給ロールの回転速度）を最初に加速するステップをさらに含む。
【００４６】
図８をさらに参照すると、供給ロール１３０の停止時には、走行ノーズワイヤ１０４は、蓄積１５２から供給される。言い換えると、供給ロール１３０が停止している間に、蓄積１５２が引き出される。また、供給ロール１３０の停止時には、予備ロール１２８の先端１３２は、蓄積１５２の上流の位置（走行ノーズワイヤ１０４の搬送方向に対して）で走行ノーズワイヤ１０４に導入されるが、ここで走行ノーズワイヤ１０４は停止状態である。予備ノーズワイヤ１０２の先端１３２は、この位置でスプライシングステーション１４２内の走行ノーズワイヤ１０４にスプライシングされる。
【００４７】
スプライシングステーション１４２では、接着剤の塗布、スポット溶接／タッキングなどを含む様々なスプライシング手段を採用することができる。図示の実施形態では、スプライシングステーション１４２は、制御可能に駆動される第１のセットのフィードローラ１３６、第のセットのプライマリフィードローラ１３８を含んでいてもよい。第１のセットのフィードローラ１３６は、コントローラ１４６によって制御可能であり、予備ロールが静止状態のときに、予備ノーズワイヤ１０２の先端１３２をクランプするために使用され得る。スプライシングのために、コントローラは、第１のセットのフィードローラ１３６及び予備ロール１２８によってフィーディングを始め、先端１３２をプライマリフィードローラ１３８のセットへ前進させる。プライマリフィードローラ１３８のセットはまた、コントローラ１４６によって制御され、かつ先端１３２を、ダイバータローラ１４０を通過させて、１セットのクリンパローラ１４４の直前で、走行ノーズワイヤ１０４（蓄積１５２が引き出される間は停止状態である）上に前進させるために使用される。これらのクリンパローラ１４４はまた、コントローラ１４６によって制御され、例えば、クランプまたは他の既知のスプライシング装置（スプライサ）を用いて先端１３２を走行ノーズワイヤ１０４にクリンプする。
【００４８】
スプライシング手順に続き、走行ノーズワイヤ１０４はスプライシングの上流の位置で切断され、これにより、製造ラインにおいて、予備ノーズワイヤ１０２及び予備ロール１２８が、新たな走行ノーズワイヤ１０４及び新たな供給ロール１３０になる。図示の実施形態では、この切断は、クリンパローラ１４４の下流の切断ローラ１４５によって行われ、切断ローラ１４５の１つは、上側の、走行中の予備ノーズワイヤ１０２を切断することなく下側の走行ノーズワイヤ１０４を切断する切断ブレードを含む。
【００４９】
予備ロール１２８は、供給ロール１３０が移動して蓄積１５２を形成する間、静止したままの位置（例えば、供給ロール１３０の動作位置に隣接した位置）に準備されてもよい。図示の実施形態では、予備ロール１２８は、供給ロール１３０と共に動作位置（図６）から中間位置（図７）に移動される。例えば、予備ロール１２８は、支持体１５６を介して可動式のキャリッジ１５４上に機能的に取り付けられてもよく、キャリッジは、コントローラ１４６によって制御され、動作位置から中間位置に移動することにより走行ノーズワイヤ１０４の蓄積１５２を生成する。この実施形態では、予備ロール１２８はまた、可動式のキャリッジ１５４上に機能的に取り付けられる。さらに、スプライシングは、従来のスプライシングステーション１４２（クリンパローラ１４４及び切断ローラ１４５を含み得る）によって行われてもよく、従来のスプライシングステーション１４２はまた、可動式のキャリッジ１５４上に取り付けられる。
【００５０】
図９に示すように、方法１００は、走行ノーズワイヤを切断するステップに続き、製造ライン１０６から（特に、可動式のキャリッジ１５４から）供給ロール１３０の残りを取り除くステップと、その後、予備ロール１２８を新たな供給ロール１３０にするために、動作位置に移動させるステップとをさらに含んでいてもよい。例えば、ローラの支持体１５６は、この目的のために、キャリッジ１５４に沿って移動可能であってもよい。追加の予備ロール１２８は、その後、次回以降のスプライシング手順のために、待機位置に移動され得る。
【００５１】
図から推測され得る特定の実施形態では、蓄積１５２の上流の位置に配置されたスプライシングキャビネット１３４によってスプライシングが行われてもよく、このとき、走行ノーズワイヤ１０４は停止状態である。スプライシングキャビネット１３４は、製造ライン１０６に対して所定の位置に固定されてもよく、または、必要に応じて蓄積の上流の動作位置に配置された可動式のユニットであってもよい。スプライシングが完了した後、スプライシングキャビネット１３４を製造ライン１０６から機能的に外し、別の場所または異なる製造ライン１０６に移動させることができる。代替実施形態では、スプライシングは、製造ライン１０６によって恒久的に構成されたスプライサによって行われる。
【００５２】
あるいは、スプライシングキャビネット１３４は、動作位置と中間位置との間で、供給ロール１３０と共に移動可能であってもよい。例えば、スプライシングキャビネット１３４は、可動式のキャリッジ１５４上に機能的に取り付けられてもよい。
【００５３】
コントローラ１４６は、上述したシーケンスにおいて、予備ロール１２８、供給ロール１３０、第１のセットのフィードローラ１３６、プライマリフィードローラ１３８、キャリッジ１５４、及びクリンパローラ１４４の個々の駆動を制御するための制御ハードウェア及びソフトウェアの任意の構成であってもよい。
【００５４】
スプライシング工程を達成するために、様々な制御及び関連するセンサを利用することができる。例えば、図６〜図８では、走行ノーズワイヤ１０４の搬送速度はコントローラ１４６と通信するセンサ１４８によって検出され、検出された搬送速度に基づいて、停止時に供給ロール１３０と共にスプライシングを行うために必要な蓄積１５２の量がコントローラ１４６によって決定される。キャリッジ１５４、フィードローラ１３６、プライマリフィードローラ１３８、予備ロール１２８、及びクリンパローラ１４４は、蓄積１５２に必要な手順に従って制御される。
【００５５】
スプライシングのタイミングを適切に合わせるために、特定の実施形態は、走行ノーズワイヤ１０４の消費状態を検出するステップと、検出された消費状態の関数としてスプライシングのタイミングを調整するステップとを含む。例えば、コントローラ１４６と通信するセンサ１５０によって決定された走行する供給ロール１３０の所与の検出直径において、スプライシングシークエンスを、走行ノーズワイヤ１０４の所定の消費状態で開始することができる。
【００５６】
上述したように、本発明はまた、本発明の方法に従って、フェイスマスク製造ラインにおいて、予備ノーズワイヤを走行ノーズワイヤにスプライシングするための様々なシステムの実施形態を包含する。このようなシステムの態様は、図面に示され、本明細書中にも記載されている。
【００５７】
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ともに、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】
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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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