(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
細断繊維材料を収集し且つ受入れた細断繊維を移動収集面（１０２）に堆積させるための空気キャノン（１００）であって、
通路（１０６）を構成し、且つ入口（１０８）と出口（１１０）とを有する空気増幅器（１０４）を有し、
空気増幅器（１０４）の入口（１０８）に隣接して位置決めされた出口端（１１８）と、細断繊維を受入れ且つそれらを空気増幅器（１０４）に差し向けるための入口端（１２０）とを有する入口コーンと、
空気増幅器（１０４）の出口（１１０）に隣接して位置決めされた入口端（１２２）と、細断繊維を移動収集面（１０２）に差し向けるための出口端（１２６）とを有する出口コーンと、を有し、
前記空気増幅器（１０４）は空気オリフィス（１１４）から空気増幅器（１０４）の通路（１０６）に入る圧縮空気によって駆動され、周囲空気と共に前記入口コーンに受入れられた細断繊維は、空気の乱流及び静電気力に打勝つように、前記空気増幅器によって前記出口コーンから前記移動収集面に強制的に差し向けられ、細断繊維が前記移動収集面上に均等に堆積される空気キャノン（１００）。
【請求項２】
入口コーン（１１６）の入口端（１２０）は入口コーン（１１６）の出口端（１１８）よりも大きく、出口コーン（１２４）の出口端（１２６）は出口コーン（１２４）の入口端（１２２）よりも大きい、請求の範囲第１項に記載の空気キャノン（１００）。
【請求項３】
入口コーン（１１６）及び出口コーン（１２４）は円錐台形として成形される、請求の範囲第１項に記載の空気キャノン（１００）。
【請求項４】
空気増幅器（１０４）の入口（１０８）は最小内径（ＭＩＤ）を有し、入口コーン（１１６）の出口端（１１８）は最小内径の０．７５倍乃至１．２５倍に寸法決めされる、請求の範囲第３項に記載の空気キャノン（１００）。
【請求項５】
空気増幅器（１０４）の出口（１１０）は最小外径を有し、出口コーン（１２４）の入口端（１２２）は最小外径の１．００倍乃至１．２５倍に寸法決めされる、請求の範囲第３項に記載の空気キャノン（１００）。
【請求項６】
入口コーン（１１６）の出口端（１１８）は空気オリフィス（１１４）から１／３２インチ（０．８ｍｍ）乃至１／２インチ（１２．７ｍｍ）の範囲の距離だけ間隔を隔てられる、請求の範囲第１項に記載の空気キャノン（１００）。
【請求項７】
空気増幅器（１０４）、入口コーン（１１６）及び出口コーン（１２４）の対称軸線（Ａ）は互いに実質的に整合する、請求の範囲第６項に記載の空気キャノン（１００）。
【請求項８】
空気増幅器（１０４）、入口コーン（１１６）及び出口コーン（１２４）の対称軸線（Ａ）は０．１２５インチ（３．２ｍｍ）内で整合する、請求の範囲第７項に記載の空気キャノン（１００）。
【請求項９】
実質的に整合した対称軸線（Ａ）は、繊維が細断繊維の供給源（１３４）から放出されるとき、細断繊維の速度ベクトル（Ｖ）から４５°内にある、請求の範囲第８項に記載の空気キャノン（１００）。
【請求項１０】
細断繊維材料を収集し且つ受入れた細断繊維を移動収集面（１０２）に堆積させるための装置（１３０）であって、
少なくとも１つの列の空気キャノン（１００）を有し、各空気キャノンは、入口コーン（１１６）と、通路（１０６）を構成する空気増幅器（１０４）と、出口コーン（１２４）とを有し、
前記空気増幅器（１０４）は空気オリフィス（１１４）から空気増幅器（１０４）の通路（１０６）に入る圧縮空気によって駆動され、周囲空気と共に前記入口コーンに受入れられた細断繊維は、空気の乱流及び静電気力に打勝つように、前記空気増幅器によって前記出口コーンから前記移動収集面に強制的に差し向けられ、細断繊維が前記移動収集面上に均等に堆積される装置（１３０）。
【請求項１１】
移動収集面（１０２）を横切って取付けられた前記少なくとも１つの列（１３０）の空気キャノン（１００）を有し、少なくとも１つの列（１３０）は複数の空気キャノン（１００）を有し、複数の空気キャノン（１００）はその間の干渉を減少させるように互いに関して位置決めされる、請求の範囲第１０項に記載の装置（１３０）。
【請求項１２】
一つおきの空気キャノン（１００）を移動収集面に関して上流及び下流に差し向け、それにより、複数の空気キャノン（１００）間の干渉を減少させるために、複数の空気キャノン（１００）を取付けるための複数のほぼＬ形のロッド（１３６）を更に有し、Ｌ形ロッド（１３６）は支持フレーム（１３８）に取付けられるほぼ水平な脚（１３６Ｈ）と、空気キャノン（１００）を取付けるほぼ垂直な脚（１３６Ｖ）とを有し、Ｌ形ロッド（１３６）は一つおきの空気キャノン（１００）を上流及び下流に差し向けるように、Ｌ形ロッド（１３６）のほぼ水平な脚（１３６Ｈ）とほぼ垂直な脚（１３６Ｖ）との間に一つおきの鋭角及び鈍角を有する、請求の範囲第１１項に記載の装置（１３０）。
【請求項１３】
取付けロッド（１３６）のほぼ水平な脚（１３６Ｈ）は、空気キャノン（１００）が移動収集面（１０２）の交差方向に移動できるように支持フレーム（１３８）に回転可能に取付けられ、Ｌ形ロッド（１３６）のほぼ水平な脚（１３６Ｈ）の回転方向位置を調節するためにほぼ水平な脚（１３５Ｈ）に固定された調節アーム（１５０）を更に有する、請求の範囲第１２項に記載の装置（１３０）。
【請求項１４】
調節アーム（１５０）、従ってほぼ水平な脚（１３６Ｈ）を好ましい回転方向位置に係止するために調節アーム（１５０）と関連した係止装置を更に有する、請求の範囲第１３項に記載の装置（１３０）。
【請求項１５】
前記係止装置は、調節アーム（１５０）の長円形孔（１５４）の中を通るアイボルト（１５６）と、アイボルト（１５６）に枢動可能に取付けられたカムレバー（１５８）とを有し、カムレバー（１５８）は、１つの位置では、調節アーム（１５０）が長円形孔（１５４）およびアイボルト（１５６）によって定められる限度内で移動できるように調節アーム（１５０）を解放し、他の位置では、調節アーム（１５０）を、取付けロッド（１３６）の調節、それにより、空気キャノン（１００）の交差方向位置決めを維持するように支持フレーム（１３８）に固定する、請求の範囲第１４項に記載の装置（１３０）。
【請求項１６】
前記空気増幅器（１０４）は、入口（１０８）及び出口（１１０）を有し、前記入口コーン（１１６）は、空気増幅器（１０４）の入口（１０８）に隣接して位置決めされる出口端（１１８）と、細断繊維を受入れ且つそれらを空気増幅器（１０４）に差し向けるために出口端（１１８）より大きい入口端（１２０）とを有し、
前記出口コーン（１２４）は、空気増幅器（１０４）の出口（１１０）に隣接して位置決めされた入口端（１２６）と、細断繊維を移動収集面（１０２）に差し向けるために出口コーン（１２４）の入口端（１２２）よりも大きい出口端（１２６）とを有する請求の範囲第１５項に記載の装置（１３０）。
【請求項１７】
出口コーン（１２４）は空気増幅器（１０４）に固定され、入口コーン（１１６）は、Ｌ形ロッド（１３６）の１つの垂直な脚（１３６Ｖ）に固定され、垂直な脚（１３６Ｖ）はそれぞれの空気キャノン（１００）を、入口コーン（１１６）と空気増幅器（１０４）とが互いに直接接触しないように支持する、請求の範囲第１６項に記載の装置（１３０）。
【請求項１８】
移動収集面（１０２）を横切って取付けられる２つの列（１３０）の空気キャノン（１００）を有する、請求の範囲第１７項に記載の装置（１３０）。
【請求項１９】
細断ストランドマット（１８２）の形成方法であって、
繊維材料（Ｆ）のストランドを細断し、
細断ストランドを少なくとも１つの空気キャノン（１００）の中に通して、細断ストランドを分散させ且つそれを移動収集面（１０２）に向って押しつけ、前記空気キャノンは、入口コーン（１１６）と、通路（１０６）を構成する空気増幅器（１０４）と、出口コーン（１２４）とを有し、
前記空気増幅器（１０４）は空気オリフィス（１１４）から空気増幅器（１０４）の通路（１０６）に入る圧縮空気によって駆動され、周囲空気と共に前記入口コーンに受入れられた細断繊維は、空気の乱流及び静電気力に打勝つように、前記空気増幅器によって前記出口コーンから前記移動収集面に強制的に差し向けられ、細断繊維が前記移動収集面上に均等に堆積され、
バインダー（１７４）を細断ストランドに付け、
エネルギー（１７８，１８０）を加えて、バインダーを活性化させ、
活性化したバインダーと細断ストランドの組合せを圧縮し、
活性化したバインダーと細断繊維の組合せを冷却して、連続細断ストランドマットを形成する、段階からなる前記方法。
【請求項２０】
細断ストランドマットをパッケージ（１９４）を形成するように巻き上げる段階を更に有する、請求の範囲第１９項に記載の細断ストランドマット（１８２）の形成方法。
【請求項２１】
細断ストランドを少なくとも１つの空気キャノン（１００）の中に通して、細断ストランドを分散させ且つそれを移動収集面（１０２）に向って押しつける段階は、細断ストランドを少なくとも２つの空気キャノン（１００）の中に通す段階を有し、少なくとも２つの空気キャノン（１００）の一つおきの空気キャノン（１００）を移動収集面（１０２）に関して上流及び下流に向ける段階を更に有する、請求の範囲第２０項に記載の細断ストランドマット（１８２）の形成方法。
【請求項２２】
少なくとも２つの空気キャノン（１００）を移動収集面（１０２）を横切る範囲内で選択的に差し向け、それにより、細断ストランドを移動収集面（１０２）に向って均等に分配するように、少なくとも２つの空気キャノン（１００）を移動可能に取付ける段階から更になる、請求の範囲第２１項に記載の細断ストランドマット（１８２）の形成方法。
【請求項２３】
細断繊維材料を収集し且つ受入れた細断繊維を移動収集面（１０２）に堆積させるための方法であって、
入口コーン（１１６）と、通路（１０６）を構成する空気増幅器（１０４）と、出口コーン（１２４）とを有する空気キャノンを準備し、前記空気増幅器（１０４）を、空気オリフィス（１１４）から空気増幅器（１０４）の通路（１０６）に入る圧縮空気によって駆動させ、
細断繊維を、それを受入れるための入口端（１２０）と、出口端（１１８）とを有する入口コーン（１１６）に周囲空気と共に収集し、
収集した細断繊維を入口コーン（１１６）の出口端（１１８）から空気増幅器（１０４）の入口（１０８）に差し向け、
細断繊維を、空気の乱流及び静電気力に打勝つように、空気増幅器（１０４）の出口端（１１０）から出口コーン（１２４）の中を通して移動収集面（１０２）に空気増幅器（１０４）によって強制的に差し向け、分散させ、細断繊維を前記移動収集面上に均等に堆積させる、前記方法。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、一般的には、細断繊維材料の収集に関し、更に詳細には、細断繊維をそのような繊維の供給源から収集し、且つ細断繊維を、通常細断ストランドマットと称される結合された細断繊維の不織ウエブに加工すべく収集面に堆積させるための装置に関する。本発明は、一般的には、無機及び有機繊維材料を含む広範な種類の繊維材料に適用できるけれども、ここでは、本発明が特に適用でき且つ発明を最初に適用するガラス繊維を参照して本発明を説明する。
発明の背景
ガラスフィラメントのような繊維材料の連続ストランドが、例えば断熱材として使用されるそのような材料のマットを作るために反コアンダ効果面を使用して収集され分配されてきた。そのような設備の例が、米国特許第４，３００，９３１号、同第４，４６６，８１９号及び同第４，４９６，３８４号に開示されている。そのような連続ストランドは、典形的には、コアンダ効果面に通される前にストランドにスプレーされ、或いは他の方法で付けられるバインダー又はサイジングで被覆されるので、湿式で取り扱われる。
これらの連続繊維と違って、細断繊維は乾燥しているので、繊維の処理中に静電気がかなり発生することがある。従って、細断繊維を取り扱うとき、静電気を抑制し又は分散させるための設備が、通常、設けられる。不幸にも、静電気抑制設備は乾燥した細断繊維を取り扱う設備に費用を追加し、メンテナンスに関してそれ自体の問題を引き起こすことがある。
そうだとしても、結合された細断ガラスの不織ウエブ、即ち細断ストランドマットは多年製造されてきた。その製造の最初の段階が細断ガラスを収集し、それを移動収集面の上に堆積させることであり、できた細断ガラスマットは処理されて、細断ストランドマットを生産する。細断機が収集面を囲む形成フードの上に位置決めされ、細断機は細断ガラスをフードの頂部の開口から形成フードに供給して、細断ガラス流を収集面に向って差し向ける。ガラス流を分散させる試みとして空気ノズルをガラス流の中へ斜めに向ける。
細断器の各々に供給されるガラスストランドの量は調節され、細断ガラスを収集面に均等に分配させる試みとしてノズルが曲げられる。収集面は孔明きであり、細断ガラスの均等な分配を助けるために空気を収集面から吸う。不幸にも、収集面の均一な繊維分配を達成するためのこれらの努力は、いつも、成功しない。
かくして、そのような繊維源から細断繊維を収集し、且つ細断繊維を均等に分配し、それにより、細断繊維を細断ストランドマットにより良好に処理することができるように細断繊維を収集面に堆積させる改良装置の要望がある。好ましくは、そのような装置は、既存の細断繊維の取扱いに関連する形成フード内の空気乱流及び静電気の問題に打ち勝つ。
発明の概要
この要望は、入口コーン、空気増幅器及び出口コーンを互いに関連させて、細断繊維を受入れ且つそれを出口コーンの出口端を越えて移動する収集面又はウエブ上に強勢的に堆積させる空気キャノンを形成する本発明の方法及び装置によって満たされる。バインダーをできた細断繊維マットに付け、バインダーを熱のようなエネルギーを加えることによって活性化させるのが良く、できた処理済みマットは圧縮され、冷却され、巻上げられて、細断ストランドマットのパッケージを形成する。幅広いマットについては、各々が少なくとも１つ又は好ましくは複数の空気キャノンで作られた１又は２以上の列が移動収集ウエブを横切って延びる。複数の空気キャノンを含む列の空気キャノンは、好ましくは、ウエブの上流及び下流に一つおきに差し向けられて、空気キャノン間の干渉を減少させ、空気キャノンを個々に調節して、ウエブを横切る空気キャノンの照準方向を変えることもできる。空気キャノンは細断繊維をウエブに強勢的に差し向け、それにより、形成フード内の空気乱流及び静電気による力に打ち勝つ。
本発明の１つの側面によれば、細断繊維材料を収集し且つ受入れた細断繊維を移動収集面に堆積させるための空気キャノンは、その中を通る通路を構成する空気増幅器を有し、空気増幅器は入口及び出口を有する。空気増幅器は、空気オリフィスから空気増幅器の通路に入る圧縮空気によって駆動される。入口コーンの出口端は空気増幅器の入口に隣接して位置決めされ、入口コーンの入口端は細断繊維を受入れ且つそれらを空気増幅器に差し向ける。出口コーンの入口端は空気増幅器の出口に隣接して位置決めされ、出口コーンの出口端は細断繊維を移動収集面に差し向ける。本発明の実施形態では、入口コーン及び出口コーンは円錐台形として形成され、入口コーンの入口端は入口コーンの出口端よりも大きく、出口コーンの出口端は出口コーンの入口端よりも大きい。
空気増幅器は最小内径を有し、入口コーンの出口端は、好ましくは、最小内径の約０．７５倍乃至約１．２５倍に寸法決めされる。入口コーンの出口端は又、好ましくは、約１／３２インチ（０．８ｍｍ）乃至約１／２インチ（１２．７ｍｍ）の範囲の距離だけ空気オリフィスから間隔を隔てられる。空気増幅器の出口端は最小外径を有し、出口コーンの入口端は最小外径の約１．００倍乃至約１．２５倍に寸法決めされる。空気増幅器、入口コーン及び出口コーンの対称軸線Ａは互いに実質上整合し、好ましくは、空気増幅器、入口コーン及び出口コーンの対称軸線Ａは約０．１２５インチ（３．２ｍｍ）内で互いに整合する。繊維が細断繊維の供給源から放出されるとき、空気キャノンによる細断繊維の適確な受入れのために、入口コーン、空気増幅器及び出口コーンの実質上整合した対称軸線Ａは細断繊維の速度ベクトルから４５°内にある。
本発明の他の側面によれば、細断繊維材料を収集し且つ受入れた細断繊維を移動収集面に堆積させるための装置は、移動収集面を横切って取付けられた少なくとも１つの列の空気キャノンを有する。列は少なくとも１つの又は好ましくは複数の空気キャノンを有し、複数の空気キャノンはそれらの間の干渉を減少させるように互いに関して位置決めされる。本発明の実施形態では、複数の空気キャノンの隣接した空気キャノン間の干渉を減少させるために、装置は複数の空気キャノンを取付けるための複数のほぼＬ形のロッドを更に有する。Ｌ形ロッドは、一つおきの空気キャノンを移動収集面の運動に関して上流及び下流に差し向けるように形成される。Ｌ形ロッドは支持フレームに取付けられたほぼ水平な脚と、空気キャノンを固定するほぼ垂直な脚とを有する。空気キャノンの一つおきの上流／下流方向づけを成し遂げるために、Ｌ形ロッドは、そのほぼ水平な脚とほぼ垂直な脚との間に一つおきの鋭角及び鈍角を有する。
取付けロッドのほぼ水平な脚は、空気キャノンが移動収集面の交差方向に移動できるように支持フレームに回転可能に取付けられる。調節アームが、Ｌ形ロッドのほぼ水平な脚、従ってほぼ垂直な脚及びそれに固定されている空気キャノンの回転方向位置を調節するためにほぼ水平な脚に固定される。係止装置が調節アーム、従ってほぼ水平な脚を好ましい回転方向位置に係止するように調節アームと関連する。実施形態では、係止装置は調節アームの長円形孔の中を通るアイボルトと、アイボルトに枢動可能に取付けられたカムレバーとを有する。カムレバーを、長円形孔及びアイボルトによって定められた限度内で、調節アームが移動できるように調節アームを解放する１つの位置に移動させる。係止位置では、カムレバーは、取付けロッドの調節及びそれによる空気キャノンの交差方向位置決めを維持するために調節アームを支持フレームに固定する。
本発明の更に他の側面によれば、細断ストランドマットを形成するための方法は、繊維材料のストランドを細断する段階、細断ストランドを少なくとも１つの空気キャノンの中に通してこれを分散させ、細断ストランドを移動収集面に押しつける段階、バインダーを細断ストランドに付ける段階、エネルギーを加えてバインダーを活性化させる段階、活性化したバインダーと細断ストランドの組合せを圧縮する段階、及び活性化したバインダーと細断繊維の組合せを冷却して連続細断ストランドマットを形成する段階を有する。この方法は、連続細断ストランドマットを巻上げてパッケージを形成する段階を更に有しても良い。細断ストランドを少なくとも１つの空気キャノンの中に通して細断ストランドを移動収集面に押しつける段階は、細断ストランドを少なくとも２つの空気キャノンの中に通す段階を有するのが良く、この方法は少なくとも２つの空気キャノンの一つおきの空気キャノンを移動収集面に関して上流及び下流に向ける段階を更に有する。細断繊維を収集面にもっと均等に分配させるために、この方法は、少なくとも２つの空気キャノンを移動可能に取付けて、その各々を移動収集面を横切る範囲内で選択的に差し向ける段階を更に有するのが良い。
本発明の更に他の側面によれば、細断繊維材料を収集し且つ受入れた細断繊維を移動収集面に堆積させるための方法は、細断繊維を、それを受入れるための入口端と、出口端と、を有する入口コーン内に収集する段階、収集した細断繊維を入口コーンの出口端から空気増幅器の入口端に差し向ける段階、及び繊維を空気増幅器の出口から入口コーンに通して移動収集面に分散させる段階を更に有する。
かくして、本発明の方法及び装置の目的は、できた細断繊維マットを細断ストランドマットに処理するために移動収集面上に細断繊維の改善した堆積を行わせること、入口コーン、空気増幅器及び出口コーンを含む空気キャノンによって移動収集面上に細断繊維の改善した堆積を行わせること、面を横切って取付けられた少なくとも１つの列の空気キャノンを使用して移動収集面上に細断繊維の改善した堆積を行わせること、及び空気キャノンの少なくとも１つの列の中の一つおきの空気キャノンを上流及び下流に差し向けて、交差方向に調節可能な空気キャノン間の干渉を減少させるように面を横切って取付けられた少なくとも１つの列の空気キャノンを使用して、移動収集面上に細断繊維の改善した堆積を行わせることにある。
本発明のその他の目的及び利益は以下の説明、添付図面及び請求の範囲から明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
図１は本発明による作動可能な空気キャノンの斜視図である。
図２は図１の空気キャノンの立面図である。
図２Ａは図１及び図２の空気増幅器の横断面図である。
図３、図４、図５はそれぞれ、図１及び図２に示したような空気キャノンの列を含む装置の正面図、上面図、側面図である。
図６は、図３乃至図５に示した空気キャノンの列の上流に差し向けられた空気キャノンの切断線６−６における横断面図である。
図７は、図３乃至図５に示した空気キャノンの列の下流に差し向けられた空気キャノンの切断線７−７における横断面図である。
図８は、図３乃至図５に示した空気キャノンのマット交差方向の位置決めを調節するための調節アームを示す。
図９は、本発明による細断ストランドマットの製造機械の図式的な側面図である。
発明の詳細な説明及び好ましい実施形態
今、図面を参照すれば、図１及び図２は空気キャノン１００を示し、空気キャノン１００は細断ガラス繊維のような細断繊維材料を単独で又は空気キャノン１００の列で収集し、受入れた細断繊維を図３乃至図５及び図９に示すように移動収集面１０２に堆積させる。空気キャノン１００は、その中を通る通路１０６を構成する空気動力式空気増幅器１０４を有し、空気増幅器１０４は入口１０８と出口１１０とを有する。空気増幅器１０４は、圧縮空気源１１３から空気流入口１１２に注入される圧縮空気によって駆動され（図５参照）、圧縮空気は入口１１２から環状室１１２ａの中へ通り、空気オリフィス１１４から高速度で空気増幅器１０４の通路１０６の中へ通る（図２Ａ参照）。
圧縮空気は、空気増幅器１０４の内面１０４ａの部分によって構成された環状コアンダ輪郭１１２ｃにくっつく第１空気流れ１１２ｂを形成する。周囲空気の高容積流量を空気増幅器１０４の中へ誘導する一次流れ１１２ｂによって低圧領域１０４ｂが形成される。空気増幅器１０４として使用することができる空気増幅器が多数の出所から商業的に入手できる。本適用例の発明の実施形態については、オハイオ州、シンシナティーのエグゼア（Exair）社から購入し、型番号６０３４で特定される空気増幅器を、２０ＰＳＩＧ（１３８ｋＰａ）乃至１００ＰＳＩＧ（６８９ｋＰａ）に調節された圧縮空気供給源によって作動した。
図１及び図２を再び参照すれば、空気キャノン１００は入口コーン１１６を含み、入口コーン１１６は空気増幅器１０４の入口１０８に隣接して位置決めされた出口端１１８とそれよりも大きい入口端１２０とを有する。入口コーン１１６の入口端１２０は細断繊維を受入れ、それらを空気増幅器１０４に差し向ける。ディフューザ即ち出口コーン１２４の入口端１２２が空気増幅器１０４の出口１１０に隣接して位置決めされ、出口コーン１２４の出口端１２６が細断繊維を移動収集面１０２の上に差し向ける。入口コーン１１６及び出口コーン１２４は、好ましくは、その寿命を延ばすために窒化ステンレススチールで円錐台形として作られる。明らかなように、その他の幾何学的形状のコーンを本発明に使用することができる。
図１、図２、図６及び図７に示すように、好ましくは、入口コーン１１６は空気増幅器１０４に直接取付けられず、空気増幅器１０４の通路１０６での細断繊維の衝撃を減少させることによって、空気増幅器１０４の内面１０４ａ（図２Ａ参照）の摩耗を減少させるために、受入れられた細断繊維を空気増幅器１０４の入口領域に案内するように寸法決めされ且つ位置決めされる。空気増幅器１０４の入口１０８は最小内径ＭＩＤを有し、入口コーン１１６の出口端１１８は、好ましくは、空気増幅器１０４の最小内径ＭＩＤの０．７５倍乃至１．２５倍に寸法決めされる。入口コーン１１６の側壁の角度を入口コーン１１６の軸線Ａに対して約０°乃至約４５°に変化させることができる。又、入口コーン１１６の出口端１１８は、好ましくは、約１／３２インチ（０．８ｍｍ）から約１／２インチ（１２．７ｍｍ）までの範囲の距離だけ空気オリフィス１１４から間隔を隔てられる。
空気増幅器１０４の出口１１０は最小外径ＭＯＤを有し、出口コーン１２４の入口端１２２は、好ましくは、空気増幅器１０４の最小外径ＭＯＤの約１倍乃至約１．２５倍に寸法決めされる。図示するように、出口コーン１２４は、出口１１０を構成する空気増幅器１０４の端の少なくとも一部分に嵌る延長部１２８を含む。しかしながら、その他の取付け構成が可能であり、例えば、出口コーン１２４を、その入口１２２が空気増幅器１０４の出口１１０から約１．５インチ（３．８１ｃｍ）まで間隔を隔てるように取付けることができる。出口コーン１２４の側壁の角度を出口コーン１１６の軸線Ａに対して約０°乃至１０°の間で変化させることができる。
空気増幅器１０４、入口コーン１１６及び出口コーン１２４の対称軸線Ａは互いに実質上整合する。図２に示すように、対称軸線Ａは完全に整合している。そのような整合が好ましいけれども、入口コーン１１６及び出口コーン１２４の対称軸線Ａが空気増幅器の対称軸線Ａから約０．１２５インチ（３．２ｍｍ）内で整合していれば、空気キャノン１００は適正に作動する。繊維が繊維細断機のような細断繊維源から放出され、且つ入口コーン１１６の入口端１２０が繊維細断機からの放出部から約１８インチ（４５．７ｃｍ）内に配置されるとき、空気増幅器１０４、入口コーン１１６及び出口コーン１２４の実質上整合した対称軸線Ａが細断繊維の速度ベクトルＶ（図１参照）から約４５°内にあるならば、空気キャノン１００の適正な作動が本発明の実施形態において観察されている。
圧縮空気が空気増幅器１０４に供給されるとき、細断繊維と周囲空気は入口コーン１１６に吸い込まれる。入口コーン１１６は周囲空気と繊維を空気増幅器１０４のスロートに案内して、空気増幅器１０４に衝撃を与える繊維の数を実質的に減少させ、空気増幅器１０４の摩耗を減少させ且つその使用寿命を延ばす。空気増幅器１０４は推進力を生じさせて、空気と細断繊維を空気キャノン１００から搬送する。出口コーン１２４は、空気増幅器１０４から流れる空気と細断繊維の減速及び拡散を調節する。出口コーン１２４の出口端１２６は移動収集面１０２に向けられて、細断繊維を面１０２に差し向ける。空気乱流及び静電気力は空気キャノン１００を使用することによって打ち負かされ、その結果、細断繊維は収集面１０２に均等に堆積され、静電気抑制装置を必要としない。
細断繊維を面１０２のような幅広い移動収集面に亘って堆積させるために、図３及び図４に示すように、少なくとも１つの列１３０の空気キャノン１００が面１０２を横切って取付けられる。空気キャノン１００の１又は２以上の追加の列１３０を、面１０２に堆積される細断繊維のマットの厚さを増すために設けることができ、２列の空気キャノン１３０を図９に図式的に示す機械に示す。１つの列が単一の空気キャノンを有し、一連の列を面１０２に亘って階段状に並べ又は千鳥に配列することができるけれども、好ましくは、列１３０は複数の空気キャノン１００を有し、複数の空気キャノン１００は面１０２を横切って直線に取付けられ、空気キャノン１００間の干渉を減少させるように互いに関して位置決めされる。図３及び図４に示すように、７つの空気キャノン１００が列１３０に含まれるが、もちろん、７つより多い又はそれより少ない空気キャノンを面１０２及び空気キャノンの大きさに応じて１つの列に使用することができる。
面１０２への細断繊維の堆積を幾分助け、もっと重要なことには、空気キャノン１００から受入れた空気を運び去るために、移動収集面１０２は孔明きであり、空気は、例えばブロワ１３１（図９参照）によって、面１０２から吸われる。面１０２は、矢印１３２（図４及び図５参照）で指示したように、列１３０の上流から下流に移動する。図３及び図４に示す７つの空気キャノン１００の列１３０については、空気キャノン１００からの空気及び細断繊維の流れ間の干渉を減少させるために、４つの空気キャノン１００Ａ、１００Ｃ、１００Ｅ、１００Ｇが上流に向けられ、３つの空気キャノン１００Ｂ、１００Ｄ、１００Ｆが下流に向けられる。図５及び図９に示すように、繊維Ｆが在来の仕方で繊維細断機１３４に送られ、１つの繊維細断機１３４が各空気キャノン１００に設けられる（図３及び図４参照）。
今、図５乃至図７を参照すれば、空気キャノン１００の上流向け及び下流向けは、空気キャノン１００を、スチールで作られたほぼＬ形のロッド１３６に取付けることによって達成され、ロッド１３６は支持フレーム１３８に枢動可能に取付けられたたほぼ水平な脚１３６Ｈと、ほぼ垂直な脚１３６Ｖとを有し、空気キャノン１００はほぼ垂直な脚１３６Ｖに固定される。Ｌ形ロッド１３６は、一つおきの空気キャノン１００を上流及び下流に差し向けるために、水平脚と垂直脚との間に鋭角と鈍角とを一つおきに有する。図６に示すように、Ｌ形ロッド１３６Ｕが水平脚１３６Ｈと垂直脚１３６Ｖとの間に鋭角を含むので、Ｌ形ロッド１３６Ｕに取付けられた空気キャノン１００は上流に差し向けられる（図３乃至図５参照）。図７は水平脚１３６Ｈと垂直脚１３６Ｖとの間に鈍角を含むＬ形ロッド１３６Ｄを示し、Ｌ形ロッド１３６Ｄに取付けられた空気キャノン１００は下流に差し向けられる（図３乃至図５参照）。
空気増幅器１０４からの入口コーン１１６の分離を図６及び図７に明瞭に示し、図６及び図７では、空気キャノン１００の入口コーン１１６が、Ｌ形ロッド１３６のほぼ垂直な脚１３６Ｖと入口コーン１１６との間に延びるブラケット１４４によって脚１３６Ｖから直接支持される。空気増幅器１０４及びそれに固定されている出口コーン１２４は、同様に、ブラケット１４６によってＬ形ロッド１３６のほぼ垂直な脚１３６Ｖから直接支持される。空気キャノン１００の入口コーン１１６の入口端１２０を入口コーン１１６のそれぞれの対称軸線Ａに対して直角に形成することができ、又はそれをほぼ水平方向に向かせるように軸線Ａに対して斜めに向けることができる。その上、入口端１２０を傾斜させ又は外方に横回転させることができる。空気キャノン１００用入口端１２０を入口コーン１１６の対称軸線Ａに対して直角にし且つ外方に横回転させるのが、現在、好ましい。
空気キャノン１００の上流及び下流への互い違いに加えて、空気キャノン１００の各々を、図３及び図４に示すように、交差方向又は横方向に移動させることができる。空気キャノン１００のこの横方向又はマット交差方向の移動は、ほぼ水平な脚１３６Ｈを、ほぼＬ形のロッド１３６の支持フレーム１３８との枢軸取付けを行うベアリング１４８で回転させることによって実行される。この目的のために、調節アーム１５０の第１端がほぼ水平な脚１３６Ｈの各々の端に固定され、好ましくはキー止めされる（図８参照）。各調節アーム１５０の第２の端は調節板１５２で終わり、調節板１５２は調節アーム１５０に形成された長円形スロット１５４を含む。
一端にアイ１５６Ａを有し且つ他端にねじ１５６Ｂを有するアイボルト１５６がスロット１５４の中に通され、好ましくは、支持フレーム１３８に配置されたねじ穴にねじ込まれる（図６参照）。カムレバー１５８（図３及び図５乃至図７参照）がアイボルト１５６のアイ１５６Ａに枢動可能に取付けられる。カムレバー１５８を持ち上げるとき、調節アーム１５０を軸線１５９を中心に上方及び下方に移動させることができ、その移動はアイボルト１５６に係合するスロット１５４の端によって制限される。調節アーム１５０の上方移動については、ほぼ垂直な脚１３６Ｖは矢印１６０で指示するように右に移動し、調節アーム１５０の下方移動については、ほぼ垂直な脚１３６Ｖは矢印１６２（図８参照）で指示するように左に移動する。空気キャノン１００を望むように向けて調節アーム１５０を位置決めしたら、カムレバー１５８を下げて、調節アーム１５０を支持フレーム１３８に係止する。かくして、明らかなように、ほぼ垂直な脚１３６Ｖ、従って空気キャノン１００を、両矢印１６４（図８参照）で指示したように、ほぼ円弧状運動で面１０２に関して前後に調節することができる。
今、本発明による細断ストランドマットの製造機械１６６を図式的に示す図９を参照する。ステーション１６８は繊維細断機１３４によって表されている２列１３０の空気キャノン１００を含み、繊維細断機１３４は、上述のように、繊維Ｆを受入れて細断して、細断繊維を空気キャノン１００に通す。空気キャノン１００は示されていないが、ステーション１６８の形成フード１７０内に位置決めされる。
移動収集面１０２に堆積された如きような細断繊維のマット１７２はバインダー付着器１７４に通され、その中で、バインダーが細断繊維のマット１７２に付けられる。例えば、粉末マットについては、バインダーは約９５°Ｆ（３５℃）乃至約１６０°Ｆ（７１℃）、好ましくは約１０５°Ｆ（４１℃）乃至約１２０°Ｆ（４９℃）のガラス転移点を有し、マット１７２に付けられる粉末の不飽和ポリエステルであるのが良く、エマルジョンマットについては、バインダーはマット１７２にスプレーされる液体ポリ酢酸ビニルエマルジョンであるのが良い。
できたバインダー処理済みマット１７６はエネルギー、例えば図９に示すようなオーブン１７８、１８０によって加えられる熱、を加えるための装置の中に通され、バインダーを活性化し、即ち、粉末熱可塑性バインダーを液化して、水性バインダーから水を蒸発させ、又は熱可塑性バインダーの硬化を行わせる。水性バインダーを使用するマットの製造については、マットは空気乾燥されていることもあるので、熱のようなエネルギーの付加は要求されないことが注目されるけれども、より速い乾燥のためには、エネルギーの付加は好ましい。できた細断ストランドマット１８２は、次いで、圧縮／冷却ローラ１８４に通され、その後、冷却ファン１８６によって更に冷却される。
細断ストランドマットは、次いで、細断ストランドマットを所望の幅に切断するスリッター１８８、送りローラ１９０及び切断機１９２に通され、切断機１９２は連続マットを適当なパッケージ長さに切断する。最後に、細断ストランドマットは巻上げられ、ロールパッケージ１９４を形成する。当業者に良く知られた、細断ストランドマット等の製造に関するこれらの望む追加の詳細を、１９８３年、エルスバイヤ（Elsevier）によって出版されたＫ．Ｌ．ローベンシユタイン（Loewenstein）による「連続ガラス繊維の製造技術」第２版を参照して決定することができ、これをここに援用する。ステーション１６８によって製造されたマット１７２から細断ストランドマットを形成するために、任意種類の適当な方法をステーション１６８の下流に採用することができることが注目される。
本適用例から本発明を詳細に且つその好ましい実施形態を参照してこのように説明したけれども、請求の範囲で定められる本発明の範囲から逸脱することなしに変更及び変形が可能であることが明らかである。
【図１】
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【図２】
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【図２Ａ】
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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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