(57)【要約】【解決手段】  素材の異なる層を組み合わせる取り付け機構の使用を必要としない多層基材が提供される。さらに、その生成のためのシステムおよび方法もまた提供される。加えて、継ぎ目の非常に少ないまたはまったくない構造化された衣服が本明細書において提供される。その生成のためのシステムおよび方法もまた提供される。より詳細には、噴霧可能なナノ繊維を利用して、上記の多層化された布および構造化された衣服を生成する。したがって、提供されたシステムおよび方法は、接着機構および／またはいくつかの継ぎ目の使用が必要であった多層のまたは構造化された基材または衣服を生成するために従来利用されてきたシステムおよび方法よりも、効率的で費用対効果が大きい。【選択図】  図２
2020509249.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗着システムと；
生地を初期位置から前記塗着システムを通して搬送する自動化されたシステムと；
少なくとも一つのタイプの素材のナノ繊維を前記塗着システム内に位置する前記生地上に噴霧して、前記生地上に不織布を形成するように構成された、前記塗着システム内の少なくとも一つのナノ繊維スピナレットと、
を含み、前記自動化されたシステムが、前記塗着システムにより生成された前記生地上の不織布を終了位置に搬送するように構成される、多層基材を製造する加工システム。
【請求項２】
前記塗着システムが、複数の加工ユニットを含み、前記少なくとも一つのナノ繊維スピナレットが、複数のスピナレットを含み、各加工ユニットが、前記複数のスピナレットからの一つまたは複数のスピナレットを含み、前記複数の加工ユニットの少なくとも一つが、二つの異なるタイプのナノ繊維素材を噴霧する、請求項１に記載の加工システム。
【請求項３】
前記塗着システムが、複数の加工ユニットを含み、前記少なくとも一つのナノ繊維スピナレットが、複数のスピナレットを含み、各加工ユニットが、前記複数のスピナレットの少なくとも一つのスピナレットを含み、各加工ユニットが、異なるタイプのナノ繊維素材を噴霧するように構成される、請求項１に記載の加工システム。
【請求項４】
前記少なくとも一つのナノ繊維スピナレットが、第１の素材を供給する流れから第２の素材を供給する流れに切り替わることにより、異なるタイプの素材のナノ繊維を噴霧するように構成される、請求項１に記載の加工システム。
【請求項５】
前記生地が布である、請求項１に記載の加工システム。
【請求項６】
前記初期位置が開始ロール上にあり、前記終了位置が終了ロール上にある、請求項５に記載の加工システム。
【請求項７】
前記生地素材が、前記塗着システム内の構造化されたロール表面上に静止する、請求項５に記載の加工システム。
【請求項８】
前記生地素材が、前記塗着システム内の部分的な三次元モールド上で静止する、請求項５に記載の加工システム。
【請求項９】
前記生地が、構造化されたロール表面である、請求項１に記載の加工システム。
【請求項１０】
前記生地が、部分的な三次元モールドである、請求項１に記載の加工システム。
【請求項１１】
前記生地が三次元モールドであり、
前記塗着システムがフィルターおよび真空を含む、請求項１に記載の加工システム。
【請求項１２】
前記多層基材が：ズボン；シャツ；スカート；ジャケット；ショートパンツ；ベスト；帽子；手袋；ドレス；レギンス；カプリパンツ；ブラジャー；下着の部分品；水着の部分品；および靴、のいずれかを対象とする、請求項１に記載の加工システム。
【請求項１３】
前記不織布上で輪転されて、前記不織布の少なくとも一部分に所望の構造またはパターンを生成する、前記塗着システム内の加熱されたエンボス加工用ローラーをさらに含む、請求項１に記載の加工システム。
【請求項１４】
生地を第１の加工ユニット内に搬送することと；
少なくとも一つのタイプの噴霧可能なナノ繊維を前記生地に塗着して第１のナノ繊維布を形成することと；
前記第１の加工ユニットから前記第１のナノ繊維布を搬出することと、
を含む、衣服を生成する方法。
【請求項１５】
前記生地上の第１のナノ繊維布を第２の加工ユニット内に搬送することと；
別のタイプの噴霧可能なナノ繊維を前記第１のナノ繊維布に塗着して、多層化された布を形成することと；
前記多層化された布から衣服を形成することと、
をさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記生地が、部分的な三次元モールドまたは三次元モールドであり、
前記第１の加工ユニットが、特製フィルターおよび真空を利用して前記生地の特定の領域に少なくとも一つのタイプの噴霧可能なナノ繊維を噴霧することを導く、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記第１の加工ユニットが、布生地の下に位置する特製ロール表面を含み、
前記少なくとも一つのタイプの噴霧可能なナノ繊維を前記生地に塗着させることが：
特定のナノ繊維構造を生成することを含む、
請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
噴霧された第１のナノ繊維を利用して形成された第１の層と；
噴霧された第２のナノ繊維を利用して形成され、前記第１の層に取り付けられた第２の層と、
を含む衣服であって、
継ぎ目が衣服の上に存在せず、
前記第１の層を前記第２の層に取り付けるのに、取り付け機構が利用されず、そして
前記第１の層が、前記第２の層とは異なる構造を有する、衣服。
【請求項１９】
前記第１の層における第１のナノ繊維が、前記第２の層における第２のナノ繊維とは異なる構造を有する、請求項１８に記載の衣服。
【請求項２０】
前記第１の層が、前記第２の層とは異なる素材である、請求項１８に記載の衣服。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１８年１月２５日に出願される国際特許出願であり、２０１７年１月２６日に仮出願された米国仮特許出願第６２４５０９５２号明細書の優先権の利益を主張し、その開示全体を、参照により本明細書に援用する。
【０００２】
衣類および素材製造業者は、それらの素材および／または衣服を改良する方法を常に探求している。例えば、製造業者は、特定の特性を有する一つまたは複数の素材を選択して、特定の断熱性、ウィッキング（ｗｉｃｋｉｎｇ）、および／または通気性の特性を有する衣服を実現しようとする場合がある。
【０００３】
本明細書に開示の態様がなされたのは、これらの、そしてその他の一般的な考慮事項に関してである。また、相対的に特定の問題を考察する場合があるものの、それらの態様は、本開示における「技術分野」またはその他において明らかにされた特定の問題を解決することだけに限定はされないと理解されるものとする。
【発明の概要】
【０００４】
要約すると、本開示は概して、継ぎ目の非常に少ないもしくはまったくない基材、またはいかなる取り付け機構ならびにその生成のためのシステムおよび方法も利用していない多層化された基材に関連する。より詳細には、噴霧可能なナノ繊維を利用して、他の布に接着する布を生成する、そして継ぎ目のないまたは非常に少ない衣服を生成する。したがって、提供されたシステムおよび方法は、取り付け機構および／またはいくつかの継ぎ目の使用を必要とする多層化されたまたは構造化された基材または衣服を生成する従来利用されてきたシステムおよび方法よりも効率的で費用対効果が大きい。
【０００５】
本開示の一態様は、衣服を生成する方法を対象としている。方法は：生地を第１の加工ユニットに搬送することと；少なくとも一つのタイプの噴霧可能なナノ繊維を生地に塗着させて、第１のナノ繊維布を生地上に形成することと；第１の加工ユニットから第１のナノ繊維布を搬出することと、を含む。
【０００６】
別の態様では、本開示は、衣服を対象としている。衣服は、第１の層および第２の層を含む。第１の層は、第１のナノ噴霧された繊維を利用して形成される。第２の層は、第１の層に取り付けられる。第２の層は、第２のナノ噴霧された繊維を利用して形成される。衣服には継ぎ目は存在しない。さらに、取り付け機構は、第１の層を第２の層に取り付けるのには利用されない。加えて、第１の層は、第２の層とは異なる構造を有する。
【０００７】
本開示のさらに別の態様では、多層基材を製造するための加工システムが提供される。加工システムは、塗着システムと、塗着システム内に少なくとも一つのナノ繊維スピナレットとを含む。塗着システムは、生地を初期位置から塗着システムを通して終了位置まで搬送するための自動化されたシステムである。少なくとも一つのナノ繊維スピナレットは、塗着システム内に位置する生地の上に、少なくとも一つのタイプの素材のナノ繊維を噴霧して、生地上に不織布を形成する。
【０００８】
この発明の概要を提供して、「発明の詳細な説明」において以下にさらに記載される単純化された形態での概念の選択を取り入れる。この発明の概要は、特許請求された主題の基本的に重要な特徴または本質的な特徴を明らかにすることを意図するものでも、特許請求された主題の範囲を決定する一助となることを意図するものでもない。
【０００９】
これらのそしてその他の特徴および利点は、以下の詳細な記載と関連図面の概説を読むことから明らかとなるであろう。前述の一般的な記載および以下の発明の詳細な説明の両方とも、例示でしかなく、特許請求の範囲を限定するものではないことは理解されるものとする。
【００１０】
非制限的なそして例示列挙としての例または態様を、以下の図を参照しつつ記載する。特許または出願書類には、色付きで実現された少なくとも一つの図面が含まれている。カラー図面の付いた本特許または特許出願公開のコピーは、要望があれば、そして必要な料金の支払があれば、米国特許庁によって提供されることになる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本開示の態様に準拠して、紡がれたナノ繊維を生地上に噴霧するスピナレットを例示する概略図である。
【図２】本開示の態様に準拠して、加工システム用のマルチパス塗着システムを例示する概略図である。
【図３】本開示の態様に準拠して、加工システム用のシングルパス塗着システムを例示する概略図である。
【図４】本開示の態様に準拠して、加工システムから生成された異なる多層基材を例示する概略の流れ図である。
【図５】本開示の態様に準拠して、特製ロール表面を有する加工ユニットを例示する概略図である。
【図６】本開示の態様に準拠して、図５に示された特製ロール表面において利用される場合のある、さまざまなサイズの異なる構造を例示する図である。
【図７】本開示の態様に準拠して、特製ロール表面を利用することにより生成された層構造を有する異なる多層基材を例示する概略図である。
【図８】本開示の態様に準拠して、特製フィルターおよび真空を用いる加工ユニットを例示する概略図である。
【図９】本開示の態様に準拠して、従来フィルターおよび特製フィルターを例示する概略図である。
【図１０】本開示の態様に準拠して、部分的な三次元モールドの上にナノ繊維を噴霧するための加工ユニットを例示する概略図である。
【図１１】本開示の態様に準拠して、スピナレット、異なる三次元モールド、および継ぎ目のない多層化された衣服を例示する概略図である。
【図１２】本開示の態様に準拠して、特製フィルターおよび真空を用いた三次元モールドの上にナノ繊維を噴霧するための加工ユニットを例示する概略図である。
【図１３】本開示の態様に準拠して、加工ユニット内のスピナレットが利用する塗着速度、塗着温度、および押し出しダイを調整することにより同一素材から生成された、異なるナノ繊維構造を例示する概略図である。
【図１４】本開示の態様に準拠して、基材または衣服を生成する方法４００を例示する流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下の詳細な記載では、本明細書の一部をなす、そして特定の態様または実施例を例示により示す、付随する図面を参照する。本開示の趣旨または範囲から逸脱することなく、これらの態様または実施例を組み合わせてもよい、その他の態様または実施例を利用してもよい、そして構造的な変更を行ってもよい。それゆえ以下の詳細な記載は、制限する意味に捉えられるものではない。
【００１３】
所望の特性を有する衣服を生成するためには、いくつかの異なるタイプおよび／または層の素材を組み合わせて最終製造物を作ることが多い。基材または衣服における異なる素材は、それぞれ異なる特性を有していてもよい。例えば、上着は、保温性と防水性がなければならないことがある。よって、断熱材を、防水素材と組み合わせて、これらの所望の特性を有する上着用の衣服を生成してもよい。衣服は、所望の特性を実現するための二つ以上の異なる素材を含むことが多い。しかしながら、それぞれの異なる層は、互いに取り付けられなければならない。例えば、それらの層は、積層、接着剤、縫製等を利用して組み合わせることができる。しかしながら、取り付け機構は典型的には、衣服の層内の素材の特性に干渉する、または影響する。例えば、接着剤は、衣服の通気性と干渉することがある。さらに、それぞれの新しい層を追加することで、衣服の生産が減速する。例えば、それぞれの新しい層のせいで、衣服を一つの生産ラインから別の生産ラインに移送しなければならないことが多く、そしてまったく異なる製造施設に移送しなければならないことさえある。よって、衣服に追加されるそれぞれの層は、取り付け機構の使用および／または生産時間およびコストの増加に起因して、層内の素材の特性を阻害する。
【００１４】
ほとんどの衣服には、縫製されて、または一緒に取り付けられて衣服を形成する一つまたは複数の部分品が必要である。さらに、衣服の異なる部分品が組み合わさるので、完成した衣服の所望の構造は、慎重に構築され提供される必要がある。よって、ほとんどの衣服は、衣服の製造を完成させるために整列され、構造化され、そして取り付けられなければならない複数の継ぎ目を含む。これらの特定の整列、構造、および取り付けはまた、生産時間およびコストを増加させる。
【００１５】
現在、継ぎ目の制限されたまたは継ぎ目のない構造化された衣服を形成するシステムも方法もない。素材の異なる層を組み合わせて、接着機構の使用を必要としない基材または衣服にすることができるシステムも方法もない。さらに、素材の異なる層を組み合わせて、単一の自動化された組み立て工程によって実行することができる基材または衣服にすることができるシステムも方法もない。
【００１６】
それゆえ、本明細書に開示のシステムおよび方法は、素材の異なる層を組み合わせるための取り付け機構の使用を必要としない多層の基材または衣服を生成する。異なる層は、異なるタイプの素材を含んでいてもよい。さらに、本明細書に開示のシステムおよび方法は、自動化されたまたは半自動化された組み立て工程を利用して、多層のまたは構造化された基材または衣服を生成することができる。本明細書に開示のシステムおよび方法は、噴霧可能なナノ繊維素材の複数層を互いに塗着することにより、または噴霧可能なナノ繊維素材を別の布に塗着することにより、多層の基材または衣服を生成する。さらに、本明細書に記載のシステムおよび方法は、継ぎ目の非常に少ないまたはまったくない構造化された衣服を形成または生成することができる。したがって、本明細書に記載のシステムおよび方法は、接着機構の使用および／またはいくつかの継ぎ目が必要であった多層または構造化された基材または衣服を生成するために従来利用されてきたシステムおよび方法よりも、効率的で費用対効果が高い。さらに、本明細書に記載のシステムおよび方法は、層内の素材の特性と干渉する接着機構の使用が必要であった多層の基材または衣服を生成するために従来利用されてきたシステムおよび方法よりも、効果的な素材特性を有する多層の基材または衣服を生成する。
【００１７】
以下、図面では、いくつかの図を通して同様な番号は同様な要素を表しており、これらの図面を参照しつつ、本開示のさまざまな態様を記載することとする。
【００１８】
衣類および素材製造業者は、ナノテクノロジーの利益を探求すること、そしてそれを、新規の衣服および素材の生成に適用することをまさに始めたところである。図２および３に、基材または衣服２１０、例えば多層化された基材および／または衣服を製造する加工システム１００の異なる実施形態を例示する。
【００１９】
本明細書に利用される基材２１０は、ナノ噴霧された素材から生成される布、またはナノ噴霧された素材の布から生成される衣服を指す。本明細書に利用される布は、衣服製造に好適なあらゆる織られた、織られていない、または複合材である素材を指す。本明細書に利用される織布は、織物または編み物から生成することのできたあらゆる素材を指す。本明細書に利用される不織布は、機械的に、熱的に、および／または化学的に絡み合った繊維またはフィラメントから作り出すことのできたあらゆるシート状または蜘蛛の巣状の構造を指す。衣服は、ズボン、シャツ、スカート、ジャケット、ショートパンツ、ベスト、帽子、手袋、ドレス、レギンス、カプリパンツ、ブラジャー、下着の部分品、水着の部分品、靴等であってもよい。この列挙は、代表的なものだけであり、これらに制限することを意味するものではない。人または動物が着用する可能性のある衣類または上着のいかなる品目も、加工システム１００から得られた衣服または基材から形成されてもよい。
【００２０】
加工システム１００は、一つまたは複数の加工ユニット２０３を含む。単一の加工ユニット２０３を有する加工システム１００は、シングルパス塗着システム３００であり、そして複数の加工ユニット２０３を有する加工システム１００は、マルチパス塗着システム２００である。いくつかの態様では、加工ユニット２０３は、多層基材２１０を形成するように構成される。加工システム１００は、生地２０２を初期位置から一つまたは複数の加工ユニット２０３を通して搬送するための、完全にまたは部分的に自動化されたシステム１０９を含んでいてもよい。各加工ユニット２０３は、一つまたは複数のナノ繊維スピナレット１０８を含む。
【００２１】
さらなる態様では、加工システム１００は、一つまたは複数のエンボス加工ユニットを含む。エンボス加工ユニットは、音波および／または加熱用のパターン付きローラーを利用し、所望の形状および／またはパターンを用いて、生成されたナノ紡績された布をエンボス加工する。
【００２２】
生地２０２は、噴霧可能なナノ繊維素材を受けとるよう意図された素材、織布、不織布、モールド、フィルター、および／または別の物体であってもよい。自動化されたシステム１０９または部分的に自動化されたシステムは、一つまたは複数の加工ユニット２０３により生成された基材２１０を終了位置に搬送するように構成されてもよい。いくつかの態様では、生成された基材２１０は生地を含む。他の態様では、生成された基材２１０は生地を含まない。いくつかの態様では、初期位置は、開始ロール２２０上にあり、そして終了位置は、終了ロール２２２上まで巻き取られる。
【００２３】
ナノ繊維１１０は、加工システム１００により、紡績ナノ繊維技術を利用して噴霧され生成される。例えば、紡績ナノ繊維技術は、フォース・スピニング（ｆｏｒｃｅ  ｓｐｉｎｎｉｎｇ）、エレクトロスピニング、溶融エレクトロスピニング、遠心溶融エレクトロスピニング、海島（ｉｓｌａｎｄ−ｉｎ−ｔｈｅ−ｓｅａ）押し出し、または熱風支援溶融エレクトロスピニングを含んでいてもよい。図１に、生地２０２の上に噴霧されたナノ繊維から作られた素材を生成するために生地２０２の上にナノ繊維１１０を噴霧するスピナレット１０８の例を示す。
【００２４】
いくつかの態様では、加工システム１００は、多層基材２１０を生成する。加工システム１００により形成された多層基材２１０は、異なるタイプの素材を一緒に組み合わせるまたは接合するためのいかなる取り付け機構も利用しない。いくつかの態様では、多層基材２１０は、異なるタイプの噴霧可能なナノ繊維素材を相次いで使用することによって生成される。生地層１０２を布または素材とする他の態様では、多層基材２１０は、生地布層の上にナノ繊維素材を噴霧することによって生成される。これらの態様では、生地布の特性は、噴霧されたナノ繊維布層により強化するまたは改良することができる。例えば、ウール布には、柔軟な手触りのナノ繊維布層を噴霧して、ウールの衣服がかゆみまたは不快な感触を生じさせないようにしてもよい。別の実施例では、通気性の、そして水から保護されるように防水性または耐水性の噴霧されたナノ繊維布と断熱材を組み合わせてもよい。取り付け機構は、二つの異なる素材を一緒に結合するには必要でない一方で、いくつかの態様では、圧力、真空、または機械構造の操作を利用して、多層基材２１０における二つの異なる層の素材の間の接着性を増加させてもよい。
【００２５】
図２に、基材または衣服２１０の自動化された生成をおこなう加工システム１００のためのマルチパス塗着システム２００の例を示す。マルチパス塗着システム２００は、複数の加工ユニット２０３を利用して多層基材を形成することができる。本実施例では、マルチパス塗着システム２００は、三つの異なる処理ユニット２０３を含んでおり、これらは、生地２０２が、自動化されたシステム１０９を介して、異なる加工ユニット２０３を通って巻き取られるさいに、三つの異なるタイプの布２０４、２０６、および２０８を生地２０２に追加するためのものである。いくつかの態様では、生地は、ナノ紡績されていない布である。いくつかの態様では、自動化されたシステム１０９は、加工システム１００の一つまたは複数の加工ユニット２０３を通して生地２０２を搬送するように構成される。他の態様では、生地２０２は、完成した布製品から除去される。いくつかの態様では、システム２００における各加工ユニット２０３は、特定のタイプのナノ繊維噴霧可能素材を塗着するための一つまたは複数のさらなるスピナレットを含む。代替の態様では、システム２００における各加工ユニット２０３は、一つまたは複数の異なるタイプのナノ繊維噴霧可能素材を塗着するための一つまたは複数のさらなるスピナレットを含む。図２に例示の実施例では、第１の加工ユニット＃１は、所望の構造特性を有する第１のタイプのナノ繊維を生地層に塗着して、第１のナノ紡績された布を形成する。この実施例では、第２の加工ユニット＃２は、所望の断熱特性を有する第２のタイプのナノ繊維を第１のナノ紡績された布に塗着して、第２のナノ紡績された布に取り付けられた第１のナノ紡績された布を含む二層基材を形成する。ナノ紡績された布の二つの異なる層を一緒に接着するのに、接着剤は必要ない。次にこの本実施例では、第３の加工ユニット＃３は、所望の柔軟な特性を有する第３のタイプのナノ繊維をこの二層基材に塗着して、第２のナノ紡績された布に取り付けられた第１のナノ紡績された布と、第２のナノ紡績された布に取り付けられた第３のナノ紡績された布とを含む複合布を形成する。ナノ紡績された布の異なる層のいずれを一緒に接着するのにも、取り付け機構は必要でない。
【００２６】
ナノ紡績された素材のタイプの例には、ポリプロピレン、ポリエチレン、熱可塑性ポリウレタン等を挙げてもよい。他の態様では、同一のナノ紡績された素材が、それぞれの異なる加工ユニットにおいて利用されるが、しかしナノ繊維がいかに形成されるかという工程は、異なるタイプのナノ繊維布を同一素材から生成するために変更される。例えば、ナノ繊維のサイズまたは構造は、素材からナノ繊維を生成するのに利用されるサイズ、流れ、ダイ、および温度を制御するによって調整してもよい。他の態様では、ナノ繊維は、異なるように成形されてもまたはパターン形成されてもよいが、これについては以下にさらに詳細に記載する。
【００２７】
第１の布または素材２０４は、生地素材が、加工ユニット＃１を通って巻き取られるさいに生地２０２の上に噴霧されるナノ繊維布である。次に、第１の素材２０４で被覆された生地２０２は、第２の加工ユニット２を通って巻き取られ、このユニットでは、第２の布または素材２０６が、ナノ繊維の噴霧を介して追加される。最後に、この実施例では、第１の素材２０４および第２の素材２０６で被覆された生地２０２は、第３の加工ユニット３を通って巻き取られ、このユニットでは、第３の素材２０８が、ナノ繊維の噴霧を介して追加される。この自動化されたプロセスは、異なる素材を組み合わせるためのいかなるタイプの接着機構も利用しない多層基材２１０を製造する。
【００２８】
素材２０４、２０６、および２０８は、代表的なものでしかなく、これらに制限することを意味するものではない。マルチパス塗着システム２００は、いかなる所望の特性、例えば防水、ウィッキング、および通気性の特性を有するいかなる所望のタイプのナノ繊維素材を噴霧する加工ユニットを含んでいてもよい。加えて、マルチパス塗着システム２００は、異なるタイプの噴霧可能なナノ繊維素材を塗着するための、二つ、三つ、四つ、五つ、またはいかかなる所望の数の加工ユニット２０３を含んでいてもよい。さらに、マルチパス塗着システム２００は、所望により、いかなる所与の生地２０２にも、一つまたは複数の加工ユニット２０３を利用しないことを選択的に判断してもよい。よって、マルチパス塗着システム２００は、同一システム２００を利用するいくつかの異なるタイプの多層基材を製造するように、個別に最適化することができ、そして規模を拡大縮小することができる。加えて、マルチパス塗着システム２００は、追加の処理機能、例えばエンボス加工ユニットを含んでいてもよい。
【００２９】
図３に、多層のまたは構造化された基材２１０の自動化された生成を行うシングルパス塗着システム３００の例を示す。加工システム１００のシングルパス塗着システム３００は、単一の加工ユニット２０３を利用する。さらに、システム３００により形成された多層基材２１０は、同一のまたは異なるタイプの素材の異なる層を一緒に組み合わせるまたは結合するのに、いかなる接着機構も利用しない。本実施例では、シングルパス塗着システム３００は、生地２０２が、自動化されたシステム１０９を介して加工ユニット２０３を通って巻き取られるさいに、複数のタイプのナノ紡績された布を生地２０２に追加する単一の加工ユニット２０３しか含まない。加工ユニット２０３は、複数のスピナレットを含む。各スピナレット１０８Ａ、１０８Ｂ、および１０８Ｃは、異なるタイプのナノ繊維噴霧可能素材を塗着する。この実施例では、第１のスピナレット１０８Ａは、所望の構造特性を有する第１のタイプの素材を塗着する。この実施例では、第２のスピナレット１０８Ｂは、所望の断熱特性を有する第２のタイプの素材を塗着する。またこの実施例では、第３のスピナレット１０８Ｃは、所望の柔軟な特性を有する第３のタイプの素材を塗着する。代替の態様では、スピナレット１０８Ａ、１０８Ｂ、および１０８Ｃのそれぞれは、三つの異なる種類の素材のそれぞれを塗着する。これらの態様では、スピナレット１０８Ａ、１０８Ｂ、および１０８Ｃは、異なるタイプの噴霧可能なナノ繊維のそれぞれに選択的に接続され、そして所望により、三つの異なる繊維の間で切り替わる。これらの態様では、第１の噴霧可能な素材は、所望の構造特性を有するスピナレット１０８Ａ、１０８Ｂ、および１０８Ｃを用いて塗着され、そしてその後、所望の断熱特性を有する第２の噴霧可能な素材は、同一のスピナレット１０８Ａ、１０８Ｂ、および１０８Ｃが新規素材の源泉に切り替わった後に、それらのスピナレットにより塗着される。またこれらの態様では、所望の柔軟な特性を有する第３の素材が、スピナレット１０８Ａ、１０８Ｂ、および１０８Ｃが別の素材の源泉に切り替わった後に、それらのスピナレットを介して塗着される。代替の態様では、スピナレットのそれぞれにおいて同一素材が利用されるが、素材からナノ繊維を生成するのに利用されるサイズ、流れ、ダイ、および温度を制御することにより、異なるタイプのナノ紡績された布に形成される。
【００３０】
上に考察した素材は、代表的なものだけであり、これらに制限することを意味するものではない。シングルパス塗着システム３００は、いかなる所望の特性、例えば防水、ウィッキング、および通気性の特性を有するいかなる所望のタイプのナノ繊維素材を噴霧するためのいかなる数のスピナレットを含んでいてもよい。加えて、シングルパス塗着システム３００は、同一のまたは異なるタイプの噴霧可能なナノ繊維素材のいかなる所望の数の層を塗着してもよい。さらに、シングルパス塗着システム３００は、所望によりいかなる所与の生地２０２にも、スピナレットに接続された一つまたは複数の噴霧可能なナノ繊維素材を利用しないことを選択的に判断してもよい。よって、シングルパス塗着システム３００は、同一システム３００を利用するいくつかの異なるタイプの多層基材２１０を製造するように、個別に最適化することができ、そして規模を拡大縮小することができる。
【００３１】
図４に、加工システム１００によって生成されてもよい多層基材２１０の異なる例を示す。例えば、多層基材２１０Ａは、図４による例示のとおり、生地２０２、中間の断熱層２１５、および柔軟素材の層２１９を含む。別の実施例では、多層基材２１０Ｂは、図４による例示のとおり、生地２０２、中間の植毛されたウィッキング層２０７、および柔軟素材の層２１９を含む。さらに別の実施例では、多層基材２１０Ｃは、図４による例示のとおり、構造素材２３４および柔軟素材の層２１９を含む。これらの異なるタイプの多層基材は、同一加工システム１００によって生成されてもよい。上に考察した異なる多層化された基材は、代表的なものであって、これらに制限することを意味するものではない。当業者により理解されるとおり、多層基材２１０は、ナノ繊維として噴霧することのできるいかなる所望の素材を有するいかなる数の素材層を含んでいてもよい。
【００３２】
さらなる態様では、加工システム１００は、独自の構造を有する基材または衣服を生成するのに利用してもよい。独自の構造は、基材または衣服全体に塗着されてもよい、または衣服または基材の中の一つまたは複数の層に塗着されてもよい。他の態様では、独自の構造は、衣服の一つまたは複数の部分、例えば衣服の袖、肩、または襟の部分に塗着されてもよい。ナノ繊維が、平面上に噴霧される場合には、ナノ繊維は平らな素材を形成する。しかしながら、ナノ繊維が、平らでない表面に噴霧される場合には、ナノ繊維は、塗着面と同一の形をとる。他の態様では、ナノ繊維素材は、異なる形状またはパターンを用いてエンボス加工されてもよい。
【００３３】
よって、いくつかの態様では、生地２０２は、いかなる塗着された噴霧可能なナノ繊維に対しても所望の構造を提供する特製ロール表面２２４であってもよい。代わりに、生地２０２は、特製ロール表面２２４上に横たわる生地布であってもよい。特製ロール表面２２４は、所望の形状を有するように設計される。特製ロール表面２２４および／または生地２０２に塗着された噴霧可能なナノ繊維は、図５による例示のとおり、特製ロール表面２２４の形状に形成されることになる。よって、噴霧可能なナノ繊維素材は、基材および／または衣服の一つまたは複数の層に所望の形状を提供する特製ロール表面２２４を利用するシステム１００によって操作される。特製ロール表面２２４は、図６に提供された形状のサイズによる例示のとおり、ナノ、ミクロ、またはマクロレベルで、噴霧可能な素材に対して異なる所望の形状または構造を提供してもよい。さらに、特製ロール表面２２４により提供される形状および構造は、噴霧されたナノ繊維素材の品質を変えることがある。例えば、いくつかの形状または構造は、所与の素材の通気性、断熱性、気流、および／または伸縮性を変えることがある。
【００３４】
図７に、加工システム１００における特製ロール表面２２４を利用することにより生成された所望の層構造を含む異なる例の多層基材２１０を例示する。例えば、多層基材２１０Ｄは、図７による例示のとおり、ナノ紡績されない布の生地２１３と、断熱材層２１５とを含み、断熱材層２１５は、その表面積を増加させる形状をとっている。断熱材２１５の表面積が増加することで、断熱層２１５の通気性が改善することがある。別の実施例では、多層基材２１０Ｅは、図７による例示のとおり、ナノ紡績されない布の生地２１３、中間の植毛された繊維層２０７、および波状の柔軟素材の層２１９を含む。波状の柔軟層２１９は、この柔軟層の接着性を改善させることがある。さらに別の実施例では、多層基材２１０Ｆは、図７による例示のとおり、構造化された素材２３４の二つの層を含み、両方ともひだ付きのデザインに成形されている。構造素材層２３４Ａおよび２３４Ｂのひだ付きのデザインにより、構造化された素材層２３４の伸縮性が増加することがある。上に考察したとおりの異なる層形状を有する異なるタイプの多層基材は代表的なものであり、これらに制限することを意味するものではない。当業者によって理解されるとおり、多層基材２１０は、噴霧可能なナノ繊維を介して形成することのできるいかなる所望の素材および構造／形状を有するいかなる数の素材層を含んでいてもよい。
【００３５】
他の態様では、上記のとおり、ナノ繊維布をエンボス加工して、異なる形状および／またはパターンにしてもよい。例えば、ナノ繊維素材は、音波および／または加熱用ローラーを用いてエンボス加工されてもよい。異なるテクスチャーにより、保温性、撥水性、伸縮性、流体力学、空気力学、構造、およびデザインの審美性が生み出されることがある。よって、熱エンボス加工を利用して、完成した布の構造および／または伸縮性の力学を変更してもよい。他の態様では、熱エンボス加工を利用して、衣服上の水の流れを制御して、水がまっすぐ落下するのではなくジャケットの底部の縁で弾けるようにしてもよい。加えて、エンボス加工されたパターンの内部の特定の領域が、異なる特性を有していてもよい。例えば、エンボス加工されたナノ布の一部分を、さらにしっかりと一緒に押圧して、エンボス加工されたパターンの内部に、防水性のある、耐水性のある、構造の増加した、および／または通気性の低下した領域を生み出してもよい。
【００３６】
いくつかの態様では、加工システム１００は特製フィルターを利用して、所与の生地２０２の特定の領域、または部分的に処理された基材、衣服、もしくは衣服の部分に、噴霧可能なナノ繊維素材を導く。これらの態様では、加工ユニット２０３は、静電ゾーン、または個別の真空および特製可能なフィルター２２８を利用して、衣服の特定の部分に、噴霧可能なナノ繊維素材を導く。フィルターおよび真空、または静電ゾーンは、生地２０２または部分的に処理された基材の特定の部分、衣服、または衣服の部分に、噴霧可能なナノ繊維素材を導く。例えば、図８に、部分的な衣服の肩領域に第１のナノ噴霧可能な素材２３８を、そして部分的な衣服上の正面の胴体および外腕領域に第２のナノ噴霧可能な素材２３６を導く、特製フィルター２２８および個別の真空２２６の例を示す。さらに、生成された多層化された衣服２１０は、図８に例示されるとおり、側面領域および内腕領域上に生地素材のみを有する。よって、加工システム１００は、特製可能なフィルター２２８を利用して、生地の特定の領域に、ナノ噴霧可能な布の異なる層を塗着することができる。特製フィルター２２８は、図９に例示のとおり、所与の加工ユニット２０３内にナノ噴霧可能布がある場合に、特定の領域にこのナノ噴霧可能布を導く、異なる気流または静電荷用の異なるゾーンを有する。フィルターは、所望の衣服部分の形状を模倣するように、そしてフィルター上で成形された衣服の特定の領域の周りの気流を強調するまたは変更するように、特製可能であってもよい。
【００３７】
上記のように、噴霧可能なナノ繊維素材は、その素材がどんなものの上に噴霧されるにせよ、その形状を形成する可能性がある。よって、いくつかの態様では、生地２０２は、所望の衣服の部分的な三次元モールドであってもよい、または生地素材は、加工ユニット２０３において所望の衣服の部分的な三次元モールドの上に横たえてもよい。図１０に、ジャケットを形成するのに組み合わせることができる二つの異なる部分的な三次元モールドの例を示す。この実施例では、モールド２３０および／または生地２０２が加工ユニット２０３を通って移動するさいに、一つまたは複数の噴霧可能なナノ繊維素材が、二つの異なる部分的な三次元モールドに塗着される。いくつかの態様では、部分的な三次元モールドは、加工ユニット２０３に手動で追加または除去しなければならない。これらのモールドにより、構造化された衣服は、噴霧可能なナノ繊維素材から形成されること、そして二つまたは非常に限られた継ぎ目しか有さないことが可能になる。従来、構造のある衣服、例えばジャケットは、コストを増加させる、そしてジャケットの製造を減速させる可能性がある素材のいくつかの異なる部分品の組み合わせを必要とする可能性があった。
【００３８】
他の態様では、生地２０２は、三次元モールド２３２であってもよい。三次元モールド２３２は、所望の最終的な衣服の全体の形状を提供することになる。よって、加工システム１００における三次元モールド２３２を利用して形成された衣服または多層化された基材２１０は、継ぎ目のない場合がある。これらの態様では、自動化されたシステム１０９が、一つまたは複数の加工ユニット２０３を通して三次元モールドを搬送してもよい。いくつかの態様では、自動化されたシステム１０９は、モールド２３２が一つまたは複数の加工ユニット２０３を通して搬送されるさいに、三次元モールド２３２を回転させても、または移動させてもよい。さらなる態様では、自動化されたシステム１０９は、加工システム１００により利用される各加工ユニット２０３においてスピナレット１０８を回転させても、または移動させてもよい。図１１に、回転可能なスピナレット１０８、異なる三次元モールド２３２、および三次元モールド２３２を利用する加工システム１００によって形成されてもよい継ぎ目のない多層化された構造の衣服２１０の例を示す。この態様では、ジャケットは継ぎ目のないものであり、多層化された素材を裁断してフード用のジッパーと穴を追加することにより形成される。上に提供された例は、多層化された基材または衣服を形成するのに利用される一方で、部分的な三次元モールドおよび三次元モールドは、単層の衣服または基材を形成するのに利用してもよい。さらに、部分的な三次元モールドおよび／または三次元モールドの表面は平滑でなくてもよく、そしてむしろ、異なるモールドに塗着されるナノ繊維の層の形状に影響を及ぼす特製ロール表面を有していてもよい。
【００３９】
さらなる態様では、噴霧可能なナノ繊維素材を特定の領域に導くのに利用される、特製フィルター２２８および個別真空、または静電ゾーンは、部分的な三次元モールド２３０、および／または三次元モールド２３２に適用してもよい。図１２に、真空２２６を用い、モールド２３２上の特製フィルター２２８を利用して、三次元モールド２３２上の部分的に処理された基材の特定の部分（肩の上部領域）に、噴霧可能なナノ繊維素材２４８を塗着した後の加工ユニット２０３の例を例示する。加工ユニット２０３から製造された多層化された衣服２１０は、継ぎ目のない、そして異なる素材を結合するための接着剤を必要としない所望の構造を有する、領域に特化した方法で塗着された三つの異なる素材（２４４、２４６、および２４８）を含む。いくつかの態様では、噴霧可能なナノ繊維素材の別の層を、図１２に示された加工ユニット２０３において、または図１２には示されないさらなる加工ユニット２０３において、目下、図１２に示されているすべての三つの異なる素材の最表部に追加してもよい。加工システム１００は、異なるナノ繊維噴霧可能素材をモールド２３２に塗着する自動化されたシステム１０９を含んでいてもよい、または部分的にのみ自動化されていてもよい。
【００４０】
さらなる態様では、噴霧された素材のナノ繊維１１０は、利用される素材に所望の特性を与えるように特性の形状に成形される。例えば、図１３に、塗着システムのスピナレットおよび／または紡績ナノ繊維技術により利用される、塗着速度、塗着温度、および押し出しダイを調節することにより、同一素材から形成されてもよい異なるナノ繊維の形状または構造を例示する。例えば、ナノ繊維１１０は、中空の、先細りした、有刺の、屈曲した、またはよじれたものであってもよい。これらの列挙は、代表的なもののみである。これらの異なる形状のそれぞれが、所与の素材の異なる特性に影響することがある。例えば、図１３に例示された中空チューブ状にされたナノ繊維１３０２は、図１３にまた例示された長くて細いワイヤナノ繊維１３０４よりも良好な断熱またはウィッキング特性を提供することがある。図１３による例示の別の例では、うねったナノ繊維１３０８は、同一素材についてのナノ繊維構造１３０６よりも大きな伸縮性を提供することがある。
【００４１】
図１４は、本開示の態様に準拠して、基材を形成する方法４００を例示する流れ図である。いくつかの態様では、方法４００は、加工システム１００によって実行される。
【００４２】
方法４００は、操作４０２を含む。操作４０２では、生地は、加工ユニットの中に搬送される。生地は、布、素材、モールド、特製ロール表面、部分的な三次元モールド、および／または三次元モールドであってもよい。いくつかの態様では、生地は、操作４０２で、自動的または部分的自動システムを利用して搬送される。他の態様では、生地は、操作４０２で、手動で搬送される。
【００４３】
次に、方法４００は、操作４０４を含む。操作４０４では、一つまたは複数の噴霧可能なナノ繊維が、ナノ紡績された布を形成する加工ユニット内で生地に塗着される。いくつかの態様では、噴霧可能なナノ繊維は、紡績ナノ繊維技術、例えばフォース・スピニング、エレクトロスピニング、溶融エレクトロスピニング、遠心溶融エレクトロスピニング、熱風支援溶融エレクトロスピニング、海島押し出し、および加水分解等を利用して生成される。いくつかの態様では、加工ユニットは、特製フィルターおよび真空、または静電ゾーンを利用して、操作４０４の最中に生地の特定の領域へのナノ繊維の噴霧を導く。加えて、特定のナノ繊維構造、例えば中空の、先細りの、有刺の、屈曲した、よじれたもの等は、操作４０４で選択されて生成されてもよい。さらに、加工ユニットが、生地素材の下の特製ロール表面を提供して、操作４０４で、噴霧可能なナノ繊維の一つまたは複数の層に所望の構造を生成するようにしてもよい。他の態様では、生成されたナノ紡績された布をエンボス加工して、ナノ紡績された布上に所望の構造またはパターンを生成してもよい。
【００４４】
操作４０６では、処理された生地は、加工ユニットから搬出される。操作４０６では、搬送は、自動化されていても、または部分的に自動化されていてもよい。他の態様では、搬送は、操作４０６で、手動で実行される。いくつかの態様では、操作４０６の後には、処理された生地素材は、別の加工ユニット内で処理され、そして操作４０２、４０４、および４０６が、生地素材そのものではなく、処理された生地素材を利用して再び実行される。さらなる態様では、操作４０２、４０４、および４０６は、所望の回数だけ実行してもよい。他の態様では、方法４００は、操作４０６の後に終了する。これらの態様では、ナノ紡績された布素材、またはナノ紡績された布層を含む複合布もしくは素材が形成される。生成された素材は、生地を含んでも含まなくてもよい。生地が含まれなのであれば、その生地は、操作４０６で、または操作４０６の直後に、生成された素材から除去される。代替の態様では、操作４０８は、操作４０６の後に実行される。
【００４５】
いくつかの態様では、方法４００は、操作４０８を含む。操作４０８では、衣服は、操作４０６から受け取られた基材から生成される。操作４０６または４０８からの基材または衣服は、多層、複数の素材を含んでいても、および／または継ぎ目の無いもしくは非常に限られたものであってもよい。さらに、操作４０６または４０８からの衣服または基材は、一緒に取り付けられる複数の層のためのいかなる接着機構も含まない。操作４０８では、衣服は、生成された布を裁断および縫製することによって、または利用されるナノ紡績技術によっては、仕上げの細部、例えばジッパー、タグ、ボタン等を追加することによって、生成してもよい。
【００４６】
例えば、本開示の態様は、開示の態様にしたがう、方法、システム、および計算機プログラム製造物のブロック図および／または操作の例示を参照しつつ、上記されている。ブロック内で言及される機能／作用は、いかなるフローチャートに示された順番も守らずに生じることがある。例えば、相次いで示された二つのブロックが、実際には実質的に同時に実行されることがある、またはそれらのブロックが、関係する機能性／作用によっては、ときには逆順で実行されることがある。
【００４７】
この開示では、付随する図面を参照しつつ現状の技術のいくつかの態様を記載したが、それらの図面では、可能な態様の一部しか記載しなかった。しかしながら、他の態様は、多くの異なる形態で具体化することができ、そして本明細書に開示の特定の態様は、本明細書に記載の本開示のさまざまな態様を制限するとは解釈されないものとする。むしろ、これらの代表的な態様は、この開示が完全かつ完結したものであって、その他の考えられる態様の範囲を当業者に完全に伝えるものとなるように提供された。例えば、本明細書に開示のさまざまな態様は、本開示の範囲を逸脱せずに、修正してもよい、および／または組み合わせてもよい。
【００４８】
特定の態様を本明細書に記載したものの、その技術の範囲は、それらの特定の態様には制限されない。当業者は、現状の技術の範囲および趣旨の中に収まる他の態様または改良点を認識するであろう。それゆえ、特定の構造、作用、または媒体を、例示的な態様としてのみ開示する。本技術の範囲は、以下の特許請求の範囲およびその中のいずれかの均等物によって定義される。
【００４９】
さまざまな実施形態および／または実施例が、方法、システム、および計算機プログラム製造物のブロック図および／または操作の例示を参照しつつ上記されている。ブロック内で言及される機能／作用は、いかなる流れ図に示された順番も守らずに生じることがある。例えば、相次いで示された二つのブロックが、実際には実質的に同時に実行される可能性がある、またはブロックが、関与する機能性／作用によっては、ときには逆順で実行されることがある。
【００５０】
本出願において提供された一つまたは複数の態様の記載および例示は、いかようにしても、特許請求された本開示の範囲を制限するまたは限定することを意図するものではない。本出願において提供された実施形態、実施例、および詳細は、発明の保持を伝達するには、そして特許請求された開示の最良実施態様を構成し使用することができるようにするには、充分であると見なされる。特許請求の範囲は、本出願において提供されたいかなる実施形態、実施例、または詳細も制限するとは解釈されないものとする。さまざまな特徴（構造的なものおよび方法論的なものの両方）は、組み合わせで示され記載されているか、別々に示され記載されているかにかかわらず、特定の組の特徴を有する実施形態を製造するために、選択的に含めるまたは省略することが意図される。当業者は、本出願の記載および例示を提供されたことで、本出願において具現化された一般的な発明概念のより広い態様であって、特許請求のより広い範囲から逸脱しない態様の趣旨の範囲内に収まる、変形例、修正例、および代替実施形態を想起してもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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