JP2002541337A - 混合繊維のウェブの紡糸方法および装置、ならびにそれから製造される製品 - Google Patents
混合繊維のウェブの紡糸方法および装置、ならびにそれから製造される製品Info
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Abstract
Description
には、ポリマー繊維の均質なウェブであって、ウェブ中の少なくともいくつかの
繊維がウェブ中の他の繊維とは異なる特性を有しているウェブの製造ならびにそ
のような繊維から製造し得る独特な製品に関する。説明されたタイプの均質混合
された繊維質ウェブの製造がとりわけ重要であって、繊維の少なくともいくつか
が、シース/コア2成分繊維のような多成分ポリマー繊維であり、さらに、所望
であれば、2つ以上の多成分繊維が繊維のウェブ全体に均一に分散され、少なく
ともそのような多成分繊維のシースが異なるポリマー材料で成形されているもの
である。
で言及した、進歩した均質混合繊維技術を用いて作られたときのそのような製品
に関する。
成されるガス透過性要素に関し、前記媒体は上記で論じた改良された混合繊維技
術で製造することができ、さらにこの媒体は、呼息時に加温して患者の呼気から
水分をトラップし、また吸息時に冷却してトラップされた水分を患者に戻すよう
にし、それにより、人工気道を介して体外ガス源との連絡を必要とする患者の処
置中における患者の気道の湿度と体熱とを維持できるようになっている。本発明
の湿熱交換器は、ガス中に含まれる微粒子汚染物質の除去にも有効であり、その
ような汚染物の吸引から患者を保護し、患者の呼息中の汚染物質から大気を保護
する。
者が空気を呼吸できるようにする気管内チューブの挿入は簡単な例である。患者
が呼吸支援を必要とする際の機械呼吸装置への短期および長期接続は、人工気道
利用を必要とする状況の別の例である。集中治療室において一般的であるように
、または外科手術室における麻酔のように、患者に酸素を供給する場合にも、人
工気道は必要である。
正常に息を吐く時、口、鼻および咽頭は、熱および水分を保持し、入ってくる空
気を次の息の間に暖めかつ加湿し、それによって空気を体温において実質的に飽
和させる傾向が有る。上で論じたタイプの呼吸回路中の人工気道は、自然な加湿
システムを迂回し、酸素または麻酔ガスなどの比較的低温かつ乾燥したガスを修
正なしに気管および肺に送ってしまい、気管の正常な機能を阻害する。乾燥した
麻酔ガスは、細胞の形態、毛様体機能に損傷を与え、かつ患者の感染感受性を高
め得る。湿度不足は、気管粘膜からの水の蒸発を引き起こす。さらに、低温ガス
が吸入されと、熱が失われて、粘膜が乾燥し、分泌物が濃くなる。その結果とし
て気管の浄化が困難になることにより、自然気道の閉塞を引き起こし得る。
、肺損傷のリスクも増大させ得る。さらに、その結果として気管を介しての熱損
失により、術後患者に悪寒を引き起こし、また回復の間に患者に不要な再加温も
必要となり得る。
、吸入されたガス中に存在する細菌性、ウイルス性またはその他の汚染物による
感染の可能性である。同様に、人工気道を介して環境に出る汚染物は大気を汚染
し得る。感染患者または免疫無防備状態患者の処置の際、あるいは処置中の患者
およびそのエリアの他の患者が病原性生物の空気伝播に対して特に敏感である集
中治療室中において、これらの問題はとりわけ重要である。
て様々な先行技術が公知である。そのような多成分繊維の中でも、1つのポリマ
ーのコアおよび別のポリマーの被覆すなわちシースから構成される2成分繊維は
、多くの用途にとってとりわけ好ましい。
特許第5,509,430号(1996年4月23日発行)には、低価格、高強
度の熱可塑性ポリマー、好ましくはポリプロピレン製のコアと酢酸セルロース、
エチレン酢酸ビニル共重合体、ポリビニルアルコール、またはエチレンビニルア
ルコール共重合体とし得る材料製の結合可能なシースとから構成される独特なポ
リマー2成分繊維が、特に煙草フィルタの製造について開示されている。’43
0号特許の技術により製造された2成分繊維は、強化された濾過性を得るため、
メルトブローにより直径約10ミクロン以下の非常に微細な繊維にし得る。その
ような製品は、煙草煙濾過能力が改良され、味も満足できるものであることが明
らかにされ、また酢酸セルロースだけから構成される従来の煙草フィルタよりも
実質的に低コストで製造し得る。
第5,607,766号(1997年3月4日発行)、第5,620,641号(1
997年4月15日発行)、および第5,633,082号(1997年5月27
日発行)には、ポリエチレンテレフタレートのシースで被覆された熱可塑性材料
のコアから構成されるメルトブローされた独特な2成分繊維およびこれを製造す
る方法が、多くの用途を有する、伸長された非常に多孔質な要素の製造に特に有
用なものとして開示されている。例えば、そのような製品は、マーキングおよび
筆記用具用のウィックリザーバ要素、すなわちインキリザーバのように液体を吸
い上げ、かつ後にそれを制御可能に放出するように設計された材料として有用で
ある。さらに、毛管作用が高いため、そのような材料は、ある種のマーキングお
よび筆記用具に見られる繊維質ペン先の製造におけるような、液体を1つの場所
から他の場所へ移すための簡単なウィックの製造において効果的に機能する。こ
の種のウィックは、様々な医療用途、例えば診断装置中の試験箇所へ毛管作用に
より体液を運ぶ場合などに有用である。
た製品も、吸収リザーバ、すなわちおむつまたは失禁パッドにおけるように液体
を吸収し単に保持するメンブレンとして有用であることが明らかにされている。
吸収リザーバは、医療用途においても有用である。例えば、そのような材料の層
またはパッドは、酵素イムノアッセイ試験装置に用いることができ、そこでは、
体液中の抗原と相互作用するモノクローナル抗体が例えばコートされた薄膜の細
孔を介して体液をこの材料が吸い上げ、体液は膜を介して引き付けられ、次に吸
収リザーバ中に保持される。そのような材料は、煙修正または風味修正材の添加
が可能な煙草フィルタへの利用も提案されている。
途によりしばしば決定される多くの一般的な技術により製造され得る。そのよう
な技術の中に、溶融ポリマーが圧力下で紡糸ヘッドへポンプ送りされ、紡糸口金
開口部から多数の連続繊維に押し出される従来の溶融紡糸方法がある。溶融紡糸
は、ナイロン、ポリプロピレン等の融点がその分解温度未満であるポリマーにつ
いてのみ利用可能であり、それによりポリマー材料は分解することなく溶融され
繊維形状に押し出される。アクリルなどのその他のポリマーは、黒化および分解
することなく溶融できない。そのようなポリマーは、適当な溶媒(例えば、アセ
トン中のアセテート)中に、典型的にはポリマー20%および溶媒80%で溶解
し得る。湿式溶融紡糸方法においては、溶液は室温で、液体(例えば、水)浴中
に静められた紡糸口金を通してポンプ送りされ、この液体には溶媒が可溶であり
、ポリマー繊維を凝固させる。液体浴ではなくて、溶媒を蒸発させて凝固するス
キンを成形するために熱空気中へ繊維を乾式紡糸することも可能である。他の一
般的な紡糸技術は周知であり、本発明の概念の重要部分を成形するものではない
。
により繊維は繊細化され、それによってより細く、かつポリマーによっては、よ
り結晶性が高く、それによりより強い繊維が製造される。繊維を回転ニップロー
ルにかけたり、繊維をメルトブロー、すなわち、繊維が紡糸口金開口部から出た
時に圧力下の流体、例えば空気に接触させてその繊維を微細な繊維に引き伸ばす
ことによって繊細化することができ、通常はからみ合った繊維のウェブとして、
コンベヤベルトまたはドラム表面のような連続的に移動する表面上で以降の処理
のために回収される。
は集めてシート形状にすることができ、これはある種の濾過用途のために、表面
積を増大させるためにプリーツ加工し得る。あるいは、繊維ウェブを集め、スチ
ーム処理のような成形ステーションおよび冷却ステーションを通すことができ、
これは繊維をその接触点で結合することにより、流動材料が通る曲がりくねった
通路を画成する連続的なロッド状多孔質要素を成形し得る。
開口部のアレイを通して直接押し出して単成分繊維ウェブまたは多成分繊維ウェ
ブを製造していたのに対し、近年の開発には、互いに近接して並べられた使い捨
て式の分配または紡糸プレートパックが含まれ、このプレートの上流および/ま
たは下流表面に分配通路がエッチングされており、1種類以上のポリマー材料の
流れを、紡糸システムの遠心端にある紡糸口金開口部に導きその中を通す。これ
らの技術は、例えば、参照によりここに完全に組み入れられるHillsの米国
特許第5,162,074号(1992年11月10日発行)において具体化さ
れており、高度に洗練された紡糸装置をかなり安価に製造する方法と2種類以上
のポリマー材料で成形された高密度の連続繊維を製造する方法を提供している。
Hillsは、成分が互いに永続的に接着するか、あるいは接着性が乏しくて成
分が分離して、各紡糸口金吐出口からの有効繊維収率を向上させ、かつより細い
繊維を個々の成分から製造する、2成分繊維などの多成分繊維の製造を認めてい
る。
でさえある分配プレートを提供しており、これらは異なるポリマー材料の分離可
能なセグメントおよび、混合繊維、すなわち異なる物理的および/または化学的
特性を有する繊維のウェブの製造を含み得るもので、文献中で広く参照されてい
るが、本発明者の知る限りでは、同じ要素のいくつかの紡糸口金開口部から押し
出された繊維が、その要素の他の紡糸口金開口部から押し出された繊維とは異な
る特性を有するような紡糸装置から均質または均一な繊維混合物を直接紡糸する
ことの利点を先行技術は確認できないでいる。さらに、現在商業的に利用可能な
技術および装置は、そのような混合繊維の均質なウェブ、特に均一分配された単
成分および多成分繊維の混合物、あるいは種々の多成分繊維、例えば共通のコア
成形ポリマーおよび異なるシース成形ポリマーを有する交互の2成分繊維のよう
にウェブ中の隣接する繊維の製造に適合されていない。
082号特許の独特なメルトブローされた2成分繊維を含む繊維製品はかなりの
商業的用途を有しているけれども、先行技術では化学的および/または物理的特
性が異なる繊維の均一かつ一貫したウェブを製造することができないために、利
用可能な製品の機能上の特性は限定される。先行技術が混合繊維ウェブを製造で
きる程度には、そうするための装置および技術は一般に商業的用途には不十分お
よび/または再現可能で高度に均質な種々の繊維混合物を同じ紡糸口金開口部セ
ットから製造することができない。
の繊維製品に、その繊維製品が、電気集塵装置および発電所で必要とされるよう
な高性能フィルタ、航空燃料からの水分分離に用いられるコアレッシング型フィ
ルタ、マーキングおよび筆記用具におけるインク移送または同様な液体保持およ
び移送用途、あるいはその他の種々の分野において用いられるウィック製品用に
用いられることを意図したものであっても、改良された機能特性を持たせ得る。
に用いられる湿熱交換器および高効率微粒子エアフィルタの製造に関し、様々な
先行技術の装置が商業的に利用可能である。しかしながら、患者の気道の湿度お
よび体熱を維持するため、および患者が吸入しているガス、またはそのような処
置の間に患者が吐き出している息から望ましくない成分を濾過するために別個の
装置が必要になることがしばしばある。これらすべての機能を実行し得る媒体を
含む装置がいくつか利用可能であるが、他の特性を強化すため、特定の特性が損
なわれるということはそのような装置において珍しいことではない。湿熱交換お
よび濾過の両方が経済的に最大限活用可能な装置が利用できることが最も望まれ
ている。
を減少しようとする初期の試みでは、気道に水蒸気を送るのに電気加熱式の水充
填加湿器が用いられた。この方法は、それが解決したのとほとんど同じくらい多
くの問題を引き起こした。水位および水蒸気温度は、絶えず監視する必要があっ
た。さらに、子供または幼児用に少量の水分供給を制御する際に特有の困難が見
られた。水蒸気の凝縮により小さい気道が詰まることがあり、極端な状況では溺
死を引き起こすことさえある。加えて、加湿器リザーバ中の沈積物の発生は、し
ばしば水分を汚染し、それにより装置を損い、時には患者を傷つけることがあっ
た。そのような汚染物質の存在は効果的な濾過の必要性を疑いなく増大させた。
記の問題の多くを克服する、安全かつ効果的な選択肢として開発されてきた。そ
のようなユニットは通常、湿熱交換器(HME)と呼ばれる。なぜならば、それ
らは患者が本来持っているものと同様に機能、すなわち患者が息を吐く際に水分
および熱を捕獲し、次の息の間にそれらを患者に返すからである。
。これらは人工気道と共にライン中に設置され、湿熱交換のための大きな表面性
を生み出す媒体を備えている。HME媒体は、患者の息中の湿気が呼息の間に凝
縮する際に加温され、吸息の間に熱および水蒸気を戻す際に冷却され、このプロ
セスは患者が息を吸いまた吐く際に繰り返される。
接吸収し、それによって媒体が、凝縮のみにより回収されるよりも多くの水分を
保持し、それによりHME出力を改良する試みがなされてきた。さらに、吸湿性
媒体により保持された水分は吸収されて、濃縮されないので、吸息の間にこの水
分が解放される時のHMEの蒸発冷却は限定される。
、HME媒体としての使用には、不十分または不適当である。例えば塩化リチウ
ムなどの塩、またはグリセリンなどの添加物は、有利な吸湿性をHME媒体に付
与するが、患者の吸息の間にそのような媒体を通過するガスを汚染またはそれと
相互作用さえしかねない。外来の化学薬品を必要とせずに、呼息の間に患者の息
から付加的な水分を引き付けかつ保持することができるHME媒体を提供するこ
とは、補助呼吸装置におけるHMEの安全かつ効果的な操作に重要である。
率が低いと、HMEの両端の温度差が増大し、その効率が改良される。HMEの
両端間の圧力低下が小さいことは、正常呼吸または機械呼吸中の労力を最小限に
するために必須である。HMEはまた比較的軽量でなければならない。なぜなら
ば、HMEは大半の用途において、気管切開、気管内または経鼻部位で支持され
ることになるからである。呼吸回路の維持コストを最小限にするため、HME媒
体は使い捨て式か消毒容易なものであるべきである。最後に、処理されたガスに
影響し得る化学的添加物なしでHME媒体は効果を有するべきであり、媒体はど
のような微粒物質も放出すべきでなく、それによって、汚染対策にHMEが接続
されている装置だけでなく患者および環境も汚染から保護する。
体熱を効果的に保存できるように、またもし可能であれば、それを通過する微粒
子状汚染物質を付随的に除去し、それにより余分なユニットを必要としなくなる
ように、十分な熱および水分を効率的、安価かつ安全に提供しなければならない
は本発明の主たる目的であり、前記装置は、ポリマー材料を独立した供給源から
相互に分離された分配通路を介して紡糸口金開口部アレイへ供給し,選択された
紡糸口金開口部から押し出された繊維は他の紡糸口金開口部から押し出された繊
維とは異なる特性を有するというものである。
、異なる色、形またはテキスチャを有することができおよび/または異なるデニ
ールを有することができる。さらに本発明の好ましい特徴によれば、ウェブ中の
繊維のいくつかを単成分とし、他を多成分とすることができる。従って、本発明
により、単成分繊維を、単成分ポリマー材料製コアと別のポリマー材料製シース
とを有する2成分繊維と同時平行で押し出すことが可能になる。代わりに、通常
のコア形成ポリマー材料と別のシース形成ポリマー材料とを有する2成分繊維を
平行して形成し、ウェブが押し出される際に同じ繊維のウェブ全体にわたって均
一に分配することができる。
のような材料の各々を紡糸口金開口部アレイの選択された紡糸口金開口部へ分配
して個々の紡糸口金開口部からの異なる特性を有する繊維の均一なブレンド物を
製造するための分離された分配通路を画成する分配または紡糸プレートのパック
を備える紡糸装置の供給である。
通路が比較的安価に一方または両方の面に、エッチング、フライス削りまたは放
電加工を含む種々の技術のいずれによっても成形でき、それによりプレートが再
利用またはその時々に交換できるものである,
あって、紡糸口金開口部列が単一のプレート中にプレート面と平行な貫通孔とし
て画成され、それにより繊維は押し出される際に継ぎ目のない形成表面により完
全に包囲され、ポリマー漏洩および得られた繊維の不均一性をそれによって防止
するものである。
中の異なる特性の繊維の独特な均質な性質にあり、そこから作られる製品に特異
な化学的および/または物理的特性を有することを可能にする性質である。この
目的に一致し、例えば繊維のウェブは、異なる繊維を結合して流動性物質が通る
曲がりくねった通路を画成する自己支持性の多孔質マトリクスにすることができ
る選択された繊維を含み得る。混合物中のある種の繊維により強度が増した製品
が得られる一方で、他の成分により、吸上げ作用、吸収、コアレッシング、濾過
、熱および/または水分交換などの特別な特性を提供し得る。
提供することであって、例えばインクリザーバおよびそのインクリザーバを組み
込んだマーキングおよび筆記用器具を含むウィックリザーバ、煙草フィルターお
よびそれを用いて形成されたフィルター付き紙巻き煙草を含む濾過材料、マーキ
ングおよび筆記用器具用の繊維質ペン先そして体液を診断装置中の試験箇所に移
送するように設計された医療用途における毛管ウィックを含む毛管作用によりあ
る場所から他の場所に液体を移送するウィック、おむつや失禁パッドにおけるよ
うに、あるいはそのような材料が薄いメンブランを通して体液を吸引し、吸引し
た流体を保持する酵素イムノアッセイ診断試験装置のような医療用途におけるよ
うな、液体を吸収および保持するためのメンブランである。
技術のHMEの前述およびその他の欠点を克服する湿熱交換器を提供することで
ある。最も重要なことは、患者が吸入するガス、HMEを通して大気に吐き出さ
れる患者の息、気道チューブ、弁または呼吸回路を形成しているその他の装置を
汚染しかねない化学的添加物を必要とせずに、非常に効率的なHME媒体が本発
明により提供されることである。
工気道でHMEを用いる際の困難を軽減するため、熱伝導率と圧力低下が小さい
HMEを提供することである
途向けの吸気用および呼気用気道両方に置けるようにしたHMEが提供され、こ
れはガス透過性要素、好ましくは親水性ナイロンから構成される繊維性媒体を含
み、この媒体は驚くべきことに、現在入手可能な吸湿性媒体を含む他のHME媒
体よりも、化学的添加物を必要とせず、呼息の間の熱および水分の捕獲ならびに
吸息の間に患者に戻すためのトラップした水分の冷却および放出において効率が
高いことが見出された。
ナイロン繊維、特に微細繊維、から構成されるHMEであって、多孔質要素は、
湿熱効率を向上し、加えてそれを通過するガスから望ましくない粒子状汚染物質
を除去するための曲がりくねった通路を画成し、それによって患者および医療従
事者を交差汚染から保護し、呼吸回路を患者から分離し、さらに機械呼吸装置の
耐用寿命を延ばす。本発明によるHMEの濾過有効性は、望ましくない汚染物質
の環境中への放出を防止するために呼気ライン中に、および入ってくるガスを濾
過するためにメインライン上で特に用いられる。
スと別のより安価なポリマー、例えばポリプロピレン、製のコアとから構成され
、使用の間に媒体を高い費用効果で容易に交換できるようにした、2成分繊維を
含むHMEを提供することである。
一な2成分繊維から形成され、この2成分繊維のいくつかは親水性ナイロン製シ
ースから構成され、他のものは親水性ナイロンの融点より低い融点を有する熱可
塑性ポリマー、例えばポリエステル、製のシースから構成され、それによって親
水性ナイロンポリマー繊維に効果的な結合剤を提供し、すべての2成分繊維は一
般的かつ比較的安価なコア形成ポリマーを有する、HMEを提供することは本発
明の重要な目的である。
他の目的および利点は当業者には直ちに明らかになるであろう。
以下に、同様の番号が同様の部分を示す添付図面を参照しながら詳細な説明を検
討することにより、明らかになるであろう。
流」への言及は、ダイ装置への繊維形成ポリマーの初期の流れの方向に関連する
。
別の開口部または分配通路は、必ずしも図面中の各要素のすべての図において繰
り返されるわけではない。いずれにせよ、図面に示される要素の相対的なサイズ
、種々の繊維形成ポリマーの通路を形成する開口部および/またはカットアウト
の数および形状ならびに紡糸口金開口部の数は例示のためのものであって、本発
明の概念を制限するものでないことは理解されるべきである。
の紡糸技術に等しく適用可能であるが、理解を容易にするため、好ましい実施態
様の以下の説明は、主に溶融紡糸ポリマーの利用に向けられる。
異なるシース形成ポリマーから構成される2成分繊維の均質混合物を製造するよ
うにした、本発明の概念による紡糸装置用の好ましいダイ装置の主たる要素は、
上流側端部(図1の右側)から、取付けブロック100と、右側ノズル200と
、第2の右側分配プレート300、右側分配プレート400、左側分配プレート
500および第2の左側分配プレート600を有する分配プレートシステムと、
さらに左側ノズル700と、下流側端部にあるクランプブロック800と、を含
んでいる。特に、図1および図2に注目されたい。明らかに、例示された要素は
使用中、どのような従来の様式でもポリマー漏洩がないように、ボルト等(図示
せず)により共に固定される。
メルトポンプ(図示せず)を介して供給され、取付けブロック100内の入口開
口部を通ってダイ装置に入る。図1においては、コア形成ポリマーは矢印104
の方向に開口部102を通って取付けブロック100に入り、第1のシース形成
ポリマーは矢印108の方向に開口部106を通って取付けブロック100に入
り、さらに、第2のシース形成ポリマーは矢印112の方向に開口部110を通
って取付けブロック100に入る。
マーは、取付けブロック100から、1つの断続的な流れとなって、クランプブ
ロック800の孔802に入るまで、すべてのダイプレートの位置合わせされた
開口部を通って直進する。コア形成ポリマーは、次に、クランプブロック800
(図示せず)内部で方向を反転し、開口部804を通ってクランプブロック80
0の上流側のカットアウト806内に集まる。図1を参照のこと。
ノズル700の下流側面の、(カットアウト806に連結された)カットアウト
702に入り(図2参照)、そこからコア形成ポリマーは、左側ノズル700を
完全に通過し、左側ノズル700の上流側面の多数の小さい溝すなわち分配通路
704に入り込み、図1に見られるように、この通路がコア形成ポリマーをより
広いカットアウト706内に供給する。ここから、コア形成ポリマーは分配プレ
ートシステムに供給される。
ーは、第2の左側分配プレート600の分配孔602およびこれに連結された左
側分配プレート500の分配孔502を通り、左側分配プレートの上流側面上の
三角形のカットアウト504を満たす。
形成ポリマー分配開口部510、512を取り囲むボス506および508の周
囲を移動し、さらに図24に最もよく示されるように、直ちに紡糸口金開口部5
14、516の各々の入口端部内に入り込む。紡糸口金開口部514、516は
、左側分配プレート500の平面に平行に交互に間隔をおいて配置された孔であ
り、左側分配プレート500の出口エッジに沿う厚肉のリップ部517を通過し
て形成されている。
4、516に入りこれを通過すると、コア形成ポリマーは第1および第2のシー
ス形成ポリマーによってそれぞれ包み込まれ、同じコア形成ポリマーを共有しか
つ異なるシース形成ポリマーから構成される交互の2成分繊維の均一または均質
な混合物が押し出される。
ク100の開口部106を通過した後、第1のシース形成ポリマーは取付けブロ
ック100の下流側のカットアウト114内に集まる。図2を参照のこと。第1
のシース形成ポリマーは次に、4つのスクリーンパック(図示せず)を通って進
み、右側ノズル200の上流側の(カットアウト114に連結された)カットア
ウト202内に入り、右手側ノズル200を通過し、右側ノズル200の下流側
のより広いカットアウト206と連通している分配通路204内に入る。ここか
ら、第1シース成形ポリマーは分配プレートシステムに供給される。
、第2の右側分配プレート300のスロット302に入り、右側分配プレート4
00の上流側の三角形カットアウト402を満たす。このポイントから、第1の
シース形成ポリマーは分割されて2つの別個の分配通路に入り、第1のシース形
成ポリマーがコア形成ポリマーを両側から包み込むことができるようになり、こ
れらの繊維形成ポリマーが1つおきに設けられた紡糸口金開口部514を通過す
る際に、第1のシース/コア2成分繊維中のコア形成ポリマーを被覆する完全な
シースが提供される。
ト400を通過して分配孔404に入る。第1のシース形成ポリマーの残り半分
は、後に述べるように、第2のシース形成ポリマーのための分配開口部408を
取囲むボス406の周囲を通る。分配プレート間、特にダイ装置におけるカット
アウト402のような実質的なカットアウト領域における圧力に耐えるのを助け
るため、半月型スペーサー409が分配開口部404のどちらの側にも設けてあ
る。第1のシース形成ポリマーのこの部分は、右側分配プレート400のエッジ
の波形にされた厚肉のリップ412に1つおきに形成されたスロット410を通
り(図16および図17を参照)、これに連結された左側分配プレート500の
スロット518に入り、1つおきに設けられた紡糸口金開口部514に入るコア
形成材料の一方の側を包み込む。
分配開口部510と連結する分配開口部404を通過する。第1のシース形成ポ
リマーのこの部分は、分配開口部510を通過し、左側分配プレート500の下
流側の短い三角形のカットアウト520に入る。このポイントで、第1のシース
形成ポリマーのこの部分は、リップ517の波形側部の1つおきのスロット52
2に入り、コア形成ポリマーの反対側を包み込む。
1のシース/コア2成分繊維が左側分配プレート500の1つおきに設けられた
紡糸口金開口部514から押し出される。
べると、このポリマーは、外部のスクリーンパック(図示せず)を通され、取付
けブロック100の開口部110に供給され、その中で、下流側面の出口開口部
に導かれる。図2を参照。開口部116は、右側ノズル200を通り下流側の拡
張されたカットアウト210に入る開口部208に連結している。図2を参照。
第2の右側分配プレート300の上流側面の三角形のカットアウト304に入る
。この時点で、第2のシース形成ポリマーは分割されて2つの別個の分配通路に
入り、第2のシース形成ポリマーが交互の紡糸口金開口部中でコア形成ポリマー
を両側から包み込んで、コア形成ポリマーを被覆する完全なシースが提供され、
それによってそれらの紡糸口金開口部を通して第2のシース/コア2成分繊維を
押し出すことができるようになる。
口部306を通過するが、他の半分はカットアウト304から第2の右側分配プ
レート300の1つのエッジに並置されたスロット308に直接入る。ダイ装置
の要素間の適切な間隔を維持するため、スペーサー310が再び設けてある。
成ポリマーの半分は、右側分配プレート400の上流側の波形エッジ部分412
内に形成された(スロット308に連結された)スロット414を通り(図16
および図19を参照)、左側分配プレート500の高くされたリップ517内の
(スロット414に連結された)スロット518内に入り、ここから第2のシー
ス形成ポリマーがコア形成ポリマーのその側面を包み込む。
ーの半分は、右側分配プレート400内の結合孔408、左側分配プレート50
0の結合孔512および第2の左側分配プレート600の結合孔604を通って
進み、その下流側の小さい三角形のポケット606を満たす。第2のシース形成
材料のその部分は次に、第2の左側分配プレート600内のスロット608を通
って戻り、このスロットは左側分配プレートのリップ517の波型側面中のスロ
ット524と連結しており、そこから前記材料は、交互の紡糸口金開口部516
を通るコア形成ポリマーの反対側を包み込む。このように、第2のシース形成ポ
リマーは、1つおきに設けられた紡糸口金開口部516中でコア形成ポリマーの
両側を包み込み、1つ置きの紡糸口金開口部から第2のシース/コア2成分繊維
を押し出す。
、1つ置きに繊維が別のシース形成材料を有する混合繊維の均質または均一な分
配をもたらすのに、図1〜図33の紡糸装置が適合していることが理解できるで
あろう。このようにして交互のシース/コア2成分繊維を形成する能力は、右側
および左側の第2の分配プレートの存在なくしては無理であろう。これらのプレ
ートは、異なるシース形成ポリマーを別個の分配通路中に保持しかつ分割して、
各シース形成ポリマーの一部が、交互の紡糸口金開口部を通過するコア形成材料
の一方の側に分与され、かつ各シース形成ポリマーの残りが分配プレートのパッ
クを通され、コア形成ポリマーの反対側に返されて、交互のコア形成ポリマーの
流れを異なるシース形成ポリマーで完全に包み込むものである。
、第1のシース形成ポリマーと全く接触することなくシステムを通過でき、第2
のシース形成ポリマーがこのように第2の分配プレート中にあって移動するため
に分配通路が必要になる。第1のシース形成ポリマーが右側分配プレート400
の三角形のカットアウト402に入ると、円形ボス406が、第1のシース形成
ポリマーが開口部408を通過する第2のシース形成ポリマーと混じらないよう
にする。波形のボス412は同じ目的に役立つ。第1のシース形成ポリマーが三
角形のカットアウト402を下ってスロット410に進むと、波形のボス412
により、第1のシース形成ポリマーは、第2のシース形成ポリマーを受け入れる
ためのスロット414には入ることができない。
ア形成ポリマーは、どちらのシース形成ポリマーとも混ざることができず、逆も
同様であり、左側分配プレート500のリップ517上の波形構成により、シー
ス形成ポリマーが相互に分離される。
一方、この場合は左側分配プレート500、のエッジ部分における一列の紡糸口
金開口部を用いることにより強化される。もし複数のプレート内の紡糸口金開口
部アレイが用いられれば、繊維の均一な分配に異なる特徴を与える能力が複雑に
なる。以下で論じるように、繊維が紡糸口金開口部から放出される際に、ポリマ
ーがまだ溶融しているうちに繊維を細くするために加圧空気のような流体が紡糸
口金開口部を横切って導かれるメルトブロー操作においてこのことは特にあては
まる。2つ以上の繊維の流れの場合は、メルトブロー流体は、繊維のいくつかを
裏返してしまう傾向があり、それにより、得られたウェブの繊維混合物の均質性
が低下する。
行技術におけるように、並置された分配プレートの結合面により各紡糸口金開口
部の半分を形成するのではなく、左側分配プレート500の高くしたリップ51
7を横方向に通して紡糸口金開口部を形成することによりさらに強化される。こ
こに開示された紡糸口金開口部の構造では、繊維形成表面は連続的で継目がなく
、紡糸口金開口部を成形している継目表面の不完全な結合の結果生じ得るどのよ
うな損失も防止する。
に適応させるように選択し得る。円形の紡糸口金開口部が一般的に用いられるが
、他の非円形断面を特別な用途に提供できる。多葉形状繊維、すなわちX字型、
Y字型、またはその他のそのような断面(図示せず)が可能である。本発明の概
念によって、交互の紡糸口金開口部は、異なる断面を有する繊維の均一混合物を
提供するために異なる形態を有することができる。
分配プレートが例示してある。この実施態様においては、ポリマー材料の独立し
た供給源が2つだけ設けてあり、繊維の均質なウェブ中の交互の繊維は一方の供
給源のみからのポリマーで成形される。図1〜図33の実施態様に関して説明さ
れたように、図34〜図38の実施態様は、前の図面に示される、取付けブロッ
ク100のような取付けブロック、右側ノズル200のような右側ノズル、左側
ノズル700のような左側ノズル、およびクランプブロック800のようなクラ
ンプブロックを含むものと理解されるべきであるが、これらの要素は例示を簡便
にするために図34〜図38には含まれていない。しかしながら、この場合には
、図34〜図38中で右側分配プレート60および左側分配プレート70として
識別される2つの分配プレートのみが必要であり、2つのポリマーのみがこのシ
ステム中で処理されるので、第2の左右の分配プレートは不要である。
角形のカットアウト61を満たしつつ、分配プレートシステムに入る。右側分配
プレート60と右側ノズル(これらの図中には示されない)との間の適当な距離
を維持するため、半月型スペーサー62および円形スペーサー63が三角形のカ
ットアウト61中に設けてある。この時点で、第1のポリマーは2つの部分に分
割され、一方の部分は分配孔64を通過し、残りの部分はスロット65内に入る
。
に連結された)分配孔71を通る。分配孔71は、左側分配プレート70の上流
側面に形成された三角形カットアウト75中のボス72により取り囲まれている
。スペーサー74と協働するボス72は、左側分配プレート70を歪みから保護
する。
ーサー74が設けられた三角形のカットアウト75に入る。第1のポリマーのこ
の部分は次に、左側分配プレート70中の交互の紡糸口金開口部79の基部にお
いて、拡張された部分の一方の側78と連通しているスロット77に直接入る。
紡糸口金開口部67の拡張された部分の反対側66に直接受け入れられ、第1の
ポリマーの2つの部分はそれによって合わせられ、溝67、79により形成され
た交互に配置された紡糸口金開口部を通して押し出され、第1ポリマーの間隔を
おいて配置された単成分繊維を成形する。
側および左側分配プレート60、70を通って、クランプブロックに至り、これ
が第2のポリマーを左側ノズルを介して左側分配プレート70の下流側面の分配
開口部78に戻す。第2のポリマーが分配開口部78を通過すると、これは左側
分配プレート70の上流側面の三角形のカットアウト73に受け入れられる。カ
ットアウト73中の第2のポリマーの一部は、ボス72およびスペーサー74の
周りを流れ下り、左側分配プレート70中の紡糸口金開口部の部分を形成してい
る溝76へ至る。左側分配プレート70の上流側面のカットアウト73中の第2
のポリマーの残りは、右側分配プレート60の下流側の三角形のカットアウト6
8内へ流れ、そこから第2のポリマー材料用の1つおきの紡糸口金開口部の反対
部分69を通って流れる。
はダイ装置を通して供給され、2つの分配プレートが各供給源からのポリマーを
交互に設けられた紡糸口金開口部を介して押し出し、それにより単成分繊維の均
質な混合物を形成し、一方のポリマーの繊維はウェブ中の他方のポリマーの繊維
と並んでいる。
別の実施態様の分配プレートが例示してあり、この実施態様は繊維のウェブを紡
糸するものであって、選択された繊維がシース/コア2成分繊維から構成され、
この繊維がコア形成ポリマーで形成された単成分繊維と交互になっているもので
ある。この場合もやはり、このシステムでは2つの繊維形成ポリマーのみが処理
されるので、2つの分配プレートのみが必要とされ、図1〜図33における実施
態様の第2の右側および左側分配プレートは省かれる。
ーおよびコア形成ポリマーは、独立したポリマー供給源から、取付けブロック1
00のような取付けブロック、右側ノズル200のような右側ノズル、この場合
は右側分配プレート80と左側分配プレート90とから構成され、左側ノズル7
00のような左側ノズルおよびクランプブロック800のようなクランプブロッ
ク800と共にダイ装置を構成している分配プレートシステムを通って受け入れ
られるが、これらは図39〜図43には示してないが理解されるであろう。
は、1つの断続的な流れとなって全てのダイプレートを直進してクランプブロッ
クに入り、ここでポリマーは反転され、左側ノズルを通って戻され、左側分配プ
レート90の下流側面の開口部91に受け入れられ、それを通って上流側面の三
角形のカットアウト92に入る。コア形成ポリマーの一部は、カットアウト92
から、各々単成分繊維および2成分繊維用の紡糸口金開口部を形成している交互
に設けられた溝93、94内へ直接流れる。
下流側面の結合三角形カットアウト81に入り、紡糸口金開口部の反対側部分を
形成する溝82、83の入口部に入る。
成分繊維として交互に設けられた紡糸口金開口部から押し出される。結合溝83
、94に受け入れられた材料は、以下で論じられるように交互の紡糸口金開口部
から押し出されるシース/コア2成分繊維の中心コアを形成する。
上流側面の三角形のカットアウト84を満たし、ここで2つの部分に分割される
。一方の部分は右側分配プレート80の分配開口部85と左側分配プレート90
の下流側面の整列された開口部95を直接通り、下流側面の三角形のカットアウ
ト96に至る。シース形成ポリマーのその部分は、スロット97を通って拡張さ
れた開口部98に入り、溝94により部分的に画成された紡糸口金開口部からコ
ア形成ポリマーが押し出される際にその一方の側面を包み込む。
ット87を通り、コア形成材料の他方の面を包み込むために、右側分配プレート
80内の溝83の拡張された部分88に受け入れられ、それによって、シース/
コア2成分繊維を交互の紡糸口金開口部から押し出す。
力によって変形されないことを保証するため、より広いカットアウト領域のうち
のそれぞれにボスとスペーサーが適宜設けてある。
分繊維のコア形成ポリマーで形成されている、2成分および単成分繊維の均質混
合物の製造が可能になる。
配された繊維のウェブは、引き続いて従来技術で処理して独特の特性の製品を製
造し得る。例えば、図34〜図38の混合単成分システムと同程度に単純な実施
態様では、同じまたは異なるポリマーをダイ装置900に異なる圧力または異な
る速度で供給でき、それにより交互の紡糸口金開口部を通るポリマー材料の押し
出し速度は異なる。もしこの方式で形成された繊維のウェブ902が、図44に
示すような単独の1対のニップロール904で引き取られれば、交互の繊維は異
なって繊細化されるであろう。もしニップロールの回転速度が、一方のポリマー
の押出速度と同じであるが、他方のポリマーの押出速度よりも大きければ、一方
のポリマーから形成された繊維はまったく繊細化されず、また他方のポリマーか
ら形成された繊維は繊細化され、同じまたは異なるポリマーであるがデニールが
異なる繊維の混合ウェブが得られるであろう。この均一分配型の混合繊維は引き
続き、どのような従来方法ででも加工でき、おそらく濾過効率向上に有利なより
細い繊維と混じられた、製品に強度を寄与する比較的太い繊維を有する製品が提
供される。
は、市販の加工装置では容易に結合可能にできない繊維と共に結合可能な表面を
含む繊維を交互に押し出すことである。この状況においては、他の方法では結合
困難であるが、最終製品にとり重要な化学的または物理的特性を有する材料を経
済的な方法で効率的に結合できる。
するための加工ラインの1形態が910に概略的に例示してあり、そこではその
ような混合繊維のウェブ912を間隔を置いた接触点で相互に結合することがで
き、流体が通過するための曲がりくねった通路が作られ、煙草フィルタの製造に
おけるように、おそらくそこから好ましくない成分を濾過する。ウェブ中の隣接
する繊維の表面で露出される特定のポリマーに応じて、そこから得られる結合さ
れた多孔質要素は、コアレッシングフィルタ、医療用フィルタ、湿熱交換器、ウ
ィック部材、吸収性要素等、上述の一般的用途のいずれかおよびその他多くの用
途に有効なものとなり得る。
が、本発明の紡糸装置により製造された混合繊維のウェブは、914で概略が示
されるエアプレートを通して供給されるような高速空気流を通して、繊維を繊細
化および固化して、10ミクロン未満のオーダーの超微細繊維の製造が可能にな
る。そのような処理により、ランダムに分散および絡み合った繊維のウェブ91
6が得られ、これはその後の繊細化またはクリンプ誘導加工なしで直ちに加工す
るのに適した形態である。
加物の層をウェブまたは粗糸916表面に設け得る。代わりに、着香剤などの液
状添加物等をトウ916表面に918で噴霧し得る。繊維ウェブまたは粗糸90
6を連行空気から分離してその後の処理を容易にするため、スクリーンで覆った
真空収集ドラム(図示せず)または同様な装置を使用し得る。
特定の繊維混合物の熱結合を容易にするために個別の要素について修正が必要と
なることもあるが、本発明者の前述の’430号特許および本発明者のその他の
先行特許において説明されている。
たは粗糸916が920でエアジェットにかけられ、922でブルーム処理され
、加熱空気またはスチームダイ924中で1本のロッド状にまとめられ、ここで
ウェブのすくなくともいくつかの繊維中の結合可能な材料が活性化されてそれが
接着剤になる。得られた材料は、ダイ926中で空気等で冷却し、比較的安定で
自己支持性のロッド状繊維構造体928を製造し得る。
包まれた繊維ロッド932を製造することができる。連続的に製造された繊維ロ
ッド932は、包まれているかどうかにかかわらず、標準のカッターヘッド93
4を通すことができ、ここでロッドを所定の長さに切断して次の処理または他の
装置に投入するためにベルトコンベヤ936に載せ得る。
性に応じて、繊維ウェブの押し出し後加工は、所望の製品を製造するため、必要
に応じて修正し得る。
分繊維を含みさえする、特性が異なる繊維の均質で均一分配された混合物を製造
することの利点は容易に認められる。比較的安価なコア材料を用いてより高価な
シース形成ポリマー量を制限したり、あるいは最終製品に特定の属性を与えるた
めの2つの異なるシース形成ポリマーの使用によってさえ、かなりのコスト低減
がなし得る。
された異なる特性の繊維を有するものとして示される。そのような配置は大半の
用途にとり望ましいが、比較的小さい修正によって、1種類の繊維を3つ置きの
紡糸開口部、4つ置きの紡糸開口部等から押し、それにより均質に混合された繊
維のウェブがもたらされるが、異なる繊維は必ずしも50/50の比率で存在し
ているわけではない。
うな特定の利用の1つは、電気集塵器およびそのような要求の厳しい環境用の高
性能濾過製品の供給であって、煙道ガスを濾過するために発電所で用いられるバ
ッグハウスフィルタを含む。フルオロカーボンポリマーないし塩素化フルオロカ
ーボンポリマーのホモポリマーまたはコポリマーとナイロン繊維との独自の均質
混合物から構成されるフィルタは、いずれかのポリマーのもで形成されたフィル
タと比べ濾過効率がかなり改良されることが見出されている。
ポリマーは本来負電荷を帯び、ナイロンは本来正電荷を帯びる。以下で本発明の
HMEの概念について詳細に論じられる親水性ナイロンは、その高い親水性のた
め特に望ましい。しかしながら、この用途には他の形態のナイロンポリマーも有
効である。
ポリマーの性質は、一般的にそれらの紡糸特性により決定される。HALAR(
登録商標)ECTFEフルオロポリマー(Montedison社の小会社であ
るAusimontUSA社から市販〉は、この用途に対し好ましい材料である
。その他のフルオロカーボンポリマーないし塩素化フルオロカーボンポリマーま
たはそれらのポリマーのコポリマーは、本発明の概念のいくつかの用途に用いる
ことができるが、簡略化のため、以下の議論ではそのような材料の例としてHA
LAR(登録商標)に言及する。
らしてさえも、改良された濾過特性が思いがけなくもたらされる。HALAR(
登録商標)が非常に高価なので、ナイロンコア上に10〜20重量%のオーダー
のHALAR(登録商標)シースを被覆した2成分繊維とナイロンで形成された
単成分繊維との均質混合物によりコストはかなり低下する。図39〜図43に例
示される装置は、そのような繊維混合物の製造に有利に使用し得る。これらの繊
維の50/50混合物は多くの用途に特に適しているが、結合剤として働くナイ
ロン繊維は、40%以下のレベルで存在し得る。
るために、ポリプロピレンなどの比較的安価な共通コア材料の上にHALAR(
登録商標)およびナイロンのシースを交互に被覆した2成分繊維の均質混合が製
造できる。
らの濾過材料の形成においては、10ミクロン以下のオーダーの非常に微細な繊
維を製造するため、繊維のウェブは、図45および図46に示されるように、メ
ルトブローおよび加工される。
レンダー加工した単純な不織シートは、医学的試験からのアッセイのようないく
つかの用途に適している。代わりに、そのシート材料を標準の技術を用いてプリ
ーツ加工して表面積を増大させることができ、その技術のいくつかは本発明者の
先行特許中に示されている。
連続した多孔質の要素に形成し、フィルタ材料のプラグを製造することができる
。フィルタが取り得る別の形態は中空のチューブであり、これは円環を作るため
の中心マンドレルを通常含むどのような従来の製造技術によっても、混合繊維の
均質なウェブから形成される。
形成された27ミリメートルプラグが、ナイロン繊維100%ナイロンおよびH
ALAR(登録商標)繊維100%で形成されたプラグと比較してある。
)繊維とナイロン繊維との均質混合物から形成されたプラグの保持力は、本発明
のプラグ中の材料重量がより少ないにもかかわらず、ナイロン100%およびH
ALAR(登録商標)100%で形成された対応するプラグよりもかなり高い濾
過効率(保持パーセント)を有していることが認められるであろう。
ら形成されたフラット表面要素〈Cambridge濾過パッドとして切断〉を
、ナイロン100%およびHALAR(登録商標)100%で形成された要素と
比較してある。
めに用いられるような、コアレセントタイプフィルタの製造である。水が保持さ
れ、繊維に沿って広がらないようにするため、このタイプのフィルタには疎水性
繊維が必要とされる。現在、そのような製品は、シリコン被覆ガラス繊維で作ら
れている。
ロー技術を用いての微小繊維を作る能力を利用することにより、HALAR(登
録商標)繊維と結合繊維から構成される混合繊維ウェブを紡糸することによって
、HALAR(登録商標)繊維を、高効率のコアレセントフィルタに結合できる
ことが見出された。ポリプロピレンやポリエチレンなどの他の結合繊維も用い得
るが、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル繊維を用いるのが好まし
い。なぜならば、そのような材料は非常に不活性であり、かつ非結質状態でスチ
ームの存在下でHALAR(登録商標)繊維に優れた結合性を与えるからである
。さらに、ポリエチレンテレフタレートは、ポリプロピレンおよび/またはポリ
エチレンに伴う共通の問題である装置への付着がない。
、図39〜図43の技術によりポリエチレンテレフタレート単成分繊維と並んで
押し出されるポリエチレンテレフタレートのコアと共に形成するか、あるいはコ
ストを低減しかつ最終製品の強度を向上するため、HALAR(登録商標)とポ
リエチレンテレフタレートポリマーをそれぞれポリプロピレン等のコアと共に2
成分繊維として押し出すことにより、2成分繊維として成形できる。
未満と非常に微細であることが好ましい。これらの疎水性繊維の表面積が大きい
ので、水は球状となり、それによって航空燃料などの石油製品と水との混合物か
ら水を分離するのが容易になる。
、例えば据付けウェブ、好ましくはプリーツ加工パッド、プラグ、および多くの
用途向けにチューブに成形できる。
おけるリザーバとしての使用、あるいは医療用ウィックまたは液体の保持および
移送用に設計されたその他の製品用のウィック製品を作るためのナイロンおよび
ポリエチレンテレフタレート繊維の均質混合物の製造であり、それらの製品の多
くは、本出願人の先行特許第’082号中で詳細に論じてある。ポリエチレンテ
レフタレートは、上記で論じた同じ理由から、コアレセントフィルタの製造にお
けるその選択について他の結合繊維よりも好まれる。さらに、ポリエチレンテレ
フタレートは、ポリオレフィンよりも高い表面エネルギーを有しており、これに
よってより多くの液体を吸上げることができる。
ように吸収効率が向上する。
譲受人から商標名TRANSORB(登録商標)で市販されているインクリザー
バ製品が、ポリエチレンテレフタレートおよびナイロンから構成される、本発明
によるメルトブローした混合繊維製品と比較されている。
き吸収性の向上が混合ポリエチレンテレフタレート/ナイロン製品のプラグに見
られる。
吸湿性により筆記用具において特に有用である。そのような製品は、標準的なオ
レフィンおよびポリエチレンテレフタレートの試料に比べ、それらが界面活性剤
を含んでいるものであっても、それらに優る改良された吸収性を示す。表4を参
照。
物質と相互作用し得る、特に筆記用および医療用製品向けの親水性の不溶性樹脂
の製造である。そのような例では、ポリビニルアルコールとポリエチレンテレフ
タレート繊維の均一混合されたウェブから形成された製品を製造することができ
、ポリエチレンテレフタレートは、その不活性および耐高温性だけでなくその独
特な結合能力により望ましい。ポリビニルアルコールは、種々の温度で可溶性を
示す数少ない吸湿性繊維の1つなので有利である。ポリエチレン繊維と混合した
ポリビニルアルコール繊維は、必要とされる特性が過大ではない、より安価なフ
ィルタの製造に使用し得る。
の種々の繊維が例を見ないほど均一かつ均質に分配されていることに起因する、
思いがけなく改善された特性を有する多様な製品の製造が可能になる。さらに、
本発明の技術を用いることにより、先行技術製品ならびにそのような製品を作る
ための方法および装置における多くの欠点を克服して、非常に効率的で商業的に
望ましいやり方でそのような製品の製造が可能になる。
製造であって、これは製品の機能面をさらに改良し、さらにより安価かつより効
率的な製造を可能にするために、本発明の混合繊維技術を用いて作ることができ
る。これに関しては、最初に図47と図48を参照する。図47には挿管された
患者950が例示してあり、本発明の概念によるHME960が人工気道970
中に配置され、この人工気道は患者の気道を矢印980で図式的に示される大気
および/または矢印990で図式的に示される酸素もしくは麻酔剤のような入っ
て来るガスの供給源と連通している。
介して直接連通できる。代わりに、人工気道970はHMEを介して、市販の標
準的な短期または長期の機械的呼吸装置(図示せず)、あるいは手術室における
麻酔剤、または集中治療室ないし患者病室に見られる酸素のようなガスの供給源
と連通し得る。必要もしくは所望であれば、点線で示される「Y」字型コネクタ
972により、974で示されるいかなる従来のバルブを介しても、HMEを人
工気道970と接続し、呼吸回路が吸息と呼息との間で反復できるようにするこ
とができる
7中で962に点線で示された湿熱交換器要素をハウジング964内部に含んで
いる。本発明の概念によるその要素962は、加温されると、呼息の間に患者の
息から水分をトラップし、冷却されると、トラップした水分を吸息の間に患者へ
戻すようになっているガス透過性媒体であって、患者の気道の湿度および体熱を
効果的に維持するため、少なくとも部分的に、十分な量の親水性ナイロンポリマ
ーで形成されている。
いてこれらの材料のいずれもが使用可能であると信じられる。そのような材料は
、様々な用途、主に衣服製造に従来使われてきた。他の用途としては、フェース
マスク、身体の湿気に起因する擦れによる不快感から敏感な皮膚を保護するため
の人工補装具用裏当て、失禁用衣類、およびその他の人体保護装置が含まれる。
でAllied Fibers社から市販されており、これはナイロン6とポリ
エチレンオキシドジアミン(PEOD)とのブロックコポリマーである。分子量
比は、ナイロン6が約85%でPEODが約15%である。Hydrofil(
登録商標)ナイロン樹脂は繊維押出用に設計されているが、上記およびその他の
分野向け不織布製造において、メルトブローおよびスパンボンドがうまく行なえ
た。このポリマーで製造された繊維は、従来のナイロンよりも伸び率が高くかつ
テナシティーが低く、融点はナイロン6よりもわずか約1〜2度低く、軟化点は
約40°低いと言われている。この親水性ポリマーは、ナイロンよりもより非晶
質で、ずっと柔らかくかつはるかに吸収性が高いと言われている。
下流側端部とを連通する通路を備えた、単に親水性ナイロンポリマーの成型部材
とすることができ、それによりあるガスが、それが患者の吸い込んだ息または吐
き出した息、あるいは酸素または麻酔剤などの外部のガスであるかどうかにかか
わらず、必要に応じてその要素を容易に通過できる。
水性ナイロンポリマー表面を有している複数の繊維から構成される繊維状媒体で
ある。もちろん、その繊維は、完全に親水性ナイロンポリマーで形成し、それら
の接触点で結合して一方の端部から他方の端部への相互接続通路を形成すること
ができる。例えば、どのような従来方法ででも、複数の親水性ナイロンポリマー
繊維を紡糸口金から、連続的に動いている表面上に押し出して絡み合った繊維素
材を形成することができ、この繊維素材をカレンダー加工して繊維同士を結合し
、それにより、HME960のハウジング964内に、必要に応じて交換できる
ように取り外し可能に保持されている多孔質のシートまたはパッドを成形できる
。
維素材中に結合剤をどのような従来の方法ででも配合することができ、親水性ナ
イロン繊維をそれらの接触点で相互に結合して、ガス通過用通路を画成する3次
元の多孔質要素を得る。結合剤も、好ましくは、例えばポリエチレンテレフタレ
ートなどのポリエステルのように、親水性ナイロンよりも低い融点を有している
ポリマーの表面から少なくとも成っている複数の繊維として提供される。
62を成形し得る。例えば、繊維をロッド形状に集め、連続的なスチーム処理お
よび冷却ゾーンを通して3次元の多孔質の要素とすることができ、その部分96
2は、ガス通過のための曲がりくねった通路を提供するためにHMEハウジング
964内にプラグとして組み込むことができる。
維は、どのような従来の方法ででも、親水性ナイロンポリマー製シースおよび例
えばポリプロピレンのようなより安価な熱可塑性ポリマー製コアから構成される
ものとして形成し得る。そのような2成分繊維は次に、前に論じたように結合し
、本発明の概念によるHMEとして使用するためのガス透過性要素を製造する。
そのようなコア形成ポリマーは、より安価であるだけではなく、HMEの有効寿
命を延長するために、増大した強度も繊維媒体にもたらす。
維の両方とも、好ましくはポリプロピレンなどの共通のコア形成熱可塑性ポリマ
ーを備えた2成分繊維として形成し得る。この方式においては、HMEに対して
コスト低減および強度向上が、親水性ナイロン繊維と結合剤繊維の両方からもた
らされる。
の均質混合物から構成される繊維のウェブの好ましい製造は、特に図1〜図46
に関して上で説明されている。図34〜図38で開示されている技術を利用して
、いくらかは完全に親水性ナイロンで形成され、かつその他は結合剤ポリマーで
完全に形成されている単成分繊維の均一に分配された混合物を、図45および図
46に例示されるように、押し出し、メルトブローし、その後に加工して連続的
なロッド状多孔質要素にすることが容易に行なえる。代わりに、図39〜図43
で開示されているように、単成分結合剤繊維を、この単成分繊維が作られている
ポリマー、例えばポリエステル、のコアと親水性ナイロンポリマーのシースとを
有する2成分繊維と平行して押し出すことができる。最後に、図1〜図33の技
術を利用して、いくらかが親水性ナイロンポリマーのシースを有し、その他がポ
リエチレンテレフタレートのような結合剤ポリマーのシースを有しており、2成
分繊維のすべてがポリプロピレンのような熱可塑性材料のコアを有している、2
成分繊維の均一なウェブを押し出しかつ多孔質のロッド状要素に簡単かつ安価に
成形することができる。
ここに開示された改良された混合繊維技術により製造された親水性ナイロンおよ
びポリエステルのシースをそれぞれ有している2成分繊維の均質混合物で形成さ
れたガス透過性要素から構成され、その2成分繊維は接触点で結合され、その中
を通るガスの曲がりくねった通路を画成している。
が平均で10ミクロン以下である。そのような繊維は、それが単成分繊維である
か2成分繊維であるか、または単成分繊維と2成分繊維との混合物であるか、あ
るいは異なる2成分繊維の混合物であるかにかかわらず、従来のメルトブロー技
術を利用して容易に製造できる。そのような微細繊維から形成されたHMEの利
点は2重である。第1に、繊維によりもたらされる表面積の増加によって、より
効率的な湿熱交換特性が提供される。さらに、この性質の微細繊維の使用によっ
ても、それを通過するガスから細菌やウイルスやその他の粒子などの望ましくな
い汚染物質を濾過するための表面積の増加および隙間空間の減少がもたらされる
。
用については、ガスの粒子がフィルタ媒体によって補足される少なくとも3つの
公知の物理的メカニズムがある。第1には、そしてとりわけより大きい粒子につ
いては、粒子が大きすぎて隙間の気孔を通過できないために、フィルタ媒体の上
流側表面で物理的に除去される、粒子の直接妨害が最も重要である。しかしなが
ら、より小さい粒子については、粒子の慣性のためにフィルタ媒体内でのガス流
方向の変化に対する慣性にって粒子がフィルタ媒体に衝突する、慣性嵌入がより
重要になり得る。最後に、非常に小さい粒子は、それらがかなりのブラウン運動
を受け、フィルタ媒体によるそれらの粒子の効率的な捕獲の可能性が増大する、
拡散妨害によって捕獲され得る。すべての実用的な目的については、本発明の概
念による人工気道において親水性ナイロンHMEを使用する際に、これらの機構
の各々が作用し得ると信じられている。
たが、吸湿性を強化するための外部の化学物質を必要とせずに、HMEの有効性
の増大におけるそのような材料の有効性は驚くべきものである。さらに、本出願
の混合繊維技術により同時に押し出された親水性ナイロン繊維と結合剤繊維との
独特な均質混合物から形成されたHMEの改善された機能上の有効性はいっそう
予期しないものである。さらに、上記で指摘したように、混合繊維ウェブ中の親
水性ナイロンポリマーと結合剤ポリマー双方の量を最小限にする能力により、H
ME媒体のコストがかなり低減する一方で、延長使用に耐えるようにこれを強化
し、本発明によるHMEを安価に製造することを可能にし、さらに費用効率の高
いシステムにおいて、使用の間に容易に設置および交換が可能になっている。最
後に、医療装置の人工気道におけるHEPAフィルタとして有効に機能するとい
う、メルトブロー親水性ナイロンHMEの能力により、本発明の概念によりもた
らされる利点が強化される。
に例示されている。親水性ナイロン含有HME媒体のプラグは、これらの各図中
で参照番号962で一般に指定される。図48aで矢印980で示されるように
患者が息を吐き出すと、媒体962は患者の呼息から熱と水分を捕獲する。図4
8bの矢印990で示されるように患者が息を吸い込むと、媒体962表面の凝
縮液が蒸発されて水分が放出され、それにより到来するガスが患者に戻されると
きに加温および加湿される。図48cは、患者が次に息を吐き出すときの図48
aのプロセスの繰返しを説明するもので、ガスが媒体962へ行きかつ媒体を通
ると、湿熱交換は一方の方向に次に反対方向に、逐次的かつ連続的に生じる。
ないことは理解されるべきである。例えば、デニールが異なる混合繊維は、本発
明により同じポリマーまたは異なるポリマーで形成できる。さらに、デニールが
異なる混合繊維は単成分繊維と2成分繊維とで、あるいは異なる2成分繊維で形
成し得る。例えば図34〜図38の装置によって製造された2つのポリマーの繊
維の均質混合物で形成されたものとして上記で説明されているいずれの製品も、
図39〜図43に示されるような装置を用いて、1つのポリマーの単成分繊維と
、第2のポリマーのシースおよび単成分繊維のコアとから構成される2成分繊維
との混合物を利用するように修正し得る。最後に、そのような製品は、図1〜図
33に示すような装置により、共通の第3のポリマーのコアを有する2つの主要
ポリマーのシースで形成し得る。本発明の概念の様々な特徴のその他の明白な組
み合せは、当業者にとり容易に明らかになるであろう。
囲により定義されるような本発明の精神から逸脱することなく、本発明が属する
分野の当業者にとり明らかになるであろう。
ての繊維が、同じコア形成ポリマーを共有しかつ交互の繊維が異なるシース形成
ポリマーを有している、本発明の概念による紡糸装置の主要要素の分解斜視図で
ある。
ある。
紡糸装置の分配プレートアセンブリの上流側部分平面図である。
ーおよび異なるシース形成ポリマーを有する交互のシース/コア2成分繊維の製
造におけるコア形成ポリマーおよび第1のシース形成ポリマーの通路を説明する
拡大断面図である。
ーおよび第2のシース形成ポリマーの通路を説明する断面図である。
うにされた本発明の概念による紡糸装置の別の実施態様の分配プレートのみを上
流側から見た分解斜視図である。
流側組立平面図である。
通路を示す断面図である。
通路を示す断面図である。
成分繊維の均質なウェブを製造するようにされた本発明の概念による紡糸装置の
さらに別の実施態様の分配プレートのみを上流側から見た分解斜視図である。
流側組立平面図である。
めの分配プレートを通るコア形成ポリマーおよびシース形成ポリマーの通路を示
す断面図である。
ートを通るコア形成ポリマーの通路を示す断面図である。
供給される繊維のウェブの略図である。
形態の略図である。
である。
び/または出て行くラインとの接続のための「Y」型接続が点線で示してある、
呼吸回路の略図である
過を示す略図である。
過を示す略図である。
過を示す略図である。
Claims (73)
- 【請求項1】 少なくとも2つの独立したポリマー材料の供給源を提供する段階と、 前記独立した供給源から、前記ポリマー材料を、複数の紡糸口金開口部を画成
する少なくとも1つの要素を含む紡糸装置に供給する段階と、 前記ポリマー材料を、前記紡糸装置中の相互に分離された分配通路中に、前記
要素中の紡糸口金開口部の入口に前記ポリマー材料が少なくとも接近するまで保
持する段階と、 前記独立した供給源の1つから少なくともいくらかのポリマー材料を前記要素
中の選択された紡糸口金開口部へ、かつ前記独立した供給源の他の1つから少な
くともいくらかのポリマー材料を前記要素中の別の選択された紡糸口金開口部へ
、前記要素の紡糸口金開口部からの均質な繊維のウェブの押出を引き起こし、前
記繊維のウェブの前記繊維の少なくともいくつかは前記繊維のウェブから形成さ
れた他の繊維とは異なる特性を有するような条件で流す段階と、 を備えた紡糸方法。 - 【請求項2】 前記ポリマー材料は、前記独立した供給源から紡糸装置へ異なる速度で供給さ
れ、前記繊維のウェブ中の前記繊維のすべては紡糸口金開口部から同じ速度で引
き出され、それにより前記繊維のウェブ中の個々の繊維は前記繊維のウェブ中の
他の繊維とはデニールが異なっている、請求項1に記載の紡糸方法。 - 【請求項3】 前記独立した供給源からの前記ポリマー材料は同じポリマーから構成される、
請求項2に記載の紡糸方法。 - 【請求項4】 前記独立した供給源からの前記ポリマー材料は異なるポリマーから構成される
、請求項2に記載の紡糸方法。 - 【請求項5】 異なる独立した供給源からのポリマー材料を受け入れる紡糸口金開口部は断面
構成が異なっており、それにより前記繊維のウェブ中の個々の繊維は前記繊維の
ウェブ中の他の繊維と形状が異なっている、請求項1に記載の紡糸方法。 - 【請求項6】 前記独立した供給源からの前記ポリマー材料は異なるポリマーから構成され、
それにより前記繊維のウェブ中の個々の繊維は、前記繊維のウェブ中の他の繊維
とは異なるポリマーから構成されている、請求項1に記載の紡糸方法。 - 【請求項7】 前記ポリマー材料のうちの少なくとも2つのポリマー材料のある部分は、選択
された紡糸口金開口部に入る際に組み合わされ、そこから多成分繊維として押し
出され、それにより前記繊維のウェブは多成分繊維と単成分繊維との混合物から
構成される、請求項6に記載の紡糸方法。 - 【請求項8】 前記多成分繊維は各々前記単成分繊維を形成する同じポリマー材料のコアおよ
び異なるポリマー材料のシースとから構成される、請求項7に記載の紡糸方法。 - 【請求項9】 前記独立した供給源からの前記ポリマー材料は少なくとも3種類の異なるポリ
マーから構成され、前記ポリマーの1つのある部分はあらゆる紡糸口金開口部に
供給され、各付加的ポリマーのある部分は前記選択された紡糸口金開口部のみに
供給され、選択された紡糸口金開口部中で前記1つのポリマーと組み合わされて
そこから押し出され、それにより前記繊維のウェブは多成分繊維の混合物から構
成され、そのいくつかは前記付加的ポリマーの1つと組み合わされた前記1つの
ポリマーから構成され、その他は前記付加的ポリマーの別の1つと組み合わされ
た前記1つのポリマーから構成される、請求項1に記載の紡糸方法。 - 【請求項10】 多成分繊維の前記混合物は、共通のコア形成ポリマーと異なるシース形成ポリ
マーとを有する2成分シース/コア繊維の混合物から構成される、請求項9に記
載の紡糸方法。 - 【請求項11】 前記独立した供給源からの前記ポリマーは、隣接した紡糸口金開口部から押し
出されるポリマー材料から形成される繊維が異なる特性を有するような条件で、
紡糸口金開口部へ供給され、それにより前記繊維のウェブは特性の異なる交互の
繊維の均質混合物から構成される、請求項1に記載の紡糸方法。 - 【請求項12】 前記紡糸口金開口部は一列に配列されており、かつ前記独立した供給源からの
前記ポリマー成分は前記紡糸口金開口部列中の交互の紡糸開口部内に供給される
、請求項11に記載の紡糸方法。 - 【請求項13】 前記繊維のウェブが紡糸口金開口部から押し出される際に、該ウェブを移動面
上で集める段階をさらに含む、請求項1に記載の紡糸方法。 - 【請求項14】 前記繊維のウェブ中の繊維の少なくともいくつかを、それが紡糸口金開口部か
ら押し出される際に繊細化する段階をさらに含む、請求項1に記載の紡糸方法。 - 【請求項15】 前記繊維は、該繊維が紡糸口金開口部から押し出される速度よりも速い速度で
紡糸口金開口部から引き出すことにより繊細化される、請求項14に記載の紡糸
方法。 - 【請求項16】 前記繊維は、該繊維が紡糸口金開口部から押し出される一般的な方向へ流体の
流れをブローすることにより繊細化され、該流体の流れは、繊維が紡糸口金開口
部から押し出される速度よりも速くブローされる、請求項14に記載の紡糸方法
。 - 【請求項17】 前記独立した供給源からの前記ポリマー材料は、複数の相互に分離された分配
経路を画成する一連の分配プレートを通して流され、選択された分配経路は、異
なる独立した供給源からのポリマーを、該ポリマーが前記要素中の選択された紡
糸口金開口部に入る際に組合せ、選択された紡糸口金開口部から多成分繊維を押
し出す、請求項1に記載の紡糸方法。 - 【請求項18】 前記ポリマー材料の1つは紡糸口金開口部へ中心的に供給され、かつ前記ポリ
マー材料のもう一方は前記1つのポリマー材料の周囲に流されて選択された紡糸
口金開口部からシース/コア2成分繊維を押し出す、請求項17に記載の紡糸方
法。 - 【請求項19】 前記独立した供給源からの前記ポリマー材料は少なくとも3つの異なるポリマ
ーから構成され、分配プレートは少なくとも3つの相互に分離された分配経路を
画成し、該分配経路の1つは前記ポリマーを前記要素中の紡糸口金開口部すべて
に供給し、付加的な分配経路は、互いに独立しておりかつ前記1つのポリマーの
供給源とも独立している異なる供給源からのポリマーを前記要素中の異なる紡糸
口金開口部中で組合せ、紡糸口金開口部から異なる多成分繊維を押し出す、請求
項17に記載の紡糸方法。 - 【請求項20】 前記1つのポリマーは前記要素中の紡糸口金開口部すべてに中心的に供給され
、かつ前記異なる供給源からの前記ポリマーは前記要素中の異なる紡糸口金開口
部中の前記1つのポリマーの周囲に流され紡糸口金開口部から異なるシース/コ
ア2成分繊維を押し出す、請求項19に記載の紡糸方法。 - 【請求項21】 紡糸口金開口部は一列に配列されており、かつ前記異なる2成分繊維は交互の
紡糸口金開口部から押し出され、それにより前記繊維のウェブは、同じコア形成
ポリマーと異なるシース形成ポリマーとを有する異なる2成分繊維の均質混合物
から構成される、請求項20に記載の紡糸方法。 - 【請求項22】 複数の紡糸口金開口部は貫通孔として紡糸装置の単独の要素中に画成されてお
り、それにより前記繊維が紡糸口金開口部から押し出される際に該繊維はシーム
レスな形成面により包囲される、請求項1に記載の紡糸方法。 - 【請求項23】 前記独立した供給源の1つからのポリマー材料を受け入れる前記要素中の紡糸
口金開口部は、前記もう1つの独立した供給源からのポリマー材料を受け入れる
前記要素中の紡糸口金開口部とは異なる断面を有している、請求項22に記載の
紡糸方法。 - 【請求項24】 紡糸口金開口部の少なくともいくつかは非円形である、請求項23に記載の紡
糸方法。 - 【請求項25】 ポリマー材料の少なくとも2つの独立した供給源と、 ポリマー材料を前記独立した供給源の各々から供給するためのポンプと、 分離された分配経路を一緒に画成し、その各々が前記独立した供給源の1つか
らポリマー材料を受け入れる一連の分配プレートとを有する紡糸装置であって、 前記分配プレートの少なくとも1つは複数の紡糸口金開口部を画成し、 前記分配経路の少なくとも1つは、前記独立した供給源の1つからの前記ポリ
マー材料の少なくともいくらかを前記紡糸口金開口部の選択された群へ送り、か
つ 前記分配経路の他の少なくとも1つは、前記独立した供給源の別の1つからの
前記ポリマー材料の少なくともいくらかを紡糸口金開口部の異なる群へ送り、 それにより繊維のウェブが前記紡糸口金開口部から押し出され、該繊維のいく
つかは前記独立した供給源の1つからの前記ポリマー材料から構成されかつ前記
繊維のその他は前記異なる独立した供給源からのポリマー材料から構成される、
紡糸装置。 - 【請求項26】 前記ポンプが前記独立した供給源からのポリマー材料を、前記分離された分配
経路へ相互に異なる速度で供給し、 前記紡糸口金開口部から押し出された前記繊維を同じ速度で前記繊維のウェブ
に集める手段をさらに含み、 それにより前記繊維のウェブ中の前記繊維は前記繊維のウェブ中の他の繊維と
異なるデニールを有する、請求項25に記載の紡糸装置。 - 【請求項27】 1対の逆転ニップロールをさらに含み、前記繊維のウェブは、それが前記紡糸
口金開口部から押し出される際に前記ニップローラに供給される、請求項26に
記載の紡糸装置。 - 【請求項28】 前記ニップロールは、前記紡糸口金開口部から前記繊維が押し出される速度を
超える速度で回転され、それにより少なくともそれらの繊維は前記紡糸口金開口
部から引き出される際に前記ニップロールにより繊細化される、請求項27に記
載の紡糸装置。 - 【請求項29】 圧力下にある流体の供給源および前記繊維が前記紡糸口金開口部から押し出さ
れかつまだ溶融状態にある間に前記繊維のウェブ周辺に前記流体を送る手段をさ
らに含み、それにより前記繊維のウェブ中の前記繊維は前記圧力下にある流体に
より繊細化される、請求項25に記載の紡糸装置。 - 【請求項30】 前記圧力下にある流体は空気である、請求項29に記載の紡糸装置。
- 【請求項31】 前記繊維のウェブが前記紡糸口金開口部から押し出される際に該繊維のウェブ
を受け入れるように配置された連続移動面をさらに含む、請求項25に記載の紡
糸装置。 - 【請求項32】 前記紡糸口金開口部は一列に画成されており、前記分配経路は異なる独立した
供給源からのポリマー材料を交互の紡糸口金開口部に送り、それにより前記繊維
のウェブは、前記独立した供給源各々からの繊維の均質混合物から構成される、
請求項25に記載の紡糸装置。 - 【請求項33】 前記紡糸口金開口部は単独の分配プレート中に貫通孔として形成され、それに
より前記繊維のウェブ中の前記繊維の各々のためのシームレスの形成面を画成す
る、請求項25に記載の紡糸装置。 - 【請求項34】 紡糸口金開口部の前記選択された群は、紡糸口金開口部の前記別の選択された
群とは異なる断面を有している、請求項33に記載の紡糸装置。 - 【請求項35】 紡糸口金開口部の前記選択された群はすべての前記紡糸口金開口部から構成さ
れ、かつ紡糸口金開口部の前記別の群は前記紡糸口金開口部より少ない紡糸口金
開口部から構成され、それにより異なる独立した供給源からの前記ポリマー材料
は前記異なる選択された群の紡糸口金開口部中で組み合わされ、そこから多成分
繊維を押し出し、単成分繊維は残りの紡糸口金開口部から押し出される、請求項
25に記載の紡糸装置。 - 【請求項36】 前記他方の分配経路は、前記他方の独立した供給源からの前記ポリマー材料を
、紡糸口金開口部の前記別の群中の前記一方の独立した供給源からのポリマー材
料の周辺に送り、それにより前記多成分繊維はシース/コア2成分繊維になる、
請求項35に記載の紡糸装置。 - 【請求項37】 前記紡糸口金開口部は一列に画成されており、かつ紡糸口金開口部の前記異な
る群は前記列中の1つ置きの紡糸口金開口部から構成され、それにより前記繊維
のウェブは前記多成分繊維と前記単成分繊維との均質混合物から構成される、請
求項35に記載の紡糸装置。 - 【請求項38】 3つのポリマー材料の独立した供給源と、第1のポリマー材料を前記紡糸口金
開口部すべてに供給する第1の分配経路と、第2のポリマー材料を前記紡糸口金
開口部のすべてより少ない前記紡糸口金開口部の選択された群に供給する第2の
分配経路と、第3のポリマー材料を前記紡糸口金開口部の選択された群以外の前
記紡糸口金開口部の残りに供給する第3の分配プレートとを備え、それにより前
記第1および第2のポリマー材料は、紡糸口金開口部の前記選択された群の中で
組み合わされ、前記第1および第2のポリマー材料から構成される第1の多成分
繊維をそこから押し出し、さらに前記第1および第3のポリマー材料は、前記残
りの紡糸口金開口部中で組み合わされ、前記第1および第3のポリマー材料から
構成される第2の多成分繊維をそこから押し出す、請求項25に記載の紡糸装置
。 - 【請求項39】 前記第2および第3のポリマー材料は、紡糸口金開口部の前記選択された群お
よび紡糸口金開口部の前記残りの中の前記第1ポリマー材料の周辺に各々送られ
、前記紡糸口金開口部の各々からシース/コア2成分繊維を押し出し、該2成分
繊維の各々は前記第1のポリマー材料のコアを有し、前記第1の多成分繊維は前
記第2のポリマー材料のシースを有し、さらに前記第2の多成分繊維は前記第3
のポリマー材料のシースを有する、請求項38に記載の紡糸装置。 - 【請求項40】 前記紡糸口金開口部は一列に画成されており、さらに紡糸口金開口部の前記選
択された群は前記列中の1つ置きの紡糸口金開口部から構成され、それにより前
記繊維のウェブは前記第1の多成分繊維と前記第2の多成分繊維とから構成され
る、請求項38に記載の紡糸装置。 - 【請求項41】 前記一連の分配プレート中で互いに並置された少なくとも第1、第2、第3お
よび第4の分配プレートを備え、前記分配プレートは各々前面および後面を含み
、前記第3の分配プレートは伸長されたエッジを含み、前記紡糸口金開口部は前
記第3の分配プレート中で前記前面と後面との間に画成されておりかつ前記伸長
されたエッジに沿って間隔を置いて配置された紡糸口金開口部出口開口と連通す
る複数の紡糸口金開口部入口開口、前記第1の分配プレートの前記前面に並置さ
れ前記独立した供給源それぞれからの前記ポリマー材料を受け入れる入口ノズル
、および前記第4の分配プレートの前記後面に並置された出口ノズルを含み、前
記第1の分配経路は、前記入口ノズルからの前記第1のポリマー材料を受け入れ
る入口端部を含みかつ相互接続通路を備え、該通路は最初に前記分配プレートす
べてを通って前記出口ノズルまで行きさらに該出口ノズルから戻って前記第4の
分配プレートを通って前記第3の分配プレート中へ行き、そこで前記紡糸口金開
口部すべての前記入口開口の中心に終端する一連の出口に分割され、前記第2の
分配経路は前記入口ノズルからの前記第2のポリマー材料を受け入れる入口端部
を含みかつ相互接続通路を備え、該通路は最初に前記第1の分配プレートを通り
前記第2の分配プレートまで行きそこで2つの部分に分割され、前記第2の分配
経路の第1の部分は前記第3の分配プレートと連通しており、そこで紡糸口金開
口部の前記選択された群の前記入口開口の一方の側で終端する一連の出口に分割
され、前記第2の分配経路の第2の部分は前記第3の分配プレートを通ってその
後面まで行き、そこで紡糸口金開口部の前記選択された群の前記入口開口の反対
の側で終端する一連の出口に分割され、それにより前記第2のポリマー材料の第
1および第2の部分は、前記選択された紡糸口金開口部の前記選入口に前記第1
のポリマーが入る際にこれを包み込み、前記第1の多成分繊維を前記選択された
紡糸口金開口部の前記出口開口から、前記第1のポリマー材料のコアと前記第2
のポリマー材料のシースとから構成される2成分繊維として押し出し、前記第3
の分配経路は前記入口ノズルからの前記第3のポリマー材料を受け入れる入口端
部を含みかつ相互接続通路を備え、該通路は最初に前記第1の分配プレートと連
通し、そこで2つの部分に分割され、前記第3の分配経路の第1の部分は前記第
2の分配プレートを通って前記第3の分配プレートの前面に行き、そこで前記紡
糸口金開口部の前記残りの前記入口開口の一方の側で終端する一連の出口に分割
され、前記第3の分配経路の第2の部分は前記第3の分配プレートを通って前記
第4の分配プレートの後面に行き、前記第4の分配プレートを通って戻り、前記
第3の分配プレートの後面へ行き、そこで前記紡糸口金開口部の前記残りの前記
入口開口の反対側で終端する一連の出口に分割され、それにより前記第3のポリ
マー材料の第1および第2の部分は、前記紡糸口金開口部の前記残りの前記入口
開口に前記第1のポリマーが入る際にこれを包み込み、前記第2の多成分繊維を
前記紡糸口金開口部の前記残りの前記出口開口から、前記第1のポリマー材料の
コアと前記第3のポリマー材料のシースとから構成される2成分繊維として押し
出す、請求項38に記載の紡糸装置。 - 【請求項42】 前記紡糸口金開口部は一列に画成されており、かつ紡糸口金開口部の前記選択
された群は前記列中の1つ置きの紡糸口金開口部から構成され、それにより前記
繊維のウェブは前記第1の2成分繊維と前記第2の2成分繊維とから構成される
、請求項41に記載の紡糸装置。 - 【請求項43】 請求項1に記載の方法により得られた製品。
- 【請求項44】 請求項2に記載の方法により得られた製品。
- 【請求項45】 請求項7に記載の方法により得られた製品。
- 【請求項46】 請求項9に記載の方法により得られた製品。
- 【請求項47】 請求項19に記載の方法により得られた製品。
- 【請求項48】 中を通る流体のための曲がりくねった経路を形成するために間隔を置いた接触
点で相互に結合されているデニールの異なる繊維の均一混合物から構成される強
化されたフィルタ要素であって、前記繊維の少なくともいくつかはフィルタ要素
の強度を増加するために前記繊維のその他のものよりも大きく、より細い繊維は
強化された濾過作用をもたらす、フィルタ要素。 - 【請求項49】 煙が通過するための曲がりくねった経路を画成する円筒形プラグから構成され
る、請求項48に記載のフィルタ要素。 - 【請求項50】 煙草部分と該煙草部分の一端に取り付けられた請求項49に記載の煙草フィル
タとから構成される、紙巻煙草。 - 【請求項51】 中を通過する流体のための曲がりくねった経路を形成するために間隔を置いた
接触点で相互に結合されている異なるデニールの連続繊維から構成されるフィル
タ要素であって、該繊維の少なくともいくつかはフィルタ要素の強度を増加する
ために前記繊維のその他のものよりも大きく、より細い繊維は強化された濾過作
用をもたらし、フィルタ要素は請求項2に記載の方法により製造された異なるデ
ニールの繊維の均質混合物である、フィルタ要素。 - 【請求項52】 中を通過する流体のための曲がりくねった経路を形成するために間隔を置いた
接触点で相互に結合されている混合繊維の均質ウェブから構成される高濾過性フ
ィルタ要素であって、前記繊維の少なくともいくつかは正に帯電しかつ前記繊維
のその他は負に帯電し、前記正に帯電した繊維は、フィルタ要素中を通過する負
に帯電した不純物を引き付け、さらに前記負に帯電した繊維はフィルタ要素を通
過する正に帯電した不純物を引き付ける、高濾過性フィルタ要素。 - 【請求項53】 前記正に帯電した繊維はナイロンから構成されかつ前記負に帯電した繊維はフ
ルオロカーボンおよび塩素化フルオロカーボンのホモポリマーおよびコポリマー
から構成される群から選ばれる材料である、請求項52に記載のフィルタ要素。 - 【請求項54】 前記負に帯電した繊維は、ナイロンのコアと前記材料のシースとから構成され
る2成分繊維である、請求項53に記載のフィルタ要素。 - 【請求項55】 長さ次元と幅次元を有し、フィルタ要素は長さ次元が幅次元を超える伸長され
たプラグである、請求項54に記載のフィルタ要素。 - 【請求項56】 長さ次元と幅次元を有し、フィルタ要素は幅次元が長さ元を超える平坦なパッ
ドである、請求項54に記載のフィルタ要素。 - 【請求項57】 中を通過する流体のための曲がりくねった経路を形成するために間隔を置いた
接触点で相互に結合された繊維から構成される高濾過性フィルタ要素であって、
前記繊維の少なくともいくつかは正に帯電しかつ前記繊維のその他は負に帯電し
、前記正に帯電した繊維は、フィルタ要素中を通過する流体中の負に帯電した不
純物を引き付け、さらに前記負に帯電した繊維は、フィルタ要素中を通過する流
体中の正に帯電した不純物を引き付け、前記負に帯電した繊維は、ナイロンのコ
アとフルオロカーボンポリマーおよび塩素化フルオロカーボンポリマーのホモポ
リマーおよびコポリマーから構成される群から選択される材料のシースとから構
成される2成分繊維であり、さらに前記正に帯電した繊維はナイロンから構成さ
れ、フィルタ要素は、請求項8に記載の方法により製造された前記正に帯電した
繊維および前記負に帯電した繊維の均質混合物から構成される、高濾過性フィル
タ要素。 - 【請求項58】 前記繊維は10ミクロン未満の平均直径を有する、請求項57に記載のフィル
タ要素。 - 【請求項59】 中を通過する流体のための曲がりくねった経路を形成するために間隔を置いた
接触点で相互に結合された繊維から構成される高濾過性フィルタ要素であって、
前記繊維の少なくともいくつかは正に帯電しかつ前記繊維のその他は負に帯電し
、前記正に帯電した繊維は、フィルタ要素中を通過する流体中の負に帯電した不
純物を引き付け、さらに前記負に帯電した繊維は、フィルタ要素中を通過する流
体中の正に帯電した不純物を引き付け、前記負に帯電した繊維は、ポリオレフィ
ンのコアとフルオロカーボンポリマーおよび塩素化フルオロカーボンポリマーの
ホモポリマーおよびコポリマーから構成される群から選択される材料のシースと
から構成される2成分繊維であり、さらに前記正に帯電した繊維は前記ポリオレ
フィンのコアとナイロンのシースから構成され、フィルタ要素は、請求項10に
記載の方法により製造された前記正に帯電した繊維および負に帯電した繊維の均
質混合物から構成される、高濾過性フィルタ要素。 - 【請求項60】 前記繊維の平均直径が10ミクロン未満である、請求項59に記載のフィルタ
要素。 - 【請求項61】 混合繊維の均質ウェブから形成されたコアレッシング要素であって、前記繊維
のいくつかはフルオロカーボンポリマーおよび塩素化フルオロカーボンポリマー
のホモポリマーおよびコポリマーから成る群から選択される材料から構成され、
前記繊維の残りは結合繊維から構成され、前記繊維は平均直径が10ミクロン未
満でありかつ前記結合繊維により間隔を置いた接触点で相互に結合されて多孔質
マトリクスを形成してなる、コアレッシング要素。 - 【請求項62】 前記結合ポリマーはポリエチレンテレフタレートから構成される、請求項61
に記載のコアレッシングフィルタ要素。 - 【請求項63】 前記材料から構成される前記繊維は、前記結合繊維のコアと前記材料のシース
とから構成される2成分繊維であり、前記混合繊維のウェブは請求項8に記載の
方法により製造される、請求項61に記載のコアレッシングフィルタ要素。 - 【請求項64】 前記材料から構成される前記繊維は、ポリオレフィンのコアと前記材料のシー
スとから構成される2成分繊維であり、前記結合繊維は、前記ポリオレフィンの
コアとポリエチレンテレフタレートのシースとから構成される2成分繊維であり
、前記混合繊維のウェブは請求項10に記載の方法により製造される、請求項6
1に記載のコアレッシングフィルタ要素。 - 【請求項65】 混合繊維の均質ウェブから形成されるウィック要素であって、前記繊維のいく
つかはナイロンから構成されかつ前記繊維の残りは結合繊維から構成され、前記
繊維は平均直径が10ミクロン未満のナイロンから構成され、かつ前記結合繊維
により間隔を置いた接触点で相互に結合されて多孔質マトリクスを形成してなる
、ウィック要素。 - 【請求項66】 前記結合繊維はポリエチレンテレフタレートから構成される、請求項65に記
載のウィック要素。 - 【請求項67】 ナイロンから構成される前記繊維は、前記結合繊維のコアとナイロンのシース
とから構成され、前記繊維のウェブは請求項8に記載の方法により製造される、
請求項65に記載のウィック要素。 - 【請求項68】 ナイロンから構成される前記繊維は、ポリオレフィンのコアとナイロンのシー
スとから構成される2成分繊維であり、さらに前記結合ポリマー繊維は、前記ポ
リオレフィンのコアとポリエチレンテレフタレートのシースとから構成される2
成分繊維であり、前記混合繊維のウェブは請求項10に記載の方法で製造される
、請求項66に記載のウィック要素。 - 【請求項69】 混合繊維の均質ウェブから形成されるウィック要素であって、前記繊維のいく
つかはポリビニルアルコールから構成されかつ前記繊維の残りは結合繊維から構
成され、前記繊維は平均直径が10ミクロン未満のポリビニルアルコールから構
成されかつ前記結合繊維により間隔を置いた接触点において相互に結合されて多
孔質のマトリクスを形成してなる、ウィック要素。 - 【請求項70】 前記結合ポリマーはポリエチレンテレフタレートから構成される、請求項69
に記載のウィック要素。 - 【請求項71】 ポリビニルアルコールから構成される前記繊維は、前記結合繊維のコアとポリ
ビニルアルコールのシースとから構成される2成分繊維であり、前記混合繊維の
ウェブは請求項8に記載の方法により製造される、請求項69に記載のウィック
要素。 - 【請求項72】 ポリビニルアルコールから構成される前記繊維は、ポリオレフィンのコアとポ
リビニルアルコールのシースとから構成される2成分繊維であり、さらに前記結
合ポリマー繊維は、前記ポリオレフィンのコアとポリエチレンテレフタレートの
シースとから構成される2成分繊維であり、前記混合繊維のウェブは請求項10
に記載の方法により製造される、請求項70に記載のウィック要素。 - 【請求項73】 前記結合ポリマーはポリオレフィンから構成される、請求項69に記載のウィ
ック要素。
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