JP2006144202A

JP2006144202A - 非接着不織ウェブを折り畳む装置および方法

Info

Publication number: JP2006144202A
Application number: JP2004339564A
Authority: JP
Inventors: Martin A Allen; エー．アレンマーティン; Patrick L Crane; エル．クレインパトリック
Original assignee: Nordson Corp
Current assignee: Nordson Corp
Priority date: 2004-11-24
Filing date: 2004-11-24
Publication date: 2006-06-08

Abstract

【課題】機械的接触を伴わないか、または少なくとも最小限の機械的接触状態で、未圧密化不織ウェブに長手方向折り目をつけることができる装置を提供すること。
【解決手段】折り畳み表面と機械的接触することなく、不織ウェブを折り畳む装置および方法。不織ウェブの第１部分が負圧によってコレクタに固定され、移動中の不織ウェブの第２部分に正差圧が加えられる。正差圧によって加えられる不平衡持ち上げ力により、流れ方向に延びる長手方向折り目線に沿って第１部分が折り畳まれて、第２部分と重なり合う関係になる。負圧が折り畳み処理を助けて、非接着状態の不織ウェブが圧密化されるまで、重なり合い関係を維持する。１つまたは複数の弾性ストランドまたはバンドを、重なり合った第１および第２部分間に画定される空間内に捕らえてもよい。
【選択図】図１

Description

［発明の分野］
本発明は、包括的には不織ウェブに関し、特に非接着不織ウェブを折り畳む装置および方法に関する。

［発明の背景］
溶融処理可能な熱可塑性ポリマーの重ね合わせまたは絡み合わせフィラメントまたは繊維から形成される不織ウェブは一般的に、スパンボンドおよびメルトブロー処理を使用して製造される。不織ウェブは、使い捨てまたは短期寿命衛生製品、使い捨て防護服、流体濾過媒体、および寝具やカーペットのような耐久財などの多くの消費および工業製品に組み込まれている。不織ウェブは、スパンボンド処理またはメルトブロー処理のいずれかにおいて溶融紡糸装置の動作によって作られる。

スパンボンド処理は通常、紡糸口金内の多列状の微細オリフィスから１つまたは複数の熱可塑性ポリマーの微細直径の半固形フィラメントを膜状に押し出すことを含む。溶融状態の熱可塑性ポリマーを急冷するために、大流量の比較的低温の処理空気を膜状の押し出しフィラメントに向ける。フィラメントは、高速流の処理空気によって生じるドラグ力（drag forces）によって、特定直径に繊細化、すなわち延伸されて、分子レベル(molecular scale)で配向される。延伸フィラメントは、高速空気流によってフィラメント／空気混合物の形で形成ゾーンに向けて推進されて移動コレクタ上に集められ、それによって連続長のスパンボンド不織ウェブを形成する。

メルトブロー処理は、熱可塑性ポリマーを押し出し機から圧送してダイに通し、それによって膜状フィラメントを形成することを含む。しかし、通常は膜状フィラメントの両側のスロットまたは穴から放出される加熱空気の収束層が、押し出し直後のフィラメントと接触し、付随するドラグ力によってフィラメントを伸張させて繊細化する。フィラメントは、移動コレクタ上に集められて、連続長のメルトブロー不織ウェブを形成する。メルトブローフィラメントは通常、スパンボンドフィラメントより細く、また、メルトブロー不織ウェブはスパンボンド不織ウェブより脆弱である。しかしながら、スパンボンドおよびメルトブロー不織ウェブは、特にカレンダー仕上げなどの処理による圧密化の前には、機械的接触から生じる損傷を受けやすい。圧密化の後、不織ウェブはロール状に巻取られて、消費または工業製品を製造するために溶融紡糸装置から別の場所へ移される。

圧密化された不織ウェブをロールから巻出して、その連続長に沿って長手方向に延びた折り目線で折り畳み、それによって最終製品を形成してもよい。一形式の折り畳み機構は、移動中の不織ウェブの一部分と機械的に接触してそれを湾曲状に案内し、それによって長手方向折り目をつけるシュートを画定する固定折り畳みボードまたはスキッドプレートである。他の従来型折り畳み機構は、移動中の不織ウェブと接触してそれと共に移動する回旋状折り畳みベルトを有する。折り畳みベルトは、不織ウェブの一部分をねじれた経路で送り、それによって最終的に長手方向折り目をつける。しかし、未圧密化状態の不織ウェブを長手方向に折り畳むには、機械的接触はこの脆弱な状態の不織ウェブに損傷を与えるであろうから、従来型ウェブ折り畳み装置のそのようなガイド、シュート、フォーマおよび追加の移動ベルトを溶融紡糸装置と直列の処理で（in an in-line process）使用することができない。

以上に述べた従来型ウェブ折り畳み装置における欠点を考慮して、機械的接触を伴わないか、または少なくとも最小限の機械的接触状態で、未圧密化不織ウェブに長手方向折り目をつけることができる装置を提供することが望ましいであろう。

［概要］
本発明は、第１減圧機構、および流れ方向においてこの第１減圧機構の下流側の第２減圧機構を有する、不織ウェブを折り畳む装置を提供する。第１減圧機構は、負圧（vacuum）をかけ、それにより、流れ方向に移動中のコレクタに不織ウェブの第１部分および第２部分を引き付けることができる。第２減圧機構は、コレクタの下にあるように配置された少なくとも１つの空気流入開口を有する。この減圧機構は、負圧をその少なくとも１つの空気流入開口を通して第１部分にかけ、それにより、第１部分をコレクタに引き付けることができる。その負圧はまた、第２部分を通して空気を吸い込み、それにより、流れ方向に延びた折り目線に沿って第２部分を第１部分に対して移動させ、それによって、第１部分に重なり合った関係を確立する。

本発明はまた、コレクタ上を移動中の不織ウェブを折り畳む装置であって、コレクタの下にあるように配置された少なくとも１つの空気流入開口を有する減圧機構と、この少なくとも１つの空気流入開口付近でコレクタの下にあるように配置された少なくとも１つの空気流出開口を有する正圧機構とを特徴とする装置を提供する。減圧機構は、負圧を少なくとも１つの空気流入開口を通して不織ウェブの第１部分にかけ、それにより、第１部分をコレクタに引き付けることができる。正圧機構は、強制空気流を少なくとも１つの空気流出開口を通して不織ウェブの第２部分に加え、それにより、流れ方向に延びた折り目線に沿って第２部分を第１部分に対して移動させ、それによって、折り畳み後に第１部分に重なり合った関係を確立する。本装置は、フィラメントの流れを放出し、それをコレクタで集めて不織ウェブを形成することができる溶融紡糸機構と組み合わせて使用することができる。

本発明の原理に従って、不織ウェブを形成する装置は、フィラメントの流れを放出することができる溶融紡糸機構と、流れ方向に移動するコレクタとを備える。コレクタは、溶融紡糸機構によって放出されるフィラメントの流れを集め、それによって不織ウェブを形成する。本装置はさらに、流れ方向において溶融紡糸機構の下流側に位置する移送ゾーンであって、その内部でコレクタを通して不織ウェブの第１部分および第２部分に負圧をかける移送ゾーンと、流れ方向において移送ゾーンの下流側に位置する初期折り畳みゾーンであって、その内部でコレクタを通して第１部分に負圧をかける初期折り畳みゾーンとを備える。流れ方向において初期折り畳みゾーンの下流側に位置する折り畳みゾーンが、コレクタを通して第１部分に負圧を、また、コレクタを通して第２部分に正差圧（正の圧力差）を加える。正差圧は運動量を第２部分に伝達して、第２部分を折り目線に対して、折り目線に沿った垂直軸を越えて移動させる。その後、負圧が第２部分を第１部分の方に引き付け、それにより、不織ウェブの第２部分が不織ウェブの第１部分の上に平坦に載る重なり合い関係を確立する。

本発明の原理に従って、不織ウェブを折り畳む方法が提供される。本方法は、形成ゾーンにおいて不織ウェブをコレクタ上に形成すること、コレクタを流れ方向に移動させることであって、それによって不織ウェブを形成ゾーンから搬送する、移動させること、不織ウェブの第１領域に負圧差、すなわち負圧をかけること、および好ましくは負圧と同時に、正差圧を不織ウェブの第２領域に加えることを含む。負圧は、第１領域をコレクタに引き付ける。正差圧は、流れ方向に延びた折り目線を中心にして第２領域を第１領域の方に折り畳む。

代替実施形態によれば、移動中の不織ウェブを折り畳む方法は、形成ゾーンにおいて不織ウェブをコレクタ上に形成すること、およびコレクタを流れ方向に移動させることであって、それによって不織ウェブを形成ゾーンから流れ方向に搬送する、移動させることを含む。不織ウェブの第１部分および第２部分に第１負圧差を加え、それにより、第１および第２部分をコレクタに引き付ける。流れ方向において第１負圧差の下流側で不織ウェブの第１部分に第２負圧差を加える。第２負圧差は、第１部分をコレクタに引き付けると共に、第２部分を通して空気を吸い込み、それにより、流れ方向に延びた折り目線を中心にして第１部分の方に折り畳む。

本発明の原理に従って、不織ウェブを非接触手順によって非常に正確に、かつウェブ形成処理ラインに固有のライン速度で折り畳むことができる。本発明のウェブ折り畳み装置は、溶融紡糸機構の下流側の受動的インライン部品として、処理ラインに容易に組み込まれる。本発明のウェブ折り畳み装置は、簡単かつコンパクトであり、既存の溶融紡糸機構に組み合わせて後付けユニットとして設置してもよい。

本発明の上記および他の目的および利点は、添付の図面およびそれの説明からより明らかになるであろう。

［発明の詳細な説明］
本発明は、コレクタ上を移動中の連続長の非接着不織ウェブに長手方向折り目をつける装置および方法を対象とする。その目的のために、空気などの気体流の衝突が、不織ウェブの一部分に運動量を伝達し、それにより、その部分を負圧でコレクタに固定されたウェブの別の部分上に折り畳む。本明細書では、本発明を不織ウェブの折り畳みに使用される例示的なシステムに関して説明するが、本発明の意図する精神および範囲から逸脱することなく、システムの任意部分または全体を特定の必要に合わせるように、本明細書に記載する例示的なシステムに修正を加えることができることを理解されたい。

図１および図２を参照すると、溶融紡糸機構１０は、固形の熱可塑性ポリマーを溶融または半固形状態に変える押し出し機１２を備えている。歯車ポンプ１４が、半固形熱可塑性ポリマーを押し出し機１２から押し出しダイまたは紡糸口金１６に圧送し、そこから膜状フィラメント１８が放出される。多成分フィラメント１８を形成するために、第２熱可塑性ポリマーを紡糸口金１６に供給してもよい。急冷ブロワ２０からの冷却空気の横流が、空気搬送膜状フィラメント１８の硬化を加速する。フィラメント１８はフィラメント延伸機構２２へ送り込まれ、それはフィラメント１８を接線方向の高速処理空気流で取り囲み、それにより、フィラメント１８の長さにほぼ平行な方向のドラグ力を加える。フィラメント１８は伸張可能であるので、ドラグ力がフィラメント１８を繊細化して分子配向させる。フィラメント延伸機構２２から出る膜状繊細化フィラメント１８は、水平かつ直線的に移動する穿孔コレクタ２６上に不織ウェブ２８の形でほぼランダムに、また好ましくは均一に堆積、すなわち布置される。コレクタ２６は、紡糸口金１６の幅に広がって、ＭＤで示した矢印によって表された、不織ウェブ２８の長さに沿ってそれが製造される方向に延びた流れ方向に移動する。

不織ウェブ２８が流れ方向に搬送されるとき、コレクタ２６がそのウェブ２８を機械的に支持する。不織ウェブ２８は一般的に、ランダムに差し込まれ、それによって開放した多孔質構造を有する個別フィラメント１８の構造を有する可撓性連続シート層である。不織ウェブ２８の多孔質構造は、それを通る気体流に対して、不織ウェブ２８のコレクタ２６に面する表面に正または負の差圧が加えられる場合にウェブ２８に不平衡力を加えるのに十分な抵抗を与える。本発明では、図示のスパンボンド処理に加えるか、その代わりに、メルトブロー処理から生じる繊維またはフィラメントから不織ウェブ２８を形成してもよいと考えられる。本発明のいくつかの実施形態では、不織ウェブ２８は、２つ以上の層のラミネート、たとえば、スパンボンド／メルトブロー／スパンボンド（ＳＭＳ）ラミネートなどを構成してもよい。本発明では、本発明の原理は、制限するわけではないが、不織ウェブをコレクタ上に形成することができる溶融紡糸機構１０を含めた任意の適当な溶融紡糸機構での使用に適用可能であると考えられる。

続けて図１および図２を参照すると、不織ウェブ２８は、中央部分３０、左周辺部分３２および右周辺部分３４を有する。周辺部分３２、３４は、中央部分３０の側部に位置して、ＣＤで示された両方向矢印によって表された、流れ方向に対しほぼ垂直な幅方向において不織ウェブ２８の両側縁部の一方から内側に延在する。中央領域３０は周辺部分３２、３４と相互連結し、それによって一体化した連続構造を画定している。

続けて図１および図２を参照すると、コレクタ２６の下方でフィラメント延伸機構２２のほぼ下側に形成ゾーン３６が配置されており、そこで負圧差すなわち負圧がかけられ、それにより、フィラメント１８がコレクタ２６上に布置されて、不織ウェブ２８を形成する。負圧が公称圧力降下を伴いながらコレクタ厚みを通って効果的に伝達されるように、コレクタ２６は多孔質であって、気体透過性を有する。形成ゾーン３６は、コレクタ２６の下方に位置する捕集ダクト３８と、捕集ダクト３８と連通している、ブロワ、ファンまたは真空ポンプなどの空気移動機構４０とを備えている。空気移動機構４０は、フィラメント延伸機構２２から放出された処理空気、および処理空気に同伴する二次空気を、コレクタ２６の下方の捕集ダクト３８に形成された空気流入開口４２に能動的に引き込む。空気流入開口４２は、形成ゾーン３６の幅全体で幅方向にほぼ均一な負圧をかけるのに有効な配置に分布しており、これは、外来空気流を減少させることにより、均一なフィラメント布置および不織ウェブ２８の均一な基本重量を促進する。

形成ゾーン３６の下流側の移送ゾーン４４が、形成ゾーン３６から離して搬送または移送するために減圧または吸引で不織ウェブ２８をコレクタ２６に固定する。移送ゾーン４４は、コレクタ２６の垂直方向下方に位置する多数の空気流入開口４８を組み込んだ捕集ダクト４６を有する。捕集ダクト４６と連通状態に結合された、ブロワ、ファンまたは真空ポンプなどの空気移動機構５０が、空気を周囲環境から空気流入開口４８、不織ウェブ２８およびコレクタ２６を連続的に通って捕集ダクト４６内へ能動的に引き込む。移送ゾーン４４内で不織ウェブ２８に加えられる負圧差が不織ウェブ２８を、流れ方向のその移動経路の、捕集ダクト４６の上に重なる長さにわたってコレクタ２６に引き付ける。空気流入開口４８は、コレクタ２６の、したがって不織ウェブ２８の幅方向寸法に広がって、不織ウェブ２８の中央部分３０および周辺部分３２、３４をコレクタ２６に固定する。幅方向寸法全体にわたって負圧がかけられている間、不織ウェブ２８は、形成ゾーン３６から移送ゾーン４４内を任意距離にわたってコレクタ２６上で移送または搬送される。

続けて図１および図２を参照すると、移送ゾーン４４の下流側に初期折り畳みゾーン５２が設けられ、この折り畳みゾーン５２は、コレクタ２６の下方に位置する捕集ダクト５４、および捕集ダクト５４内の多数の空気流入開口５６を有する。捕集ダクト５４と連通状態に結合された、ブロワ、ファンまたは真空ポンプなどの空気移動機構５８が、空気を周囲環境から不織ウェブ２８、コレクタ２６および空気流入開口５６を連続的に通って捕集ダクト５４内へ能動的に引き込む。初期折り畳みゾーン５２は不織ウェブ２８の中央部分３０を、流れ方向のその移動経路の、捕集ダクト５４の上に重なる部分にわたってコレクタ２６に引き付ける負圧差を加える。しかし、空気流入開口５６の広がりは、コレクタ２６の全幅方向寸法より狭い。その結果、不織ウェブ２８が移送ゾーン４４から初期折り畳みゾーン５２へ移動するとき、中央部分３０にかけられる負圧は維持されるが、不織ウェブ２８の周辺部分３２、３４はもはや負圧差によってコレクタ２６に引き付けられなくなる。

図１〜図３を参照すると、初期折り畳みゾーン５２より下流側の折り畳みゾーン６０は、コレクタ２６の下側にあるように配置された多数の空気流入開口６４を有する、空気プレナム６１を包囲する捕集ダクト６２を有する。捕集ダクト６２の空気プレナム６１は、ブロワ、ファンまたは真空ポンプなどの空気移動機構６６と連通して、それによって排気される。負圧が、不織ウェブ２８の上方の周囲環境から空気を能動的に引き込む、すなわち吸い込んで、空気流を表す矢印６７で示されているように、空気は不織ウェブ２８、コレクタ２６および空気流入開口６４を連続的に透過して空気プレナム６１に入る。吸い込みは不織ウェブ２８の中央部分３０に負圧差を加え、それが中央部分３０を、流れ方向のその移動経路の、捕集ダクト６２の上に重なる部分にわたってコレクタ２６に引き付ける。その結果、初期折り畳みゾーン５２に存在するように、折り畳みゾーン６０において中央部分３０全体の負圧が維持される。

折り畳みゾーン６０はさらに、幅方向において空気流入開口６４の側部に位置する正圧領域６８、７０を有する。正圧領域６８は、ブロワ、ファン、または空気圧縮器のような加圧空気源などの空気移動機構７６と連通状態で結合された排気ダクト７２を有する。同様に、正圧領域７０は、空気移動機構７６と連通状態で結合された排気ダクト７４を有する。各排気ダクト７２、７４は、空気流入開口６４の両側の側方でコレクタ２６の垂直方向下方に位置する対応組の空気流出開口７８、８０をそれぞれ有する。

排気ダクト７２、７４から排出された上向き強制空気流は、ほぼ柱状の空気流を表す矢印８２で示されているように、空気流出開口７８、８０、不織ウェブ２８およびコレクタ２６を連続的に透過する。周辺部分３２、３４の各連続長さまたは部分が対応組の空気流出開口７８、８０に連続的に入ってその上に重なると、上向き強制空気流がそれらの部分に、コレクタ２６から離れる向きの不平衡持ち上げ力（lifting force）を加える。少なくとも周辺部分３２、３４が空気流出開口７８、８０の上に重なり始めるとき、周辺部分３２、３４に加えられる不平衡持ち上げ力は概して、折り畳みゾーン６０で中央部分３０に加えられる不平衡力と逆向きである。周辺部分３２、３４の下側に面する表面に加えられる持ち上げ力および正差圧を受けて、周辺部分３２、３４が上方に移動する。不織ウェブ２８の中央部分３０は、空気流入開口６４からかけられる負圧によってコレクタ２６の方に引き付けられる。不織ウェブ２８の全幅にわたる上流側の移送ゾーン４４（図２）の空気流入開口４８を通してかけられる負圧が、折り畳みゾーン６０内で誘発される折り畳みに備えて、周辺部分３２、３４の上流側長さ部分をアンカー固定する。

続けて図１〜図３を参照すると、持ち上げ力によって周辺部分３２に加えられる角運動量により、周辺部分３２がコレクタ２６との接触状態から浮き上がって、矢印８３で示されているように、空気流入開口６４の一方の側縁部付近に画定された長手方向折り目線８４を中心にして回動または旋回する。同様に、持ち上げ力によって周辺部分３４に加えられる角運動量により、周辺部分３４がコレクタ２６との接触状態から浮き上がって、矢印８３で示されているように、空気流入開口６４の反対の側縁部付近に画定された長手方向折り目線８６を中心にして回動または旋回する。長手方向折り目線８４、８６は、流れ方向にほぼ平行な向きである。

周辺部分３２、３４が対応組の空気流出開口７８、８０の上方に滞留する時間は、ウェブ２８が流れ方向に移動する速度と組み合わせて考えて、周辺部分３２、３４を空気流入開口６４の方に推進するのに有効な持ち上げ力を発生するのに有効である。周辺部分３２、３４は、コレクタ２６と接触した関係にある第１位置（０°の回転角）から中央領域３０と接触する関係にある第２位置（１８０°の回転角）までの折り畳み範囲全体で連続回転またはねじれを受ける。９０°の回転角において、周辺部分３２、３４は中央部分３０に対して垂直であり、上向きの持ち上げ力は、空気流出開口７８、８０によって排出される空気によって周辺部分３２、３４の対応のものにもはや加えられなくなる。回転角が９０°を超えると、周辺部分３２、３４の各々が中央部分３０の上に重なり始めて、空気流入開口６４によって加えられる負圧差が、周辺部分３２、３４を不織ウェブ２８の固定状態の中央部分３０の方に引き付ける。初期折り畳みゾーン５２および折り畳みゾーン６０の空気流入開口６４で中央部分３０がコレクタ２６に引き付けられるため、正差圧によって不織ウェブ２８の周辺部分３２、３４は上方内向きに丸まった状態で折り畳まれて、不織ウェブ２８の中央部分３０に対してほぼ平坦で重なる関係になる。

本発明では、２つの正圧領域６８、７０の一方を省くことにより、不織ウェブ２８の２つの周辺部分３２、３４の一方だけを折り畳むことが考えられる。本発明のこの代替実施形態によれば、幅方向における周辺部分３２、３４の残りの幅は、中央部分３０の幅より狭くても、同一でも、広くてもよい。たとえば、折り目線不織ウェブ２８が、ウェブ２８の長手方向中心線に平行に延びる中央長手方向折り目線（図示せず）に沿って半分に折り畳まれるように、残りの組の空気流出開口、たとえば、空気流出開口７８および空気流入開口６４を配置構成してもよい。

本発明ではさらに、空気流入開口組６４全体を省略して、折り畳みゾーン６０において不織ウェブ２８の中央部分３０が負圧差によってコレクタ２６の方に引き付けられないようにすることも考えられる。本発明のこの実施形態によれば、上流側の初期折り畳みゾーン５２および下流側の最終、すなわち重ね合わせゾーン９４が、不織ウェブ２８の中央部分３０をコレクタ２６に固定するのに有効であり、また、下流側の重ね合わせゾーン９４が、折り畳み中およびその後も、周辺部分３２、３４を中央部分３０に引き付けて押し付ける。上流側の初期折り畳みゾーン５２および下流側の最終、すなわち重ね合わせゾーン９４が、長手方向折り目線８４、８６の横方向位置を定める。

続けて図１〜図３を参照すると、排気ダクト７２、７４の各々の内部の１組の仕切壁８７、８８間の交差部分が、対応の空気流出開口７８、８０を画定する。仕切壁８７、８８は、空気流出開口７８、８０からの個別空気流がほぼ柱状であって、最初は流れ方向に対して約９０°、かつ幅方向に対して約９０°をなして不織ウェブ２８の平面に当たるような向きになっている。周辺部分３２、３４が内向きに折れ曲がるとき、個々の空気流および周辺部分３２、３４間の傾斜が減少して、やがて空気流が接線方向になって、周辺部分３２、３４は折り畳みゾーン６０内で空気流入開口６４によって加えられる負圧差を受け始める。本発明では、仕切壁８７、８８の形状寸法および傾斜を調節し、それによって個々の空気流の一部またはすべてを流れ方向、流れ方向の逆の方向、および／または幅方向に向ける、すなわち分布させてもよいと考えられる。個々の空気流を幅方向において内側に傾斜させることによって、周辺部分３２、３４に与えられる角運動量が増加すると思われる。そのように、仕切壁８７、８８は、空気流出開口７８、８０から出る空気流の流れ方向および幅方向の輪郭を定める（profiling）ことができる空気バッフルとして有効に働く。

空気移動機構７６は、空気流出開口７８、８０から放出される空気流の速度を調節するように構成してもよい。たとえば、空気移動機構７６は、圧力調整出力を有する可変速度ブロワまたは空気圧縮器であってもよい。空気速度は、非接着状態にあって脆弱である不織ウェブ２８に損傷または劣化が生じないように選択される。本発明では、正圧領域６８、７０の各々が空気移動機構７６のような分離した別体の空気移動機構と連通してもよいと考えられる。

続けて図１〜図３を参照すると、不織ウェブ２８は、折り畳み後、流れ方向において下流にカレンダー９０へ搬送されて、カレンダー９０を構成する１対のニップローラ９１、９２のニップを通過する。折り畳みゾーン６０および正圧領域６８、７０の下流側に位置する、移送ゾーン４４と同様な重ね合わせゾーン９４が、空気移動機構９５からの負圧差を流出開口９７に加え、これにより、不織ウェブ２８の中央部分３０がコレクタ２６に固定される。ニップローラ９１、９２が熱および圧力を加えて、不織ウェブ２８の平面に垂直な方向に不織ウェブ２８の平坦化および圧密化を行い、これによってウェブの厚さが減少し、そのフィラメントが接着し、長手方向折り目線８４、８６の位置で長手方向折り目がつけられる。カレンダー仕上げされた不織ウェブ２８は、ワインダ９６によって巻取ることができる十分な引張り強度を有し、それにより、保管、運搬および巻き出しを行って、最終用途形状に応じてさまざまな形に切断することができる。たとえば、不織ウェブ２８は、使い捨てまたは短期寿命衛生製品、使い捨て防護服、流体濾過媒体、および寝具やカーペットのような耐久財を製造するための形状にしてもよい。

同様な参照番号が図３の同様な機構を示す図３Ａを参照すると、本発明の代替実施形態に従って、折り畳みゾーン６０ａが、空気移動機構６６によって排気される空気プレナム６１を包囲する捕集ダクト６２と、多数の空気流入開口６４とを有する。不織ウェブ２８の中央部分３０は、初期折り畳みゾーン５２に存在するように、空気流入開口６４を通してかけられる負圧によってコレクタ２６に引き付けられる。しかし、折り畳みゾーン６０ａには、正圧領域６８、７０（図２および図３）などの、周辺部分３２、３４に強制空気流を送る正圧領域がない。

初期折り畳みゾーン５２（図１および図２）の空気流入開口５６および折り畳みゾーン６０ａの空気流入開口６４を通してかけられる負圧が、空気を周囲環境から吸い込む。吸い込まれる空気の一部は、不織ウェブ２８の周辺部分３２、３４の下方からもたらされて、周辺部分３２、３４、および下側に位置するコレクタ２６の対応縁部を通って空気流入開口５６、６４に引き込まれる。参照番号９９で概略的に表される、周辺部分３２、３４を通過する付随空気流が、周辺部分３２、３４の上面に負圧差を生じ、これによって周辺部分３２、３４が上方へ移動して、それぞれ長手方向折り目線８４、８６を中心にして回動または旋回し、最終的に中央部分３０の上に重なる。

初期折り畳みゾーン５２および折り畳みゾーン６０ａの上流側で、不織ウェブ２８の全幅にわたる移送ゾーン４４の空気流入開口４８（図２）を通して負圧がかけられ、特に、中央部分３０と共に周辺部分３２、３４に負圧がかけられる。負圧は、周辺部分３２、３４の上流長さ部分をコレクタ２６に引き付けて、初期折り畳みゾーン５２および折り畳みゾーン６０ａ内で誘発される折り畳み用のアンカーを提供する。本発明では、初期折り畳みゾーン５２および折り畳みゾーン６０ａを結合させて、共通の空気移動機構によって排気される１つの空気プレナムを包囲する単一の捕集ダクトを共有してもよいと考えられる。

図４を参照すると、本発明の代替実施形態に従って、静止傾斜ランプ１１０、１１２を設けてもよく、不織ウェブ２８がコレクタ２６によって搬送されて傾斜ランプ１１０、１１２を通過するとき、これらの傾斜ランプが周辺部分３２、３４に接触してそれらの移動方向を変化させる。方向変化は、正圧領域９８、１００の空気圧折り畳み作用を援助または補助する角運動量を周辺部分３２、３４に与える。具体的に言うと、不織ウェブ２８がコレクタ２６上を流れ方向に搬送されて傾斜ランプ１１０、１１２を通過するとき、傾斜ランプ１１０、１１２の各々が周辺部分３２、３４の対応のものの下側と接触する。傾斜ランプ１１０、１１２の各々は、周辺部分３２、３４のうちの対応の接触周辺部分を平坦な中央部分３０に対して湾曲した経路で進ませる表面を備える輪郭を有する。不織ウェブ２８を折り畳むために機械的接触は必要ないが、傾斜ランプ１１０、１１２または他の形式の従来型ウェブ折り畳み装置を正圧領域９８、１００または正圧領域６８、７０（図１〜図３）と組み合わせて使用して、周辺部分３２、３４を長手方向折り目線８４、８６に沿って折り畳むようにしてもよい。

同様な参照番号が図１〜図３の同様な機構を示す図４および図５Ａを参照すると、本発明の一代替実施形態では、折り畳みゾーン６０の側部に位置する１対の正圧領域９８、１００の各々が、流れ方向に延びる主軸を有する単一の細長いスロット１０２、１０４をそれぞれ有してもよい。各スロット１０２、１０４から放出される空気が上向きの力を加え、それが不織ウェブ２８の周辺部分３２、３４を対応の長手方向折り目線８４、８６に沿って、機械的接触することなく、徐々に折り畳み、それによって本明細書で記載するような、中央部分３０との重ね合わせ関係がもたらされる。スロット１０２、１０４の側壁を傾斜させて、空気流の一部またはすべてを流れ方向、流れ方向と逆の方向、および／または幅方向に向けるようにしてもよい。また、各スロット１０２、１０４の主軸を流れ方向に対して角度を付ける、すなわち傾斜させて、それにより、空気流が周辺部分３２、３４の順次丸まっていく輪郭によりうまく対応するようにしてもよい。別法として、流れ方向の空気流の程度を調節するために、各スロット１０２、１０４の長さまたは主軸を長くしたり、短くしてもよい。別法として、長さに沿った異なる位置での空気流を調節するために、幅方向における各スロット１０２、１０４の幅を先細にしてもよい。

弾性であるか、または非弾性でもよい、長手方向に延びたストランドまたはバンド１０６、１０８が、それぞれ不織ウェブ２８の各周辺部分３２、３４から内側に距離をおいて配置される。バンド１０６、１０８は、スプールまたはリール（図示せず）から巻出してもよく、弾性である場合、伸張または緊張状態で設けられる。バンド１０６、１０８は、不織ウェブ２８を含む平面から垂直方向にわずかに上方か、または不織ウェブ２８と接触する関係に配置される。バンド１０６、１０８は、正圧領域９８、１００によって加えられる正差圧に応じて不織ウェブ２８の周辺部分３２、３４が折り畳まれる長手方向折り目線８４、８６を画定するための対応の案内軸を提供する。バンド１０６、１０８を長手方向折り目線８４、８６と軸方向に一致させて配置することにより、バンド１０６、１０８の各々が個別の物理的回転軸を提供するので、空気流入開口組６４を省いてもよいであろう。

接着剤結合、熱接着、圧力接着、超音波接着、動的機械的接着、機械的ロックまたは撚り合わせか、または当該技術分野で認識されているような任意の他の適当な技術を使用して、バンド１０６、１０８が不織ウェブ２８の構成フィラメント１８に固定される。たとえば、カレンダー９０内での不織ウェブ２８のカレンダー仕上げは、バンド１０６、１０８を不織ウェブ２８に十分に固定することができるであろう。別法では、バンド１０６、１０８は、超音波接着器（bonder）を使用して不織ウェブ２８に超音波接着するか、点またはビード状の接着剤で不織ウェブ２８に接着するか、または、平滑ローラおよびエンボスローラ間のニップで圧力を加えることによって不織ウェブ２８に非熱機械的接着してもよい。

バンド１０６、１０８が弾性を有する場合、不織ウェブ２８の周辺部分３２、３４を弾性にしてもよい。たとえば、使い捨て衛生品用の弾性のウェスト領域および脚カフを製造するために、弾性バンド１０６、１０８を使用してもよい。本発明に使用するのに適したそのような弾性バンドおよび弾性ストランドは、たとえばE.I. Dupont de Nemours and Company（米国デラウェア州、ウィルミントン）から市販されている。

同様な参照番号が図５Ａの同様な機構を示す図５Ｂを参照すると、バンド１０６が中央部分３０の中心線の方へ内側に変位して、それにより、折り畳み後にバンド１０６が中央部分３０および折り畳まれた周辺部分３２間の空間内に位置するが、長手方向折り目線８４と同一直線上にないようにしてもよい。バンド１０８が、長手方向折り目線８６に対して同様な不整合関係を有してもよい。本発明のこの代替実施形態によれば、一方または両方のバンド１０６、１０８が長手方向折り目線８４、８６と軸方向に一致しない。本発明ではさらに、バンド１０６、１０８と同様か、または同一の追加バンドを中央部分３０に対して配置して、折り畳み後にそれらの追加バンドも同様に、折り畳まれた周辺部分３２、３４および中央部分３０間の空間内に位置するようにしてもよいと考えられる。

さまざまな実施形態の説明によって本発明を例示し、また、これらの実施形態を相当に詳しく説明してきたが、添付の特許請求の範囲をそのような詳細に限定したり、いずかの方法で制限することは、本出願人の意図するところではない。追加の利点および修正は、当業者には容易に明らかになるであろう。たとえば、プラスチックフィルム、発泡樹脂材（foams）、ティッシュペーパ、ゴム、金属フォイルおよび他の材料などを単独か、または組み合わせ状態のいずれかで、また、単層あるいは多層構造で有する他の種類の連続長ウェブに、本発明の原理に従った長手方向折り目を形成してもよい。したがって、本発明は、それの広範な態様において、特定の詳細、代表的な装置および方法、および図示して説明した例示的な例に制限されない。したがって、本出願人の包括的な発明概念の精神および範囲から逸脱することなく、そのような詳細に変更を加えることができる。本発明の範囲自体は、添付の特許請求の範囲によってのみ定義されるものとする。

添付の図面は、本明細書に組み込まれてその一部を構成して、本発明の実施形態を示しており、以上の本発明の包括的説明および以上の詳細な説明と合わせて、本発明の原理を説明することができる。

不織ウェブを形成することができる溶融紡糸機構および本発明の原理に従った折り畳み装置の概略的な斜視図である。折り畳み装置を詳しく示す、図１の一部の上面図である。図２の３−３線にほぼ沿った断面図である。本発明の一代替実施形態による折り畳み装置の、図３と同様な断面図である。本発明の一代替実施形態による折り畳み装置の、図２と同様な上面図である。図４の５Ａ−５Ａ線にほぼ沿った断面図である。図５Ａと同様な断面図である。

Claims

第１部分および該第１部分に隣接した第２部分を有する、コレクタ上を流れ方向に移動中の不織ウェブを折り畳む装置であって、
第１負圧をかけ、それにより、前記不織ウェブの前記第１部分および前記第２部分を前記コレクタに引き付けることができる第１減圧機構と、
前記流れ方向において前記第１減圧機構の下流側の第２減圧機構であって、前記コレクタの下にあるように配置された少なくとも１つの空気流入開口を有し、第２負圧を前記少なくとも１つの空気流入開口を通して前記第１部分にかけ、それにより、前記第１部分を前記コレクタに引き付けることができ、前記第２負圧は、前記第２部分を通して空気を吸い込み、それにより、前記流れ方向に延びた折り目線に沿って前記第２部分を前記第１部分に対して移動させ、それによって、前記第１部分に重なり合った関係を確立する、第２減圧機構と、
を備える装置。
前記第１減圧機構は、前記コレクタの下にあるように配置された少なくとも１つの第１空気流入開口を有し、前記第１負圧は、前記少なくとも１つの第１空気流入開口を通して前記不織ウェブの前記第１部分および前記第２部分にかけられる、請求項１に記載の装置。
第１部分および該第１部分に隣接した第２部分を有する不織ウェブを形成する装置であって、
フィラメントの流れを放出することができる溶融紡糸機構と、
流れ方向に移動して、前記溶融紡糸機構によって放出されるフィラメントの流れを集め、それによって前記不織ウェブを形成することができるコレクタと、
第１負圧をかけ、それにより、前記不織ウェブの前記第１部分および前記第２部分を前記コレクタに引き付けることができる第１減圧機構と、
前記流れ方向において前記第１減圧機構の下流側の第２減圧機構であって、前記コレクタの下にあるように配置された少なくとも１つの空気流入開口を有し、第２負圧を前記少なくとも１つの空気流入開口を通して前記第１部分にかけ、それにより、前記第１部分を前記コレクタに引き付けることができ、前記第２負圧は、前記第２部分を通して空気を吸い込み、それにより、前記流れ方向に延びた折り目線に沿って前記第２部分を前記第１部分に対して移動させ、それによって、前記第１部分に重なり合った関係を確立する、第２減圧機構と、
を備える装置。
前記第１減圧機構は、前記コレクタの下にあるように配置された少なくとも１つの第１空気流入開口を有し、前記第１負圧は、前記少なくとも１つの第１空気流入開口を通して前記不織ウェブの前記第１部分および前記第２部分にかけられる、請求項３に記載の装置。
第１部分および該第１部分に隣接した第２部分を有する、コレクタ上を流れ方向に移動中の不織ウェブを折り畳む装置であって、
前記コレクタの下にあるように配置された少なくとも１つの空気流入開口を有する減圧機構であって、負圧を前記少なくとも１つの空気流入開口を通して前記不織ウェブの前記第１部分にかけ、それにより、前記第１部分を前記コレクタに引き付けることができる減圧機構と、
前記少なくとも１つの空気流入開口付近で前記コレクタの下にあるように配置された少なくとも１つの空気流出開口を有する正圧機構であって、強制空気流を前記少なくとも１つの空気流出開口を通して前記不織ウェブの前記第２部分に加え、それにより、前記流れ方向に延びた折り目線に沿って前記第２部分を前記第１部分に対して移動させ、それによって、前記第１部分に重なり合った関係を確立する、正圧機構と、
を備える装置。
前記正圧機構は、
前記少なくとも１つの空気流出開口と連通する空気移動機構であって、前記少なくとも１つの空気流出開口に正圧を供給するようになっており、それによって正差圧を生じる空気移動機構をさらに備える、請求項５に記載の装置。
前記減圧機構は、
前記少なくとも１つの空気流入開口と連通する空気移動機構であって、前記少なくとも１つの空気流入開口に負圧を供給するようになっている、空気移動機構をさらに備える、請求項５に記載の装置。
前記少なくとも１つの空気流出開口は、ほぼ前記流れ方向に延びた主軸を有する細長いスロットである、請求項５に記載の装置。
前記正圧機構の上流側の傾斜ランプであって、前記正差圧が加えられる前に、前記第２部分と接触して前記折り目線に沿って前記第２部分を前記第１部分に対して移動させる傾斜ランプをさらに備える、請求項５に記載の装置。
第１部分および該第１部分に隣接した第２部分を有する不織ウェブを形成する装置であって、
フィラメントの流れを放出することができる溶融紡糸機構と、
流れ方向に移動して、前記溶融紡糸機構によって放出されるフィラメントの流れを集め、それによって前記不織ウェブを形成することができるコレクタと、
前記コレクタの下にあるように配置された少なくとも１つの空気流入開口を有する減圧機構であって、負圧を前記少なくとも１つの空気流入開口を通して前記不織ウェブの前記第１部分にかけ、それにより、前記第１部分を前記コレクタに引き付けることができる減圧機構と、
前記少なくとも１つの空気流入開口付近で前記コレクタの下にあるように配置された少なくとも１つの空気流出開口を有する正圧機構であって、強制空気流を前記少なくとも１つの空気流出開口を通して前記不織ウェブの前記第２部分に加え、それにより、前記流れ方向に延びた折り目線に沿って前記第２部分を前記第１部分に対して移動させ、それによって、前記第１部分に重なり合った関係を確立する、正圧機構と、
を備える装置。
前記正圧機構は、
前記少なくとも１つの空気流出開口と連通する空気移動機構であって、前記少なくとも１つの空気流出開口に正圧を供給するようになっており、それによって正差圧を生じる空気移動機構をさらに備える、請求項１０に記載の装置。
前記減圧機構は、
前記少なくとも１つの空気流入開口と連通する空気移動機構であって、前記少なくとも１つの空気流入開口に負圧を供給するようになっている空気移動機構をさらに備える、請求項１０に記載の装置。
前記少なくとも１つの空気流出開口は、ほぼ前記流れ方向に延びた主軸を有する細長いスロットである、請求項１０に記載の装置。
前記正圧機構の上流側の傾斜ランプであって、前記正差圧が加えられる前に、前記第２部分と接触して前記折り目線に沿って前記第２部分を前記第１部分に対して移動させる傾斜ランプをさらに備える、請求項１０に記載の装置。
第１部分および該第１部分に隣接した第２部分を有する不織ウェブを形成する装置であって、
フィラメントの流れを放出することができる溶融紡糸機構と、
流れ方向に移動して、前記溶融紡糸機構によって放出されるフィラメントの流れを集め、それによって前記不織ウェブを形成することができるコレクタと、
前記流れ方向において前記溶融紡糸機構の下流側に位置する移送ゾーンであって、その内部で前記コレクタを通して前記不織ウェブの前記第１部分および前記第２部分に負圧をかける、移送ゾーンと、
前記流れ方向において前記移送ゾーンの下流側に位置する初期折り畳みゾーンであって、その内部で前記コレクタを通して前記第１部分に負圧をかける、初期折り畳みゾーンと、
前記流れ方向において前記初期折り畳みゾーンの下流側に位置する折り畳みゾーンであって、その内部で前記コレクタを通して前記第１部分に負圧をかけ、正差圧が運動量を前記第２部分に伝達して、前記第２部分を折り目線に対して移動させ、その後、前記負圧が前記第２部分を前記第１部分に引き付け、それによって重なり合い関係を確立する、折り畳みゾーンと、
を備える不織ウェブを形成する装置。
前記溶融紡糸機構の下方に位置する形成ゾーンであって、その内部で前記コレクタを通して前記不織ウェブに負圧をかける、形成ゾーンをさらに備える、請求項１５に記載の不織ウェブを形成する装置。
第１部分が隣接の第２部分につながった移動中の不織ウェブを折り畳む方法であって、
形成ゾーンにおいて前記不織ウェブをコレクタ上に形成すること、
前記コレクタを流れ方向に移動させることであって、それによって前記不織ウェブを前記形成ゾーンから搬送する、移動させること、
前記不織ウェブの前記第１部分に第１負圧差を加えることであって、それによって前記第１部分を前記コレクタに引き付ける、加えること、および
前記不織ウェブの前記第２部分に正差圧を加え、それにより、前記第２部分を、前記流れ方向に延びた折り目線を中心にして前記第１部分の方に折り畳む、加えること、
を含む方法。
前記第１負圧差の上流で前記不織ウェブの前記第１部分に第２負圧差を加えることをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
前記第１負圧差の下流で前記不織ウェブの前記第１部分に第２負圧差を加えることをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
前記第１負圧差の上流で前記不織ウェブの前記第１部分に第３負圧差を加えることをさらに含む、請求項１９に記載の方法。
正差圧を加えることは、
前記第２部分を含む平面に対してほぼ垂直な幅方向の空気流を前記第２部分に当てることをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
正差圧を加えることは、
前記第２部分を含む平面に対して角度を付けて傾斜する空気流を前記第２部分に当てることをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
正差圧を加えることは、
前記第２部分に対して前記流れ方向の空気流を前記第２部分に当てることをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
正差圧を加えることは、
前記第２部分に対して前記流れ方向と逆の方向の空気流を前記第２部分に当てることをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
正差圧を加えることは、
前記流れ方向に対して垂直な幅方向の空気流を前記第２部分に当てることをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
前記不織ウェブに隣接した位置で前記流れ方向に連続弾性部材を延在させること、
折り畳み後に前記第１部分および前記第２部分間に画定される空間内に前記連続弾性部材を固定すること、
をさらに含む、請求項１７に記載の方法。
前記弾性部材は、前記正差圧が前記第２部分を前記第１部分に対して折り畳む際の前記長手方向折り目線を画定する、請求項２６に記載の方法。
前記正差圧の上流側の傾斜ランプに前記第２部分を接触させ、それにより、前記第２部分を前記第１部分に対して移動させる、接触させることをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
第１部分が隣接の第２部分につながった移動中の不織ウェブを折り畳む方法であって、
形成ゾーンにおいて前記不織ウェブをコレクタ上に形成すること、
前記コレクタを流れ方向に移動させることであって、それによって前記不織ウェブを前記形成ゾーンから流れ方向に搬送する、移動させること、
前記不織ウェブの前記第１部分および前記第２部分に第１負圧差を加えることであって、それによって前記第１部分および前記第２部分を前記コレクタに引き付ける、加えること、および
前記流れ方向において前記第１負圧差の下流側で前記不織ウェブの前記第１部分に第２負圧差を加え、それにより、前記第１部分を前記コレクタに引き付けると共に、前記第２部分を通して空気を吸い込み、それにより、前記流れ方向に延びた折り目線を中心にして前記第１部分の方に折り畳む、加えること、
を含む方法。
前記不織ウェブに隣接した位置で前記流れ方向に連続弾性部材を延在させること、および
折り畳み後に前記第１部分および前記第２部分間に画定される空間内に前記連続弾性部材を固定すること、
をさらに含む、請求項２９に記載の方法。
前記弾性部材は、前記正差圧が前記第２部分を前記第１部分に対して折り畳む際の前記長手方向折り目線を画定する、請求３０に記載の方法。