エアレイド繊維性物品を形成する装置10の一実施形態の図が、図1に示されている。装置10は、ハンマーミル20、あるいは、ディスクミル(disk mill)若しくはリッカリン(lickerin)、又は、インフィードスロット25を通じてドライラップウェブ8をそれに送り込むことのできる、ドライラップウェブの繊維を解離させる他の装置など、他の適切な装置を含むことができる。第1ドライラップウェブ8は、ハンマーミル20のうちの1つに送り込むことができ、第2ドライラップウェブ608は、別のハンマーミル20に送り込むことができる。ドライラップウェブは、インフィードスロット25を通じてハンマーミル20に送り込まれる。ハンマーミル20は、ドライラップウェブの繊維を解離させ、次いで、排出シュート内を一般にコアポケット50に向かって誘導される、結合していない空気同伴繊維の比較的高速の流れを排出する。第1ドライラップウェブ8の解離した第1繊維12は、第1排出シュート30を通じて誘導、排出され、第2ドライラップウェブ608の解離した第2繊維612は、第2排出シュート630を通じて誘導、排出される。第1繊維源入口チャンバ380は、第1繊維12をコアポケット50に分配するのを支援するために第1排出シュート30に連結することができる。第2繊維源入口チャンバ680は、第2繊維612をコアポケット50に分配するのを支援するために第2排出シュート630に連結することができる。使用される非繊維性材料を空気の流れによって運搬又は誘導できるのであれば、非繊維性材料を第1繊維12及び第2繊維612の代わりに使用することができる。非繊維性材料としては、非繊維性材料のペレット、粉末、チャンク、及び断片(shreds)を挙げることができるが、これらに限定されない。
1つ若しくはそれより多くのコアポケット50を、堆積ドラム40の周囲に円周関係で配置することができる。コアポケット50は、有孔性形成表面を有することができる。堆積ドラム40は、空気分配マニホールド60の周りを回転することができる。空気分配マニホールド60は、堆積ドラム40が空気分配マニホールド60の周りを回転するときに、1つ若しくはそれより多くのコアポケット50と空気流が連通することができる。コアポケット50が第1排出シュート30の近く又は第1排出シュート30を過ぎたところを回転するとき、空気分配マニホールド60は、コアポケット50の少なくとも一部分に真空を適用することができる。真空と第1排出シュート30を通って排出される第1繊維12の運動量とを組み合わせると、コアポケット50が第1排出シュート30の近く又は第1排出シュート30を過ぎた領域を通って空気分配マニホールド60の周りを回転するとき、各空気同伴第1繊維12を、コアポケット50の少なくとも一部分へと引き寄せ、誘導する働きをする。空気同伴第1繊維12が、真空が適用されるコアポケット50の有孔性形成表面の部分に当たるとき、第1繊維12は、有孔性形成表面の一部分の上で保持され、空気は、有孔性形成表面を通って引き寄せられる。
第1繊維12がコアポケット50上に堆積された後、コアポケット50は、第2排出シュート630の近く又は第2排出シュート630を過ぎたところを回転することができる。空気分配マニホールド60は、第1繊維12のないコアポケット50の有孔性形成表面の部分に真空を適用することができる。この真空と第2排出シュート630を通って排出される第2繊維612の運動量とを組み合わせると、空気同伴第2繊維612を、第1繊維12のないコアポケット50の有孔性形成表面の部分へと、それぞれ引き寄せ、誘導する働きをする。
空気分配マニホールド60が図1に示されるものとは異なる形状を有し、コアポケット50が他の手段によって空気分配マニホールド60を横切って移動される、装置10の他の諸実施形態が可能である。例えば、空気分配マニホールド60は、平らな空気分配表面を有することができ、機械方向に平らな表面を有するコアポケットを、コンベヤシステムによって空気分配マニホールド60を横切って摺動させることが可能である。コアポケット50は、空気分配マニホールドと摺動可能及び封止可能に係合しているものとして記述することができる。
コアポケット50は、わずかに過充填することができる。スカーフィングロール80を使用して、コアポケット50内に堆積された過剰な繊維をスカーフ処理(scarf)することができる。
また、ラグ付きシリンダ90も、装置10の一要素とすることができる。複数のラグ95をラグ付きシリンダ90の周りに配置することができる。ラグ95は、コアポケット50内に堆積された第1繊維12及び第2繊維612の塊を圧縮して、エアレイド繊維性物品100の形成を完了することができる。形成されたエアレイド繊維性物品100は、真空型リターンロール115とベルト120とを含むテイクアウェイコンベアによって装置から除去することができる。真空型リターンロール115は、コアポケット50が回転して真空型リターンロール115を過ぎるときにコアポケット50からエアレイド繊維性物品100を引き寄せることができる。
第1繊維12を第2繊維612とは異なるものにできるように、装置10は、異なる繊維の2つの供給源を有することができる。第1繊維12と第2繊維612とは、異なる色を有することができる。第1繊維12と第2繊維612とは、それらの流体処理特性の点で互いに異なるものとすることができる。流体処理特性としては、毛細管圧機能、相対浸透率機能、飽和浸透率、非還元性流体飽和率、最大流体飽和率、流体−繊維接触角、及びPoが挙げられるが、これらに限定されない。流体−繊維接触角を使用して、繊維の疎水性又は親水性を特徴付けることができる。第1繊維12と第2繊維612とは、触覚特性の点で互いに異なるものとすることができる。第1繊維12は、第1の色とすることができ、第2繊維612は、第1の色とは異なる第2の色とすることができる。第1繊維12と第2繊維612とは、それらの化学組成の点で互いに異なるものとすることができる。第1繊維12と第2繊維612とは、機械的特性の点で互いに異なるものとすることができる。機械的特性としては、弾性率、ポアソン比、及び塑性挙動を挙げることができるが、これらに限定されない。
装置10は、第1形成領域1と、第2形成領域2と、を有することができる。第1形成領域1及び第2形成領域2は、それぞれ、第1繊維12の供給源及び第2繊維612の供給源の近くとすることができ、コアポケット50が第1形成領域1及び第2形成領域2を通過するときにはコアポケット50の近くとすることができる。形成領域は、コアポケット50内で繊維がその中に堆積される装置10の部分である。
装置10は、形成ゾーンシールド370を更に含むことができる。形成ゾーンシールド370は、コアポケット50が形成ゾーン1内を移動するときに周囲環境からコアポケット50に入る空気流の量が無視できるように、構成することができる。換言すれば、コアポケット50は、形成ゾーンシールド370と摺動可能及び封止可能に係合しているものとして記述することができる。形成ゾーンシールド370については、本明細書でより詳細に説明する。
コアポケット50及びそれらの諸要素は、機械方向MDを有するものと考えることができる。機械方向は、エアレイド繊維性物品100がコアポケット50内で形成されるときにコアポケット50が進む方向と理解することができる。図1に示された装置では、機械方向は、堆積ドラム40の回転方向と一致することになる。z方向は、形成時のエアレイド繊維性物品の厚さに一致する方向と言うことができる。
米国特許第4,388,056号(リー(Lee)らに発行)、米国特許第4,859,388号(ピーターソン(Peterson)及びベンソン(Benson)に発行)、並びに米国特許第4,592,708号(ファイスト(Feist)らに発行)は、エアレイド繊維性ウェブ及び吸収性物品を形成する装置を示している。
コアポケット50の一実施形態の分解組立図が、図2に示されている。コアポケット50及びその諸要素は、機械方向MD、横断方向CD、並びにMD方向とCD方向とに概ね直交するz方向を有すると考えることができる。横断方向は、機械方向に概ね直交し、エアレイド繊維性物品100の形成時にコアポケット50が進むときにはコアポケット50の動きと概ね同一面内にくる。機械方向及び横断方向は、エアレイド繊維性物品の平面内にあると考えることができる。1つ若しくはそれより多くのコアポケット50が空気分配マニホールド60の周りを円周状に移動する装置10では、z方向は、繊維性物品100の形成時にコアポケット50が進む円周経路に径方向に直交する。
本明細書に記載のように、内向きの表面又はエッジは、コアポケット50が第1排出シュート30及び第2排出シュート630を過ぎるとき、第1排出シュート30及び第2排出シュート630から離れる方向を向いていると見なされる。空気分配マニホールド60が存在する場合、内向きの表面は、空気分配マニホールド60を向いている。外向きの表面又はエッジは、コアポケット50が第1排出シュート30及び第2排出シュート630を過ぎるとき、第1排出シュート30及び第2排出シュート630に向かう方向を向いていると見なされる。
コアポケット50は、内向きの表面135と、内向きの表面135と背向する外向きの表面140と、を有するシールド130を含むことができる。シールド130は、シールド第1端部145と、シールド第1端部145とは反対側にあるシールド第2端部150と、を有することができる。シールド130は、それぞれがシールド第1端部145からシールド第2端部150へと延びる、1対の対向するシールド側縁部155を有することができる。シールド130は、ステンレス鋼若しくはチタンなどの金属のシート、又は高速製造操作で使用される機械装置において使用されるのに十分に堅い他の材料のシートとすることができる。図2に示されるように、シールド130及びここに示された他の構成要素は、図1に示されたような、コアポケット50が堆積ドラム40の周囲に円周関係で配置された装置10で使用するための、機械方向に弧状の形状を有することができる。機械方向に扁平な空気分配マニホールド60が使用される場合、コアポケット50のシールド130及び他の構成要素は、機械方向に扁平なものとすることができる。これだけに限定するものではなく一例として、シールドは、シールド側縁部155間の約60mm〜約110mmの横断方向幅を有することができる。これだけに限定するものではなく一例として、シールドは、シールド側縁部155間の約60mm〜約110mmの横断方向幅と、約0.15〜約0.55ラジアンの機械方向長さと、約0.5mm〜約3mmのz方向厚さと、を有することができる。
コアポケット50は、シールド130内のボイドによって画定された中央開口部160を更に含むことができる。これだけに限定するものではなく一例として、中央開口部160は、丸みを帯びた隅角部を有するほぼ方形の形状とすることができ、機械方向の長さ約109mm、横断方向の幅約22mmを有することができる。他の形状、長さ、及び幅が実用的である可能性があり、決定的な特徴は、中央形成チャンバ165と空気分配マニホールド60との間に空気が流連通するように中央開口部160がサイズ設定及び寸法設定されるということである。中央開口部160の長さ及び幅は、エアレイド繊維性物品100の面内幾何学形状に応じたものとすることができる。
空気流が連通する、又は空気が流連通する、という用語は、本明細書では、2つの要素の間、2つの要素の中、2つの要素前面に、2つの要素に沿って、又は2つの要素を通り抜けて、空気流を運ぶことのできる、2つの要素間の関係を記述するために使用される。
コアポケット50は、中央形成チャンバ165を更に含むことができる。中央形成チャンバ165は、中央開口部160と空気流が連通できる。中央形成チャンバ165は、また、中央形成チャンバ周辺部170を有することができる。中央形成チャンバ165を、シールド130と中央形成チャンバ165との接触表面間を通る空気流が無視できる又は存在しないものとなり得るように、シールド130に封止することができる。中央形成チャンバ165は、ステンレス鋼、チタン、又は高速製造操作で使用するのに適した他の材料から形成することができる。
コアポケット50は、複数の中央横バッフル175を更に含むことができる。中央横バッフル175は、中央形成チャンバ165内に入れ子状に配置することができる。中央横バッフル175は、中央形成チャンバ165をまたぐことができる。すなわち、中央横バッフル175は、中央形成チャンバ165の側壁360間を延びることができる。中央横バッフル175は、シールド130の内向きの表面135とほぼ同一平面に位置合わせすることができる。中央横バッフル175は、ステンレス鋼、チタン、又は高速製造操作で使用するのに適した他の材料のシートから形成することができる。シートは、中央形成チャンバ165内に適合するようにサイズ設定及び寸法設定することができる。中央横バッフル175は、図2に示されるように、機械方向に概ね直交する向きに配置することができる。また、中央横バッフル175が、コアポケット50の機械方向に概ね直交する向きにない諸実施形態も企図される。
コアポケット50は、中央形成チャンバ165と空気が流連通する中央有孔性形成表面180を更に含むことができる。
図2に示されるように、コアポケット50は、中央形成チャンバ周辺部170の周りに配置されたエッジ形成チャンバ185を更に含むことができる。コアポケット50は、エッジ形成チャンバ185内に入れ子状に配置された複数のエッジ横バッフル190を更に含むことができる。エッジ横バッフル190は、エッジ形成チャンバ185の内部をまたぐことができる。エッジ横バッフル190は、エッジ形成チャンバ185の内側境界と、中央形成チャンバ165の境界との間のスペースをまたぐことができる。エッジ横バッフル190は、シールド130の内向きの表面135とほぼ同一平面に位置合わせすることができる。エッジ横バッフル190は、図2に示されるように、機械方向に概ね直交する向きに配置することができる。また、エッジ横バッフル190がコアポケット50の機械方向に概ね直交する向きにない諸実施形態も企図される。シートは、エッジ形成チャンバ185内に適合するようにサイズ設定及び寸法設定される。エッジ横バッフル190及び中央横バッフル175は、ステンレス鋼、チタン、又は高速製造操作で使用するのに適した他の材料のシートから形成することができる。
中央横バッフル175は、互いに機械方向に約0.01〜約0.04ラジアン、間隔を隔てて配置することができる。一実施形態では、中央横バッフル175は、互いに機械方向に約18mm間隔を隔てて配置できる。エッジ横バッフル190は、互いに機械方向に約0.01〜約0.04ラジアン間隔を隔てて配置できる。一実施形態では、エッジ横バッフル190は、互いに機械方向に約18mm間隔を隔てて配置できる。エッジ横バッフル190及び中央横バッフル175は、MD方向に約0.5mm〜約4mmの厚さを有することができる。エッジ横バッフル190及び中央横バッフル175は、z方向に約10mm〜約40mmの高さを有することができる。他の寸法が実用的であり、コアポケット50の寸法及びコアポケット50がそれから製作される材料に応じたものであるので、これらの寸法は、一例として与えるものであって、これらに限定するものではない。
コアポケット50は、エッジ形成チャンバ185と空気が流連通するエッジ有孔性形成表面195を更に含むことができる。
中央有孔性形成表面180及びエッジ有孔性形成表面195は、空気の流れをきわめて通しやすい。中央有孔性形成表面180及びエッジ有孔性形成表面195は、空気透過性で、高い開口面積率を有する、1つ若しくはそれより多くのシートを含むことができる。これだけに限定するものではなく一例として、エッジ有孔性形成表面195及び中央有孔性形成表面180は、約50%の開口面積率を有することができる。スクリーン内の開口部は、直径約0.25mmとすることができる。中央有孔性形成表面180及びエッジ有孔性形成表面195は、ステンレス鋼、チタン、又は高速製造操作で使用するのに十分に堅い他の材料の薄いシートから構成することができ、エレクトロエッチングされた開口部を有することができる。中央有孔性形成表面180及びエッジ有孔性形成表面195は、ステンレス鋼、チタン、又は高速製造操作で使用するのに適した他の材料から構成することができ、エレクトロエッチングされた開口部を有することができる。中央有孔性形成表面180及びエッジ有孔性形成表面195は、互いに結び付けられた有孔性材料の2以上のシートから形成することもでき、又は有孔性材料の単一のシートから構成することもできる。WO2001042549A1(2000年12月8日出願)及びWO2000029656A1(1999年11月17日出願)は、有孔性形成表面の一実施形態を記載している。
エッジ横バッフル190は、平らなものとすることも湾曲したものとすることもできる、シールド130の内向きの表面135によって画定される平面と、エッジ有孔性形成表面195の内向きの表面との間のスペースをまたぐことができる。中央横バッフル175は、シールド130の内向きの表面135によって画定される平面と、中央有孔性形成表面180の内向きの表面との間のスペースをまたぐことができる。
コアポケット50は、所望により、中央有孔性形成表面180に隣接した中央支持メッシュ201を含むこともできる。コアポケット50は、また、所望により、エッジ有孔性形成表面195に隣接したエッジ支持メッシュ202を含むこともできる。中央支持メッシュ201は、中央有孔性形成表面180と中央横バッフル175との間を延びることができる。エッジ支持メッシュ202は、エッジ有孔性形成表面195とエッジ横バッフル190との間を延びることができる。
コアポケット50は、所望により、形成されるべきエアレイド繊維性物品の形状のボイド355を有する周縁テンプレート350を含むこともできる。周縁テンプレート350は、エッジ形成チャンバ185に取り付けられた別個の要素とすることもでき、又は、エッジ形成チャンバ185及び周縁テンプレート350が単一材料から構成されるように、エッジ形成チャンバ185と一体とすることもできる。周縁テンプレート350は、エッジ有孔性形成表面195の外面に隣接して、上に重なった関係で位置決めすることができる。
周縁テンプレート350は、高速製造操作で使用するのに適した材料のシートを含むことができる。周縁テンプレートの厚さは、z方向のエアレイド繊維性物品100の所望の厚さ、又はエアレイド繊維性物品100が更なる下流加工のための適正な厚さとなるような所望な厚さに一致するように選択することができる。周縁テンプレート350の境界は、エアレイド繊維性物品100のMD−CD平面内のエアレイド繊維性物品100の所望の形状、又は更なる下流加工のための適正な形状に一致するように選択することができる。下流という用語は、吸収性物品の製造の始まりから製造の終わりへと向かう加工方向として理解することができる。上流という用語は、加工における下流とは逆の方向として理解することができる。
シールド130の内向きの表面135が図を見ている人に示された、コアポケット50の一実施形態の平面図が、図3に示されている。図3に示されるように、コアポケット50は、1対のエッジ開口部210を含む。エッジ開口部210は、シールド130に沿って機械方向に延び、横断方向でシールド側縁部155を越えて側方に延びる。エッジ開口部210は、シールド側縁部155とエッジ形成チャンバ185の縁部との間のスペースによって画定される。エッジ形成チャンバ185は、エッジ開口部210と空気流が連通できる。エッジ開口部210は、シールド第1端部145からシールド第2端部150へと延びることができる。シールド130は、概ね方形とすることができる。また、シールド130の他の形状も可能である。
これだけに限定するものではなく一例として、各エッジ開口部210は、約10mm〜約60mmの横断方向幅を有することができる。
コアポケット50は、中央有孔性形成表面180及びエッジ有孔性形成表面195に異なる空気圧を加えることができるように構成することができる。周囲空気圧、正の空気圧、及び負の空気圧が、エアレイド繊維性物品を形成する際に有用であり得る。本明細書で使用する、周囲空気圧、正の空気圧、及び負の空気圧について記述する際、正圧と負圧とを分ける原点は、大気圧(約101.325kPa)であり、正圧が1気圧よりも大きく、周囲圧が大気圧であり、負圧が1気圧よりも小さいものとして定義される。本明細書で報告される圧力の特定の大きさは、絶対圧力である。
図3に示される実施形態では、中央開口部160に加わる空気圧は、中央横バッフル175間で中央開口部160を通じて、中央形成チャンバ165へと伝達され得る。中央形成チャンバ165内の空気圧は、中央有孔性形成表面180に加えることができる。中央支持メッシュ201が存在する場合、空気圧は、中央支持メッシュ201を通じて中央有孔性形成表面180に伝達することができる。中央形成チャンバ165の1つ若しくはそれより多くの壁は、空気流を通さない材料で作製することができ、やはり空気流を通さないシール、シーム、溶接部、又は連結部によって互いに接合することができる。ゆえに、中央形成チャンバ165とエッジ形成チャンバ185とは、中央形成チャンバ165内の空気圧をエッジ形成チャンバ185内の空気圧とは異なるものとすることができ、また、中央形成チャンバ165とエッジ形成チャンバ185との間の空気流を、無視できるほど、場合によっては存在しないほど小さいものとすることができるという点で、互いに分離することができる。ゆえに、エッジ有孔性形成表面195は、それに加わる、中央有孔性形成表面180に加わる圧力とは無関係の圧力を有することができ、エッジ有孔性形成表面195及び中央有孔性形成表面180に加わる圧力は、独立制御することができる。
図3に示される実施形態では、エッジ開口部210に加わる空気圧は、エッジ横バッフル190間でエッジ開口部210を通じて、エッジ形成チャンバ185へと伝達することができる。エッジ横バッフルの有無に関わらず、エッジ開口部210に加わる空気圧は、エッジ開口部210に加わる圧力がシールド130の上に重なっているエッジ形成チャンバ185の部分にも加わるように、エッジ形成チャンバ185全体にわたって伝達することができる。ゆえに、別の圧力の「環」によって囲まれた、ある圧力の「島」を、中央有孔性形成表面180に適用することができる。実際には、エッジ形成チャンバ185に加わる圧力は、シールド130にまたがる。
エッジ形成チャンバ185内の空気圧は、エッジ有孔性形成表面195に加えることができる。エッジ支持メッシュ202が存在する場合、空気圧は、エッジ支持メッシュ202を通じてエッジ有孔性形成表面195に伝達することができる。
中央支持メッシュ201が存在する場合、中央支持メッシュ201は、図4に示されるように、中央形成チャンバ165の縁部に接合され得る。中央支持メッシュ201は、中央有孔性形成表面180に加わる負荷を中央形成チャンバ165の境界及び/又は中央横バッフル175に分配することによって、中央有孔性形成表面180に支持をもたらすことができ、それが、中央有孔性形成表面180の変形を低減することができる。図4に示されるように、中央支持メッシュ201は、中央支持メッシュ201がシールド130の外向きの表面140から離れる方向を向いた中央形成チャンバ165の外縁部とほぼ同一平面にくるように、中央形成チャンバ165に挿入され得る。
同様に、エッジ支持メッシュ202が存在する場合、エッジ支持メッシュ202を、エッジ形成チャンバ185の境界及び中央形成チャンバ165の境界に接合することができる。エッジ支持メッシュ202は、中央支持メッシュ201と同じ方式でエッジ有孔性形成表面195に支持をもたらすことができる。エッジ支持メッシュ202は、エッジ支持メッシュ202がシールド130の外向きの表面140から離れる方向を向いたエッジ形成チャンバ185の外縁部とほぼ同一平面にくるように、エッジ形成チャンバ185に挿入され得る。この配置では、中央形成チャンバ165を、中央支持メッシュ201及びエッジ支持メッシュ202を通って突き出ているものとして記述することができる。この配置では、中央形成チャンバ165とエッジ形成チャンバ185との間の空気流は、無視できるほど、場合によっては存在しないほど小さいものとすることができ、中央形成チャンバ165内の空気圧は、エッジ形成チャンバ185内の空気圧とは異なるものとすることができる。理論に束縛されるものではないが、エッジ形成チャンバ185及び中央形成チャンバ165に異なる圧力を与えることによって、z方向に曲線の付けられた1つの表面と、平らな別の表面と、を有する繊維性物品を形成するために必要なスカーフィングの量を低減できると考えられている。
中央支持メッシュ201は、存在する場合、中央有孔性形成表面180と中央横バッフル175との間を延びることができ、中央有孔性形成表面180及び中央横バッフル175と接触することができる。この構成では、複数の開口スペースを有する構造とすることのできる中央支持メッシュ201は、存在する場合、中央有孔性形成表面180と中央横バッフル175との間のすべてのスペースを埋めることができる。
エッジ支持メッシュ202は、存在する場合、エッジ有孔性形成表面195とエッジ横バッフル190との間を延びることができ、エッジ有孔性形成表面195及びエッジ横バッフル190の両方と接触することができる。この構成では、複数の開口スペースを有する構造とすることのできるエッジ支持メッシュ202は、存在する場合、エッジ有孔性形成表面195とエッジ横バッフル190との間のすべてのスペースを埋めることができる。
中央支持メッシュ201及びエッジ支持メッシュ202は、ステンレス鋼、チタン、又は高速製造操作で使用するのに適した他の材料から構成することができる。支持メッシュは、WO2001042549A1(2000年12月8日出願)、WO2000029656A1(1999年11月17日出願)、又はWO2001098574A2(2001年6月19日出願)に記載のハニカムとして記述された製品とすることができる。中央支持メッシュ201及びエッジ支持メッシュ202は、ほとんど抵抗のない空気流を可能にする高い開口面積率を有することができる。中央支持メッシュ201及びエッジ支持メッシュ202は、複数の開口スペースを有することができる。中央支持メッシュ201及びエッジ支持メッシュ202は、波形の屈曲軸のところで互いに接合された波状の板金のストリップから構成された板金のウェブとすることができる。
図4に示されるように、中央支持メッシュ201及びエッジ支持メッシュ202は、メッシュ壁215及びメッシュセル220から構成することができる。メッシュ壁215の諸部分は、中央横バッフル175の縁部と一直線上になるように調整し、それによって中央形成チャンバ165の機械方向での空気の動きを実質的に妨げることができる。メッシュ壁215の諸部分は、中央横バッフル175と一直線上になるように調整し、中央横バッフル175に封止し、それによって中央形成チャンバ165の機械方向での空気の動きを実質的に妨げることができる。
エッジ支持メッシュ202は、中央支持メッシュ201を中央有孔性形成表面180及び中央横バッフル175に対して構成できるのと同じ方式で、エッジ有孔性形成表面195及びエッジ横バッフル190に対して構成することができる。メッシュ壁215の諸部分は、エッジ横バッフル190の縁部と一直線上になるように調整し、それによってエッジ形成チャンバ185の機械方向での空気の動きを実質的に妨げることができる。メッシュ壁215の諸部分を、エッジ横バッフル190と一直線上になるように調整し、エッジ横バッフル190に封止し、それによってエッジ形成チャンバ185の機械方向での空気の動きを実質的に妨げることができる。
中央支持メッシュ201及びエッジ支持メッシュ202のメッシュ壁は、中央横バッフル175及びエッジ横バッフル190と一直線上にある必要もなく、中央横バッフル175及びエッジ横バッフル190に封止される必要もない。一般に、小さなメッシュセル220は、コアポケットの機械方向の空気流を十分に阻止する。これだけに限定するものではなく一例として、れんがのランニング又はストレッチャボンドパターンなど、スタガード関係にある約13mm×約5mmのほぼ方形の開口部を有するメッシュセル220を使用して、コアポケット50の機械方向での空気流を十分に低減することができる。これだけに限定するものではなく一例として、中央支持メッシュ201及びエッジ支持メッシュ202は、厚さ約0.2mmの材料から構成することができる。理論に束縛されるものではないが、中央支持メッシュ201と中央横バッフル175との間のスペース、及びエッジ支持メッシュ202とエッジ横バッフル190との間のスペースを流れる空気流のための曲がりくねった経路が、コアポケット50の機械方向での空気流に対する十分な抵抗を提供できると考えられている。
コアポケット50の一実施形態では、中央有孔性形成表面180は、エッジ有孔性形成表面195に対して陥凹した部分を有することができる。陥凹部の形状の非限定例としては、錘台、楕円形の底面を有する錘台、不規則な形状の底面及び上面を有する錘台、並びに角錐台を挙げることができる。図5に示されるように、中央有孔性形成表面180及びエッジ有孔性形成表面195は、機械方向MD及び横断方向CDを有すると考えることができる。陥凹した部分225は、一般に、機械方向及び横断方向における陥凹部によって形成された角度によって特徴付けることができる。機械方向における陥凹部の角度αは、約0°〜約90°の間とすることができ、0°は、中央有孔性形成表面180がエッジ有孔性形成表面195に対して陥凹していない配置に相当する。機械方向における陥凹部の角度αは、約1°〜約45°の間とすることができる。横断方向における陥凹部の角度βは、約0°〜約90°の間とすることができ、0°は、中央有孔性形成表面180がエッジ有孔性形成表面195に対して陥凹していない配置に相当する。横断方向における陥凹部の角度βは、約1°〜約70°の間とすることができる。角度α及びβについての特定の角度は、一例として与えるものであって、これらに限定するものではない。角度α及びβは、同一又は異なるものとすることができ、陥凹部のある側部での角度は、対向する側部での角度とは異なるものとすることができる。陥凹部壁230は、まっすぐな壁若しくは湾曲した壁、まっすぐな部分の組み合わせ、湾曲した部分の組み合わせ、又はまっすぐな部分と湾曲した部分との組み合わせとすることができる。本明細書に記載の陥凹部分225の構成は、他の構成が可能であるので、単なる一例にすぎず、これらに限定するものではない。中央有孔性形成表面180及びエッジ有孔性形成表面195は、互いに対して平らと見なされるように、互いに同一面内におくことができる。
これだけに限定するものではなく一例として、繊維がそれらの上に堆積されるエッジ有孔性形成表面195及び中央有孔性形成表面180は、生理用ナプキン、おむつ、失禁用パッド、又は着用者の股に着用されるように設計された他の吸収性物品のコアの形状を有することができる。生理用ナプキン用のコアの形状を有する、繊維がそれらの上に堆積されるエッジ有孔性形成表面195及び中央有孔性形成表面180を示す切欠斜視図が、図5に示されている。エアレイド繊維性物品100の明瞭な周辺部及び厚さを提供するためには、中央有孔性形成表面180及びエッジ有孔性形成表面195を、図5に示されるようにエッジ形成チャンバ185の境界に対して陥凹させることもでき、又は図6に示されるように周縁テンプレート350に対して陥凹させることもできる。
前述のように、コアポケット50は、所望により、エアレイド繊維性物品100の明瞭な周辺部及び厚さを提供できる周縁テンプレート350を含むこともできる。周縁テンプレート350を有孔性形成表面の上にかぶせることによって、有孔性形成表面を、シールド130から離れる方向を向いたコアポケット50の側部である、コアポケット50の外向きの表面に対して陥凹させることができる。
これだけに限定するものではなく一例として、周縁テンプレート350は、生理用ナプキン、おむつ、失禁用パッド、又は着用者の股に着用されるように設計された他の吸収性物品のコアの形状を有することができる。
コアポケット50は、図7に示されるように、単一のエッジ形成チャンバ185内に配置された1つ若しくはそれより多くの中央形成チャンバ165を含むことができる。図7は、図1に与えられた図と反対側から見たときの、堆積ドラム40上に据え付けられたコアポケット50の断面図である。図7に示される実施形態では、コアポケット50は、単一のエッジ形成チャンバ185内に複数の中央形成チャンバ165を有する。この構成では、材料の複数のゾーンが中央形成チャンバの上に堆積されたエアレイド繊維性材料のウェブを、装置10によって形成することができる。単一のエッジ形成チャンバ185は、堆積ドラム40の周囲に延びることができる。
コアポケット50が堆積ドラム40の周辺に周方向関係で配置された装置10では、コアポケット50の構成要素すべてが機械方向に弧状の形状を有することができる。これだけに限定するものではなく一例として、機械方向に弧状の形状を有するコアポケット50は、機械方向で測定される約0.15〜約0.55ラジアンの長さを有することができる。これだけに限定するものではなく一例として、機械方向に弧状の形状を有するコアポケット50の中央開口部160は、機械方向で測定される約0.1〜約0.4ラジアンの長さを有することができる。
コアポケットが堆積ドラム40の周辺部の周りに配置されていないが、エアレイド繊維性物品100が形成されるときにコアポケットが平面内を進む装置10では、コアポケット50及びその諸構成要素は、機械方向に扁平な形状を有することができる。
コアポケット50に動作可能に関連付けられた空気分配マニホールド60を更に含む装置10の一実施形態が、図1に示されている。動作可能に関連付けるとは、コアポケット50が空気分配マニホールド60に沿って摺動できるように空気分配マニホールド60が位置決めされることを意味する。一実施形態では、空気分配マニホールド60は、湾曲した空気分配表面を有することができる。空気分配マニホールド60は、固定式とすることができる。図1に示された実施形態では、コアポケット50は、堆積ドラム40が回転するときに空気分配マニホールド60に沿って摺動することができる。この実施形態では、コアポケット50を、堆積ドラム40の周囲に円周関係で配置することができる。シールド130、中央形成チャンバ165、及びエッジ形成チャンバ185は、空気分配マニホールド60の湾曲した周辺表面に概ね共形な、機械方向に弧状の形状を有することができる。シールド130、中央形成チャンバ165、及びエッジ形成チャンバ185の曲率半径は、空気分配マニホールド60の空気分配表面の曲率とほぼ同じ又はわずかに大きいものとすることができる。更に、動作可能に関連付けられるとは、制御された大きさの空気圧をコアポケット50の諸部分に加えることができるように、堆積ドラム40が空気分配マニホールド60の周りで回転するときに空気分配マニホールド60が1つ若しくはそれより多くのコアポケット50と空気流が連通できることを意味する。例えば、空気分配マニホールド60によって中央形成チャンバ165に加えられる空気圧は、エッジ形成チャンバ185に加わる空気圧とは異なるものとすることができる。
一実施形態では、図8に示されるように、空気分配マニホールド60は、第1形成領域700と第2形成領域705とを含むことができる。第1形成領域700は、第1中央ゾーン710を含むことができる。第1中央ゾーン710は、第1中央ゾーン第1端部715と、第1中央ゾーン第1端部715とは反対側にある第1中央ゾーン第2端部720と、第1中央ゾーン第1端部715から第1中央ゾーン第2端部720へと延びる1対の対向する第1中央ゾーン側縁部725と、を有することができる。第1中央ゾーン第2端部720は、第2中央ゾーン第1端部750に隣接することができる。
空気分配マニホールド60は、1対の第1エッジゾーン730を更に含むことができる。各第1エッジゾーン730は、第1中央ゾーン側縁部725に隣接することができる。
第1中央ゾーン第1端部715を有するものとして第1中央ゾーン710を記述する際、第1中央ゾーン第1端部715が、空気同伴繊維がコアポケット50に向かって誘導される装置10内の場所にコアポケット50が到達するときに、コアポケット50が初めに出合う第1中央ゾーン710の端部である。第1中央ゾーン第2端部720は、コアポケット50が第1中央ゾーン第1端部715を過ぎた後でコアポケット50が空気分配マニホールド60に沿って摺動するときにコアポケット50が出合う第1中央ゾーン710の端部である。
第1中央ゾーン710及び第1エッジゾーン730は、コアポケット50が空気分配マニホールド60の諸ゾーンに沿って摺動するとき、互いの空気流が連通していない。すなわち、第1中央ゾーン710内の空気圧は、第1エッジゾーン730内の空気圧とは異なる圧力で維持することができ、第1中央ゾーン710と第1エッジゾーン730との間の空気流は、無視できるほど、場合によっては存在しないほど小さいものとすることができる。コアポケット50が第1中央ゾーン710及び第1エッジゾーン730の上に重なっているときの、これら第1中央ゾーン710と第1エッジゾーン730との間の空気流の量を削減するためには、フェルトなどのシール材を、空気分配マニホールド60の周辺表面に沿った第1中央ゾーン710と第1エッジゾーン730との間の境界に沿って固着することができる。コアポケット50が第1中央ゾーン710及び第1エッジゾーン730の上に重なっているときの、これら第1中央ゾーン710と第1エッジゾーン730との間の空気流の量を削減するためには、ガーロック・ベアリングズ(Garlock Bearings, LLC)によって供給される、幅約1cm、厚さ約0.8mmのマルチフィル・ベアリング・テープ(Multifill Bearing Tape)などのシール材が、空気分配マニホールド60の第1中央ゾーン710と第1エッジゾーン730との間の境界にほぼ一致し、コアポケット50の機械方向に位置合わせされるように、シール材をシールド130の内向きの表面135に固着することができる。
図8に示されるように、各第1エッジゾーン730は、第1エッジゾーン第1端部735を有することができる。第1エッジゾーン第1端部735は、第1中央ゾーン第1端部715と位置合わせすることができる。第1エッジゾーン第1端部735は、第1中央ゾーン第1端部715と位置合わせされる必要はない。各第1エッジゾーン730は、第1エッジゾーン第1端部735とは反対側にある第1エッジゾーン第2端部740を更に有することができる。第1エッジゾーン第2端部740は、第1中央ゾーン第2端部720と位置合わせすることができる。第1エッジゾーン第2端部740は、第1中央ゾーン第2端部720と位置合わせされる必要はない。更に、第1エッジゾーン730は、互いに同一の幾何学形状を有する必要はない。
空気分配マニホールド60の第1形成領域700は、第1形成領域1において第1繊維12を分配する第1排出シュート30と動作可能な関係に配置される。すなわち、第1形成領域1は、第1排出シュート30と、空気分配マニホールドの第1形成領域700と、それらの間を通るコアポケット50との同時作用である。
図8に示されるように、空気分配マニホールドは、また、第2中央ゾーン745を含むことができる。第2中央ゾーン745は、第2中央ゾーン第1端部750と、第2中央ゾーン第1端部750とは反対側にある第2中央ゾーン第2端部755と、第2中央ゾーン第1端部750から第2中央ゾーン第2端部755へと延びる1対の対向する第2中央ゾーン側縁部760と、を有することができ、第2中央ゾーン第1端部750は、第1中央ゾーン第2端部720に隣接している。空気分配マニホールドは、1対の第2エッジゾーン765を更に含むことができ、各第2エッジゾーン765は、第2中央ゾーン側縁部760に隣接している。
図8に示されるように、各第2エッジゾーン765は、第2エッジゾーン第1端部770を有することができる。第2エッジゾーン第1端部770は、第2中央ゾーン第1端部750と位置合わせすることができる。第2エッジゾーン第1端部770は、第2中央ゾーン第1端部750と位置合わせされる必要はない。各第2エッジゾーン765は、第2エッジゾーン第1端部770とは反対側にある第2エッジゾーン第2端部775を更に有することができる。第2エッジゾーン第2端部775は、第2中央ゾーン第2端部755と位置合わせすることができる。第2エッジゾーン第2端部775は、第2中央ゾーン第2端部755と位置合わせされる必要はない。更に、第2エッジゾーン765は、互いに同一の幾何学形状を有する必要はない。
空気分配マニホールド60は、また、押さえゾーン330を含むことができる。押さえゾーン330は、第2中央ゾーン第2端部755に隣接して配置することができる。押さえゾーン330のところに加わる圧力は、約4kPaとすることができる。押さえゾーン330のところに加わる圧力は、約1kPa〜約10kPaの間とすることができる。これらの圧力は、一例として与えるものであって、これらに限定するものではない。
第1中央ゾーン710は、第1中央ゾーン側縁部725間の最短距離によって画定される、横断方向の第1中央ゾーン幅を有する。第1中央ゾーン幅は、約15mm〜約50mmの間とすることができる。第1中央ゾーン710は、約31mmの幅を有することができる。機械方向で測定される第1中央ゾーン710の長さは、約195mmとすることができる。各第1エッジゾーン730は、また、横断方向の第1エッジゾーン幅を有する。第1エッジゾーン幅は、約5mm〜約40mmの間とすることができる。
第2中央ゾーン745は、第2中央ゾーン側縁部760間の最短距離によって画定される、横断方向の第2中央ゾーン幅を有する。第2中央ゾーン幅は、第1中央ゾーン幅と同一とすることができる。各第2エッジゾーン765は、また、横断方向の第2エッジゾーン幅を有する。第2エッジゾーン幅は、第1エッジゾーン幅と同一とすることができる。
押さえゾーン330は、横断方向の押さえゾーン幅を有する。押さえゾーン幅は、約25mm〜約130mmの間とすることができる。押さえゾーン幅は、約60mmとすることができる。押さえゾーン幅は、第2中央ゾーン幅と各第2エッジゾーン幅との合計とほぼ同じものとすることができる。機械方向で測定される押さえゾーンの長さは、約104.5mmとすることができる。本明細書で提供される第1中央ゾーン幅、第2中央ゾーン幅、第1エッジゾーン幅、第2エッジゾーン幅、押さえゾーン長さ、及び押さえゾーン幅は、これらの寸法が最終的にはエアレイド繊維性物品100の所望の幾何学形状、コアポケット50の寸法、及び空気分配マニホールド60の幾何学形状によって決定されることを考えれば、一例であって、これらに限定するものではない。湾曲した空気分配表面262を有する空気分配マニホールド60の場合、報告される長さは、空気分配マニホールド60のおよその周囲の長さである。
第1中央ゾーン710と第1エッジゾーン730との間の境界の場合と同様に、シール材を空気分配マニホールド60の様々なゾーンの境界間に適用することができる。例えば、シール材は、第2中央ゾーン745と第2エッジゾーン765との間、第2中央ゾーン745と第1中央ゾーン710との間、第2エッジゾーン765と第1エッジゾーン730との間、押さえゾーン330と第2中央ゾーン745との間、及び押さえゾーン330と第2エッジゾーン765との間に適用することができる。
第1中央ゾーン710は、空気圧源と空気が流連通できる。第1中央ゾーン710内の空気圧は、負圧とすることができる。当業者には、負圧を真空(vacuum)又は真空圧(vacuum pressure)と呼ぶものもいる。同様に、各第1エッジゾーン730は、空気圧源と空気が流連通できる。空気分配マニホールド60は、コアポケット50が空気分配マニホールド60に沿って摺動するときに空気分配マニホールド60の第1中央ゾーン710がシールド130内の中央開口部160と空気流が連通できるように、1つ若しくはそれより多くのコアポケット50と動作可能に関連付けることができる。更に、空気分配マニホールド60は、コアポケット50が空気分配マニホールド60に沿って摺動するときに第1エッジゾーン730がコアポケット50のエッジ開口部210と空気流が連通できるように、1つ若しくはそれより多くのコアポケット50と動作可能に関連付けることができる。
平面(MD−CD平面)内で第2繊維性材料によって囲まれた第1繊維性材料の島から構成されるエアレイド繊維性物品を形成するように空気分配マニホールド60を構成する一方法は、以下の通りである。第1中央ゾーン710内の圧力は、負圧とすることができる。第1エッジゾーン730内の圧力は、正圧、周囲圧、又は負圧とすることができるが、第1中央ゾーン710内の圧力よりも大きい。この構成では、結合していない空気同伴第1繊維12の流れを提供することができる。コアポケット50は、結合していない空気同伴第1繊維12の流れと動作可能な関係で提供することができる。この構成では、第1繊維12は、コアポケット50の中央有孔性形成表面180へと引き寄せられる。第1エッジゾーン730内の正圧は、第1繊維12がエッジ有孔性形成表面195上に堆積されるのを実質的に妨げる。理論に束縛されるものではないが、コアポケット50を通じてエッジ有孔性形成表面195へと運ばれる、第1エッジゾーン730からの正圧は、第1繊維12の堆積に対する障壁の役割を果たすことができると考えられている。エッジ有孔性形成表面195に当たる第1繊維12は、第1エッジゾーン730内の正圧によって押しのけ、再浮遊させ、その後中央有孔性形成表面180上に堆積させることができる。第1エッジゾーン730上の圧力が周囲圧又は負圧で、ただし第1中央ゾーン710内の圧力よりも大きい場合、空気をエッジ形成チャンバ185から引き出して、第1繊維12を中央有孔性形成表面180に向かって誘導するのを支援し、及び/又はエッジ有孔性形成表面195上に堆積される第1繊維12の量を大幅に削減することができる。この構成では、コアポケットが第1形成領域1を出るとき、第1繊維12の島が中央有孔性形成表面180上に堆積され、エッジ有孔性形成表面195には実質的に第1繊維12が存在しない。
第2中央ゾーン745内の圧力は、第1繊維12の島を中央有孔性形成表面180上に押さえ付けるのに役立つように、負圧とすることができる。第2エッジゾーン765内の圧力を、負圧とすることができる。この構成では、第2繊維612の流れが提供される第2形成領域2内をコアポケット50が移動するとき、第2繊維612をコアポケット50内に堆積させることができ、第2排出シュート630から排出される第2繊維612は、エッジ有孔性形成表面195に引き寄せられる。第2中央ゾーン745内の圧力は、第2繊維612が引き寄せられて中央有孔性形成表面180上の第1繊維12の島の上に堆積されるほど低くないものとすべきである。より正確に言えば、圧力が加えられる場合の第2中央ゾーン745内の負圧は、中央有孔性形成表面180上に堆積される第1繊維12の島の完全性を維持するのに十分な大きさだけにすべきである。換言すれば、第2エッジゾーン765内の圧力は、第2中央ゾーン745内の圧力未満の負圧とすることができる。
平面(MD−CD平面)内で第2繊維質によって囲まれた第1繊維性材料の島から構成されるエアレイド繊維性物品を形成するように空気分配マニホールド60を構成する他の方法は、以下の通りである。第1中央ゾーン710内の圧力は、正圧、周囲圧、又は負圧とすることができるが、第1エッジゾーン730内の圧力よりも大きい。第1エッジゾーン730内の圧力は、負圧とすることができる。この構成では、結合していない空気同伴第1繊維12の流れを提供することができる。コアポケット50は、結合していない空気同伴第1繊維12の流れと動作可能な関係で提供することができる。この構成では、第1繊維12は、コアポケット50のエッジ有孔性形成表面195へと引き寄せられる。第1中央ゾーン710内の正圧は、第1繊維12が中央有孔性形成表面180上に堆積されるのを実質的に妨げる。理論に束縛されるものではないが、コアポケット50を通じて中央有孔性形成表面180へと運ばれる、第1中央ゾーン710からの正圧は、第1繊維12の堆積に対する障壁の役割を果たすと考えられている。中央有孔性形成表面180に当たる第1繊維12は、押しのけ、再浮遊させ、その後エッジ有孔性形成表面195上に堆積させることができる。第1中央ゾーン710上の圧力が周囲圧又は負圧で、ただし第1エッジゾーン730内の圧力よりも大きい場合、空気を中央形成チャンバ165から引き出して、第1繊維12をエッジ有孔性形成表面195に向かって誘導するのを支援し、及び/又は中央有孔性形成表面180上に堆積される第1繊維12の量を大幅に削減することができる。この構成では、コアポケットが第1形成領域1を出るとき、第1繊維12の環がエッジ有孔性形成表面195上に堆積され、中央有孔性形成表面180には実質的に第1繊維12が存在しない。
第2中央ゾーン745内の圧力は、負圧とすることができる。第2エッジゾーン765内の圧力は、第1繊維12の環をエッジ有孔性形成表面195上に押さえ付けるのに役立つように、負圧とすることができる。この構成では、第2繊維612の流れが提供される第2形成領域2内をコアポケット50が移動するとき、第2繊維612をコアポケット50内に堆積させることができる。第2排出シュート630から排出される第2繊維612は、中央有孔性形成表面180に引き寄せることができる。第2エッジゾーン765内の圧力は、第2繊維612が引き寄せられてエッジ有孔性形成表面195上の第1繊維12の環の上に堆積されるほど低くないものにすべきである。より正確に言えば、負圧が存在する場合の第2エッジゾーン765内の負圧は、エッジ有孔性形成表面195上に堆積される第1繊維12の環の完全性を維持するのに十分な大きさだけにすべきである。換言すれば、第2中央ゾーン745内の圧力は、第2エッジゾーン765内の圧力未満の負圧とすることができる。
第1中央ゾーン710、第1エッジゾーン730、第2中央ゾーン745、第2エッジゾーン765、及び押さえゾーン330は、特定のゾーンそれぞれの特定の空気圧源と空気流が連通できる。各ゾーンの空気圧源は、装置10の構成に応じて正又は負とすることができる。
空気分配マニホールド60は、コアポケット50が空気分配マニホールド60に沿って摺動するときに空気分配マニホールド60の第1中央ゾーン710がシールド130内の中央開口部160と空気流が連通できるように、1つ若しくはそれより多くのコアポケット50と動作可能に関連付けることができる。更に、空気分配マニホールド60は、コアポケット50が空気分配マニホールド60に沿って摺動するときに第1エッジゾーン730がコアポケット50のエッジ開口部210と空気流が連通できるように、1つ若しくはそれより多くのコアポケット50と動作可能に関連付けることができる。
約6.7kPa〜約16kPaの範囲の圧力が、コアポケットの特定の部分に繊維を引き寄せるのに適している可能性がある。約2kPa〜約20kPaの範囲の圧力が、コアポケットの特定の部分に繊維を引き寄せるのに適していることがある。他の圧力を適用して、様々な特性を有するエアレイド繊維性物品を形成できるという結果をもたらすことができるので、ここに記載のこれらの圧力は、単なる一例に過ぎず、これらに限定するものではない。1気圧よりも大きい圧力が、有孔性形成スクリーン上に繊維が堆積されるのを妨げるのに適していることがある。約101.325kPa〜約120kPaの間の圧力が、有孔性形成表面上に繊維が堆積されるのを妨げるのに適していることがある。約101.325kPa〜約200kPaの間の圧力が、有孔性形成表面上に繊維が堆積されるのを妨げるのに適していることがある。
図8に示される空気分配マニホールド60は、湾曲した空気分配表面262を有する。空気分配表面262は、コアポケット50が空気分配マニホールド60の上を摺動するときにコアポケット50に面する空気分配マニホールド60の部分である。シールド130、中央形成チャンバ165、及びエッジ形成チャンバ185は、空気分配表面262に概ね共形な、機械方向に弧状の形状を有することができる。空気分配マニホールド60は、平らな空気分配表面262を有することができる。
湾曲した空気分配表面262を有する空気分配マニホールド60では、第1中央ゾーン710は、約0.5ラジアン〜約0.7ラジアン延びることができる。また、第1エッジゾーン730も、約0.5ラジアン〜約0.7ラジアン延びることができる。第2中央ゾーン745は、約0.5ラジアン〜約0.7ラジアン延びることができる。また、第2エッジゾーン765も、約0.5ラジアン〜約0.7ラジアン延びることができる。押さえゾーン330は、存在する場合、約0.5ラジアン〜約0.8ラジアン延びることができる。第1中央ゾーン710、第1エッジゾーン730、第2中央ゾーン745、第2エッジゾーン765、及び押さえゾーン330についての寸法は、一例として与えたものであって、これらに限定するものではない。第1中央ゾーン710、第1エッジゾーン730、第2中央ゾーン745、第2エッジゾーン765、及び押さえゾーン330については他の寸法が可能であり、それらの寸法は、繊維性物品100、空気分配マニホールド60、及びコアポケット50の幾何学形状によって決まる。
空気分配マニホールド60の一実施形態の切欠図が、図9に示されている。図9に示されるように、空気圧は、空気分配マニホールド60内のダクトを通じて空気分配表面262の様々な部分へと伝える又は運ぶことができる。当業者には公知のように、空気分配マニホールドの様々な部分に圧力を伝えるのに適した、多くの可能な設計が存在する。
空気分配マニホールド60が湾曲した空気分配表面262を有する、装置10の一実施形態では、コアポケット50は、毎秒約2ラジアン〜毎秒約10ラジアンの間の角速度で空気分配マニホールドに沿って摺動することができる。コアポケット50は、毎秒約7.2ラジアンの角速度で空気分配マニホールドに沿って摺動することができる。コアポケット50の角速度には他の値が可能であるので、コアポケット50の角速度についての範囲及び特定の値は、一例として与えるものであって、これらに限定するものではない。
空気分配マニホールド60がコアポケット50の一部分と動作可能な関係にある一実施形態の図が、図10に示されている。第1中央ゾーン710、シールド130、及び中央開口部160は、第1中央ゾーン710内の空気圧を中央形成チャンバ165に伝達できるがエッジ形成チャンバ185には伝達できないように、サイズ設定及び寸法設定される。同様に、空気分配マニホールド60の各第1エッジゾーン730は、各エッジ開口部210と空気流が連通でき、それによってエッジ形成チャンバ185と空気が流連通できる。各第1エッジゾーン730及び各エッジ開口部210は、第1エッジゾーン730内の空気圧がエッジ形成チャンバ185には伝達されるが中央形成チャンバ165には伝達されないように、サイズ設定及び寸法設定される。コアポケット50と空気分配マニホールドとをこの方式で動作可能に関連付けることによって、中央有孔性形成表面180に加わる圧力を、独立制御することができ、またエッジ有孔性形成表面195に加わる圧力とは異なるものとすることができる。
中央横バッフル175は、また、第1中央ゾーン710及び第2中央ゾーン745と摺動可能かつ封止可能に係合することができる。中央横バッフル175は、中央形成チャンバ165を、互いに自由に空気が流連通していない複数の中央形成チャンバ横区画へと分割する。ゆえに、中央横バッフル175は、中央形成チャンバ165を通じた機械方向の空気の動きを大きく低減又は妨害する。
同様に、エッジ横バッフル190は、第1エッジゾーン730及び第2エッジゾーン765と摺動可能かつ封止可能に係合することができる。エッジ横バッフル190は、エッジ形成チャンバ185を、互いに自由に空気が流連通していない複数のエッジ形成チャンバ横区画へと分割する。この構造によって、エッジ形成チャンバ185を通じた機械方向の空気の動きを大幅に低減又は妨害することができる。
コアポケット50が空気分配マニホールド60に沿って摺動するとき、コアポケット50の様々な部分が、空気分配マニホールド60の様々なゾーンと空気流が連通することが可能なので、コアポケットの機械方向の空気の動きの低減が、望ましい場合がある。例えば、コアの形成時にコアポケット50が機械方向に移動するとき、コアポケット50が特定の場所にあるときには、エッジ開口部210の半分が第1エッジゾーン730と空気流が連通し、エッジ開口部210の残りの半分が第2エッジゾーン765と空気流が連通することがある。エッジ横バッフル190がなければ、エッジ形成チャンバ185に作用する空気圧は、第1エッジゾーン730及び第2エッジゾーン765のところに加わる空気圧のほぼ合力となる。これは、多数のゾーンを含む空気分配マニホールド60上のゾーンに対するエッジ有孔性形成表面195の様々な部分の場所に対応しない、エッジ有孔性形成表面195の諸部分に加わる空気圧のばらつきをもたらすことになる。エアレイド繊維性ウェブにおける最終結果は、機械方向での繊維性ウェブの坪量の緩やかなばらつきと、繊維の制御されていない堆積とをまねく可能性があり、これは、望ましくない場合がある。中央横バッフル175は、同じ方式で機能することができる。
平らな空気分配表面262を有する空気分配マニホールド60の一実施形態が、図11に示されている。平らな空気分配表面262を有する空気分配マニホールド60では、シールド130、中央形成チャンバ165、及びエッジ形成チャンバ185は、また、平らな空気分配表面262に概ね共形である扁平な形状を有することができる。コアポケットを扁平な空気分配マニホールドに動作可能に関連付ける一手法が、米国特許第3,973,291号(コールバッハ(Kolbach)、1976年8月10日発行)に示されている。
装置10は、コアポケット50と動作可能な関係に位置決めされたスカーフィングロール80を更に含むことができる。スカーフィングロール80は、コアポケット50が空気分配マニホールド60に沿って摺動するにつれて、中央有孔性形成表面180又はエッジ有孔性形成表面195上に堆積した過剰な繊維性材料を擦り取ることができるように、位置決めすることができる。過剰な繊維性材料が中央有孔性形成表面180又はエッジ有孔性形成表面195上に堆積される場合、スカーフィングロール80は、繊維性物品100の外向きの自由表面に接触する。スカーフィングロール80がコアポケット50に接触することなく繊維性物品100の外向きの自由表面に接触できるように、スカーフィングロール80を位置決めすることができる。
スカーフィングロール80は、当該技術分野において既知のように、シャフトの周りを回転する複数のブレードのロールとすることができる。スカーフィングロール80の周辺表面の動きは、エアレイド繊維性物品100の自由表面から不均一な部分を除去して、より一様で水平な表面を作り出すことができる。スカーフィングロール80の表面は、繊維性物品のスカーフ処理表面(scarfed surface)に沿って所望の輪郭を提供するように調節することができる。スカーフィングロール80は、中央有孔性形成表面180及びエッジ有孔性形成表面195がスカーフィングロール80を通過するときに、これらの表面に対して間隔を隔てた隣接関係に配置することができる。
スカーフィングロール80は、繊維性物品100がスカーフィングロール80によって移動する方向とは逆方向にスカーフィングロール80の周辺表面が移動するような方向に、回転することができる。
エアレイド繊維性物品を形成するプロセスは、エアレイド繊維性物品が形成されるときにコアポケットの様々な部分に一連の圧力を加える点から考えることができる。第1中央ゾーン710のところに加わる圧力は、第1の圧力と考えることができる。第1エッジゾーン730のところに加わる圧力は、第2の圧力と考えることができる。第2エッジゾーン765のところに加わる圧力は、第3の圧力と考えることができる。第2中央ゾーン745のところに加わる圧力は、第4の圧力と考えることができる。押さえゾーン330のところに加わる圧力は、第5の圧力と考えることができる。
装置10は、形成ゾーンシールド370を更に含むことができる。形成ゾーンシールド370は、コアポケット50が第1形成領域1及び第2形成領域2内を移動するときに周囲環境からコアポケット50に入る空気流の量が無視できるように、構成することができる。換言すれば、コアポケット50は、形成ゾーンシールド370と摺動可能かつ封止可能に係合しているものとして記述することができる。形成ゾーンシールド370は、空気流を通さない、高速製造操作で使用するのに適したいずれかの材料から構成することができる。形成ゾーンシールド370とコアポケット50との間のシールは、ウマの毛の繊維及びフェルトから構成することができる。形成ゾーンシールド370とコアポケット50との間のシールは、コアポケット50を周囲環境から完全に隔てる必要はない。より正確に言えば、コアポケット50は、エアレイド繊維性物品100の許容できない汚染が形成時に起こるのを防ぎ、また空気分配マニホールド60によってコアポケット50の様々な部分に加わる空気圧の十分な制御を可能にするのに十分な方式で、周囲環境から隔てることができる。
図12は、図1に印が付けられた断面を示しており、形成ゾーンシールド370と、コアポケット50と、空気分配マニホールド60との間の作用関係が示されている。図12に示されるように、形成ゾーンシールド370は、コアポケット50と摺動可能かつ封止可能な関係になるように位置決めすることができる。
第1ドライラップウェブ8及び第2ドライラップウェブ608は、木材パルプなどのセルロース系材料のウェブ、又は他の天然若しくは合成繊維のウェブとすることができる。繊維を空気同伴しているものとして記述する際、他のガス状媒質も好適であるものと理解される。
装置10の他の実施形態では、空気分配マニホールド60は、図13に示されるように、第1形成領域700と第2形成領域705との間にクリーニング領域900を含むことができる。クリーニング領域900は、中央クリーニングゾーン905を含むことができる。中央クリーニングゾーン905は、中央クリーニングゾーン第1端部910と、中央クリーニングゾーン第1端部910と反対側にある中央クリーニングゾーン第2端部915と、中央クリーニングゾーン第1端部910から中央クリーニングゾーン第2端部915へと延びる1対の対向する中央クリーニングゾーン側縁部920と、を有することができる。中央クリーニングゾーン第2端部915は、第2中央ゾーン第1端部750に隣接することができる。空気分配マニホールド60は、1対のエッジクリーニングゾーン925を更に含むことができ、各エッジクリーニングゾーン925は、中央クリーニングゾーン側縁部920に隣接している。各エッジクリーニングゾーン925は、エッジクリーニングゾーン第1端部930と、エッジクリーニングゾーン第1端部930と反対側にあるエッジクリーニングゾーン第2端部935と、を有することができる。
図13に示される空気分配マニホールド60の実施形態では、空気分配マニホールドは、第1形成領域700を更に含むことができる。第1形成領域700は、1対の第1エッジゾーン730を含むことができる。各第1エッジゾーン730は、エッジクリーニングゾーン第1端部930に隣接することができる。図12に示される実施形態では、第1エッジゾーン730間の空気分配マニホールド60の部分を非アクティブとすることができ、すなわち、空気分配マニホールド60のこの部分を通る空気流が起こらない。
装置10の一実施形態では、図13に示される空気分配マニホールド60は、以下のように、平面(MD−CD平面)において異なる種類の繊維の環によって囲まれた、ある種類の繊維性材料の島の設置を可能にするように構成することができる。第1エッジゾーン730内の圧力は、負圧とすることができる。第1エッジゾーン730間の空気分配マニホールド60の表面上の圧力は、周囲圧とすることができる。この構成では、結合していない空気同伴第1繊維12の流れを提供することができる。結合していない空気同伴第1繊維12の流れと動作可能な関係で、コアポケット50を提供することができる。第1繊維12を、コアポケット50のエッジ有孔性形成表面195へと引き寄せ、その表面上に堆積させることができる。第1エッジゾーン730間の空気分配マニホールド60の表面上の圧力が周囲圧であるので、第1繊維12は、中央有孔性形成表面180上にほとんど又は全く堆積されない。
コアポケット50がクリーニング領域900へと移動するとき、誤って誘導され又は誤って引き寄せられて中央有孔性形成表面180上に堆積された第1繊維12を、中央有孔性形成表面180から取り除くことができる。クリーニング領域900では、中央クリーニングゾーン905内の圧力は、正圧又は周囲圧とすることができ、エッジクリーニングゾーン925内の圧力は、負圧とすることができる。中央クリーニングゾーン905内の圧力は、負圧とすることができるが、エッジクリーニングゾーン925内の圧力よりも大きい。これらの構成のいずれでも、中央クリーニングゾーン905内の正圧及び/又はエッジクリーニングゾーン925によって中央クリーニングゾーン905から引き出される空気は、中央有孔性形成表面180上にある第1繊維12を押しのけて再浮遊させることができ、エッジクリーニングゾーン925内の負圧は、再浮遊された第1繊維12をエッジ有孔性形成表面195へと引き寄せる。
コアポケット50が第2形成領域705へと移動するとき、第2中央ゾーン745内の圧力は、負圧とすることができ、第2エッジゾーン765内の圧力は、やはり負圧とすることができる。この構成では、結合していない空気同伴第2繊維612の流れを提供することができる。コアポケット50は、結合していない空気同伴第2繊維612の流れと動作可能な関係で提供することができる。この構成では、第2繊維612は、中央有孔性形成表面180へと引き寄せられ、その表面上に堆積される。
第2エッジゾーン765内の負圧は、エッジ有孔性形成表面195上に堆積された第1繊維12を押さえ付けるのに十分なものとすべきであるが、第1繊維12の環がその負圧によって悪影響を受けるほどの負圧ではないものとすべきである。更に、第2エッジゾーン765内の負圧は、第2繊維612がエッジ有孔性形成表面195上の第1繊維12の環の上に引き寄せられるほどの負圧ではないものとすべきである。図13に示されるように構成された空気分配マニホールド60の場合、第2中央ゾーン745内の圧力は、第2エッジゾーン765内の圧力未満の負圧とすることができる。
装置10の他の実施形態では、空気分配マニホールド60は、図14に示されるように、第1形成領域700と第2形成領域705との間にクリーニング領域900を含むことができる。図14に示される空気分配マニホールド60の実施形態では、空気分配マニホールドは、第1形成領域700を更に含むことができる。第1形成領域700は、第1中央ゾーン710を含むことができる。第1中央ゾーン710は、第1中央ゾーン第1端部715と、第1中央ゾーン第1端部715とは反対側にある第1中央ゾーン第2端部720と、を有することができる。図14に示される実施形態では、第1中央ゾーン710に対して横断方向で横に隣接した空気分配マニホールド60の部分は、非アクティブであり、すなわち、空気分配マニホールド60のこれらの部分を通る空気流が起こらない。第1中央ゾーン710に対して横断方向で横に隣接した空気分配マニホールド60の部分内の圧力は、周囲圧とすることができる。周囲圧が使用される場合、エッジ有孔性形成表面195を通って引き寄せられる空気は、エッジ有孔性形成表面195上への第1繊維12の堆積を大きく妨害し、エッジ有孔性形成表面195上にある第1繊維12を押しのけて再浮遊させることができる。第1中央ゾーン710内の負圧は、再誘導及び/又は再浮遊された第1繊維12を中央有孔性形成表面180へと引き寄せることができる。
装置10の一実施形態では、図14に示される空気分配マニホールド60は、以下のように、平面(MD−CD平面)において異なる種類の繊維の環によって囲まれた、ある種類の繊維性材料の島の設置を可能にするように構成することができる。この構成では、結合していない空気同伴第1繊維12の流れを提供することができる。コアポケット50は、結合していない空気同伴第1繊維12の流れと動作可能な関係で提供することができる。第1繊維12は、コアポケット50の中央有孔性形成表面180へと引き寄せ、その表面上に堆積させることができる。エッジ有孔性形成表面195上の圧力が周囲圧であるので、第1繊維12は、エッジ有孔性形成表面195上にほとんど又は全く堆積されない。
コアポケット50がクリーニング領域900へと移動するとき、誤って誘導され又は誤って引き寄せられてエッジ有孔性形成表面195上に堆積された第1繊維12を、エッジ有孔性形成表面195から取り除くことができる。クリーニング領域900では、中央クリーニングゾーン905のところで中央有孔性形成表面180に加わる圧力は、負圧とすることができ、エッジクリーニングゾーン925のところでエッジ有孔性形成表面195に加わる圧力は、正圧、周囲圧、又は負圧とすることができるが、中央クリーニングゾーン905のところの圧力よりも大きい。この構成では、エッジクリーニングゾーン925内の正圧、又はエッジクリーニングゾーン925から引き寄せられる空気は、エッジ有孔性形成表面195上にある第1繊維12を押しのけて再浮遊させることができ、中央クリーニングゾーン905内の負圧は、再浮遊された第1繊維12を中央有孔性形成表面180へと引き寄せることができる。
コアポケット50が第2形成領域705へと移動するとき、第2中央ゾーン745内の圧力は、負圧とすることができ、第2エッジゾーン765内の圧力は、やはり負圧とすることができる。この構成では、結合していない空気同伴第2繊維612の流れを提供することができる。コアポケット50は、結合していない空気同伴第2繊維612の流れと動作可能な関係で提供することができる。この構成では、第2繊維612は、エッジ有孔性形成表面195へと引き寄せられ、その表面上に堆積される。
第2中央ゾーン745内の負圧は、中央有孔性形成表面180上に堆積された第1繊維12を押さえ付けるのに十分なものとすべきであるが、第1繊維12の島の構造がその負圧によって悪影響を受けるほどの負圧ではないものとすべきである。更に、第2中央ゾーン745内の負圧は、第2繊維612が中央有孔性形成表面180上の第1繊維12の島の上に引き寄せられるほどの負圧ではないものとすべきである。図14に示されるように構成された空気分配マニホールド60の場合、第2エッジゾーン765内の圧力は、第2中央ゾーン745内の圧力未満の負圧とすることができる。
本明細書に開示されている寸法及び値は、列挙した正確な数値に厳しく限定されるものとして理解すべきではない。それよりむしろ、特に規定がない限り、こうした各寸法は、列挙された値と、その値周辺の機能的に同等の範囲の値との両方を意味することを意図している。例えば、「40mm」として開示された寸法は、「約40mm」を意味することを意図する。
「発明を実施するための形態」で引用した全ての文献は、関連部分において本明細書に参考として組み込まれるが、いずれの文献の引用も、それが本発明に対する先行技術であることを容認するものと解釈されるべきではない。この文書における用語のいずれかの意味又は定義が、参考として組み込まれる文献における用語のいずれかの意味又は定義と対立する範囲については、本文書におけるその用語に与えられた意味又は定義を適用するものとする。
本発明の特定の諸実施形態を図示し、記載したが、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく他の様々な変更及び修正を実施できることは当業者には自明であろう。したがって、本発明の範囲内にあるそのような全ての変更修正を、添付の特許請求の範囲で扱うものとする。