JP7470635B2

JP7470635B2 - ストランド材料のテキスチャ化装置

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Publication number: JP7470635B2
Application number: JP2020512602A
Authority: JP
Inventors: リュックジェイブラント
Original assignee: オウェンスコーニングインテレクチュアルキャピタルリミテッドライアビリティカンパニー
Priority date: 2017-08-31
Filing date: 2018-08-14
Publication date: 2024-04-18
Anticipated expiration: 2038-08-14
Also published as: KR20200047593A; JP2020532662A; KR102544309B1; WO2019046010A1; CA3074207C; RU2020111071A; US20200240052A1; BR112020004095A2; CN111164247B; EP3676430A1; CN111164247A; MX2020002237A; BR112020004095B1; CA3074207A1; US11479885B2; RU2020111071A3

Description

本発明は、一般に、テキスチャ化された（texturized）ストランド材料の製造に関し、特にテキスチャ化ストランド材料を製造する装置および方法に関する。

〔関連出願の参照〕
本願は、２０１７年８月３１日に出願された欧州特許出願第１７１８８８６３．９号（発明の名称：APPARATUS FOR TEXTURIZING STRAND MATERIAL）の優先権および全権益主張出願であり、この欧州特許出願を参照により引用し、その開示内容全体を本明細書の一部とする。

ストランド材料を膨らませてウールタイプの製品にするための装置が知られている。例えば、かかる装置は、ニルソン等（Nilsson et al.）に付与された米国特許第５，９７６，４５３号明細書（以下、「第´４５３号特許明細書」という）に開示されている。第´４５３号特許明細書に記載されているように、この装置は、この装置を通ってストランド材料を動かすために圧縮空気源を用いている。圧縮空気源はまた、個々のガラス繊維フィラメントの多く（例えば、数千本）から作られたストランド材料の一体性を乱すために用いられる。

今、図１Ａ～図１Ｇを参照して、ストランド材料、例えば、第´４５３号特許明細書のストランド材料２０を膨らませてウールタイプの製品にするための従来型膨らましまたはテキスチャ化（expanding or texturizing）装置１００について説明する。装置１００は、外側ノズル区分１０２および内側ノズル区分１０４を有する。外側ノズル区分１０２は、入口部分１０６、中間部分１０８、および出口部分１１０（図１Ｅ参照）を有する。出口部分１１０は、中間ノズル区分１１２を含む。中間ノズル区分１１２は、外側ノズル区分１０２の中間部分１０８と一体であり、かつ第２の内側通路１１４を有する。出口部分１１０は、出口管１１６を受け入れることができ、この出口管は、止めねじ１１８によって定位置に保持される。外側管１１６は、第３の内側通路１２０を有する。出口管１１６は、切断装置（図示せず）、例えば、第´４５３号特許明細書の切断装置５０に結合されるのが良い。外側ノズルセグメント（図示せず）もまた、切断装置に結合可能であり、かつ第４の内側通路を有する。

内側ノズル区分１０４の一部分は、図１Ｅに示されているように外側ノズル区分１０２内に受け入れられる。ワッシャ１３０が区分１０２，１０４相互間に位置している。内側ノズル区分１０４は、本体部分１３２および本体部分１３２と一体にかつこれから延びるニードル部分１３４を含む。本体部分１３２およびニードル部分１３４は、ストランド材料が装置１００を通って動いているときにストランド材料が通る第１の内側通路１４０を有する。第１の通路１４０は、本体部分１３２の入力開口部１４２からニードル部分１３４の出力開口部１４４まで延びている。

本体部分１３２およびニードル部分１３４は、外側ノズル区分１０２の入口および中間部分１０６，１０８の内面１４６，１４８と一緒になって、内側チャンバ１５０を画定している。ニードル部分１３４の末端部１５８の外面１５６は、外側ノズル区分１０２の中間部分１０８の内面１４８から約３ｍｍの間隔を置いて位置しており、その結果、隙間Ｇ₁がニードル部分１３４の外面１５６と中間部分１０８の内面１４８との間に存在するようになっている（図１Ｆ参照）。

内側ノズル区分１０４と外側ノズル区分１０２は、任意適当な仕方で互いに接合されるのが良い。例えば、締結具（例えば、ねじ）を用いて区分１０２，１０４を互いに接合するのが良い。別の例として、本体部分１３２の外面と外側ノズル区分１０２の入口部分１０６の内面の一部分に、例えば、第´４５３号特許明細書に示されているようにねじ山が設けられても良い。この場合、本体部分１３２を回すとニードル部分１３４の外面１５６と中間部分１０８の内面１４８との間の隙間Ｇ₁を設定することができる。

ニードル部分１３４の末端部１５８の外面１５６は、円錐形の形をしており、この外面は、ニードル部分１３４の長手方向軸線ｚに対して約６０°の角度をなして延びている。同様に、外側ノズル区分１０２の中間部分１０８は、円錐形の形をしており、この中間部分は、長手方向軸線ｚに対して約６０°の角度をなして延びている。

装置１００は、ガス流源（図示せず）、例えば、空気圧縮機とインターフェースするための開口部１６０を有する。このように、加圧ガスがガス流源から開口部１６０を通ってチャンバ１５０中に流入する。加圧ガスは、ストランド材料が第１の通路１４０、第２の通路１１４、第３の通路１２０、および第４の通路を通って装置１００の遠位端に向かって送られているときにストランド材料に張力または「引張り（pull）」を及ぼす。加圧ガスはまた、ストランド材料の繊維を互いに分離させるとともにからみ合わせ、その結果、ストランド材料は、装置１００の遠位端から現れて「毛羽立った」材料またはウールタイプの製品になる。

ガス流源はまた、加圧ガスを装置１００の他の部分、例えば、上述の切断装置またはロック装置１７０（図１Ｅ～図１Ｇ参照）に提供することができる。ロック装置１７０は、装置１００を通るストランド材料の運動を選択的に止める。図１Ａ～図１Ｇに示された実施形態では、ロック装置１７０は、ロック解除状態に対応した第１の位置とロック状態に対応した第２の位置との間で空洞部１７４内で動くことができるピストン１７２を有する。ロック解除状態では、ピストン１７２の一端部は、空洞部１７４内に位置し、この一端部は、第１の通路１４０内のどのストランド材料にも当たらない。これとは逆に、ロック状態では、ピストン１７２のこの一端部は、押し下げられて（加圧ガスの印加により）、その結果、この一端部は、空洞部１７４を出て、チャネル１７６を通過し、そして第１の通路１４０に入り、ここで、この一端部は、第１の通路１４０内のストランド材料を押し、効果的にストランド材料の運動を阻止する。

上述したように、加圧ガスがチャンバ１５０中に導入されることにより、ストランド材料は、装置１００を通って動いてストランド材料の一体性を見出し、その結果、ストランド材料を形成している個々のフィラメントが互いに分離されるようになる。ストランドの一体性を乱すことは、ストランド材料のテキスチャ化に必要な先行する現象である。しかしながら、ストランド材料に衝撃を与える圧縮ガスのマイナスの結果は、ストランド材料を形成しているフィラメントのうちの何割かが切れ、そしてストランド材料から分離状態になることである。驚くべきこととして、これらの切れたフィラメントの少なくとも一部分は、加圧ガスによって装置１００を通ってこれから吹き飛ばされるのとは対照的に、装置１００内に（例えば、本体部分１３２の入力開口部１４２の近くで）集まる傾向がある。さらに、これら切れたフィラメントは、望ましくないことに、ロック装置１７０の空洞部１７４中に移動する場合がある。

装置１００内の種々の空気流通路の特定の形状および／または寸法がこの問題の一因となっていることが発見された。装置１００に関し、これら空気流通路は、第１の通路１４０、第２の通路１１４、第３の通路１２０、および隙間Ｇ₁のうちの少なくとも１つまたは２つ以上を含む。

第１の通路１４０は、本体部分１３２の入力開口部１４２からニードル部分１３４の出力開口部１４４まで延びており、この第１の通路は、第１の直径Ｄ₁を有する第１の部分１８０および第２の直径Ｄ₂を有する第２の部分１８２を含み、Ｄ₂＞Ｄ₁である。第１の直径Ｄ₁は、４ｍｍであり、第２の直径Ｄ₂は、５ｍｍである。第２の部分１８２（すなわち、Ｄ₂）から第１の部分１８０（すなわち、Ｄ₁）の移行は、ニードル部分１３４の出力開口部１４４とピストン１７２の中央軸線ｘとの間のどこかの場所で起こる。さらに、チャネル１７６が第１の通路１４０に出会う領域１７８が９０°の角度をなしている。

第２の通路１１４は、ニードル部分１３４の出力開口部１４４から第３の通路１２０まで延びており、この第２の通路は、第３の直径Ｄ₃を有する。第３の直径Ｄ₃は、第２の通路１１４の長さに沿って一様である。第３の直径Ｄ₃は、８ｍｍである。

第３の通路１２０は、出口管１１６の長さにわたって延び、この第３の通路は、第４の直径Ｄ₄を有する。第４の直径Ｄ₄は、第３の通路１２０の長さに沿って一様である。第４の直径Ｄ₄は、８ｍｍである。

本体部分１３２の入力開口部１４２は、第５の直径Ｄ₅を有し、この第５の直径は、第１の通路１４０内で（すなわち、チャネル１７６に到達する前に）第２の直径Ｄ₂に次第に移行している。第５の直径Ｄ₅は、２５ｍｍである。上述したように、第２の直径Ｄ₂は、５ｍｍである。

ニードル部分１３４の外面１５６と中間部分１０８の内面１４８の間に存在する隙間Ｇ₁は、装置１００内において実質的に一様である。隙間Ｇ₁の水平方向測定値は、３ｍｍである。

米国特許第５，９７６，４５３号明細書

装置１００によって製造されたテキスチャ化製品を自動車および産業用途において防音材および／または断熱材として使用することができる。しかしながら、かかるテキスチャ化製品を製造することができる一方で、従来型装置の効率および信頼性を損なう上述の欠点を減少させまたは違ったやり方でなくす改良型の膨らませ／テキスチャ化装置が要望されているが実現していない。

本発明の一般的な概念（技術的思想）は、一般に、テキスチャ化ストランド材料の製造に関し、特にテキスチャ化ストランド材料を製造する装置および方法に関する。

例示の実施形態では、ストランド材料をテキスチャ化するための装置が提供される。この装置は、ノズル本体と、ノズル本体を貫通して延びる通路とを有する。通路は、ノズル本体の第１の端からノズル本体の第２の端まで延びている。通路は、ストランド材料を挿通させるよう寸法決めされており、ストランド材料は、ノズル本体に第１の端のところで入り、ノズル本体を第２の端のところで出る。この装置では、加圧ガスが通路内のストランド材料に当たる。この装置は、長さＬ₁を備えた第１の部分および長さＬ₁にわたって非一様な直径Ｄ₁を有し、直径Ｄ₁は、ノズル本体の第２の端に向かう方向に増大していることを特徴とする。

例示の実施形態では、長さＬ₁は、１０ｍｍ～１２ｍｍである。例示の実施形態では、長さＬ₁は、１１ｍｍである。

例示の実施形態では、直径Ｄ₁は、長さＬ₁にわたって７ｍｍから１１ｍｍに増大している。例示の実施形態では、直径Ｄ₁は、長さＬ₁にわたって８ｍｍから１０ｍｍに増大している。

例示の実施形態では、本装置は、さらに、通路が長さＬ₂および長さＬ₂にわたって一様な直径Ｄ₂を備えた第２の部分を有し、第２の部分は、第１の部分に隣接して位置し、第２の部分は、第１の部分よりもノズル本体の第１の端の方に近い。

例示の実施形態では、長さＬ₂は、４ｍｍ～６ｍｍである。例示の実施形態では、長さＬ₂は、５ｍｍである。

例示の実施形態では、直径Ｄ₂は、７ｍｍ～９ｍｍである。例示の実施形態では、直径Ｄ₂は、８ｍｍである。

別の例示の実施形態では、直径Ｄ₁は、長さＬ₁にわたって一様であり、直径Ｄ₂は、長さＬ₂にわたって一様であり、直径Ｄ₁は、直径Ｄ₂よりも大きい。

例示の実施形態では、加圧ガスは、最初に、通路の第２の部分内のストランド材料に当たる。

例示の実施形態では、本装置は、ロック装置をさらに有する。ロック装置は、第１の状態および第２の状態のうちの一方に選択的に配置されるよう動作可能である。第１の状態は、ロック装置が通路内のストランド材料の運動を阻止するよう稼働されていることに対応する。第２の状態は、ロック装置が通路内のストランド材料の運動を可能にするよう稼働解除されていることに対応する。ロック装置は、空洞部内に設けられたピストンおよびばねを有し、シールホルダが空洞部内に封止部材を固定するよう空洞部内に設けられ、封止部材は、デブリが通路から空洞部に入るのを少なくとも部分的に阻止する。

例示の実施形態では、空洞部は、チャネルによって通路に連結され、チャネルは、ピストンの一部分が空洞部を出て通路に入ることができるよう寸法決めされ、チャネルと通路とのインターフェースの少なくとも一部分は、弧状の形をしている。

例示の実施形態では、本装置は、さらに、通路が長さＬ₃および長さＬ₃にわたって一様な直径Ｄ₃を備えた第３の部分を有し、第３の部分は、第２の部分とチャネルとの間に延びていることを特徴とする。

例示の実施形態では、長さＬ₃は、７０ｍｍ～７５ｍｍである。例示の実施形態では、長さＬ₃は、７２．４ｍｍである。

例示の実施形態では、直径Ｄ₃は、２ｍｍ～５ｍｍである。例示の実施形態では、直径Ｄ₃は、３ｍｍである。例示の実施形態では、直径Ｄ₃は、４ｍｍである。

例示の実施形態では、本装置は、さらに、通路が長さＬ₄および長さＬ₄にわたって非一様な直径Ｄ₄を備えた第４の部分を有し、直径Ｄ₄は、ノズル本体の第１の端に向かう方向に増大し、第４の部分は、チャネルとノズル本体の第１の端との間に延びていることを特徴とする。

例示の実施形態では、長さＬ₄は、８ｍｍ～１２ｍｍである。例示の実施形態では、長さＬ₄は、１０ｍｍである。

例示の実施形態では、直径Ｄ₄は、長さＬ₄にわたって４ｍｍから２６ｍｍに増大している。例示の実施形態では、直径Ｄ₄は、長さＬ₄にわたって５ｍｍから２５ｍｍまで増大している。

例示の実施形態では、本装置は、さらに、通路が長さＬ₅および長さＬ₅にわたって一様な直径Ｄ₅を備えた第５の部分を有し、第５の部分は、ノズル本体の第１の部分と第２の端との間に延びていることを特徴とする。

例示の実施形態では、長さＬ₅は、５ｍｍ～２０ｍｍである。例示の実施形態では、長さＬ₅は、１３．５ｍｍである。

例示の実施形態では、直径Ｄ₅は、９ｍｍ～１５ｍｍである。例示の実施形態では、直径Ｄ₅は、１２ｍｍである。

例示の実施形態では、本装置は、出口管をさらに有する。出口管の外径は、出口管の少なくとも一部分が第５の部分内に嵌まり込むように寸法決めされる。出口管の内径は、直径Ｄ₁の最大値に一致する。幾つかの例示の実施形態では、外側管の内径は、１０ｍｍである。

外側管は、ノズル本体に取り外し可能に取り付けられる。ストランド材料は、装置を出る前に出口管を通過することができる。例示の実施形態では、出口管は、ノズル本体に止めねじによって固定されている。例示の実施形態では、外側管は、ノズル本体よりも硬い。

例示の実施形態では、本装置は、さらに、ノズル本体が外側ノズル区分および内側ノズル区分を有することを特徴とする。外側ノズル区分は、傾斜した中間部分を含む。内側ノズル区分は、傾斜したニードル部分を含む。内側ノズル区分の少なくとも一部分は、円錐形隙間Ｇ₂が傾斜中間部分の内面と傾斜ニードル部分の外面との間に存在するよう外側ノズル区分内に位置決めされ、加圧ガスは、通路内のストランド材料に当たる前に、ノズル本体内のチャンバから隙間Ｇ₂を通って流れる。

例示の実施形態では、隙間Ｇ₂の水平距離は、１．５ｍｍ～１．９ｍｍである。

例示の実施形態では、ストランド材料は、連続ガラス繊維ストランドである。

例示の実施形態では、加圧流体は、圧縮空気である。

例示の実施形態では、本装置は、切断装置をさらに有し、切断装置は、ストランド材料を切るよう動作可能である。

他の例示の実施形態では、ストランド材料をテキスチャ化するための装置は、ノズル本体およびノズル本体を貫通して延びる通路を有し、この通路は、上述の第１の部分ならびに第２の部分、第３の部分、第４の部分、第５の部分、および隙間Ｇ₂のうちの１つまたは２つ以上を含む。

他の例示の実施形態では、ストランド材料をテキスチャ化するための装置は、ノズル本体およびノズル本体を貫通して延びる通路を有し、この通路は、上述の第１の部分ならびに第２の部分、第３の部分、第４の部分、第５の部分、および隙間Ｇ₂のうちの２つまたは３つ以上を含む。

他の例示の実施形態では、ストランド材料をテキスチャ化するための装置は、ノズル本体およびノズル本体を貫通して延びる通路を有し、この通路は、上述の第１の部分ならびに第２の部分、第３の部分、第４の部分、第５の部分、および隙間Ｇ₂のうちの少なくとも３つを含む。

他の例示の実施形態では、ストランド材料をテキスチャ化するための装置は、ノズル本体およびノズル本体を貫通して延びる通路を有し、この通路は、第１の部分、第２の部分、第３の部分、第４の部分、第５の部分、および隙間Ｇ₂のうちの２つまたは３つ以上を含む。

他の例示の実施形態では、ストランド材料をテキスチャ化するための装置は、ノズル本体およびノズル本体を貫通して延びる通路を有し、この通路は、第１の部分、第２の部分、第３の部分、第４の部分、第５の部分、および隙間Ｇ₂のうちの少なくとも３つを含む。

本発明の一般的概念の他の観点、他の利点、および他の特徴は、添付の図面に照らして読むと、以下の詳細な説明から当業者には明らかになろう。

本発明の一般的な概念の性質および利点を十分に理解するため、添付の図面と関連して行われる以下の詳細な説明が参照されるべきである。

従来型テキスチャ化装置の関連部分を示す図であり、テキスチャ化装置の上から見た斜視図である。従来型テキスチャ化装置の関連部分を示す図であり、テキスチャ化装置の正面立面図である。従来型テキスチャ化装置の関連部分を示す図であり、テキスチャ化装置の背面立面図である。従来型テキスチャ化装置の関連部分を示す図であり、テキスチャ装置の平面図である。従来型テキスチャ化装置の関連部分を示す図であり、図１ＣのＡ‐Ａ線に沿って取ったテキスチャ化装置の側面断面図である。従来型テキスチャ化装置の関連部分を示す図であり、図１Ｅのテキスチャ化装置の２つの詳細図（すなわち、細部Ａおよび細部Ｂを示す図）である。従来型テキスチャ化装置の関連部分を示す図であり、図１Ｅのテキスチャ化装置の詳細図（すなわち、細部Ｃを示す図）である。本発明の例示の実施形態にかかるテキスチャ化装置の関連部分を示す図であり、テキスチャ化装置の上から見た斜視図である。本発明の例示の実施形態に係るテキスチャ化装置の関連部分を示す図であり、テキスチャ化装置の正面立面図である。本発明の例示の実施形態に係るテキスチャ化装置の関連部分を示す図であり、テキスチャ化装置の背面立面図である。本発明の例示の実施形態に係るテキスチャ化装置の関連部分を示す図であり、テキスチャ化装置の平面図である。本発明の例示の実施形態に係るテキスチャ化装置の関連部分を示す図であり、図２ＣのＢ‐Ｂ線に沿って取ったテキスチャ化装置の断面側面図である。本発明の例示の実施形態に係るテキスチャ化装置の関連部分を示す図であり、図２Ｅのテキスチャ化装置の２つの詳細図（すなわち、細部Ｄおよび細部Ｅ）を示す図である。本発明の例示の実施形態に係るテキスチャ化装置の関連部分を示す図であり、図２Ｅのテキスチャ化装置の詳細図（すなわち、細部Ｆ）を示す図である。本発明の例示の実施形態に係るテキスチャ化装置の関連部分を示す図であり、図２Ｅのテキスチャ化装置の詳細図（すなわち、細部Ｇ）を示す図である。

本発明の一般的な概念は、本開示内容が本発明の一般的な概念の例示として見なされるという理解のもとで、多種多様な形態の実施形態が可能であるが、その種々の例示の実施形態が図面に示されるとともに本明細書において詳細に説明される。したがって、本発明の一般的な概念は、本明細書において示す特定の実施形態に限定されるものではない。

別段の指定がなければ、本明細書で用いられる用語は、本発明の一般的な概念にかかる当業者によって一般的に理解されるのと同一の意味を有する。本明細書で用いる用語の使用法は、本発明の一般的な概念だけの例示の実施形態を説明するためのものであり、本発明の一般的な概念の限定であることは意図されていない。本発明の一般的な概念および原文特許請求の範囲の説明で用いられている“a ”、“an”、および“the ”という単数形は、明示の別段の指定がなければ、複数形をも含むものである。

本発明の概念は、テキスチャ化されたストランド材料を製造する改良型装置および方法を提供する。

次に図２Ａ～図２Ｈを参照して、ストランド材料、例えば第´４５３号特許明細書のストランド材料２０を膨らませてウールタイプの製品にするための例示の装置２００を説明する。本発明の理解に関連した装置２００の部分だけを図示するとともにこれらについて説明する。装置２００は、外側ノズル区分２０２および内側ノズル区分２０４を有する。外側ノズル区分２０２は、入口部分２０６、中間部分２０８、および出口部分２１０を有する（図２Ｅ参照）。出口部分２１０は、中間ノズルセグメント２１２を含む。中間ノズルセグメント２１２は、外側ノズル区分２０２の中間部分２０８と一体であり、この中間ノズルセグメントは、第２の内側通路２１４を有する。出口部分２１０は、外側管（図示せず）を受け入れることができる空洞部２１６を有する。外側管は、外側ノズル区分２０２に設けられた穴２１８中に螺入された止めねじ（図示せず）により定位置に保持されている。出口管は、第３の内側通路を有する。出口管は、切断装置（図示せず）、例えば、第´４５３号特許明細書の切断装置５０に結合されるのが良い。外側ノズルセグメント（図示せず）もまた、切断装置に結合されるのが良く、この外側ノズルセグメントは、第４の内側通路を有する。

内側ノズル区分２０４の一部分が図２Ｅに示されているように外側ノズル区分２０２内に受け入れられている。内側ノズル区分２０４は、本体部分２３２および本体部分２３２と一体でありかつこれらから延びているニードル部分２３４を含む。本体部分２３２およびニードル部分２３４は、ストランド材料が装置２００を通って動いているときにストランド材料が通る第１の内側通路２４０を有する。第１の通路２４０は、本体部分２３２の入力開口部２４２からニードル部分２３４の出力開口部２４４まで延びている。

本体部分２３２およびニードル部分２３４は、外側ノズル区分２０２の入口および中間部分２０６，２０８の内面２４６，２４８と一緒になって、内側チャンバ２５０を画定している。ニードル部分２３４の末端部２５８の外面２５６は、外側ノズル区分２０２の中間部分２０８の内面２４８から間隔を置いて位置しており、その結果、隙間Ｇ₁がニードル部分２３４の外面２５６と中間部分２０８の内面２４８との間に存在するようになっている（図２Ｆ参照）。

内側ノズル区分２０４と外側ノズル区分２０２は、任意適当な仕方で互いに接合されるのが良い。例えば、締結具（例えば、ねじ）を用いて区分２０２，２０４を互いに接合するのが良い。別の例として、本体部分２３２の外面と外側ノズル区分２０２の入口部分２０６の内面の一部分に、例えば、第´４５３号特許明細書に示されているようにねじ山が設けられても良い。この場合、本体部分２３２を回すとニードル部分２３４の外面２５６と中間部分２０８の内面２４８との間の隙間Ｇ₂を設定することができる。

ニードル部分２３４の末端部２５８の外面２５６は、円錐形の形をしており、この外面は、ニードル部分２３４の長手方向軸線ｚに対して約６０°の角度をなして延びている。同様に、外側ノズル区分２０２の中間部分２０８は、円錐形の形をしており、この中間部分は、長手方向軸線ｚに対して約６０°の角度をなして延びている。

装置２００は、ガス流源（図示せず）、例えば、空気圧縮機とインターフェースするための開口部１６０を有する。このように、加圧ガスがガス流源から開口部２６０を通ってチャンバ２５０中に流入する。加圧ガスは、ストランド材料が第１の通路２４０、第２の通路２１４、第３の通路、および第４の通路を通って装置２００の遠位端に向かって送られているときにストランド材料に圧力または「引張り（pull）」を及ぼす。加圧ガスはまた、ストランド材料の繊維を互いに分離させるとともにからみ合わせ、その結果、ストランド材料は、装置２００の遠位端から現れて「毛羽立った」材料またはウールタイプの製品になる。

ガス流源はまた、加圧ガスを装置２００の他の部分、例えば、上述の切断装置またはロック装置２７０（図２Ｅ～図２Ｈ参照）に提供することができる。ロック装置２７０は、装置２００を通るストランド材料の運動を選択的に止める。図２Ａ～図２Ｈに示された実施形態では、ロック装置２７０は、ロック解除状態に対応した第１の位置とロック状態に対応した第２の位置との間で空洞部２７４内で動くことができるピストン２７２を有する。ロック解除状態では、ピストン２７２の一端部は、空洞部２７４内に位置し、この一端部は、第１の通路２４０内のどのストランド材料にも当たらない。これとは逆に、ロック状態では、ピストン２７２のこの一端部は、押し下げられて（加圧ガスの印加により）、その結果、この一端部は、空洞部２７４を出て、チャネル２７６を通過し、そして第１の通路２４０に入り、ここで、この一端部は、第１の通路２４０内のストランド材料を押し、効果的にストランド材料の運動を阻止する。

加圧ガスがチャンバ２５０中に導入されることにより、ストランド材料は、装置２００を通って動いてストランド材料の一体性を見出し、その結果、ストランド材料を形成している個々のフィラメントが互いに分離されるようになる。ストランドの一体性を乱すことは、ストランド材料のテキスチャ化に必要な先行する現象である。しかしながら、ストランド材料に衝撃を与える圧縮ガスのマイナスの結果は、ストランド材料を形成しているフィラメントのうちの何割かが切れ、そしてストランド材料から分離状態になることである。従来型膨らませ／テキスチャ化装置（例えば、装置１００）では、これら切れたフィラメントの少なくとも一部分は、装置内に集まる場合があり、そしてその効率を低下させ、例えば、装置の頻繁な保守を必要とする。

装置２００では、種々の空気流通路の特徴は、この問題をなくしまたは違ったやり方で軽減するよう改造されている。装置２００に関し、これら空気流通路は、第１の通路２４０、第２の通路２１４、および隙間Ｇ₂のうちの少なくとも１つまたは２つ以上を含む。

第１の通路２４０は、本体部分２３２の入力開口部２４２からニードル部分２３４の出力開口部２４４まで延びている。装置２００では、第１の通路２４０は、第６の直径Ｄ₆を有する部分２４１を含み、この第６の直径は、ニードル部分２３４の出力開口部２４４とチャネル２７６が第１の通路２４０と出会う領域２７８との間において一様であり、すなわち、長さＬ₃（図２Ｇ参照）を有する。第６の直径Ｄ₆は、ストランド材料が第１の通路を通過するのを許容するのに適した任意の寸法であって良い。代表的には、第６の直径Ｄ₆は、ストランド材料の直径よりもほんの僅か大きいであろう。このように、第１の通路２４０内におけるストランド材料の摩耗が最小限に抑えられる一方で、さらに第１の通路２４０を通る加圧ガスの逆流が回避される。幾つかの例示の実施形態では、第６の直径Ｄ₆は、２ｍｍ～５ｍｍである。幾つかの例示の実施形態では、第６の直径Ｄ₆は、３ｍｍである。幾つかの例示の実施形態では、第６の直径Ｄ₆は、４ｍｍである。

さらに、チャネル２７６が出力開口部２４４の最も近くに位置する側で第１の通路２４０に出会う領域２７８の少なくとも一部分は、図２Ｈに示されているように、急峻（例えば、９０°）に対して湾曲した移行部を有する。ストランド材料がチャネル２７６を通過しているときにストランド材料が第１の通路２４０中に入るのを容易にすることに加えて、この湾曲移行部２７８は、第１の通路２４０を通って逆流する加圧ガスによって作られる衝撃波の発生を減少させることが発見された。かかる衝撃波は、これらにより装置内におけるストランド材料からのフィラメントのちぎれを引き起こすので有害である。

第２の通路２１４は、ニードル部分２３４の出力開口部２４４から空洞部２１６まで延びている。第２の通路２１４は、第１の部分２８０および第２の部分２８２を含む。第１の部分２８０と第２の部分２８２は、図２Ｇに示されている移行部２８４によって隔てられている。

第１の部分２８０の長さＬ₁は、代表的には、第２の部分２８２の長さＬ₂よりも小さい。幾つかの例示の実施形態では、長さＬ₁は、４ｍｍ～６ｍｍである。幾つかの例示の実施形態では、長さＬ₁は、５ｍｍである。幾つかの例示の実施形態では、長さＬ₂は、１０ｍｍ～１２ｍｍである。幾つかの例示の実施形態では、長さＬ₂１１ｍｍである。

第２の通路２１４の第１の部分２８０は、第７の直径Ｄ₇を有し、この第７の直径は、その長さＬ₁に沿って一様である（図２Ｆ参照）。したがって、第１の部分２８０の内面２８６は、軸線ｚに平行である。幾つかの例示の実施形態では、第７の直径Ｄ₇は、７ｍｍ～９ｍｍである。幾つかの例示の実施形態では、第７の直径Ｄ₇は、８ｍｍである。

第２の通路２１４の第２の部分２８２は、第８の直径Ｄ₈を有し、この第８の直径は、その長さＬ₂に沿って一様ではない（図２Ｆ参照）。したがって、第２の部分２８２の内面２８８は、軸線ｚに平行ではない。これとは異なり、第８の直径Ｄ₈は、移行部２８４から空洞部２１６まで増大している。幾つかの例示の実施形態では、第８の直径Ｄ₈は、その長さＬ₂に沿って７ｍｍから１１ｍｍまで変化している。幾つかの例示の実施形態では、第８の直径Ｄ₈は、その長さＬ₂に沿って８ｍｍから１０ｍｍまで変化している。その結果、図２Ｇに示されているように、角度ｓ°は、９０°を超え、角度ｒ°は、９０°未満である。

本体部分２３２の入力開口部２４２は、第９の直径Ｄ₉を有し、この第９の直径は、第１の通路２４０の部分２４３内の第１０の直径Ｄ₁₀に（すなわち、チャネル２７６に至る前に）次第に移行（すなわち、減少）している。換言すると、チャネル２７６と入力開口部２４２との間に延びる第１の通路２４０の部分は、長さＬ₄を有し、この部分は、第１０の直径Ｄ₁₀から入力開口部２４２のところの第９の直径Ｄ₉まで増大する可変直径を有する。幾つかの例示の実施形態では、第１の通路２４０のこの部分の直径は、４ｍｍから２６ｍｍまで変化している。幾つかの例示の実施形態では、第１の通路２４０のこの部分の直径は、５ｍｍから２５ｍｍまで変化している。幾つかの例示の実施形態では、第９の直径Ｄ₉は、２４ｍｍ～２６ｍｍである。幾つかの例示の実施形態では、第９の直径Ｄ₉は、２５ｍｍである。幾つかの例示の実施形態では、第１０の直径Ｄ₁₀は、４ｍｍ～６ｍｍである。幾つかの例示の実施形態では、第１０の直径Ｄ₁₀は、５ｍｍである。一般に、第１０の直径Ｄ₁₀は、第６の直径Ｄ₆よりも大きい。

ニードル部分２３４の外面２５６と中間部分２０８の内面２４８との間に存在する隙間Ｇ₂は、装置２００では実質的に一様である。幾つかの例示の実施形態では、隙間Ｇ₂の水平測定値は、１．４ｍｍ～２．０ｍｍである。幾つかの例示の実施形態では、隙間Ｇ₂の水平測定値は、１．５ｍｍ～１．９ｍｍである。

装置２００によって製造されたテキスチャ化製品を自動車および工業用途において防音材および／または断熱材として使用することができる。上述の特定の特徴（単独でまたは組み合わせ状態）のゆえに、ストランド材料から切れて分離状態になったフィラメントは、装置２００内に堆積するのとは対照的に、装置２００を通ってこれから吹き飛ばされる可能性が多分にある。その結果、装置２００は、従来型装置と比較して、向上した効率および／または信頼性を示す。

特定の実施形態の上記説明を例示によって与えた。与えられた開示内容から、当業者であれば、本発明の一般的な概念およびこれらの付随する利点を理解するだけでなく、開示した構造および概念に対する明白な種々の変更および改造を見出すであろう。したがって、本明細書において開示されるとともに特許請求の範囲に記載された本発明の一般的な概念の精神ならびにその均等範囲に含まれるかかる全ての変更および改造を含むことが認められる。

Claims

ストランド材料をテキスチャ化するための装置（２００）であって、前記装置は、
ノズル本体（２０２、２０４）と、
前記ノズル本体を貫通して延びる通路（２１４、２１６、２４０）とを有し、
前記通路は、前記ノズル本体の第１の端（２４２）から前記ノズル本体の第２の端（２１０）まで延び、
前記通路は、ストランド材料を挿通させるよう寸法決めされており、
前記ストランド材料は、前記ノズル本体に前記第１の端のところで入り、
前記ストランド材料は、前記ノズル本体を前記第２の端のところで出、
加圧ガスが前記通路内の前記ストランド材料に当たる、装置において、
前記装置は、長さＬ₂を備えた第１の部分（２８２）および前記長さＬ₂にわたって非一様な直径Ｄ₈を有し、前記直径Ｄ₈は、前記ノズル本体の前記第２の端に向かう方向に増大しており、
前記直径Ｄ₈は、前記長さＬ₂にわたって７ｍｍから１１ｍに、または、８ｍｍから１０ｍｍに増大しており、
前記第１の部分の前記長さＬ₂は、１０ｍｍ～１２ｍｍであり、
さらに、前記ノズル本体は、外側ノズル区分（２０２）および内側ノズル区分（２０４）を有し、
前記外側ノズル区分は、傾斜した中間部分を含み、
前記内側ノズル区分は、傾斜したニードル部分を含み、
前記内側ノズル区分の少なくとも一部分は、円錐形隙間Ｇ₂が前記傾斜中間部分の内面と前記傾斜ニードル部分の外面との間に存在するよう前記外側ノズル区分内に位置決めされ、
前記加圧ガスは、前記通路内の前記ストランド材料に当たる前に、前記ノズル本体内のチャンバから前記隙間Ｇ₂を通って流れ、
前記隙間Ｇ₂の水平距離は、１．５ｍｍ～１．９ｍｍである、装置。
前記長さＬ₂は、１１ｍｍである、請求項１記載の装置。
さらに、前記通路は、長さＬ₁および前記長さＬ₁にわたって一様な直径Ｄ₇を備えた第２の部分（２８０）を有し、
前記第２の部分は、前記第１の部分に隣接して位置し、
前記第２の部分は、前記第１の部分よりも前記ノズル本体の前記第１の端の方に近い、請求項１記載の装置。
前記長さＬ₁は、４ｍｍ～６ｍｍである、請求項３記載の装置。
前記長さＬ₁は、５ｍｍである、請求項３記載の装置。
前記直径Ｄ₇は、７ｍｍ～９ｍｍである、請求項３記載の装置。
前記直径Ｄ₇は、８ｍｍである、請求項３記載の装置。
前記加圧ガスは、最初に、前記通路の前記第２の部分内の前記ストランド材料に当たる、請求項３記載の装置。
ロック装置をさらに有し、
前記ロック装置は、第１の状態および第２の状態のうちの一方に選択的に配置されるよう動作可能であり、
前記第１の状態は、前記ロック装置が前記通路内の前記ストランド材料の運動を阻止するよう稼働されていることに対応し、
前記第２の状態は、前記ロック装置が前記通路内の前記ストランド材料の運動を可能にするよう稼働解除されていることに対応し、
前記ロック装置は、空洞部（２７４）内に設けられたピストン（２７２）およびばねを有し、
シールホルダが前記空洞部内に封止部材を固定するよう前記空洞部内に設けられ、
前記封止部材は、デブリが前記通路から前記空洞部に入るのを少なくとも部分的に阻止する、請求項３記載の装置。
前記空洞部は、チャネル（２７６）によって前記通路に連結され、
前記チャネルは、前記ピストンの一部分が前記空洞部を出て前記通路に入ることができるよう寸法決めされ、
前記チャネルと前記通路とのインターフェース（２７８）の少なくとも一部分は、弧状の形をしている、請求項９記載の装置。
さらに、前記通路は、長さＬ₃および前記長さＬ₃にわたって一様な直径Ｄ₆を備えた第３の部分（２４１）を有し、
前記第３の部分は、前記第２の部分と前記チャネルとの間に延びている、請求項１０記載の装置。
前記長さＬ₃は、７０ｍｍ～７５ｍｍである、請求項１１記載の装置。
前記長さＬ₃は、７２．４ｍｍである、請求項１１記載の装置。
前記直径Ｄ₆は、２ｍｍ～５ｍｍである、請求項１１記載の装置。
前記直径Ｄ₆は、３ｍｍである、請求項１１記載の装置。
前記直径Ｄ ₆は、４ｍｍである、請求項１１記載の装置。
さらに、前記通路は、長さＬ₄および非一様な直径Ｄ₄を備えた第４の部分（２４３）を有し、前記直径Ｄ₄は、前記長さＬ₄にわたって第１の直径Ｄ₁₀から第２の直径Ｄ₉に前記ノズル本体の前記第１の端に向かう方向に増大し、
前記第４の部分は、前記チャネルと前記ノズル本体の前記第１の端との間に延びている、請求項１２記載の装置。
前記長さＬ₄は、８ｍｍ～１２ｍｍである、請求項１７記載の装置。
前記長さＬ₄は、１０ｍｍである、請求項１７記載の装置。
前記直径Ｄ₄は、長さＬ₄にわたって４ｍｍから２６ｍｍに増大している、請求項１７記載の装置。
前記直径Ｄ₄は、前記長さＬ₄にわたって５ｍｍから２５ｍｍに増大している、請求項１７記載の装置。
さらに、前記通路は、長さＬ₅および前記長さＬ₅にわたって一様な直径Ｄ₅を備えた第５の部分を有し、
前記第５の部分は、前記ノズル本体の前記第１の部分と前記第２の端との間に延びている、請求項１７記載の装置。
前記長さＬ₅は、５ｍｍ～２０ｍｍである、請求項２２記載の装置。
前記長さＬ₅は、１３．５ｍｍである、請求項２２記載の装置。
前記直径Ｄ₅は、９ｍｍ～１５ｍｍである、請求項２２記載の装置。
前記直径Ｄ₅は、１２ｍｍである、請求項２２記載の装置。
出口管をさらに有し、
前記出口管の少なくとも一部分は、前記第５の部分内に嵌まり込み、
前記出口管は、前記ノズル本体に取り外し可能に取り付けられ、
前記ストランド材料は、前記装置を出る前に前記出口管を通過することができる、請求項２２記載の装置。
前記出口管は、前記ノズル本体に止めねじによって固定されている、請求項２７記載の装置。
前記加圧ガスは、圧縮空気である、請求項１記載の装置。
切断装置をさらに有し、前記切断装置は、前記ストランド材料を切るよう動作可能である、請求項１記載の装置。