JPH10510332A - 不織性材料を製造するための調節装置を有するエアーレーイング形成ステーション - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 第１の材料と、この第１の材料と実質的に異なる少なくとも１つの物理的特性を有する第２の材料とから不織基材を形成するエアーレーイング形成ステーション（ＡＬＦＳ）。ＡＬＦＳは、成形室と、第１の材料と関連して移動し、第１と第２の材料の付着物を受ける形成手段とを有している。第１の分配装置は第１の材料を供給する。真空源は、第１の材料を成形用スクリーン上に付着する空気流を供給する。第２の分配装置は、第１の材料から独立した第２の材料を第１の分配装置と成形用スクリーンとの間で１つまたはそれ以上の調節装置に沿って重力によって供給する。

Description

【発明の詳細な説明】 不織性材料を製造するための調節装置を有するエアーレーイング形成ステーショ ン 発明の背景 １．技術分野 本発明は、エアーレーイング形成ステーション（ａｉｒ ｌａｙｉｎｇ ｆｏ ｒｍｉｎｇ ｓｔａｔｉｏｎ）に関し、特に、特性と成分とが異なる第１と第２ の材料とから不織性材料を製造し、第２の材料の流れを重力によって第１の材料 とは独立して向けるための調節装置を有するエアーレーイング形成ステーション に関する。２．議論 適切なエアーレーイング形成ステーション（ＡＬＦＳ）は、例えば、高吸収性 材料（ＨＡＭ）と繊維材料（ＦＭ）のような、特性と成分の異なる材料の搬送と 分配混合に１つの空気流を使う。材料の相異（大きさ、形および密度のような） が多くなると、材料は共通の空気流内で異なった行動をし、また、混合物の、望 ましくない制御不能な分離が起きる。分離による問題は、流れの間隔が増加する ように、また、ＡＬＦＳや不織性材料の機械と交差する方向（ＣＤ）の幅が増加 するように増大する。このような、空気流における材料の間隔、幅および行動的 相異の増加は、機械の方向（ＭＤ）とＣＤの坪量に大きな変化をもたらす。通常 のＡＬＦＳは、一般的に、特にＣＤの幅が１メートルに近いかそれ以上のような 、不織性材料のＨＡＭの均一で制御された分配を提供できない。更に、通常のＡ ＬＦＳは、ＨＡＭの量の集中が重量で１５から２０％に近いがそれ以上のような 、不織性材料のＨＡＭの均一で制御された分配を提供できない。 単一の空気流で混合した材料を搬送する結果、通常のＡＬＦＳは、一般に、た だ単にほぼ均質に混合されたＨＡＭとＦＭとを作りだし、Ｚ軸にＨＡＭとＦＭが 集中した複数のゾーンを有する不織性材料を作り出すことは出来ない。このよう にして、単一の通常のＡＬＦＳは、不織性材料内に以後の工程や消費者の使用中 ＨＡＭをより含ませるために、ほとんどＨＡＭのない即ちＨＡＭを減少したダス ティングゾーンの不織性材料を製造することは出来ない。Ｚ軸に沿って複数のＨ ＡＭ集中ゾーンを設けることの利点は、おむつや女性用衛生製品などに関する公 知の沢山の出願によりよく知られている。公知のものは、一般に、可変のＨＡＭ 集中ゾーンの２つのキーになる利点に焦点を当てている。その第１は、ＨＡＭの 能率と効果の改良であり、その第２は、構造中におけるＨＡＭの改良された拘束 である。 別々の空気流で吸収性の本体を形成するＨＡＭやＦＭの搬送が、例えば、ブリ ソン（Ｂｒｙｓｏｎ）に許可された米国特許第４、９２７、５８２号で提案され ている。ブリソンに示されたものにおいて、ブロワー４８は、ＨＡＭ２８を１つ またはそれ以上のパイプライン導管２０を経由して成形室１０内へ推進する。真 空源３２は、成形用スクリーン３０に抗してＦＭ１４を引く矢印３６で示した空 気流を作り出す。調節装置（ｂａｆｆｌｅ）３４は、反対側の側壁（例えばＣＤ ）に取着されていて、ウェブ４１を横切ったＨＡＭの横方向分配を調整するのに 使われる。 しかしながら、使用に当たって、成形室１０内へＨＡＭ２８を推進する空気噴 射は、ＦＭ１４の流れを成形用スクリーン３０上で分裂させ、ＦＭ１４の均一な 分配に逆の影響を与える。１つまたはそれ以上のパイプライン導管２０を使用す ると、特に幅広い装置（ＣＤの）では、成形用スクリーン３０に付着されるＨＡ Ｍ２８の坪量のＣＤの制御がおろそかになる。更に、そのような使用と調節装置 ３４の配置は、成形用スクリーンでのＦＭ１４の組織を分裂させる。 ブリソンに示されたものは、ＨＡＭとＦＭとは別々に導かれるが、ＣＤのＨＡ Ｍ２８の外形の坪量は、ＨＡＭ２８が調節装置３４を使用してＦＭ１４と混合し た後で達成される。ブリソンに示されている調節装置３４を使用したＨＡＭ２８ の外形は、同様に、ＣＤのＦＭ１４の量の外形を変える。従って、独立したＣＤ のＦＭ１４とＨＡＭ２８の坪量は達成されない。 それ故、変えられたＭＤと、かなり異なった特性と成分を有する第１の材料（ 例えばＦＭ）内の第２の材料（例えばＨＡＭ）のＣＤの可変性とを有する不織性 材料を形成するＡＬＦＳが望まれていた。さらに、かなり異なった特性と成分 を有する第１の材料（例えばＦＭ）内の第２の材料（例えばＨＡＭ）のＺ軸配置 を制御することにより、不織性材料を形成するＡＬＦＳが望まれていた。 発明の概要 本発明によるエアーレーイング形成ステーション（ＡＬＦＳ）は、第１の材料 と、この第１の材料と少なくとも１つは特性の異なった第２の材料とから、不織 性材料を形成する。このＡＬＦＳは、成形室と、この成形室と関連して移動し、 第１と第２の材料の付着を受ける成形用スクリーンとを有している。第１の材料 の分配装置すなわち分配装置は、第１の材料を分配する。流出装置は、第１の材 料を成形用スクリーンに付着させる空気流を供給する。第２の材料の分配装置は 、第１の材料とは独立して、第１の材料の分配装置と成形用スクリーンとの間に 、重力によって第２の材料を分配する。 本発明の１つの特徴によれば、第２の材料の分配装置は、調節装置を使用して いて、第２の材料はそれに沿って、重力によりその流れが向けられるように搬送 される。 本発明の他の特徴によれば、第２の材料の分配装置の調節装置は、第２の材料 をＡＬＦＳの成形室内へ導く。 本発明のさらに他の特徴によれば、調節装置は、それらの間を規定する上部と 下部の平坦部を有している。 調節装置は、円形部分即ち部分を有している。 本発明のよりさらなる他の特徴によれば、カバーが、第２の材料が分配されて いて調節装置によって方向付けられているとき、第２の材料の分裂を押さえるた めに調節装置に設けられている。 その他の特徴は容易に明らかとなろう。 図面の簡単な説明 本発明の種々の利点が、本明細書を研究し、図面を参照することにより当業者 に明らかになろう。すなわち： 図１は、本発明の第１の実施例に基づくエアーレーイング形成ステーションの 側面図。 図２は、図１の２−２線に沿った不織性材料の断面図。 図３Ａは、本発明の第２の実施例に基づくエアーレーイング形成ステーション の側面図。 図３Ｂは、図３Ａに類似しているが、出口が２つある調節装置を持った、本発 明の第３の実施例に基づくエアーレーイング形成ステーションの側面図。 図４は、本発明の第４の実施例に基づくエアーレーイング形成ステーションの 側面図。 図５は、本発明の不織性材料内の材料１と２との分配に影響するパラメータを 示すエアーレーイング形成ステーションの側面図。 図６は、本発明の例示的調節装置のセットアップパラメータと、結果としての 不織性材料の構造とを示すエアーレーイング形成ステーションの概略側面図。 図７は、図６の３−３線に沿った不織性材料を示す断面図。 好ましい実施例の説明 議論の背景は、高吸収性材料（ＨＡＭ）と繊維性材料（ＦＭ）とを有する吸収 性の本体製造用のエアーレーイング形成ステーション（ＡＬＦＳ）の問題の議論 に最初に限定されるが、当業者には、上で述べたことは、他の材料と共同する不 織性材料に応用されることが理解できる。 図１は、ＡＬＦＳ１０の側面断面図を示している。当業者には、ＡＬＦＳが、 ＣＤの種々の幅に適応できることが理解できる。ＭＤにおけるＡＬＦＳの長さと 高さおよびＺ軸方向は、同様に所望の大きさに変え得る。図２において、Ｙ軸は ＭＤを示し、Ｘ軸は機械と交差する方向を示し、Ｚ軸は、不織性材料の厚さを示 している。Ｚ軸は、ＸとＹ軸に直交する。本発明のＡＬＦＳ１０は、第１の材料 ２６と第２の材料３４の管理された濃度のＺ軸領域を持った不織性材料１４を製 造する。例えば、本発明のＡＬＦＳ１０は、第１の材料２６を多くおよび好まし くはそれのみを含有していて、第１の材料２６と第２の材料３４とがほぼ均一に 混在している中間のゾーン３０を取り囲んでいるダスティングゾーン１８と２２ とを有する不織性材料１４を製造する。外側のダスティングゾーン１８と２２と は、第２の材料３４が極めて低い濃度の（好ましくは存在しない）表面を備えて いて、これは、その後の処理および消費者の使用中における第２の材料３４のロ スを減少するバリヤとして作用する。外側のダスティングゾーン１８と２２につ いては、より詳細に、「ばらばらの粒子を有するエアーレーイング繊維性織物用 装置および方法」の名称の米国特許第４、９０４、４４０号と、「成分の多様性 を有するエアーレーイング繊維性織物用装置および方法」米国特許第４、９０８ 、１７５号とに示されており、ここで参照して本明細書に含める。 第１の材料２６は、第２の材料３４とは少なくとも１つは異なった特性を有し ている。例えば、第１の材料２６は、混合比率、成分、大きさ、形、密度、親水 性、吸収性、化学性、機能などを有し得、これらの内少なくとも１つまたはそれ 以上が第２の材料３４の対応する特性と異なっている。第１の材料２６と第２の 材料３４は、次のようなものと混合できる。すなわち、自然に、または科学的に 、機械的に、または熱的に変えられ、強化され、架橋結合され得る純粋のセルロ ースまたは木材パルプ繊維；繊維またはマトリクス繊維（例えばポリエステルの ような）または結合繊維（例えば、ポリエチレン／ポリプロピレンの２成分）の ような合成繊維；超吸収性の繊維、粒子、粉末またはフォーム；芳香調整用粒子 または粉末；接着性または結合性の粒子または粉末；等である。当業者にとって 他の型の材料でも良いことは明らかである。 図１のＡＬＦＳ１０は、好ましくはＡＬＦＳ１０と関連して移動する成形用ス クリーン３８上で不織性材料１４を製造する。例えば、成形用スクリーン３８は 、サポートローラ４２と４４とに巻回されたエンドレスベルトで形成し得る。例 えばモータ４６のような適当な駆動手段が、サポートローラ４２か４４の少なく とも一方を、選択された速度で矢印「Ａ」の方向へ回転する。その結果、成形用 スクリーン３８は、矢印「Ｂ」の機械の方向（ＭＤ）へ動く。成形用スクリーン ３８は、他の形でも形成でき、例えば、モータで回転される円形のドラムで形成 してもよく、これはブリソンの米国特許第４、９２７、５８２号に開示されてい る。ＡＬＦＳ１０を、固定された成形用スクリーン３８に対して移動させるか、 または、ＡＬＦＳ１０と成形用スクリーン３８とを互いに相対的に移動させ得る ようにしても良い。成形用スクリーン３８は、テネシー州ポートランドのアルバ ニーインターナショナル社からエレクトロテック４として得られる。当業者によ れば、他の成形用スクリーン３８も使用し得る。 ＡＬＦＳ１０は、さらに下流側の端壁５４と上流側の端壁５６とを持った成形 室５０を有している。下流側の端壁５４と上流側の端壁５６との向き合った端部 にそれぞれ接続された複数の側壁６０が同様に設けられている。ＡＬＦＳ１０は 、成形室５０内であってＣＤを所望の幅横切っていて、第１の材料２６の所望の 配分を供給する第１の材料の分配装置６６と６８とを使っている。好ましくは、 第１の材料の分配装置６６と６８とは、回転式の円筒状分配用スクリーンである 。このような分配用スクリーンは、「エアーレード織物を製造するシステム」の 名称の米国特許第４、６４０、８１０号に詳細に開示されており、ここで参照し て本明細書に含める。第１の材料２６は、第１の材料の分配用スクリーン６６と ６８との内部に供給される。第１の材料の分配用スクリーン６６と６８とが回転 すると、第１の材料２６は、回転する円筒状のスクリーンから不均一に供給され る。第１の材料の分配用スクリーン６６と６８とが開示されているが、１つまた はそれ以上の他の適当な分配装置が意図され使われる。 ＡＬＦＳ１０は、さらに、普通の送風機のような真空源７０を有していて、成 形室５０を通して、第１の材料２６を分配装置６６と６８とから成形用スクリー ン３８に向かって引くために、選択された圧力差を作り出す。シールローラ７１ と７２とは、成形室５０と成形用スクリーン３８との間の真空損出を減少する。 好ましくは、真空源７０は、成形室５０と成形用スクリーン３８との下方に設け られた真空ボックス７２に接続された送風機である。真空源７０は、図１に矢印 「Ｃ」で示したように、成形室５０と成形用スクリーン３８とを通って真空ボッ クス７２への空気流を作り出す。真空ボックス７２は、シールローラ７１と７２ とのほぼ下方で成形用スクリーン３８に直接接触しているシールデッケル７４と ７５とを有する。空気流「Ｃ」は、第１の材料２６と、より少ない量の第２の材 料３４とを成形用スクリーン３８に吸着するように作用する。 調節装置７６は、第１の材料の分配装置６６と６８との下方であって成形用ス クリーン３８上で、第２の材料の分配装置８０によって供給される第２の材料３ ４を成形室５０内へ向ける。好ましくは、第２の材料の分配装置８０は、第２の 材料３４を所望の幅、所望のパターンでＣＤで横切って分配し、第２の材料３４ は、最初重力で搬送される。 調節装置７６は、図１に示したように、上流側の端壁５６に隣接し得る。ある いは、調節装置７６は下流側の端壁５４に隣接させるか、または上流側の端壁５ ６と下流側の端壁５４とにそれぞれ隣接しても良い。調節装置７６は、図示した ように、端壁５６と５４の中間部位から延在しても良い。あるいは、図３Ａと３ Ｂとに示したように、調節装置９０は、第１の材料の分配装置６６と６８との間 に設けても良い。さらに、図３Ｂに示したように、調節装置９２は、複数の出口 ９４と９６とを有しても良い。調節装置７６、９０および９２は、図１に示した ように、アーチ状の断面である。あるいは、調節装置７６は、単一の平坦部、あ るいは好ましくは、図４に示したように、互いにある角度を持って接続された少 なくとも２つの平坦部からなってもよい。好ましくは、調節装置７６は、第１の 材料の分配装置６６と６８およびＣＤの所望の不織性材料の幅にほぼ等しい幅を 有している。 使用時、モータ４６が、成形用スクリーン３８を成形室５０と関連して動かす サポートローラ４２と４４とを回転する。真空源７０は、第１の材料の分配装置 ６６と６８とによって成形用スクリーン３８に供給される第１の材料２６を引き 出す空気流「Ｃ」を作り出す。第２の材料の分配装置８０は、第１の材料２６と は別に、第２の材料３４の流れを計量し分配する。第２の材料３４は、最初は重 力で調節装置７６に沿って成形用スクリーン３８上に落下する。本発明のＡＬＦ Ｓ１０は、それ自体、第１の材料２６の供給とは別に独立して、第１の材料の分 配装置６６と６８との間に重力によって分配された第２の材料３４を供給する。 ＡＬＦＳ１０は、第１の材料２６と第２の材料３４とのＭＤとＣＤへの均一な供 給を提供する。言い換えれば、本発明によるＡＬＦＳ１０は、第１の材料２６と 第２の材料３４の両方が成形室５０内で混合する前に独立した輪郭を描く。それ 自体、共通の空気流の非類似の材料の望ましくないおよび制御できない分離が回 避され、そして、本発明によるＡＬＦＳ１０は、第１の材料２６の成形用スクリ ーン３８への吸着をそれほど変えずに、第２の材料３４のＸとＹ軸方向（例えば ＣＤおよびＭＤ）の望ましくない可変性をめざましく減少する。調節装置７６、 ９０および９２は、第１の材料２６の形状の分裂を最小にするように配置される 。重要なのは、ＡＬＦＳ１０が、Ｘ軸方向またはＣＤに種々な幅で構成できるこ とであり、ＭＤとＣＤとの第２の材料３４の種類は、Ｘ軸方向とＣＤのＡＬＦＳ １ ０の幅の関数ではないことである。 典型的には、第２の材料の分配装置８０からの第２の材料３４の流れは、ＭＤ （すなわち時間）とＣＤにおいて一定でかつ均一であるが、しかし、もし不織性 材料が指示を必要とするならば、第２の材料の分配装置８０を適当に設計変更す ることにより、第２の材料３４の流れはＭＤとＣＤにパターン化できる。例えば 、調節装置７６は、第２の材料３４に縞模様の感じを与える溝すなわちチャンネ ルを有し得る。これは、第２の材料３４にＣＤで周期的に繰り返される分配をも たらす。第２の材料３４のそのような周期的な繰り返しパターンは、繰り返しの 性質上、繰り返しパターン無しで分配された第２の材料３４が以下において実質 的に均一と考えられるように、ＣＤにおいて実質的に一定であるように考えられ る。基礎になるのは、何れの構成においても、どのＣＤの位置においても、第２ の材料３４の分配が他のＣＤの位置と合致することである。その調節装置の使用 と共に、第２の材料３４のパターン化された流れは、種々の制御された、ＭＤと ＣＤの第２の材料３４の濃度パターンおよび不織性材料の厚さを有する不織性材 料の製造を可能とする。第２の材料の分配装置８０に使われる種々の装置が当業 者に知られていて、ＨＡＭを供給する好ましい装置は、乾燥した材料のダスティ ング、シーディング（ｓｅｅｄｉｎｇ）およびトッピング（ｔｏｐｐｉｎｇ）用 供給装置である。特に、オハイオ州フレモントのクリスティマシーン社から売ら れているモデルＣｏａｔ−Ｏ−Ｍａｔｉｃ２３．６２−ＤＥ−Ｓである。 図４に、好ましい実施例のＡＬＦＳ１０が示されている。わかりやすくするた めに、図１と２の参照符号は図４にも適用されるであろう。さらに、詳細、例え ば、モータ４６や真空源７０などは、図４を簡単にするため省略されている。 ＡＬＦＳ１０は、調節装置１０４とカバー１０６とを持った固定具を有してい る。調節装置１０４は、好ましくは、上部および下部の平坦部１０８および１１ ０を有している。上部の平坦部１０８は、適当な方法例えば、膠、半田、ボルト 、クランプなどの適当な方法で上流側の端壁５６に取着されている。調節装置１ ０４の上部の平坦部１０８を端壁５６に取着する適当な方法は、当業者に明らか である。下部の平坦部１１０は、上部の平坦部１０８と角度「Ｔ」を成している 。好ましくは、上部および下部の平坦部１０８と１１０とは、それぞれ、材料の 一 つの平坦部を曲げて作られる。ＬＥＸＡＮ（登録商標）は、固定具１０２用の構 成の好ましい材料である。好ましくは、ＬＥＸＡＮ（登録商標）は、０．２５イ ンチの厚さを有している。 カバー１０６は、調節装置１０４の上部の平坦部１０８に隣接して適当な手段 で設けられていて、上部および下部の平坦部１０８と１１０とに沿って各通過す る第２の材料３４の流れをほとんど妨げない。カバー１０６は、ＬＥＸＡＮ（登 録商標）で作られていて、約０．２５インチの厚さを有している。例えば、調節 装置１０４のカバー１０６と上部の平坦部１０８との間の所望の間隙に相当する スペーサ１１４は、カバー１０６の内面と調節装置１０４の上部の平坦部１０８ とに付着される。カバー１０６を調節装置１０４の上部の平坦部１０８に取着す る他の適当な手段は、当業者に明らかである。調節装置１０４とカバー１０６と の間隙は、出来るだけ小さく、しかし、それらの間を通過する第２の材料３４の 所望の最大の流れに十分許容可能でなければならない。典型的な間隙は、０．１ ８７５インチである。カバー１０６の上部の平坦部１２４と調節装置１０４の上 部の平坦部１０８は、第２の材料の分配装置８０を支持するのに適している。カ バー１０６の下部の平坦部１２６と上部の平坦部１２４とは、互いに角度「Ｓ」 を成している。角度「Ｓ」は、可能な限り大きくなければならないが、調節装置 １０４の上部の平坦部１０８とカバー１０６の上部の平坦部１２４と間の間隙が 、第２の材料の分配装置８０の全ての出力を捕捉するのに満足な大きさであるよ うに、十分小さくなければならない。大きい角度あるいは小さい角度が採用でき るが、角度「Ｓ」の典型的な値は、１４０度である。 カバー１０６の下部の平坦部１２６は、角度「Ｔ」に向かって延在していて、 好ましくは、カバー１０６の下部の平坦部１２１６の端部と調節装置１０４の下 部の平坦部１１０との間の間隙が、調節装置１０４とカバー１０６との間の間隙 に等しくなるような、調節装置１０４の下部の平坦部１１０からの距離で終わる 。しかしながら、カバー１０６の下部の平坦部１２６は、それが角度「Ｔ」を越 えて調節装置１０４の下部の平坦部１１０と平行になるように更に延びていても 良い。 十分な間隙が、この場合に維持されなければならない。このようにして、カバ ー１０６の下部の平坦部１２６は、同様に、角度「Ｔ」に等しい角度含んでいな ければならない。 図５に、ＡＬＦＳ１００の調節装置１０４用の重要な設計パラメータがより詳細 に示されている。わかりやすくするために、図１、２および４において適用でき る参照符号は、図５においても用いた。更に、例えばモータ４６、真空源７０な どの詳細は図５を簡単にするために省略した。カバー１０６を有する調節装置１ ０４は、端壁５６および／または５４とは独立し、第２の材料３４を端壁５６ま たは５４のいずれかあるいは両方から導くようにしても良い。これらの設計パラ メータは、不織性材料１４内の第２の材料３４のＺ軸の位置に影響する。より詳 細には、これらの設計パラメータは、調節装置１０４の先端の明確な位置と、調 節装置１０４の先端１３０にそれがあるような第２の材料３４の運動量のベクト ルとにより、不織性材料１４内の第２の材料３４のＺ軸の位置に影響する。基本 的な設計理念は、図５に示されたＡＬＦＳの設計と関連して詳細に議論されるこ とに注意しなければならない。これらの理念は、ここの開示で議論された他のＡ ＬＦＳに簡単に応用できる。 不織性材料１４の秤量と厚さは、不織性材料が、矢印「Ｄ」で示したように、 成形用ゾーン５０を通って機械の方向へ動くと次第に増大する。このことは、上 流側の端壁５６近傍と下流側の端壁５４近傍とで比較した不織性材料１４の厚さ の差で示されている。上流側の端壁５６近傍で成形用ワイヤ３８に落ちる第１の 材料２６の最初の成分は、不織性材料１４内でワイヤ側の表面２００を形成する 。成形用ワイヤ３８は、成形用ゾーン５０を通って機械の方向へ動き続けるので 、第１の材料２６の追加の成分は、不織性材料１４の積もっている表面の上に落 ち、第１の材料２６の最終の成分が下流側の端壁５４の近傍において不織性材料 １４内でワイヤ側の表面を形成する不織性材料１４の表面上に落ちるまで、不織 性材料１４の秤量と厚さを増加する。第１の材料２６の全ての成分のＺ軸位置は 、その成分が、端壁５４と５６とに関連した成形用ゾーン５０の機械の方向軸に 沿った不織性材料１４の積もった表面のどこに落ちるかによる。成形室５０内の 上流側の端壁５６の近傍で不織性材料１４の積もった表面上に落ちる第１の材料 ２６の成分は、不織性材料１４内のワイヤ側の表面２００の近傍でＺ軸位置を有 して いる。成形室５０内の下流側の端壁５４の近傍で不織性材料１４の積もった表面 上に落ちる第１の材料２６の成分は、不織性材料１４内のワイヤ側でない表面２ ０１の近傍でＺ軸位置を有している。端壁５４と５６との間でより中間的に不織 性材料１４の積もった表面上に落ちる第１の材料２６の成分は、不織性材料１４ 内で面２００と２０１との間でより中間的にＺ軸位置を有する。 不織性材料１４内の第２の材料３４のＺ軸位置は、同じようなパターンを描く 。もし第２の材料３４が、上流側の端壁５６の近傍で不織性材料１４の積もった 表面上に落ちると、第２の材料３４は、不織性材料１４内でワイヤ側の表面２０ ０の近傍でＺ軸位置を有する。もし第２の材料３４が、下流側の端壁５４の近傍 で不織性材料１４の積もった表面上に落ちると、第２の材料３４は、不織性材料 １４内でワイヤ側でない表面２０１の近傍でＺ軸位置を有する。もし第２の材料 ３４が、端壁５４と５６との間のより中間的な不織性材料１４の積もった表面上 に落ちると、第２の材料３４は、不織性材料１４内で、面２００と２０１との間 でより中間的なＺ軸位置を有する。調節装置１０４の先端１３０の特定の位置に 沿って、調節装置１０４の先端１３０に残された第２の材料３４の運動量のベク トルは、かなりの程度、機械の方向（Ｙ軸）に沿って、第２の材料３４が、成形 室５０内で不織性材料１４の積もった表面、つまり不織性材料１４内で第２の材 料３４のＺ軸位置のどこに落ちるかを決める。 運動量のベクトルは、大きさと方向の両方を有している。これらは、不織性材 料１４内の第２の材料３４のＺ軸位置を決めるのに重要である。何れも調節装置 １０４の設計パラメータに影響される。 慣性ベクトルの大きさは、質量と速さの関数であるが、質量は与えられた第２ の材料３４で固定されるので、慣性ベクトルの大きさは、基本的には、第２の材 料３４が調節装置１０４の先端１３０を離れるときの速度の関数である。比較的 大きな慣性ベクトルを持った第２の材料３４は、上流側の端壁５６の近くに落ち るので、不織性材料１４内の比較的ワイヤ側の表面２００に近いＺ軸位置を有す る。逆に、比較的小さな慣性ベクトルを持った第２の材料３４は、下流側の端壁 ５４の近くに落ちるので、不織性材料１４内の比較的ワイヤ側でない表面２０１ に近いＺ軸位置を有する。更に、本発明のＡＬＦＳは、第２の材料３４に速度を 与えるために重量を使用する。調節装置１０４の設計パラメータは、第２の材料 ３４の重量の影響を制御し、言い換えれば第２の材料３４の速度を制御し、設計 パラメータは第２の材料３４の慣性ベクトルの大きさ、従って不織性材料内の第 ２の材料３４のＺ軸位置に影響する。この制御を提供する設計パラメータの例は 、調節装置１０４の先端１３０上の第２の材料の分配装置８０の垂直高さＨ１、 第２の材料の分配装置８０と調節装置１０４の先端１３０との水平距離Ｌ１、そ して調節装置１０４の上面２０４の荒さである。第２の材料の分配装置の比較的 高い値の高さＨ１、比較的低い値の水平距離Ｌ１および比較的滑らかな面２０４ は、第２の材料３４が調節装置１０４を離れるときの最高速度を作り出す傾向が ある。逆に、比較的低い垂直高さＨ１、比較的大きい水平距離Ｌ１、および比較 的荒い面２０４は、第２の材料３４が調節装置１０４を離れるときの最低速度を 作り出す傾向がある。慣性ベクトルの大きさを制御する他の設計パラメータは、 当業者に明らかである。 第２の材料３４は、いろいろなサイズと質量の成分を極めて沢山混ぜた物であ る。重量は、全体として、第２の材料３４よりも個々の成分に作用するが、慣性 ベクトルの大きさは、成分から成分で変わる。比較的大量の成分は、比較的大き い慣性ベクトルを有し、成形室５０内で、不織性材料１４の積み上がった表面に 吸着される前に、調節装置１０４の先端１３０から遠くまでいく傾向がある。比 較的質量の大きい成分は、それ故、不織性材料１４内でワイヤ側の表面２００に 近いＺ軸位置を有している。逆のことは比較的小さい質量の成分に期待されるで あろう。 図５に示したＡＬＦＳを参照して更に詳細に続けると、第２の材料３４を構成 する種々の個々の成分の分配は、大きい質量の成分が不織性材料１４内でワイヤ 側の表面２００に近い位置に、小さい質量の成分が不織性材料１４内でワイヤ側 でない表面２０１に近い位置に層になる傾向がある。成分の重量によるこのＺ軸 層は、多くの製造の応用において好都合であり、特に、不織性材料１４が使い捨 て吸収性製品の吸収性の芯であり、第２の材料３４が特別の超吸収性物質である 場合によい。 図５で角度「α」で示された慣性ベクトルの方向成分は、第２の材料３４が調 節装置１０４の先端１３０を離れる時搬送される方向を示している。角度「α」 は、調節装置１０４の下部の平坦部１１０と、成形用スクリーン３８に平行な線 「Ｌ」とによって作り出される。「α」が小さいと、第２の材料３４は、第２の 材料３４が調節装置１０４の先端１３０を離れるとき、水平方向に優勢に搬送さ れる。「α」が大きい値（上流または下流）だと、第２の材料３４は、第２の材 料３４が調節装置１０４の先端１３０を離れるとき、垂直方向に優勢に搬送され る。「α」の値が比較的小さいと、第２の材料３４を、成形室５０内の上流側の 端壁５６に比較的近い不織性材料１４の積もった表面に吸着する傾向があり、そ してそれ故、第２の材料３４は、不織性材料１４内のワイヤ側の表面２００に比 較的近いＺ軸位置を有する。逆に、「α」の値が比較的大きいと、第２の材料３ ４を、成形室５０内の下流側の端壁５４に比較的近い不織性材料１４の積もった 表面に吸着する傾向があり、そしてそれ故、第２の材料３４は、不織性材料１４ 内のワイヤ側でない表面２０１に比較的近いＺ軸位置を有する。 調節装置１０４の先端１３０の特別の位置は、また、不織性材料１４内の第２ の材料３４のＺ軸位置に臨界的（ｃｒｉｔｉｃａｌ）である。位置の臨界的な態 様は、成形用ワイヤ３８上の調節装置の先端１３０の垂直高さＨ２と、調節装置 の先端１３０と上流側の端壁５６との間の水平距離Ｌ２とである。より大きな値 の垂直高さＨ２は、第２の材料３４を水平面に更に遠くへ搬送可能にし、それ故 、上流側の端壁５６により近い不織性材料１４の積もった表面に吸着され、従っ て、第２の材料３４は、不織性材料１４内のワイヤ側の表面２００により近いＺ 軸位置を有する。より大きな値の水平距離Ｌ２は、第２の材料３４を上流側の端 壁５６から離れた不織性材料１４の積もった表面に吸着されるようにし、従って 、第２の材料３４は不織性材料１４内でワイヤ側でない表面２０１により近いＺ 軸位置を有する。 以下に述べるのは、ＡＬＦＳ１００を製造するときに用いる不織性材料組成の 例である： 第１の材料２６は、セルロース木材パルプ（例えば、ヴァイエルホイザー（Ｗ ｅｙｅｒｈａｅｕｓｅｒ）ＮＢ４１６）が８５％と、ポリエチレン／ポリプロピ レンの２成分接着繊維（例えば、ダナクロン（Ｄａｎａｋｌｏｎ）ＥＳ−Ｃ１． ７ｄテックス（ｔｅｘ）Ｘ６ｍｍ）が１５％との混合物である。第２の材料は、 超吸収性粒子（例えば、ナルコ（Ｎａｌｃｏ）１１８０）である。第１の材料２ ６の第２の材料３４に対する量の比率はほぼ１：１である。 第１の材料２６は、セルロース木材パルプ（例えば、ヴァイエルホイザーＮＢ ４１６）が７０％と、ポリエチレン／ポリプロピレンの２成分接着繊維（例えば 、ダナクロンＥＳ−Ｃ１．７ｄテックスＸ６ｍｍ）が２０％および超吸収性粒子 （例えば、ナルコ１１８０）が１０％との混合物である。第２の材料は、超吸収 性粒子（例えば、ナルコ１１８０）である。第１の材料２６の第２の材料３４に 対する量の比率はほぼ２：１である。 第１の材料２６は、ＮＢ４１６が５０％と、ポリエステル繊維／マトリクス繊 維（例えば、ヘキストセラニーズ（Ｈｏｅｃｈｓｔ Ｃｅｌｎｅｓｅ）１８３１ ５ｄｐｆＸ０．５インチ）が５０％との混合物である。第２の材料３４は、芳香 制御剤（例えば、活性炭で、カルゴン（Ｃａｌｇｏｎ）のＰＣＢ）である。第１ の材料２６の第２の材料３４に対する量の比率はほぼ５：１である。 第１の材料２６は、セルロース木材パルプ（例えば、ヴァイエルホイザーＮＢ ４１６）が８５％と、ポリエチレン／ポリプロピレンの２成分接着繊維（例えば 、ダナクロンＥＳ−Ｃ１．７ｄテックスＸ６ｍｍ）が１５％との混合物である。 第２の材料は、ポリエチレン粉末接着剤（例えば、ヴェラプラストヴェルテーン ニュートロ（Ｖｅｒａｐｌａｓｔ Ｖｅｒｔｅｎｅ Ｎｅｕｔｒｏ）２００）で ある。第１の材料２６の第２の材料３４に対する量の比率はほぼ６：１である。 第１の材料２６は、セルロース木材パルプ（例えば、ヴァイエルホイザーＮＢ ４１６）が７５％と、超吸収性粒子（例えば、アルコケミカル（Ａｒｃｏ Ｃｈ ｅｍｉｃａｌ）製ファイバーソーブ１７００型）が２５％である。第２の材料は 、７５％の芝の種と、２５％の乾燥肥料である。第１の材料２６の第２の材料３ ４に対する量の比率はほぼ１：２である。他の不織性材料組成は、当業者に容易 に明らがとなろう。 図６は、セットアップ（ｓｅｔ−ｕｐ）パラメータを示していて、図７は、そ れによって創られた結果の不織性材料１４の構造を示している。図６（本発明の 要素を含んでいる）のＡＬＦＳは、機械の方向Ｅを有した、デンマークのアーハ スの、フォーミングインターナショナル社から供給されるダンウェブァボフォー マー（Ｄａｎ Ｗｅｂ Ｌａｂ Ｆｏｒｍｅｒ）である。第２の材料の分配装置 ８０は、オハイオ州フレモントのクリスティマシーン社から売られているモデル Ｃｏａｔ−Ｏ−Ｍａｔｉｃ２３．６２−ＤＥ−Ｓ供給装置である。これらの例に おいて、第１の材料２６は、６７％（量で）のフリント・リバー・サウザン・ソ フトウッド・クラフトのパルプと、３３％（量で）のダナクロンＥＳ−Ｃ１．７ ｄテックスＸ６ｍｍの２成分接着繊維との混合物で、第２の材料３４は、ナルコ （Ｎａｌｃｏ）１１８０の高吸収性物質である。第１の材料２６と第２の材料３ ４とは、第１の材料の分配装置６６と６８および第２の材料の分配装置８０とか ら、最終の不織性材料１４において、第１の材料２６が７１．７％（量で）、第 ２の材料３４が２８．３％（量で）になるような比率でそれぞれ分配される。フ リント・リバー・サウザン・ソフトウッド・クラフトのパルプは、ダンウェブ脱 繊維装置モデル第１４０の類似の脱繊維ドライラップ（ｄｒｙ ｌａｐ）によっ て準備された。個々の不織性材料１４の構造は、与えられた最終的応用の必要性 に関連して独特の利益を有しているので、セットアップパラメータの好ましい単 一のセットは、同一ではない。表１〜３は、それだけで、図６と最終の不織性材 料１４の記述に関連したセットアップパラメータの例を示している。 わかりやすくするために、図１、２、４および５の参照符号は、図６にも適用 されるであろう。更に、例えばモータ４６、真空源７０などは、図６を簡単にす るために省略されている。図６から理解出来るように、カバー部材１０６が省略 出来る。例示を助ける考慮下の特定のＡＬＦＳと協同したパラメータが与えられ る。角度「β」は、成形用スクリーン３８と関連した端壁５６によって作り出さ れる。図６に示したように、「β」は、７８度に等しく、与えられた全ての例で 一定に保持される。垂直距離Ｈ３は、第１の材料の分配装置６６と６８との底面 の間の距離である。図６に示したように、Ｈ３は、１３．５インチに等しく、与 えられた全ての例で一定に保持される。水平距離Ｌ３は、成形用スクリーン３８ に沿ったシールローラ７１と７２との間の距離である。図６に示したように、Ｌ ３は、２０インチに等しく、与えられた全ての例で一定に保持される。水平距離 Ｌ５は、第１の材料の分配装置６６と６８との直径の距離である。図６に示した ように、Ｌ５は、１１．７５インチに等しく、与えられた全ての例で一定に保持 される。 図７は、表１〜３に例示として与えられている例示的不織性材料１４の構造を 示す。Ｚ軸すなわち不織性材料１４の厚さは、３０１から３０９まで連続的に９ つのゾーンに分けられていて、ゾーン３０１の一つの面がワイヤ側の表面２００ であり、ゾーン３０９の一つの面がワイヤ側でない表面２０１である。 図６から７との関連した表１〜３の例示は、幾つかの調節装置１０４のセット アップパラメータの、不織性材料１４の材料１と２のＺ軸分配の効果を示すため に提示されている。 本発明の、上述の明細書および以下に述べる請求の範囲から、当業者に種々の 利点が明らかとなるであろう。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)， ＡＭ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＮ，Ｃ Ｚ，ＥＥ，ＦＩ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＧ，ＫＰ ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ， ＭＮ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＧ，Ｓ Ｉ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 クラウター、 エドワード・ハーマン アメリカ合衆国、オハイオ州 45248、シ ンシナチ、フェアーウェイグレン 7580

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 第１の材料と、前記第１の材料と実質的に異なる少なくとも１つの物理的 特性を有する第２の材料とから不織性基材を形成するエアーレーイング形成ステ ーションであって： 成形室と； 前記第１の材料と関連して移動し、前記第１と第２の材料の付着物を受ける形 成手段と； 前記第１の材料を供給する第１の分配手段と； 前記第１の材料を前記形成手段に付着する空気流を供給する流出手段と；お よび 前記第１の材料とは独立していて、前記第１の分配手段と前記形成手段との間 に調節装置に沿って重力で前記第２の材料を供給する第２の分配手段とを有する ことを特徴とするエアーレーイング形成ステーション。 ２． 前記上流側および下流側の端壁は、前記形成手段に関し傾斜していて、前 記調節装置は前記上流側および下流側の端壁の少なくとも１つに接続されていて 、前記第２の分配手段は前記第２の材料を、前記上流側および下流側の端壁の少 なくともいずれか１つに沿って、かつ、前記調節装置上に供給し、好ましくは、 前記調節装置は、成形室内へ前記上流側および下流側の端壁の少なくとも１つの 中間部分から延在していることを特徴とする請求項１記載のエアーレーイング形 成ステーション。 ３． 前記第１の分配手段は、前記第１の材料を各供給する第１および第２の円 筒状の分配用スクリーンを有し、好ましくは、前記調節装置は、前記第１または 第２の円筒状の分配用スクリーンの少なくとも一方の中心線へ延在していること を特徴とする請求項１または２いずれか１項記載のエアーレーイング形成ステー ション。 ４． 前記調節装置は、それらの成す角を規定する上部または下部の平坦部を有 し、前記上部の平坦部は前記上流側および下流側の端壁の少なくともいずれか１ つに取着されていて、好ましくは、前記下部の平坦部が前記成形室内に延在して いることを特徴とする請求項１ないし３いずれか１項記載のエアーレーイング形 成ステーション。 ５． 前記第２の材料が前記調節装置に存在する前に、前記成形室内で前記第１ と第２の材料とが混合するのを減少させるために前記調節装置をカバーするカバ ー手段を有し、好ましくは、前記カバー手段は、それらの間で角度を形成する上 部および下部の平坦部を有し、前記下部の平坦部が前記調節装置の前記上部の平 坦部と隣接して平行に接続され、前記上部および下部の平坦部は、前記第２の材 料を前記調節装置と前記カバー手段との間を通すためにそれらの間隙を規定する ことを特徴とする請求項１ないし４いずれか１項記載のエアーレーイング形成ス テーション。 ６． 第１の材料と、前記第１の材料と実質的に異なる少なくとも１つの物理的 特性を有する第２の材料とから不織性基材を形成するエアーレーイング形成ステ ーションであって、前記エアーレーイング形成ステーションは、成形室と、前記 第１と第２の材料の付着を受ける形成手段と、前記第１の材料を供給する第１の 分配手段と、前記第１の材料を前記第１の材料に付着する空気流を供給する流出 手段とを有し： 前記第１の材料とは独立した前記材料を、前記第１の材料の供給装置と前記 形成手段との間を調節装置に沿って重力によって供給する第２の分配手段とを有 し、好ましくは、前記調節装置は少なくとも上流側と下流側の端壁のいずれか一 方に接続されていて、成形室内まで延在していることを特徴とするエアーレーイ ング形成ステーション。 ７． 第１と第２の材料とからエアーレーイング形成ステーションで基材を形成 する方法であって、前記第２の材料の少なくとも１つの物理的性質が前記第１の 材料と実質的に異なっていて、前記エアーレーイング形成ステーションは、成形 室と、前記成形室と関連して移動し前記第１と第２の材料の付着を受ける形成手 段と、前記第１の材料を供給する第１の分配手段と、前記第１の材料を前記形成 手段に付着する空気流を供給する流出手段とを有し、前記第１の材料とは独立し て前記第１の材料の供給装置と前記形成手段との間へ調節装置に沿って重力によ って前記第２の材料を供給する工程を備えたこと特徴とするエアーレーイング形 成ステーションで基材を形成する方法。 ８． 前記第２の材料を、前記上流側および下流側の端壁の少なくともいずれか 一方に接続された前記調節装置上に搬送する工程： を更に有し、好ましくは、更に： 前記調節装置を、前記上流側および下流側の端壁の少なくともいずれか一方の 中間部から前記成形室内へ延在する工程を有することを特徴とする請求項７記載 のエアーレーイング形成ステーションで基材を形成する方法。 ９． 前記第１の分配手段は、第１と第２の円筒状の分配用スクリーンを有し、 前記調節装置は前記第１と第２の円筒状の分配用スクリーンの少なくとも一方の 中心線まで延在していて、好ましくは、前記調節装置は、その間に角度を規定す る上部と下部の平坦部とを有し、さらに： 前記上部の平坦部を前記上流側と前記下流側の端壁との少なくとも一方に取着 して前記下部の平坦部を前記成形室内へ延在する工程を備えたことを特徴とする 請求項７または８いずれか１項記載のエアーレーイング形成ステーションで基材 を形成する方法。 １０． 前記第２の材料が存在する前に前記調節装置にカバーを使用して前記成 形室内での前記第１と第２の材料との混合を減少し、前記カバーは、その間に角 度を形成する上部および下部の平坦部を有し、前記下部の平坦部は、前記調節装 置の上部平坦部に隣接して平行に接続されていて、前記上部および下部の平坦部 がそれらの間に前記調節装置とカバー手段との間で前記第２の材料を通す間隙を 規定していることを特徴とする請求項７、８または９いずれか１項記載のエアー レーイング形成ステーションで基材を形成する方法。