KR100211152B1

KR100211152B1 - 섬유상 웨브에 첨가할 입자의 펄스화된 스트림을 형성하는 장치 및 방법

Info

Publication number: KR100211152B1
Application number: KR1019970702845A
Authority: KR
Inventors: 로버트 해리스 시그프리드; 제임스 마이클 플레밍; 마이클 존 스탤포드; 존 폴 얀슨
Original assignee: 데이비드 엠 모이어; 더 프록터 앤드 갬블 캄파니
Priority date: 1994-10-31
Filing date: 1995-10-30
Publication date: 1999-07-15
Also published as: US5558713A; DE69518433T2; AU4137496A; KR970706909A; JP3802562B2; CA2203137A1; MX9703166A; DE69518433D1; ES2150016T3; EP0789627B1; US5567472A; CA2203137C; JPH10507967A; ATE195442T1; WO1996013335A1; EP0789627A1

Abstract

본 발명은 흡수제의 이산 입자의 펄스화된 스트림을 형성하는 장치 및 방법을 제공한다. 본 장치는 소정의 질량 흐름률을 가지는 입자의 스트림(82)을 제공하기 위한 입자 유량 조정 장치와, 입자의 스트림을 가속하는 가속 공기 노즐(130)을 가지는 이젝터와 하나 이상의 감속 공기 노즐(210), 및 가속 및 감속 노즐을 통해 공기를 교대로 배향하는 밸브개폐장치(400)을 포함한다. 장치는 웨브의 길이를 따라 흡수제의 기초무게에 소정의 변화를 가지는 섬유상 웨브를 형성하는 데 사용한다.

Description

[발명의 명칭]

섬유상 웨브에 첨가할 입자의 펄스화된 스트림을 형성하는 장치 및 방법

[기술분야]

본 발명은 미립자성 물질의 소정의 분포를 갖는 섬유상 웨브를 형성하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 섬유상 웨브에 첨가할 미립자성 물질의 펄스화된 스트림을 형성하는 것에 관한 것이다.

[배경기술]

일회용 기저귀, 실금 패드 및 생리대와 같은 흡수성 제품은 일반적으로 신체의 배설분비물을 수용 및 보유하는 흡수성 코어를 포함한다. 흡수성 코어는 천연 섬유 또는 합성 섬유로 이루어진 공기함유성 부직포 웨브 또는 그 조합물일 수도 있는 섬유상 웨브를 일반적으로 포함한다. 초흡수성 중합체 또는 흡수성 겔화제로 알려진 소정 부류의 미립자성 흡수제가 섬유상 웨브의 흡수 및 보유성을 향상시키기 위해서 섬유상 웨브에 첨가될 수 있다.

흡수성 겔화제가 일반적으로 천연 또는 합성 섬유 물질(예를들어 셀룰로우스 섬유)보다 값이 훨씬 더 비싸기 때문에, 코어내 흡수성 겔화제의 양을 감소시키는 것이 유익하다. 코어 전체에 걸쳐서 상기 물질을 균일하게 감소시키는 것보다는, 그 입자가 신체의 분비배설물을 포획 및 보유하는 데에 보다 능률적인 장소에 위치 되도록 입자를 흡수성 코어내에서 소정의 방식으로 분산시키는 것이 바람직하다.

섬유상 기재 내부에 또는 섬유상 기재상에 흡수제를 분산하여 위치시키는 다양한 방법이 개발되어 오고 있다. 다카다(Takada)에게 특허된 미국 특허 제4,800,102호에는 회전 디스크상의 개구를 통하여 분말을 스프레이 함으로써 기판의 상측 표면에 분말을 배치하는 것이 개시되어 있다. 피퍼(Pieper)등에게 특허된 미국 특허 제5,028,224호에는 흡수성 입자의 간헐적인 흐름을 야기시키기 위한 펄스화 기구 및 전환 기구가 개시되어 있다.

물더(Mulder)에게 1985년 9월 24일자로 특허된 미국 특허 제4,543,274호에는 고속의 공기가 건(gun)의 보어에 수납된 분말 흡입 공기와 충돌하도록 된 분말 스프레이 건이 개시되어 있다. 물더에게 1986년 7월 15일자로 특허된 미국 특허 제4,600,603호에는 전도형 흐름 증폭기가 건 내부 분말의 블렌딩을 향상시키도록 건의 입구 근처에 위치 설정되어 있는 분말 스프레이 건 장치가 개시되어 있다. 전도형 흐름 증폭기로부터 하류의 공기 흐름 증폭기로 블렌딩된 분말이 공급되며, 이 하류의 공기 흐름 증폭기는 공기 흡입 분말을 보다 고속의 압축 공기 스트림과 충돌시키도록 작동 가능하다. 분말 제어시스템은 분말공급 펌프로부터 스프레이 건으로의 분말공급을 제어한다. 분말 펌프는 종래의 벤투리 분말 펌프이다.

카이저(Kaiser)에게 1988년 9월 13일자로 특허된 미국 특허 제4,770,344호에는 매니폴드로 도입되는 분말의 양을 유량조정하기 위한 용적계량 또는 중량측정식 공급장치와, 매니폴드에 형성된 통로에 연결된 공기 흐름 증폭기를 구비하는 분말 스프레이 시스템이 개시되어 있다. 카이저의 미국특허 제4,770,344호에는 벤투리 분말 펌프로는 특히 스프레이 건이 간헐적으로 작동할 때 언제나 일정한 분말 물질의 공급량을 얻는 데에 있어서 어려움이 크다는 문제를 지적하고 있다. 또한 벤투리 분말 스프레이 및 관련 유동층 공급 시스템은 분말 공급량을 제어하는 것이 곤란하기 때문에 그리고 분말 펄스 형성이 곤란할 수 있기 때문에 그것을 사용하는 것이 바람직하지 않다는 것을 본 출원인은 알게 되었다. 카이저에게 특허된 미국 특허 제4,927,346호 및 제5,017,324호에는 유량 조정된 소정 양의 흡수성 입자를 공급하기 위한 회전 스크류를 가지는 일 실시예와, 전도형 흐름 증폭기를 가지는 일 실시예를 구비하는, 미립자성 물질을 패드에 스프레이 건을 사용하여 배치하기 위한 추가의 실시예가 개시되어 있다.

카이저등에게 특허된 미국 특허 제5,037,247호에는 밸브 기구를 구비하는 공기 노즐과 벤투리 통로를 가지는 분말 펌핑 장치가 개시되어 있다. 카이저의 미국 특허 제5,037,247호에는 공기 노즐내에 밸브를 설치함으로써, 펌프 몸체의 입구와 밸브 사이에서 연장하는 공기 공급 튜브내의 사영역(dead zone)을 제거하고, 이에 의하여 다른 분말 펌프 장치에서 일어나는 분말 펄스의 테일링 효과(tailing effect)를 제거하는 것이 바람직하다는 것이 개시되어 있다. 그러나, 상기 설치물은 노즐내에 또는 노즐 근방에 밸브 조립체를 필요로 한다는 단점을 가지고 있는데, 이것은 공간 또는 기하적인 제약 때문에 설치가 실용적이지 않거나 심지어는 불가능할 수도 있다.

상기 참조 문헌이 흡수성 웨브를 형성하는데 이용하기에 적합한 입자 스프레이 시스템에 관한 설명을 제공하고 있지만, 기술자와 과학자들은 흡수제를 섬유상 웨브에 단순하면서도 여전히 정확하게 배치할 수 있는 입자 배치 시스템에 대한 연구를 계속하고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 이산 입자를 섬유상 웨브에 첨가하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 섬유상 웨브의 소정 위치에 첨가할 이산 입자의 펄스를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 분말을 섬유상 웨브에 첨가하는 장치로서, 소정의 질량 유량을 가지는 분말의 스트림을 제공하기 위한 유량조정 장치와, 입자 가속 공기 흐름을 제공하기 위한 가속 공기 노즐과, 입자 감속 공기 흐름을 제공하기 위한 적어도 하나의 감속 공기 노즐과, 상기 가속 및 감속 공기 노즐로의 공기 흐름을 제어하기 위한 밸브 장치를 포함하는 장치를 제공하는 것이다.

[발명의 요약]

본 발명은 이산 입자를 섬유상 웨브 또는 다른 흡수성 기판상의 소정 위치에 첨가하는 방법 및 장치를 포함한다. 이 장치는 소정의 질량 유량을 가지는 입자의 스트림을 제공하는 입자 유량조정 장치와, 상기 입자 유량조정 방치에 의해 제공된 입자의 스트림을 수용하여 가속시키기 위한 입자 가속 장치를 구비한다. 소정의 질량 유량을 갖는 입자의 스트림이 제공되도록 입자의 공급량을 유량 조정하는 것이 유익한데, 그 이유는 상기 유량조정이 각각의 웨브에 첨가되는 흡수제의 양을 입지의 펄스의 형성 및 성형으로부터 분리하기 때문이다.

입자 가속 장치는, 입자 가속 공기 흐름을 하류 방향으로 제공하기 위한 가속 공기 노즐과, 상기 가속 공기 노즐의 하류에 배치된 입자 출구와, 상기 입자 유량조정 장치에 의해 제공된 입자의 스트림을 수용하기 위한 입자 입구를 구비한다.

장치는 입자 감속 공기 흐름을 제공하기 위하여 입자 입구의 하류에 배치된 적어도 하나의 감속 공기 노즐과, 상기 가속 및 감속 공기 노즐로 공기 흐름을 제공하기 위한 적어도 하나의 가압 공기 공급원과, 상기 가속 및 감속 공기 노즐로의 공기 흐름을 제어하기 위한 밸브 장치를 더 구비한다. 밸브 장치는 가속 및 감속 공기 노즐로의 공기의 흐름을 소정의 방식으로 변화시키도록 동작가능하며, 펄스화 된 공기 흐름을 가속 및 감속 공기 노즐에 제공할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 밸브 장치는 가속 및 감속 공기 노즐에 소정의 사이클로 공기 흐름을 제공하도록 동작가능하며, 밸브 장치가 소정 사이클의 제1부분 중에는 감속 공기 노즐로의 공기 흐름을 억제하지만 가속 공기 노즐로의 공기 흐름은 제공하며, 밸브 장치가 소정 사이클의 제2부분 중에는 감속 공기 노즐로의 공기 흐름을 제공하지만 가속 공기 노즐로의 공기 흐름은 억제한다. 밸브 장치는 가속 공기 노즐로의 공기 흐름은 억제하고 감속 공기 노즐로의 공기 흐름은 제공하는 동안 밸브 장치와 가속 공기 노즐 사이로부터 공기를 추출하도록 동작 가능한 것이 바람직하다. 일 실시예에 있어서, 가속 공기 노즐은 하류 방향에 대체로 평행한 제1축을 따라 입자 가속 공기 흐름을 제공하며, 입자 입구는 제2축을 따라 입자를 수용하며, 제2축은 제1축과 약 45도 내지 약 135도, 바람직하게는 약 90도의 사잇각을 형성한다.

본 발명에 따른 방법은 소정의 질량 유량을 가지는 입자의 스트림을 제공하는 단계와, 펄스화된 입자 가속 공기 흐름을 하류 방향으로 제공하는 단계와, 입자 감속 공기 흐름을 제공하는 단계와, 상기 입자의 스트림을 제1위치에서 상기 펄스화 된 입자 감속 공기 흐름과 충돌시켜서 상기 입자를 하류 방향으로 가속시키는 단계와, 상기 입자의 스트림을 제2위치에서 상기 펄스화된 입자 감속 공기 흐름과 충돌시키는 단계와, 상기 입자의 스트림을 상기 제1및 제2위치의 하류에서 섬유상 웨브로 배향시키는 단계를 포함한다. 입자 감속 공기 흐름을 제공하는 단계는 펄스화 된 입자 감속 공기 흐름을 제공하는 단계를 구비할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 입자의 가속 및 감속 공기 흐름을 소정의 사이클로 제어하는 단계는 상기 소정 사이클의 제1부분 중에 가속 공기 흐름은 제공하나 감속 공기 흐름은 억제하는 단계와; 상기 소정 사이클의 제2부분 중에 감속 공기 흐름은 제공하나 가속 공기 흐름은 억제하는 단계를 포함할 수 있다.

펄스화 된 입자 가속 공기 흐름을 제공하는 단계는 공기 공급원과 가속 공기 노즐 사이에 흐름 연통을 간헐적으로 제공하는 단계와; 공기 공급원과 가속 입지 노즐 사이의 흐름 연통을 간헐적으로 제공하는 단계와, 가속 공기 밸브와 가속 공기 노즐 사이의 흐름 연통은 억제하나 감속 공기 노즐과 공기 공급원 사이에서의 흐름 연통은 제공하는 동안 상기 가속 공기 밸브와 상기 가속 공기 노즐 사이로부터 공기를 추출하는 단계를 포함할 수 있다.

[도면의 간단한 설명]

본 명세서는 본 발명을 특별하게 지적하고 구분되게 청구하는 청구범위로 종결되지만, 첨부도면과 관련된 이하의 설명으로부터 본 발명을 보다 잘 이해할 수 있을 것이다.

제1도는 부분 절제하여 도시한 홉수성 제품의 사시도.

제2도는 흡수 물질의 이산 입자를 포함하는 층과 산분층을 가지는 흡수성 코어의 단면도.

제3도는 가속 공기 회로 및 감속 공기 회로, 공기층 모듈, 및 입자를 공기 부여 모듈의 성형 챔버내로 배향시키기 위한 이젝터를 도시하는, 본 발명의 하나의 실시예에 따른 장치의 개략도.

제4도는 가속 입자용으로 적합한 이젝터의 개략도.

제5도는 이젝터의 입자 출구와 흐름 연통하고 있는 감속 공기 노즐 조립체와, 이 감속 공기 노즐 조립체로부터 하류로 연장하는 입자 확산 노즐을 가지는 이젝터의 개략도.

제6도는 밸브 입구로부터 밸브 출구로의 공기 흐름은 제공하도록 위치 설정되고 배기 포트를 통한 공기 흐름은 억제하도록 위치 설정된 밸브의 개략도.

제7도는 밸브 입구로부터 밸브 출구까지의 공기 흐름은 억제하지만 밸브 출구로부터 배기 포트를 통한 공기의 누출은 허용하도록 위치 설정된 밸브의 개략도.

제8도는 시간 대 가속 공기 밸브의 위치와, 이에 대응하는 시간 대 공기 압력. 및 시간 대 감속 공기 밸브의 위치와, 이에 대응하는 시간 대 공기 압력을 도시하는 가속 공기 밸브 및 감속 공기 밸브의 사이클 동작에 대한 개략도.

[발명의 상세한 설명]

본 발명은 일회용 기저귀와 같은 일회용 흡수성 제품에 흡수성 코어로서 사용 가능한 공기함유성 섬유상 웨브를 제공하는 것에 관하여 기술하고 있지만, 본 발명이 또한 실금 브리프, 일회용 용변연습 팬츠 및 생리대를 비롯한 다수의 다른 제품(그러나 그예에 제한되지는 않는다)에 사용되는 흡수성 웨브를 제공하는데 이용 될 수도 있다.

본 명세서내에 사용되는 공기라는 용어는 입자가 혼입될 수 있는 가스들의 임의 조합을 말하는 것으로, 대기증의 공기를 포함하지만 그것에 제한되지는 않는다.

제1도는 액체 투과성 상면 시이트(22)와, 액체 불투과성 배면 시이트와, 상기 상면 시이트(22)와 배면 시이트(24)의 사이에 놓인 흡수성 코어(26)를 가지는 일회용 기저귀(20)를 도시한다. 상기 일회용 기저귀의 바람직한 구조는 부엘(Buel)에게 1975년 1월 14일자로 특허된 미국 특허 제3,860,003호와 부엘 등에게 1992년 9월 29일자로 특허된 미국 특허 제5,151,092호에 개시되어 있다(이 특허들은 본 명세서에 참고로 인용됨). 기저귀(20)는 종방향 중심선(21)과 횡방향 중심선(23)을 가진다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 기저귀(20)의 종방향 크기, 방향 및 축은 일회용 흡수성 제품의 착용시 착용자에 대해 정면과 후면에 정렬된다. 기저귀(20)의 횡방향 크기, 방향 및 축은 종방향에 수직하며 기저귀의 착용시 측면에 정렬된다.

흡수성 코어(26)는 제1삽입 코어 구성요소(32)와 제2성형 코어 구성요소(34)와 같은 둘 이상의 구성요소를 포함한다. 바람직한 흡수성 코어 구조체는 와이스만(Weisman)등에게 1987년 6월 16일자로 특허된 미국 특허 제4,673,402호와 해쎄(Hasse)등에게 1987년 8월 11일자로 특허된 미국 특허 제4,685,915호와 알레마니(Alemany)등에게 1989년 5월 30일자로 특허된 미국 특허 제4,834,735호와 쿡크(Cook)등에게 1993년 6월 8일자로 특허된 미국 특허 제5,217,445호와 알레마니(Alemany)등에게 1993년 8월 10일자로 특허된 미국 특허 제5,234,423호에 개시되어 있다(이 특허는 본 명세서에 참고로 인용됨). 삽입 코어 구성요소(32)는 배출된 신체적 배설분비물을 수집하여 분산시키는 역할을 하며, 친수성 섬유재료의 웨브를 포함할 수 있다. 삽입 코어 구성요소(32)는 흡수성 겔화 재료의 입자를 갖지 않을 수도 있고, 변형 예로서 그러한 재료의 입자를 소정량 포함할 수 있다.

성형 코어 구성요소(34)는 삽입 코어 구성요소(32)로부터 방출된 신체적 배설분비물을 흡수하여 보유한다. 제1도과 제2도에 도시한 바와 같이, 성형 코어 구성 요소(34)는 친수성 섬유 재료와, 난수용성, 유체 흡수, 흡수성 겔화제의 이산 입자 (38)의 조합물로 이루어진 주요 층(36)으로 덮힌 친수성 섬유 재료의 얇은 산분층(散粉層;35)을 포함한다. 산분층(35)은 친수성 섬유 재료의 비교적 얇은 층이 바람직하지만, 산분층(dusting layer)이란 용어는 섬유상 웨브의 층을 나타내며 임의의 두께를 가지는 층을 가질 수 있다는 것을 염두에 두어야 한다.

가교결합된 중합체와 같은 실리카 겔 또는 유기성분과 같이, 성형 코어 구성요소(34)내에 이산 입자(38)를 형성하기 위하여 이용할 수 있는 적당한 몇개의 흡수성 겔화제가 있다. 특히 바람직한 흡수성 겔화제는 가수분해된 아크릴로니트릴 그래프트 전분, 아크릴산 그래프트 전분, 폴리아크릴레이트 및 이소부틸렌 말레신 무수물 공중합체 또는 그들의 혼합물이다. 1988년 4월 19일자로 브란트(Brandt)등에게 특허된 미국 재발행 특허 제Re 32,649호가 적당한 흡수성 겔화제를 보여주는 목적으로 본 명세서에 참고로 인용된다.

제3도는 흡수성 겔화제의 펄스화된 스트림을 형성하고 이 재료의 펄스화된 스트림을 섬유상 웨브에 가하기 위한 본 발명에 따른 장치를 도시한다. 입자의 펄스화된 스트림은 주기적으로 중단되거나 감소되는 입자 유량을 가지는 입자의 스트림이다. 이 장치는 섬유상 웨브를 지지 및 이동시키는 컨베이어를 포함하며, 바람직하게는 유공성 성형드럼(42)과 같은 유공성 성형부를 가지는 회전 드럼형 공기 부여 모듈(40)과 같은 공기 부여 수단으로 이루어진다. 공기 부여 모들(40)은 성형 코어 구성요소(34)와 같은 공기함유성 섬유상 웨브를 형성하는데 적합하다. 장치는 또한 바람직하게는 파쇄기(70)와 같은 섬유(62)의 공기혼입 스트림을 형성하기 위한 수단을 포함한다.

제3도 내지 제5도를 참조하면, 장치는 소정의 질량 유량을 가지는 입자(38)의 공급 스트림(82)을 제공하기 위한 입자 유량조정 장치(80)와, 입자 가속 장치(110)를 더 포함한다. 입자 가속 장치(110)는 입자 유량조정 장치(80)에 의해 제공되는 입자(38)의 스트림(82)을 수용하는 입자 입구(120)와, 입자 가속 공기 흐름(134)을 제4도에 도시된 하류 방향으로 제공하는 가속 공기 노즐(130)을 가진다. 장치는 입자 감속 공기 흐름을 제공하기 위하여 입자 입구(120)의 하류에 위치된 적어도 하나의 감속 공기 노즐(210)과, 입자 가속 노즐(130)과 감속 공기 노즐(210)에 공기 흐름을 제공하는 적어도 하나의 가압 공기 공급원(300)과. 공기 가속 및 감속 노즐로의 공기 흐름을 제어하는 밸브수단(400)를 더 포함한다.

제3도의 구성 요소를 좀 더 상세히 보면, 파쇄기(70)는 하우징(72)내에 수용된 회전 요소(도시안함)를 구비할 수 있다. 파쇄기(70)는 개별 섬유로 분리가능한 섬유상 시이트재(71)를 수용한다. 섬유상 시이트재(71)는 합성 및/또는 천연 섬유를 구비하며, 바람직하게는 셀룰로우스계 섬유를 포함한다. 회전 요소상의 치형부는 시이트재(71)가 파쇄기(70)내로 공급될 때 시이트재(71)의 개별 섬유를 분리한다.

섬유 흐름 분할기(76)는 파쇄기(70)에 의해 제공된 섬유의 공기혼입 스트림을 분할하여, 섬유의 공기혼입 스트림(62)을 섬유의 산분층 공기혼입 스트림(63)과 분리시킨다. 섬유의 스트림(63)은 제2도에 도시한 산분층(35)을 형성한다. 섬유 흐름 분할기(63)는 또한 유공성 성형 드럼에 인접하게 위치 설정된 웨브 성형 챔버(77)와 경계의 일부를 이루는 벽을 형성한다.

1990년 3월 13일자 및 1988년 8월 23일자로 앙스타트(Angstadt)등에게 각기 특허된 미국 특허 제4,908,175호와 제4,765,780호는 적절한 파쇄기(70)와, 공기혼입 섬유 스트림(62)과 섬유의 산분층 공기혼입 스트림(63)을 제공하기 위한 관련 장치의 구조를 나타내기 위한 목적으로 본 명세서에 참조로 인용된다. 그러나, 당업자라면 섬유상 재료의 롤 또는 매트를 개별 섬유로 분리하기 위한 다른 장치[(그 예로서, 햄머밀, 석면용 햄머밀, 픽커 롤(picker roll), 릭커린 롤(lickerinroll)이 있으나, 그것에 제한되지는 않는다]가 섬유의 공기혼입 스트림(62,63)을 제공하기 위해 이용될 수도 있다는 것을 이해할 것이다.

공기 부여 모듈(40)은 섬유상 웨브가 형성될 수 있는 회전형의 유공성 성형 드럼(42)을 구비한다. 유공성 성형 드럼(42)은 성형 드럼(42)의 둘레에 원주방향으로 이격 배치된 복수의 성형 공동(44)을 구비할 수 있다. 제3도에는 5개의 성형공동(44)이 도시되는데, 각 성형공동(44)은 약 72도의 원주방향 길이를 갖는다.

성형 드럼(42)은 모터(도시하지 않음) 또는 기타 적절한 장치에 의해 회전되나. 성형 드럼(42)은 섬유의 산분층 공기혼입 스트림(63)내의 섬유들이 먼저 성형 공동 (44)내에 배치되어 제2도에 도시된 산분층(35)을 형성하도록, 제3도에 도시된 방향으로 회전한다. 그런 다음에 섬유의 스트림(62)이 공동(44)내에 배치되어 산분층을 덮는다.

공기 부여 모듈(40)은 유공성 성형 드럼(42)의 내부에 복수의 진공챔버(도시안함)를 구비한다. 진공 챔버든 각기 적합한 진공원(도시안함)과 접속된다. 섬유의 공기혼입 스트림(62, 63)을 형성하는 흡입 공기는 성형 드럼(42) 내부의 진공 챔버내에 유지되는 진공에 의해서 유공성 성형 드럼(42)를 통하여 인출된다. 파이스트(Feist)등에게 1986년 6월 3일자로 특허된 미국 특허 제4,592,708호와 상기 특허 제4,908,175호 및 제4,765,780호에는 본 발명과 함께 사용하기 위한 적절한 공기 부여 모듈(40)을 도시할 목적으로 본 명세서에 참고로 인용된다.

섬유의 스트림(62)이 공동(44)내에 배치될 때, 입자 가속 장치(110)와 감속공기 노즐(210)은 흡수성 입자(38)의 펄스화된 스트림(87)을 제공하며, 이 스트림(87)은 입자 분산 노즐(500)에 의해서 섬유 흐름 분할기(76)의 개구를 통과하도록 배향된다. 입자(38)의 펄스화된 스트림(87)은 웨브 성형 챔버(77)로 도입되고, 섬유스트림(62)이 성형 공동(44)내에 배치됨에 따라 섬유 스트림(62)과 혼합된다.

따라서, 공동(44)내에 형성된 웨브는 웨브의 종축을 따라 변하는 흡수성 입자(38)의 기본 중량을 가진다.

입자 유량조정 장치(80)는 소정의 질량 유량을 가지는 입자(38)의 스트림(82)를 제공한다. 입자 유량조정 장치(80)는 입자(38)의 펄스화 된 스트림(87)이 형성 및 성형되는 방식과 무관하게 입자(38)의 질량 유량을 제공한다. 따라서, 펄스화 된 스트림(87)의 형성 및 성형은 제어되며, 유공성 성형 드럼(42)상에 형성된 각 웨브에 포함된 입자(38)의 양에 악영향을 미침이 없이 가속 및 감속 공기 흐름에 따라 제어될 수 있다. 유량조정 장치(80)는 호퍼(84), 스크류 피더(86)및 스케일(88)을 구비할 수 있다. 적합한 유량조정 장치(80)는 미국 뉴저지주 문아치 소재의 아크리슨 인코포레이티드(Acrison, Inc.)로부터 구입가능한 모델 제405-105X-F호인 아크리슨 용적계량 공급기(Acrison Volumetric Feeder)이다. 유량조정 장치(80)는 초당 약 0. 02내지 약 0. 5파운드, 보다 바람직하게는 초당 약 0.13 내지 약 0.26파운드의 입자(38)의 질량 유량을 제공하도록 작동한다.

유량 조정된 입자(38)의 스트림(82)은 스크류 피더(86)에 의해 깔대기형의 수용부(91)로 이송되며 입자 이송 도관(94)의 입추(92)로 배향된다. 도관(94)은 그 내경의 적어도 5배의 길이를 가진다. 도관(94)은 약 1인치의 내경과. 적어도 약 6인치의 길이, 더욱 바람직하게는 적어도 약 20인치의 길이, 가장 바람직하게는 약 30인치 내지 약 120인치의 길이를 가질 수도 있다. 도관(94)은 입자 유량조정 장치(80)와 입자 가속 장치(110)의 사이에서 유량 조정된 입자(38)의 스트림(82)을 이송한다. 도관(94)은 입자 저장 챔버(98)와 흐름 연통하고 있는 출구(96)(제5도)를 가진다. 저장 챔버(98)는 도관(94)의 내경보다 큰 내경을 가진다. 저장 챔버는 적어도 약1.75인치의 내경과 약 6삼제곱 인치의 용적을 가질 수 있다. 저장챔버(98)는 제3도과 제4도에 도시한 바와 같이 출구(96)와 입자 가속 장치(110)의 입자 입구(120)사이에 배치된다. 저장 챔버(98)는 가속 공기 노즐(130)로의 공기 흐름이 억제되고 입자 감속 공기 흐름이 감속 노즐(210)을 통해 배향될 때 가속 공기 노즐(130)의 상류에서 입자(38)의 축적을 제공한다. 이론상의 제한은 없지만, 저장챔버(98)는 도관(94)의 출구에서 입자(38)의 운동을 유지하는 데에 도움을 주며 도관(94)의 출구에서 입자를 분산시키는 것을 도움으로써 섬유상 웨브의 임의의 종방향 영역으로 입자가 과도하게 집중되는 것을 억제한다고 여겨진다.

제4도와 제5도를 참조하면, 입자 가속 장치(110)는 가속 공기 노즐(130)로부터 입자 출구(140)까지 제1축(132)를 따라 연장하는 보어(114)를 갖는 주 배럴부 (112)를 가지는 이젝터를 포함할 수 있다. 가속 공기 노즐(130)의 직경(D1)은 보어(114)의 최소 직경(D2)보다 작다. 직경(D1,D2)은 각기 약0. 20내지 0. 25인치 와0.825인치일 수 있다. 가속공기 노즐(130)은 제1축(132)을 따라 입자 가속 공기 흐름(134)을 제공하며, 입자 입구(120)는 입자(38)를 제2축(122)을 따라 수용하여 보어(114)내로 배향시킨다. 제2축(122)은 제1축(132)과 바람직하게는 약 45도 내지 약 135도, 더욱 바람직하게는 약 90도의 사잇각(A)을 형성하여. 가속 공기 노즐(130)에 의해 제공된 입자 가속 공기 흐름(134)이 입자(38)에 부여된 하류 가속의 주원인이 되게 한다.

보어(114)는 가속 공기 노즐(130)과 입자 입구(120)의 하류에 배치된 벤투리 통로(116)를 포함할 수 있다. 이 벤투리 통로(116)는 제1축(132)을 따라 연장하며, 수렴 통로부(118), 이 수렴 통로부(118)의 하류에 배치된 발산 통로부(119), 및 수렴 통로부(118)와 발산 통로부(119)의 사이에 연장된 스로트부(117)를 가진다. 입자 가속 장치(110)로서 이용하기에 적합한 이젝터는 미국 뉴저지주 도버 소재의 폭스 밸브 디벨로프먼트 코포레이션(Fox Valve Development Corporation)에 의해 제조되는 번호 613937노즐과 번호 613763몸체를 가진, 1- 1/2인치 시리즈 300-SCE 폭스 에덕터(Fox Eductor)이다.

입자 가속 공기 흐름의 정압은 입자 가속 공기 흐름(134)이 수렴 통로부(118)를 통과할 때 감소한다. 보어(114)내에서의 정압 감소는 입자(38)가 입자 입구(120)를 통해 보어(114)내로 인입하는데 도움을 준다. 따라서, 입자 가속 공기 흐름(134)의 펄스화는 보어(114)내에 가변 흡입 압력을 야기시킨다. 이본상의 제한은 없지만, 이러한 가변 흡입 압력은 가변 입자 농도의 정재파(95)(제5도)와 입지 이송 도관(94)내의 위상 조정을 설정한다고 생각된다.

제5도는 도관(94)의 출구와 저장 챔버(98)의 근방에 세개의 펄스를 갖는 정재파(95)를 도시하나, 이 펄스가 도관(94)의 전체 길이를 따라 발생할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 도관(94)내부의 입자(38)의 위상조정은 펄스화 된 스트림(87)내에 입자(38)의 우물형성 펄스가 형성되는 것을 향상시킨다고 믿어진다. 어떤 소정 시간에 도관(94)내에는 몇 개의 펄스가 있기 때문에 하나의 입자 펄스가 제품사이클[드럼(42)의 1/5회전]과 관련된 시간 간격으로 도관(94)전체의 길이를 따라 이동할 필요가 없다. 따라서, 입자 가속 장치(110)에 의해 제공된 입자(38)의 가속률은 드럼(42)의 회전 속도와 무관하게 설정할 수 있다. 벤투리 통로(116)의 스로트부(117)는 입자 가속 공기 흐름(134)에 의해 가속된 입자(38)를 집중시켜, 입자가 하류 위치에서 기계적으로 확산될 수 있게 한다.

감속 공기 노즐 조립체(200)가 입자 가속 장치(110)와 결합한다. 감속 공기 노즐 조립체(200)는 입자 출구(140)의 하류에서 축(132)을 따라 연장하는 중앙 보어(215)를 갖는 몸체부(205)를 가진다. 중앙보어(215)는 입자 가속 장치(110)의 입자 출구(140)와 흐름 연통하고 있으며, 약 1.5인치의 직경을 가질 수 있다. 감속 공기 노즐 조립체(210)는 방향(150)과 반대인 상류 방향으로의 속도 성분을 가지는 입자 감속 공기 흐름을 제공하기 위한 적어도 하나의 감속 공기 노즐 조립체 (210)를 포함한다. 제5도에는 단 하나의 감속 공기 노즐(210)만이 도시되어 있지만, 감속 공치 노즐 조립체(200)가 몸체부(205)둘레에 약 120도의 동일한 각도 간격으로 원주방향으로 이격된 3개의 감속 공기 노즐(210)을 구비한다는 것을 이해할 것이다. 노즐(210)은 약 3/8인치의 내경을 가질 수 있다. 각 노즐(210)은 제1축(132)에 대하여 사잇각(B)을 갖도록 형성하는 축(222)을 따라 입자 감속 공기 흐름을 배향한다. 사잇각(B)은 O도 내지 85도일 수 있으나, 도시한 실시예에서는 약 45도이다.

입자 스프레더(250)가 축(132)을 따라 연장하도록 보어(215)내에 지지된다.

입자 스프레더(250)는 스로트부(117)에 의해 집중된 입자(38)를 제5도의 평면에서 반경방향으로 확산시킨다. 입자 분배 노즐(500)이 감속 공기 노즐 조립체(200)의 하류에서 연장되며, 펄스화된 스트림(87)을 섬유 흐름 분할기(76)의 개구를 통하여 배향시킨다. 입자 분배 노즐(500)은 상류의 권형 형상으로부터 하류의 직사각형 형상으로 전이하여 제5도의 평면에 수직한 방향으로 입자(38)를 확산시킨다. 노즐(500)은 약 1.5내지 2인치의 상류 내경과, 제5도의 평면내에서 약 0.5내지 약 0.7인치의 폭과 제5도의 평면에 수직으로 약 0.3인치의 폭을 갖는 하류 출구(510)를 가질 수 있다.

[공기회로 및 밸브장치]

가압 공기는 제3도에 도시된 공기 회로에 의해 가속 공기 노즐(130)과 감속공기 노즐(210)로 공급된다. 공기 회로는 가압공기 공급원(300)을 구비한다. 가압 공기 공급원(300)은 100 psi 게이지의 압력에서 분당 100표준(1기압,700°F)삼 제곱 피트의 공기 흐름을 제공할 수 있는 공급 탱크와 공기 압축기를 구비할 수 있다. 공급원(300)으로부터의 가압 공기는 물 트랩(320)과 유량 조정기(330)를 통해, 분할 치형부(335)로 배향되며, 이 지점에서 가압공기는 별개의 가속 및 감속 공기 공급선(332,334)을 통해 별개의 가속 및 감속 공기 회로내로 각기 배향된다. 가속 및 감속 공기 공급선(332, 334)은 약 5/8인치의 내경을 가질 수 있다. 제3도에는 단 하나의 공급부(300)만이 도시되어 있지만, 경우에 따라서는 공급선(332,334)의 각각에 공급하기 위하여 별개의 공기 공급원(300)이 사용될 수 있을 것이다.

가속 공기 회로는 제3도에서 번호(331)로 표시되며, 감속 공기 회로는 번호(333)로 표시된다. 가속 공기 회로(331)와 감속 공기 회로(333)는 각기 압력 조정기(340)와 집적기(350)를 구비한다, 압력 조정기(340)는 약 O 내지 약 80 psi 게이지의 압력 범위와 분당 O 내지 약 70의 삼제곱피트의 유량을 가질 수 있다. 적절한 압력 조정기(340)는 미국 콜로라도주 틀톤 소재의 노르그렌 캄파니(NorgrenCompany)에 의해 제조되는 모델명 R17-600 RGLA이다. 집적기는 약 80 삼제곱 피트의 체적을 가진다. 적절한 집적기(350)는 벤딕스 캄파니(Bendix Company)에 의해 제조되는 모델명 225000이다.

가속 및 감속 공기 회로(331,333)는 가속 공기 노즐(130)과 감속 공기 노즐(210)로의 공기 흐름을 제어하는 밸브장치(400)를 구비한다. 밸브장치(400)는 가속 공기 회로(333)내에서 집적기(350)와 공기노즐(130)의 사이에 배치된 솔레노이드 동작식 가속 공기 밸브(410)와, 감속 공기 회로(333)내에서 집적기(350)와 매니폴드(450)의 사이에 배치된 솔레노이드 작동식 감속 공기 밸브(421)를 포함할 수 있다. 각각의 밸브(410,412)는 공기 공급원(300)으로부터 공기를 수용하기 위한 입구(422)와, 출구(424) 및 가변 영역 배기 오리피스(427)를 가진 배기 포트(426)를 구비할 수 있다. 적절한 솔레노이드 작동식 공기 밸브(410,412)는 미국 미시간주 윅섬 소재의 MAC 밸브 인코포레이티드(MAC Valve,Inc.)에 의해 제조되는 모델명 6513B-622-PM-871DA-M599/0210 밸브이다.

가속 공기 밸브(410)의 출구(424)는 가속 공기 노즐 공급선(428)을 통해 가속 공기 노즐(130)과 흐름 연통하고 있다. 공급선(428)은 약 5/8인치의 내경과 약 28인치의 최대 길이를 가질 수 있다. 감속 공기 밸브(412)의 출구(424)는 매니폴드 공급선(442)과, 매니폴드(450)및 세개의 감속 공기 노즐 공급선(452,454,456)을 통하여 감속 공기 노즐(210)과 흐름 연통하고 있다. 밸브(412)의 입구(424)로부터 배출되어 매니폴드 공급선(442)을 통과한 감속 공기는 매니폴드(450에 의해 공급선(452,454,456)내로 배향된다. 각각의 공급선(452,454, 456)은 감속 공기를 감속 공기 노즐 조립체(200)의 3개의 감속 공기 노즐(210)중 하나로 공급한다. 공급선 증 하나의 공급선(456)을 제5도에 도시하고 있다. 매니폴드 공급선(442)은 약 5/8인치의 내경과 약 18인치의 최대 길이를 가질 수 있다. 감속 공기 노즐 공급선(452,454, 456)은 약 1/4인치의 내경과 약 10인치의 최대 길이를 가질 수 있다.

밸브장치(400)는 가속 및 감속 공기 노즐로의 공기 흐름을 소정의 방식으로 변경시키도록 동작가능하다. 바람직하게, 밸브장치(400)는 펄스화된 공기 흐름을 가속 공기노즐(130)과 감속 공기 노즐(210)에 각기 제공하도록 동작가능하다. 특히, 밸브장치(400)는 공기 흐름을 가속 및 감속 노즐(130,210)에 소정 사이클로 공급하도록 동작가능한데, 소정 사이클의 제1부분중 가속 공기 노즐(130)로의 공기 흐름은 제공하지만 감속 공기 노즐(210)로의 공기 흐름은 억제하며, 또한 소정 사이클의 제2부분중 감속 공기 노즐(210)로의 공기 흐름은 제공하지만 가속 공기 노즐(130)로의 공기 흐름은 억제한다. 밸브장치(400)는 또한 소정 사이클의 제3부분중 가속 공기 노즐(130)과 감속 공기 노즐(210)의 양자로 공기 흐름을 제공하도록 동작가능할 수 있다.

제6도 및 제7도는 밸브(410)또는 변형예로서 밸브(412)의 동작의 단순화된 개략도이다. 밸브(410)는 내부에 가동 시일 부재(417)가 배치되어 있는 밸브체(415)를 가진다. 밸브(410)는 제6도에 도시한 제1위치, 즉 시일부재(417)가 입구(422)와 출구(424)간의 흐름 연통은 제공하지만 배기 포트(427)를 통한 흐름은 억제하는 위치로부터, 제7도에 도시한 제2위치, 즉 시일부재(417)가 출구(424)와 배기 포트(427)간은 흐름 연통은 제공하지만 입구(422)로부터 출구(424)로의 흐름은 억제하는 위치로 동작가능하다.

밸브(410)가 6에 도시한 제1위치에 있을 때, 밸브는 가속 공기 노즐(130)로 공기 흐름을 제공한다. 밸브(410)가 제7도에 도시한 제2위치에 있을때, 밸브는 가속 공기 노즐(130)로의 공기 흐름은 억제하고 출구(424)와 배기 포트(424)사이에 흐름 연통을 제공하여, 공급선(428)에 있는 밸브(410)와 가속 공기 노즐(130)사이로부터 공기를 추출한다. 그러한 추출은 가속 공기 노즐(30)을 통해 예리한 공기 펄스를 제공하는 데에 바람직하다. 밸브가 제2위치로 설정된 후 공급선(428)내에 남아 있는 공기 압력은, 펄스화된 스트림(87)의 분말 펄스가 길다란 티어 드롭(tear-drop)형상을 취하는 분말 펄스 테일(tail)효과를 낳을 수 있다.

밸브(410)가 제2위치에 있을 때 밸브(410)와 가속 공기 노즐(130)사이의 공기의 추출은 펄스화된 스트림(87)내의 분말 펄스의 성형을 정확히 제어한다.

밸브(412)는 또한 제6도과 제7도에 도시된 제1및 제2위치에서 동작가능하다. 밸브(412)가 제6도에 도시한 제1위치에 있을때, 밸브(412)는 공급원(300)으로부터 매니폴드 공급선(442)과 매니폴드(450)와 감속 공기 노즐 공급선(452,454,456)을 경유하여 감속 공기 노즐(210)까지 공기 흐름을 제공한다. 밸브(412)가 제7도에 도시한 제2위치에 있을 때, 밸브는 감속 공기 노즐(210)로의 공기 흐름은 억제하며, 배기 포트(426)를 통해 밸브(412)와 감속 공기 노즐(210)사이로부터 공기를 추출한다. 밸브(412)와 감속 공기 노즐(210)사이의 공기 추출은 또한 펄스화된 스트림(87)의 분말 펄스의 성형을 정확히 제어하는 데에 도움을 준다.

바람직한 실시예에 있어서, 밸브(412)가 감속 공기 노즐(210)에 공기 흐름을 제공하는 사이클과 동일 위상일 수도 있고 상이한 위상일 수도 있는 소정의 사이클로 밸브(410)가 가속 공기 노즐(130)로 공기 흐름을 제공하게 위치 설정될 수 있도록 밸브(410,412)가 독립적으로 동작가능하다. 제8도의 그래프는 소정의 사이클로 가속 공기 노즐(130)과 감속 공기 노즐(210)에 공기 흐름을 제공하는 밸브(410,412)의 동작을 도시한다. 제8도의 수평축을 따른 위치는 초 단위의 시간을 나타낸다. 제8도의 곡선(2000)은 가속 공기 밸브(410)의 위치를 제어하는 솔레노이드로 인가된 전압(시간의 함수임)을 표시한다. 곡선(2000)의 피크(2010)는 제6도에 도시한 밸브(410)의 제1위치에 대응한다. 곡선(2000)의 골(trough; 2012)은 제7도에 도시한 밸브(410)의 제2위치에 대응한다. 유사하게 곡선(3000)은 감속 공기 밸브(412)의 위치를 제어하는 솔레노이드로 인가된 전압(시간의 함수임)을 표시한다. 곡선(3000)의 피크(3010)는 제6도에 도시한 제1위치에 있는 밸브(412)에 대응하며 골(3012)은 제7도에 도시한 제2위치에 있는 밸브(412)에 대응한다. 음영 영역 (2040)으로 표시한 소정의 밸브 위치 사이클의 제2부분중, 밸브(410)는 제1위치에 있으며, 그 동안 밸브(412)는 제7도에 도시한 제2위치에 있다. 음영 영역 (3060)으로 표시한 소정 사이클의 제2부분중 밸브(410)는 제2위치에 있으며, 그 동안 밸브(412)는 제6도에 도시한 제1위치에 있다. 음영 영역(2050,3050)으로 표시한 소정 사이클의 제2부분중, 밸브(410,412)는 모두 제6도에 도시한 제1위치에 있다.

제8도의 곡선(2100)은 가속 공기 노즐(130)에 인접한 가속 공기 노즐 공급선(428)의 압력(시간의 함수임)을 나타낸다. 곡선(2100)에 인접하게 도시한 시간 간격(P)은 회전형 유공성 성형 드럼(42)의 공동(44)에 성형된 하나의 패드에 대응하는 시간의 지속기간을 나타낸다. 제8도의 곡선(3100)은 공기를 감속 공기 노즐(130)로 공급하는 매니폴드(450)내의 압력(시간의 함수임)을 나타낸다. 곡선(2100,3100)은, 소정의 공기 흐름 사이클의 제1부분중, 가속 공기 노즐(130)로의 공기 흐름은 제공되지만 감속 공기 노즐(210)로의 공기 흐름은 억제되고; 소정의 공기 흐름 사이클의 제2부분중, 가속 공기 노즐(130)로의 공기 흐름은 억제되지만 감속 공기 노즐(210)로의 공기 흐름은 제공되고, 음영 영역(2150,3150)으로 표시한 소정의 공기 흐름 사이클의 제3부분중에는, 가속 공기 노즐(130)과 감속 공기 노즐(210)양자로의 공기 흐름이 제공된다는 것은 나타낸다. 제3부분중, 가속 공기 노즐(130)과 감속 공기 노즐(210)양자의 공기 흐름의 중첩은 입자(38)가 일정하게 운동하도록 하는데 도움을 준다. 또한, 상기 중첩은 펄스화된 스트림 (87)에 날카로운 펄스를 제공하는데에 도움을 주는 우선점(優先点)을 감속 공기에 제공한다고 믿어진다. 상기 날카로운 펄스는 섬유상 웨브의 제1부분에서의 비교적 높은 기본 중량 입자의 분배로부터, 섬유상 웨브의 제2부분에서의 비교적 낮은 기본 중량 입자의 분배까지 날카로운 종방향 전이를 제공한다.

펄스화된 스트림(87)에서의 펄스의 첨예도는 가속 공기 노즐 및 감속 공기 노즐로의 공기 흐름의 타이밍 중첩 이외체 다른 방법으로도 변경가능하다. 예를들어, 배기 포트(426)의 오리피스의 크기를 변화시키면 각 펄스의 테일의 길이가 변화한다. 배기 포트(426)의 오리피스의 크기를 증가시킴으로써 펄스의 테일을 단축시킬 수 있다. 또한, 각 펄스의 테일은 감속 공기 압력을 가속 공기 압력에 대하여 증가시킴으로써 단축시킬 수 있다.

하나의 밸브 설비가 개시되어 있지만, 다른 밸브 유형 또는 다른 밸브 설비가 본 발명에 따라 이용될 수 있다. 예를들어, 제3도에 도시한 실시예에 있어서, 가속 및 감속 공기 밸브(410,412)는 개별적으로 동작하는 분리된 밸브이다. 또 다른 실시예에 있어서는, 단일 밸브가 이용될 수 있을 것이다. 예를들어, 밸브가 제1위치에 있을 때 공기 흐름이 가속 공기 노즐(130)로는 제공되나 감속 공기 노즐(210)로는 제공되지 않도록 그리고 밸브가 제2위치에 있을 때 공기 흐름이 감속 공기 노즐(210)로는 제공되나 가속 공기 노즐(130)로는 제공되지 않도록 단일 입구와 두개의 출구, 즉 도관(428)에 결합된 출구 하나와 도관(442)에 결합된 다른 하나의 출구를 갖는 밸브가 이용될 수 있을 것이다.

밸브(410,412)의 동작이 성형드럼(42)의 회전과 어떤 적절한 방식으로 위상 조정될 수 있다. 예를들어, 밸브(410,412)의 동작은 프로그램가능한 리미트 스위치를 이용하여 성형 드럼(42)의 회전과 위상조정될 수 있다. 적절한 프로그램가능 한 리미트 스위치는 회전 위치 측정 장치와 프로그램가능한 제어 모듈를 갖는, 미국 미시간주 클로손 소재의 GEMCO사에 의해 제조되는 GEMCO 퀴크-세트 III이다.

회전 위치 측정 장치는, 회전 위치 측정 장치가 드럼(42)의 1회전당 n번 회전하도록[여기서 n은 드럼 둘레에서 형성된 섬유상 웨브의 수이다(제3도에서 n=5)], 성형 드럼에 기계적으로 결합될 수 있다. 프로그램가능한 제어 모듈은 회전 위치 측정 장치의 각 회전을 1000 증분으로 나눈다. 프로그램가능한 제어 모듈은 또한 밸브 솔레노이드 각각에 활성화 전압을 인가할 수 있는 출력 채널을 포함한다. 사용자는 프로그램가능한 제어 모듈에 소정의 위치(0 내지 1000의 증분수)를 입력함으로써 그 위치에서 각 밸브 솔레노이드가 작동 및 비작동되는 것을 선택할 수 있다.

본 발명의 특정 실시예가 도시 및 설명되어 있지만, 당업자들라면 다양한 변형과 개조가 본 발명의 정신과 보호범위를 벗어남이 없이 가능하다는 것을 분명히 알 것이다. 첨부된 청구범위는 모든 그러한 변형과 용도를 포함하도록 의도된다.

Claims

섬유상 웨브에 첨가할 이산 입자의 펄스화된 스트림을 형성하는 장치에 있어서, 소정의 질량 유량을 가지는 입자의 스트림을 제공하기 위한 입자 유량조정 장치와, 상기 입자 유량조정 장치에 의하여 제공된 입자의 스트림을 수용하여 가속시키기 위한 입자 가속 공기 노즐로서, 이 입자 가속 장치가 입자 가속 공기 흐름을 하류 방향으로 제공하기 위한 가속 공기 노즐과, 상기 가속 공기 노즐의 하류에 배치되는 입자 출구와, 상기 입자 출구의 상류에 배치되며 상기 입자 유량조정 장치에 의해 제공된 입자의 스트림을 수용하는 입자 입구를 구비하는 상기 입자 가속 장치와, 입자 감속 공기 흐름을 제공하기 위하여 상기 입자 입구의 하류에 배치된 적어도 하나의 감속 공기 노즐과, 상기 가속 및 감속 공기 노즐에 공기 흐름을 제공하기 위한 적어도 하나의 가압 공기 공급원과, 상기 가압 공기 공급원에 의하여 상기 가속 및 감속 공기 노즐로 제공된 공기 흐름을 제어하기 위한 밸브 장치를 포함하는 이산 입자의 펄스화된 스트림 형성 장치 .
제1항에 있어서, 상기 밸브 장치가 가속 및 감속 공기 노즐중 적어도 하나로의 공기 흐름을 소정의 방식으로 변화시키도록 동작가능한 이산 입자의 펄스화된 스트림 형성 장치.
제2항에 있어서, 상기 밸브 장치가 상기 감속 공지 노즐로 펄스화된 공기 흐름을 제공하도록 동작가능한 이산 입자의 펄스화된 스트림 형성 장치.
제3항에 있어서, 상기 밸브 장치가 가속 및 감속 공기 노즐에 공기 흐름을 소정의 사이클로 제공하도록 동작가능하며, 상기 밸브 장치가 상기 소정 사이클의 제1부분중에는 상기 가속 공기 노즐로의 공기 흐름을 제공하나 감속 공기 노즐로의 공기 흐름은 억제하며, 밸브 장치가 상기 소정 사이클의 제2부분중에는 상기 가속 공기 노즐로의 공기 흐름을 억제하지만 상기 감속 공기 노즐로 공기 흐름은 제공하는 이산 입자의 펄스화된 스트림 형성 장치.
제4항에 있어서, 상기 밸브 장치는 상기 소정 사이클의 제3부분중 상기 가속공기 노즐과 상기 감속 공기 노즐의 양자에 공기 흐름을 제공하도록 동작가능한 이산 입자의 펄스화된 스트림 형성 장치.
제1항에 있어서, 상기 밸브 장치가, 상기 가속 공기 노즐로의 공기 흐름은 억제하고 상기 감속 공기 노즐로의 공기 흐름을 제공하는 동안, 상기 밸브 장치와 상기 가속 공기 노즐 사이로부터 공기를 추출하도록 동작가능한 이산 입자의 펄스화된 스트림 형성 장치 .
제6항에 있어서, 상기 밸브 장치가 상기 감속 공기 노즐로의 공기 흐름을 억제하고 상기 가속 공기 노즐로의 공기 흐름을 제공하는 동안, 상기 밸브 장치와 상기 감속 공기 노즐 사이로부터 공기를 추출하도록 동작가능한 이산 입자의 펄스화된 스트림 형성 장치.
제1항에 있어서, 상기 밸브 장치가 개별적으로 동작가능한 가속 공기 밸브와 감속 공기 밸브를 포함하며, 상기 가속 공기 밸브가 공기 공급원으로부터 공기 흐름을 수용하는 입구와, 상기 가속 공기 노즐과 흐름 연통하는 출구와, 상기 가속 공기 밸브와 상기 가속 공기 노즐 사이로부터 공기를 추출하는 배기 포트를 가지며, 상기 가속 공기 밸브는 상기 밸브 입구와 상기 밸브 출구 사이에 흐름 연통을 제공하는 제1위치로부터, 상기 밸브 출구와 상기 배기 포트 사이에 흐름 연통을 제공하는 제2위치로 동작 가능한 이산 입자의 펄스화된 스트림 형성 장치.
제1항에 있어서, 상기 가속 공기 노즐은 하류 방향에 대체로 평행한 제1축을 따라 입자 가속 공기 흐름을 제공하며, 상기 입자 입구는 제2축을 따라 입자를 수용하고, 상기 제2축은 상기 제1축과 약 90도의 사잇각을 형성하며, 상기 감속공기 노즐은 상기 가속 공기 노즐의 하류에 배치되는 이산 입자의 펄스화된 스트림 형성 장치.
제1항에 있어서, 상기 이산 입자의 펄스화된 스트림 형성 장치는 상기 입자 유량조정 장치와 상기 입자 가속 장치의 사이에서 입자를 이송하기 위한 도관을 추가로 포함하며, 상기 도관은 그 내경의 적어도 5배의 길이를 가지는 이산 입자의 펄스화된 스트림 형성 장치.
제10항에 있어서, 상기 입자 유량조정 장치와 상기 입자 가속 장치의 사이에서 입자를 이동시키기 위한 도관이 적어도 20인치의 길이를 가지는 이산 입자의 펄스화된 스트림 형성 장치.
섬유상 웨브에 첨가할 이산 입자의 펄스화된 스트림을 형성하는 장치에 있어서, 소정의 질량 유량을 가지는 입자의 스트림을 제공하기 위한 입자 유량조정 장치와, 입자의 스트림을 가속시키기 위한 이젝터로서, 이 이젝터가 하류 방향에 대체로 평행한 제1축을 따라 입자 가속 공기 흐름을 제공하기 위한 가속 공기 노즐과, 상기 가속 공기 노즐의 하류에 배치된 벤투리 통로와, 상기 제1축과 약 90도의 사잇각을 형성하는 제2축을 따라 상기 입자 유량조정 장치에 제공된 상기 소정의 질량 유량의 입자를 수용하기 위한 입자 입구와, 상기 벤투리 통로의 하류에 배치된 입자 출구를 구비하는 상기 이젝터와, 상류 방향으로 입자 가속 공기 흐름을 제공하기 위하여 상기 입자 입구와 상기 가속 공기 노즐의 하류에 배치된 적어도 하나의 감속 공기 노즐과, 상기 가속 및 감속 공기 노즐로 공기 흐름을 제공하기 위한 적어도 하나의 가압 공기 공급원과, 상기 가속 및 감속 공기 노즐로의 공기 흐름을 제어하기 위한 밸브 장치를 포함하며, 이 밸브 장치는 개별적으로 동작 가능한 가속 공기 밸브와 감속 공기 밸브를 구비하며, 상기 가속 공기 밸브는 이 밸브 장치가 상기 공기 공급원으로부터 공기 흐름을 수용하는 입구와, 상기 가속 공기 노즐과 흐름 연통하는 출구와, 상기 가속 공기 밸브와 상기 가속 공기 노즐 사이로부터 공기를 추출하기 위한 배기 포트를 갖고, 상기 가속 공기 밸브는 상기 밸브 입구와 상기 밸브 출구 사이에 흐름 연통을 제공하는 제1위치로부터 상기 밸브 출구와 상기 배기 포트 사이에 흐름 연통을 제공하는 제2위치로 동작가능한 이산 입자의 펄스화된 스트림 형성 장치.
섬유상 웨브에 첨가할 이산 입자의 펄스화된 스트림을 형성하는 방법에 있어서, 소정의 질량 유량을 가지는 입자의 스트림을 제공하는 단계와, 펄스화된 입자 가속 공기 흐름을 하류 방향으로 제공하는 단계와, 입자 감속 공기 흐름을 제공하는 단계와, 상기 입자의 스트림을 제1위치에서 상기 펄스화된 입자 가속 공기 흐름과 충돌시켜서 상기 입자를 하류 방향으로 가속시키는 단계와, 상기 입자의 스트림을 제2위치에서 상기 펄스화된 입자 감속 공기 흐름과 충돌시키는 단계와, 상기 입자의 스트림을 상기 제1및 제2위치의 하류에서 상기 섬유상웨브로 배향시키는 단계를 포함하는 이산 입자의 펄스화된 스트림 형성 방법.
제13항에 있어서, 상기 입자 감속 공기 흐름을 제공하는 단계가 펄스화된 입자 감속 공기흐름을 제공하는 단계를 포함하는 이산 입자의 펄스화된 스트림 형정 방법.
제14항에 있어서, 상기 이산 입자의 펄스화된 스트림 형성 단계가 상기 입자의 감속 및 가속공기 흐름을 소정의 사이클로 제어하는 단계를 더 포함하고, 이 공기 흐름 제어 단계가, 상기 소정 사이클의 제1부분중 상기 가속 공기 흐름을 제공하나 상기 감속 공기 흐름은 억제하는 단계와; 상기 소정 사이클의 제2부분중 상기 감속 공기 흐름을 제공하나 상기 가속 공기 흐름은 억제하는 단계를 추가로 포함하는 이산 입지 의 펄스화된 스트림 형성 방법.
제15항에 있어서, 상기 공기 흐름제어 단계가 상기 소정 사이클의 제3부분중 상기 가속 및 감속 공기 흐름의 양자를 제공하는 단계를 포함하는 이산 입자의 펄스화된 스트림 형성 방법.
제13항에 있어서, 상기 펄스화된 입자 가속 공기 흐름을 제공하는 단계가, 공기 공급원을 제공하는 단계와, 상기 펄스화된 입자 가속 공기 흐름을 상기 입자의 스트림과 충돌하도록 배향시키기 위하여 가속 공기 노즐을 제공하는 단계와, 상기 공기 공급원과 상기 가속 공기 노즐 사이에 흐름 연통을 간헐적으로 제공하는 단계와, 상기 공기 공급원과 상기 가속 공기 노즐 사이의 흐름 연통을 간헐적으로 억제하는 단계와, 상기 가속 공기 노즐과 상기 공기 공급원 사이의 흐름 연통을 억제하고, 그 동안 상기 가속 공기 밸브와 상기 가속 공기 노즐 사이로부터 공기를 추출하는 단계를 포함하는 이산 입자의 펄스화된 스트림 형성 방법.
제13항에 있어서, 상기 입자의 스트림을 충돌시키는 단계가, 하류 방향에 대체로 평행한 제1축을 따라 상기 일자 가속 공기 흐름을 제공하는 단계와, 상기 제1축과 약90도의 사잇각을 형성하는 제2축을 따라 상기 입자의 스트림을 배향시키는 단계를 포함하는 이산 입자의 펄스화된 스트림 형성방법,
제13항에 있어서, 상기 이산 입자의 펄스화된 스트림 형성 방법이, 상기 입자의 스트림이 상기 펄스화된 입자 가속 공기흐름과 충돌하기 전에 소정의 질량 유량을 갖는 상기 입지의 스트림 내에 가변 입자 농도의 파를 형성하는 단계를 포함하는 이산 입자의 펄스화된 스트림 형성 방법.