特許 7244187 繊維を収集する方法及び装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-03-13

(45)【発行日】2023-03-22

(54)【発明の名称】繊維を収集する方法及び装置

(51)【国際特許分類】

   A24D 3/02 20060101AFI20230314BHJP

【ＦＩ】

A24D3/02

【請求項の数】 33

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2021015837

(22)【出願日】2021-02-03

(62)【分割の表示】P 2019511696の分割

【原出願日】2017-09-18

(65)【公開番号】P2021078508

(43)【公開日】2021-05-27

【審査請求日】2021-03-03

(31)【優先権主張番号】1616932.8

(32)【優先日】2016-10-05

(33)【優先権主張国・地域又は機関】GB

(73)【特許権者】

【識別番号】500252844

【氏名又は名称】ブリティッシュ アメリカン タバコ （インヴェストメンツ） リミテッド

【氏名又は名称原語表記】ＢＲＩＴＩＳＨ ＡＭＥＲＩＣＡＮ ＴＯＢＡＣＣＯ （ＩＮＶＥＳＴＭＥＮＴＳ） ＬＩＭＩＴＥＤ

(73)【特許権者】

【識別番号】512001371

【氏名又は名称】タバコ リサーチ アンド ディベロップメント インスティテュート （プロプリエタリー） リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100107456

【弁理士】

【氏名又は名称】池田 成人

(74)【代理人】

【識別番号】100162352

【弁理士】

【氏名又は名称】酒巻 順一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100123995

【弁理士】

【氏名又は名称】野田 雅一

(72)【発明者】

【氏名】ファロン， ゲイリー

(72)【発明者】

【氏名】リチャードソン， ジョン

(72)【発明者】

【氏名】キング， イアン

(72)【発明者】

【氏名】ル ルー， ジェラルド マリン

(72)【発明者】

【氏名】ヘルホルト， アーノルド レスリー

【審査官】八木 敬太

(56)【参考文献】

【文献】特表２００７－５０２３７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６３－２７５７６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表平０９－５０６６８１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ２４Ｄ ３／０２

Ｄ０１Ｄ １／００－１３／０２

Ｄ０４Ｈ １／００－１８／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガス流に同伴された繊維を収集する装置であって、
同伴された繊維を搬送するガス流を通して内部に導くことができる導入口を有するエンクロージャと、
コンベヤであって、同伴された繊維が前記エンクロージャ内で前記コンベヤ上に堆積される、コンベヤと、
前記コンベヤ上で収集された繊維を前記エンクロージャから引き出すことができる繊維導出口と、
前記エンクロージャから外へガスが通過できる排気導出口と、
を備え、
前記エンクロージャが、前記繊維が前記導入口から前記繊維導出口まで前記エンクロージャを流通するための通路を設けるように、前記ガス流中の余剰ガスを前記同伴された繊維から分離するように、及び前記余剰ガスを前記排気導出口に導くように、構成されており、前記繊維導出口が、前記コンベヤ上に堆積された前記収集された繊維の移動の方向に延びる開放チャネル内に排出する導出口オリフィスを備え、前記導出口オリフィスから導出された余剰ガスを前記繊維の前記移動の方向から離れる方向かつ前記コンベヤから離れる方向に導いて前記コンベヤ上の前記収集された繊維の上方の領域内の圧力を低減させるように、バッフルが、前記収集された繊維及び前記コンベヤの上方の位置に配置された前記導出口オリフィスに配置されている、装置。

【請求項2】

前記エンクロージャが、ガス及び繊維を前記導入口に導き、余剰ガスを前記エンクロージャの外側に導くように構成されている、請求項１に記載の装置。

【請求項3】

前記繊維を収集してウェブにするように構成された、請求項１又は２に記載の装置。

【請求項4】

前記繊維を前記通路の一部分に沿って移動させるように構成された移送システムを備える、請求項１～３のいずれか一項に記載の装置。

【請求項5】

前記移送システムがコンベヤを備える、請求項４に記載の装置。

【請求項6】

前記移送システムが、前記ガスから同伴された繊維を集めるために前記導入口と位置合わせされて配置されている上流部分であって、堆積された繊維を前記エンクロージャから前記繊維導出口に向けて移動させるように構成されている上流部分を有する、請求項５に記載の装置。

【請求項7】

前記移送システムが、前記ガス流の方向と異なる方向に前記繊維を移動させるように構成されている、請求項５又は６に記載の装置。

【請求項8】

前記導入口が、前記移送システムの移動の方向と直角の方向に前記ガス流を受け入れるように構成されている、請求項５～７のいずれか一項に記載の装置。

【請求項9】

前記移送システムが、繊維を支持しながら前記ガス流からのガスを通過させるように構成されたコンベヤを備える、請求項５～８のいずれか一項に記載の装置。

【請求項10】

前記エンクロージャが、前記エンクロージャ内の実質的にすべての前記余剰ガスを前記排気導出口に導くように構成されている、請求項１～９のいずれか一項に記載の装置。

【請求項11】

前記エンクロージャが、前記エンクロージャ内のわずかな比率の前記余剰ガスを前記繊維導出口に、前記排気導出口に導くように構成されている、請求項１～１０のいずれか一項に記載の装置。

【請求項12】

前記エンクロージャが、前記余剰ガスを前記ガス流から離れる方向に導くように前記通路内に配置された一つ以上のバッフルを含む、請求項１～１１のいずれか一項に記載の装置。

【請求項13】

前記通路の一部分に沿って前記繊維を移動させるように構成された移送面と、
前記ガス流中の前記繊維を前記移送面に導き、前記ガス流中の前記余剰ガスを前記移送面から離れる方向に導くように配置された少なくとも一つのバッフルと、
を更に備える、請求項１２に記載の装置。

【請求項14】

前記エンクロージャが、前記ガス流の前記通路内に配置されているバッフルであって、前記ガス流からの前記繊維を主通路に導き、前記ガス流からの前記余剰ガスを前記主通路とは別個の補助通路に導くように配置されているバッフルを備える、請求項１～１３のいずれか一項に記載の装置。

【請求項15】

前記主通路が、前記繊維を受け入れるように構成された前記導入口に隣り合う入口と、前記繊維を前記エンクロージャ内の第１の領域に導くように配置された出口とを有し、
前記補助通路が、前記主通路の横に並設されており、前記補助通路が、前記導入口に隣り合う入口であって、前記ガス流の周辺からガスを受け入れるように配置されている入口と、前記第１の領域の一方の側に向けられている出口とを有する、請求項１４に記載の装置。

【請求項16】

前記主通路の横幅が前記第１の領域に向かって減少する、請求項１５に記載の装置。

【請求項17】

前記補助通路の横幅が第２の領域に向かって増大する、請求項１５又は１６に記載の装置。

【請求項18】

少なくとも一つのバッフルがルーバを備える、請求項１４～１７のいずれか一項に記載の装置。

【請求項19】

前記エンクロージャは、繊維が前記繊維導出口に向かって流通することができる実質的に均一な断面形状の細長い区域を有する導管を備える、請求項１～１８のいずれか一項に記載の装置。

【請求項20】

前記エンクロージャが、繊維が流通して前記導管に流入することができるガイドを更に備え、前記ガイドは、前記導管の前記細長い区域に向かって徐々に小さくなる断面を有する、請求項１９に記載の装置。

【請求項21】

前記エンクロージャが、前記余剰ガスを受け入れるように構成された排気チャンバを含み、ガス導出口が前記排気チャンバと連通して配置されている、請求項１～２０のいずれか一項に記載の装置。

【請求項22】

ガス流に同伴されたプラスチック材料の繊維を生成するための、前記ガス流を前記エンクロージャ内に導くように構成されたメルトブロー装置を更に備える、請求項１～２１のいずれか一項に記載の装置。

【請求項23】

移送面から繊維のウェブを受け入れるように且つ前記ウェブを連続ロッドに形成するように構成されたロッド形成装置を更に備える、請求項１～２２のいずれか一項に記載の装置。

【請求項24】

請求項１～２３のいずれか一項に記載の装置に使用するためのエンクロージャであって、
同伴された繊維を搬送するガス流を当該エンクロージャ内に導くことができる導入口と、
収集された繊維を当該エンクロージャから引き出すことができる繊維導出口と、
当該エンクロージャから外へガスが通過できる排気導出口と、
を画定し、
当該エンクロージャは、前記繊維が前記導入口から前記繊維導出口まで流通するための通路が設けられており、前記ガス流中の余剰ガスを前記同伴された繊維から離れる方向に導くように構成されている、エンクロージャ。

【請求項25】

収集された繊維の集合体を形成する方法であって、
ガス流に繊維を同伴させるステップと、
ガス及び同伴された繊維の流れを全体的又は部分的に囲まれた空間に導くステップと、
前記囲まれた空間内に前記繊維を収集するステップであって、前記同伴された繊維はコンベヤ上に堆積される、ステップと、
前記コンベヤ上で前記囲まれた空間から導出口オリフィスを通して前記収集された繊維を引き出すステップと、
前記導出口オリフィスにおいて前記囲まれた空間から前記ガスを排出するステップと、
を含み、前記導出口オリフィスにおいて余剰ガスが前記ガス流から分離され前記収集された繊維の移動の方向から離れる方向かつ前記コンベヤから離れる方向に導いて前記コンベヤ上の前記収集された繊維の上方の領域内の圧力を低減させる、方法。

【請求項26】

前記同伴された繊維が前記囲まれた空間に導かれ、余剰ガスが前記囲まれた空間の外側に導かれる、請求項２５に記載の方法。

【請求項27】

前記余剰ガスが前記ガス流の周辺から逸らされる、請求項２５又は２６に記載の方法。

【請求項28】

前記ガス流が、前記コンベヤに近づくときに、小断面積の領域内へとその流れの方向において収束して流れ込み、前記ガス流の周辺の余剰ガスが流れの方向から横方向に逸らされる、請求項２５～２７のいずれか一項に記載の方法。

【請求項29】

前記逸らされた余剰ガスが前記導出口オリフィスにおけるウェブの上方の圧力低減によって除去される、請求項２７又は２８に記載の方法。

【請求項30】

前記繊維が前記囲まれた空間内で収集されてウェブを形成する、請求項２５～２９のいずれか一項に記載の方法。

【請求項31】

前記収集された繊維に沿う余剰空気がウェブの進路から逸らされて、収集されたウェブが前記コンベヤから分離しやすくなる、請求項２５～３０のいずれか一項に記載の方法。

【請求項32】

前記繊維がメルトブロープロセスによってガスの流れに同伴される、請求項２５～３１のいずれか一項に記載の方法。

【請求項33】

請求項２５～３２のいずれか一項に記載の方法によって繊維のウェブを形成するステップと、前記ウェブを連続ロッドになるように更に形成するステップとを含む、繊維のロッドを形成する方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の分野は、繊維ウェブ、かせ又はロッド、特にフィルタトウ、フィルタロッド及びシガレットフィルタのウェブやかせ等の集合体を形成するための繊維を収集する方法及び装置である。

【背景技術】

【0002】

繊維状材料から形成される多くの製品（例えば、糸、ウェブ、かせ、ロービング、マット、又はロッド）が、繊維を集合体に収集することによって製造され得る。このような集合体は、例えば繊維を互いにその接触点で接着させるように加熱することによって、又は接着剤若しくは可塑剤を加えることよって、結合力のある統一体として繊維を保持するように処理することができる。例えば、シガレットフィルタは、セルロースアセテート繊維等のフィルタ材料の繊維から、その繊維を収集してフィルタトウと呼ばれることが多い絡み合った繊維のストランド又はかせを形成し、次にそのストランドを転がし引っ張ることにより圧縮して高密度のロッド（これは後で巻き取り、シガレットに合体するのに適切な個々の短い長さに切断できる）を形成することによって作ることができる。

【0003】

繊維を収集するプロセス及び装置では、集合体の繊維密度のばらつきを減らすことが望ましい。その理由は、このようなばらつきは最終製品の品質に悪影響を及ぼすおそれがあるからである。

【発明の概要】

【0004】

本特許明細書は、ガス流に同伴された繊維を収集する装置であって、同伴繊維を搬送するガス流を内部に導くことができる導入口を有するエンクロージャ（囲い）と、収集繊維をエンクロージャから引き出すことができる繊維導出口と、エンクロージャから外へガスが通過できる排気導出口とを備え、繊維が導入口から繊維導出口までエンクロージャを流通するための通路を設けるように、ガス流中の余剰ガスを同伴繊維から分離するように、及び余剰ガスを排気導出口に導くように構成されている装置を開示する。

【0005】

本特許明細書はまた、ガス流に同伴された繊維を収集する装置に使用するためのエンクロージャであって、同伴繊維を搬送するガス流をエンクロージャ内に導くことができる導入口と、収集繊維をエンクロージャから引き出すことができる繊維導出口と、エンクロージャから外へガスを流出させることができる排気導出口とを画定し、繊維が導入口から繊維導出口まで流通するための通路を設けており、ガス流中の余剰ガスを同伴繊維から離れる方向に導くように構成されているエンクロージャも開示する。

【0006】

一実施形態では、エンクロージャは、ガス及び繊維を導入口に導き、余剰ガスをエンクロージャの外側に導くように構成されている。代替的に又は追加的に、エンクロージャは、繊維からの余剰ガスの分離がエンクロージャ内の一つ以上の位置で行われるように構成されてもよい。

【0007】

余剰ガスを繊維から分離することは、繊維がエンクロージャを流通するときの繊維の乱流を低減するのに効果的であり得るとともに、より均一な集合体になるように繊維を収集しやすくなり得る。

【0008】

エンクロージャは、繊維が導入口から繊維導出口までエンクロージャを流通するための通路を全体的又は部分的に被覆、又は取り囲むように構成されることができる。

【0009】

装置又はエンクロージャは、ガス流及び同伴繊維に対応するためのいくつかの異なるゾーンを画定することができる。例えば、装置の一つの実施形態では、エンクロージャは、ガス流を導入口から導くことができる受入れゾーンと、繊維が繊維出口に向かって流通できる受入れゾーンの下流の安定化ゾーンと、余剰ガスを排気導出口に導くことができる排気ゾーンとを備える。

【0010】

繊維は、適切なプロセス、例えばメルトブロープロセスによって、ガスの流れに同伴させることができる。したがって、一つの実施形態では、繊維収集装置は、ガス流に同伴されるプラスチック材料の繊維を生成するための、ガス流をエンクロージャ内に導くように構成されたメルトブロー装置を更に備えることができる。

【0011】

典型的なメルトブロープロセスでは、繊維形成ポリマーが一つ以上のオリフィスから、高温ガス（例えば空気、又は場合により不活性ガス）の収束流の中に押し出される。ガスは、オリフィスから出てくるポリマーを溶融ポリマーの細流になるように吹き飛ばし、この細流は固化して小さい径の繊維を形成する。繊維はガスの流れに同伴され、例えばガス及び繊維の流れを収集面に導くことによって集めることができる。結果として得られる、絡み合った繊維から成る集合体は、例えば加熱することによって、繊維をその接触点で融合して不織繊維集合体を形成することができる。

【0012】

本明細書はまた、収集繊維の集合体を形成する方法であって、ガスの流れに繊維を同伴させるステップと、ガス及び同伴繊維の流れを全体的又は部分的に囲まれた空間に導くステップと、囲まれた空間に繊維を収集するステップと、囲まれた空間から収集繊維を引き出すステップと、囲まれた空間からガスを排出するステップとを含み、余剰ガスがガス流から分離され収集繊維の進路から逸らされて、収集繊維中の乱流が低減する方法も開示する。

【0013】

ガス流からの余剰ガスの分離は、一つ以上の段階で行われてよい。一つの段階では、同伴繊維は囲まれた空間に導くことができ、余剰ガスは囲まれた空間に導くことができる。別法として、又は別の段階では、ガス流及び同伴繊維からの余剰ガスの分離は、囲まれた空間内で行われてもよい。別の代替方法では、余剰ガスはガス流から、複数の連続する段階で、囲まれた空間内で分離することができる。

【0014】

本明細書に開示された方法及び装置は、繊維集合体、特に、ウェブ、マット、糸、かせ、ロービング、ロッド、フィルタトウ、及びフィルタロッドを形成するために使用することができる。例えば、繊維のロッドは、本明細書に開示された方法によって、又は本明細書に開示された装置を用いて、繊維のウェブを形成し、このウェブを、例えば知られているロッド作製機械を使用して、連続ロッド又はフィルタロッドになるように更に形成することによって形成することができる。

【0015】

本装置は、ガス流に同伴された繊維を収集してウェブを形成するように構成することができる。この目的のために、収集器をエンクロージャ内に、より詳細にはその受入れゾーン内に設けることができる。収集器は、導入口と位置合わせされた、またガス流に同伴された繊維を収集するように配置された、収集面を有することができる。

【0016】

したがって、本方法の一実施形態では、繊維は、ガス及び同伴繊維の流れを収集面に導き、収集面とガス流の間に相対運動を発生させることによって集められる。

【0017】

収集器は、収集繊維を通路の少なくとも一部分に沿って移動させエンクロージャを通過させる移送システムと一体化することができる。例えば、移送システムは上流部を有することができ、この上流部は受入れゾーンに設置し、同伴繊維をガスから集めるように導入口と位置合わせして配置し、堆積された繊維をチャンバから繊維導出口に導いて移動させるように構成することができる。

【0018】

一実施形態では、ガス流に同伴された繊維を収集する装置は、堆積された繊維を受入れゾーンから安定化ゾーンまで移動させる移送面と、移送面を少なくとも部分的に覆っているエンクロージャであって、受入れゾーンから安定化ゾーンまで延びるチャンバを画定するエンクロージャと、ガス流に同伴された繊維をチャンバ内に、及び移送面に導くことができる導入口と、移送面上の繊維をウェブとしてエンクロージャから引き出すことができる繊維導出口と、繊維導出口から離して配置されたガスの導出口とを備え、エンクロージャは、ガス流中の余剰ガスを繊維から分離するように、また余剰ガスを導出口に導くように構成される。

【0019】

移送システムは、ガス流の方向とは異なる方向に繊維を移動させるように構成することができる。例えば、繊維と余剰ガスは概ね直交するように、すなわち互いに直角に向けることができる。同様に、導入口は、移送システムの移動方向に対して概ね直角の、すなわち概ね垂直の方向にガス流を受け入れるように構成することができる。

【0020】

移送システムは、例えば、エンドレスコンベヤベルト又は回転収集器ドラム等のコンベヤの形にすることができる。別法として、移送システムは摺動面を含むこともでき、この摺動面の上で繊維は、重力及び又はガス流の影響を受けて、或いは繊維をチャンバから又はチャンバの外に引き出すローラの影響を受けて、導入口から繊維導出口まで進むことができる。

【0021】

コンベヤは、繊維を支持しながらガス流からのガスを通過させるように構成することができる。例えばコンベヤは、可撓性材料の穴あき又は多孔性のシート又はベルト、或いはガスがコンベヤを通過できるように隣り合うリンクの間隔があいているリンクチェーンを備えることができる。

【0022】

一実施形態では、エンクロージャは、エンクロージャ内の実質的にすべての余剰ガスを排気導出口に導くように構成される。別の実施形態では、エンクロージャは、エンクロージャ内のわずかな比率の余剰ガスを繊維導出口に導いて、繊維と一緒にチャンバから出るように構成される。

【0023】

本方法の一実施形態では、余剰ガスが、ガス流の周辺、例えば繊維収集面の上流から進路を逸らされる。

【0024】

本装置の一実施形態では、ガス流は、収集面に近づくときに、その流れの方向に、小さい断面積の領域内へと収束するように流すことができ、周辺の余剰ガスが流れの方向から横方向に逸らされる。

【0025】

装置の一つの実施形態では、一つ以上のバッフルをエンクロージャ内に、ガス流中の余剰ガスを同伴繊維から分離するように、及び／又は余剰ガスをガス流から離れる方向に導くように設けることができる。一つ以上のバッフルをまた、余剰ガスを排気導出口に導き、以て、繊維がエンクロージャを通過するときの繊維中の乱流を低減させるように設けることができる。

【0026】

一つ以上のバッフルをまた、ガス流中の繊維をコンベヤ又は移送面に導き、ガス流中の余剰ガスを移送面から離れる方向に導くように設けることもできる。

【0027】

本装置の一実施形態では、少なくとも一つのバッフルが一つ以上のルーバを備えることができる。このルーバは、例えば、ガスがバッフルを通り抜けてどちらの方向にも流れることを可能にしながら、バッフルの一方の繊維をバッフルから離れる方向に導くように配置することができる。各ルーバは、例えば、使用中にバッフルの表面を覆うガスの流れの方向に横向きに配置された直線又は弓形のスロットの形で、バッフルに開口を備える。ルーバは、バッフルを覆うガスの流れの方向に応じて、任意の効果的な構成で配置することができる。例えば、ルーバは、細長い平行スロットの単一の縦列の形にすること、又は一つ以上の横列に複数の縦列があるスロットのアレイとすることができる。

【0028】

一実施形態では、バッフルが、ガス流の通路内に配置され、またガス流からの繊維を主通路に導き、ガス流からの余剰ガスを主通路とは別個の補助通路に導くように配置される。

【0029】

主通路は管状とすることができるが、任意の所望の断面形状、例えば円形、長方形、六角形、又は別の多角形でもよい。補助通路は、第１の通路を例えば環状構造で取り囲むことができる。別法として、主通路及び補助通路は、互いに横に並べること、又は別々に置くことができる。このような配置では、追加の補助通路を設けることができる。例えば、長方形の主通路では、四つまでの補助通路を使用することができ、一つが主通路の四つの壁のうちの対応する一つに隣り合う。主通路と副通路の共有壁は、ガス流の周辺からの余剰ガスを繊維から副通路の中へ逸らすためのバッフルを備えることができ、主ガス流中の繊維及びガスは主通路内に導かれる。

【0030】

装置の一実施形態では、主通路は、繊維を受け入れるように配置されている導入口に隣り合う入口と、繊維をエンクロージャ内の第１の領域に導くように配置されている導出口とを有し、補助通路は、主通路の横に並設されており、ガス流の周辺からガスを受け入れるように配置されている入口と、余剰ガスをエンクロージャ内の第２の領域に導くように配置されている導出口とを有する。

【0031】

第１の領域は、例えば、ガス流に同伴された繊維を収集してウェブを形成するように構成された収集器、又は繊維を通路の一部分に沿って移動させるように配置されたコンベヤを含むことができ、第２の領域は、収集器又はコンベヤの一方の側にあってもよい。

【0032】

このような配置では、主通路の横幅は、第１の領域に向かって減少し得る。補助通路の横幅は、第２の領域に向かって増大し得る。

【0033】

繊維を所望の幅及び厚さのウェブになるように形成するために、エンクロージャは、例えば繊維オリフィスの上流に設置された導管を備えてもよく、この導管は、その全長に沿って実質的に均一な断面形状の、繊維が繊維導出口に向かって流通することができる細長い区域を有する。

【0034】

本装置の一実施形態では、繊維が通り抜けて導管に入ることができるガイドがエンクロージャに備えられ、このガイドは、導管の細長い区域に向かって徐々に小さくなる断面を有する。

【0035】

本方法の一実施形態では、収集繊維に沿う余剰空気は、収集繊維から進路を逸らされて、収集面から収集ウェブが分離しやすくなる。この目的のために、繊維導出口は、収集繊維の移動の方向に延びる開放チャネルの中に排出する導出口オリフィスを備えてもよい。バッフルが、オリフィスから出てくるガスを繊維の移動方向から離れる方向に導くように構成される。

【0036】

本方法の一実施形態では、逸れた余剰空気は圧力低減によって除去される。別法として、装置は、余剰空気がそれ自体の圧力によって装置から排出されるように構成することもできる。

【0037】

本装置の一実施形態では、エンクロージャは、余剰ガスを受け入れるように構成された排気チャンバを含み、ガス導出口が排気チャンバと連通して配置され、それによって余剰ガスを、例えば真空ポンプを用いる圧力低減によって装置から引き出すことができる。

【0038】

本装置の一実施形態では、ガス流に同伴された繊維を収集する装置は、分離チャンバ及び排気チャンバを画定するエンクロージャと、同伴繊維を搬送するガス流を分離チャンバ内に導くことができる導入口と、ガス流中の余剰ガスを同伴繊維から分離し、以て同伴繊維が分離チャンバを通過するときに繊維中の乱流を低減するように、且つ余剰ガスを排気チャンバに導くように、分離チャンバ内に配置されたバッフルと、ガスが排気チャンバから外へ通過できる排気導出口と、収集繊維を分離チャンバから引き出すことができる繊維導出口と、繊維を収集して分離ゾーン中を移動させるように配置された、分離チャンバと排気チャンバの間の移送システムとを備え、移送システムは、分離チャンバから排気チャンバへガスが通過できるように構成される。

【0039】

本明細書に開示された、繊維を収集する装置はまた、繊維導出口から繊維のウェブを受け入れて、そのウェブを連続ロッドに形成するように構成されたロッド形成装置と一緒に使用することもできる。

【0040】

次に、装置及び方法の実施形態について、単なる例として添付の図面を参照して説明する。

【図面の簡単な説明】

【0041】

【図1】ガス流に同伴された繊維を収集し、この収集繊維を、シガレットフィルタに使用される種類の連続ロッドに形成する装置の第１の実施形態の、上方及び一方の側面から下流方向の斜視図である。

【図2】図１の線Ａ－Ａに沿った、図１の装置の一部分の概略垂直断面図である。

【図2A】図１及び図２の装置の一部分を形成するエンクロージャの上方及び一方の側面からの斜視図である。

【図3】図１及び図２の装置の、図２の線Ｂ－Ｂに沿った概略垂直断面図である。

【図4】図１及び図３に示されたものの代替構造を有する、図１及び図２の装置の一部分を形成するのに適しているエンクロージャの第２の実施形態の、上方及び一方の側面からの斜視図である。

【図4A】図４のエンクロージャの、図４の線Ｃ－Ｃに沿った概略垂直断面図である。

【図4B】図４のエンクロージャの上方からの平面図である。

【図4C】図４のエンクロージャに使用できる、図に示されたバッフルの一代替形態としてのバッフルの上方及び一方の側面からの斜視図である。

【図4D】図１～図３に示された装置の下流方向及び上方からの部分概略斜視図である。

【図5】図１及び図３、並びに図４、図４Ａ及び図４Ｂに関して示されたものの代替構造を有する、図１及び図３の装置の一部分を形成するのに適しているエンクロージャの第３の実施形態の、上方及び下流端部からの斜視図である。

【図5A】図５のエンクロージャの、下方及び上流端部からの斜視図である。

【図5B】図５のエンクロージャの、図４の線Ｄ－Ｄに沿った概略垂直断面図である。

【図6A】図１の装置に組み込まれる円錐体の上方及び一方の側面からの斜視図である。

【図6B】図６Ａの円錐体の、線６Ｂに沿った垂直断面図である。

【図7A】図１の装置に組み込まれるトランスポータジェットの端面図である。

【図7B】図７Ａのトランスポータジェットの、線７Ｂに沿った断面図である。

【図8A】図１の装置に組み込まれるスタッファジェットの、上方からの斜視図である。

【図8B】図８Ａのスタッファジェットの、線８Ｂに沿った断面図である。

【図9A】図１の装置に組み込まれる蒸気ブロックの分解組立図である。

【図9B】図９Ａの蒸気ブロックの、線９Ｂに沿った断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0042】

図では、参照しやすいように、別々の実施形態の同様の部分又は構成要素に同様の参照番号が付与されている。

【0043】

図１及び図２を参照すると、図示された本発明の実施形態は、シガレットフィルタとして使用するのに適しているフィルタ材料のロッドを形成する装置である。装置はモジュラー構造であり、三つのモジュール、すなわち、ガス流に同伴されたプラスチック材料の繊維を生成するためのメルトブローモジュール１と、メルトブローモジュール１からの繊維を収集し、この繊維からウェブ３８を形成するための繊維収集モジュール２と、ウェブを連続ロッド８１に形成するためのロッド形成モジュール３とを備える。

【0044】

メルトブローモジュール
メルトブローモジュール１は従来の構造とすることができ、図１の上方部分に概略的に示されている。メルトブローモジュールの基本的な特徴部はダイヘッド１４であり、このダイヘッド１４には矢印Ｐで示された溶融ポリマー材料が送り込まれ、またこのダイヘッド１４から溶融ポリマーが噴射口１６のアレイ（配列）を通じて流体として流出する。ガス通路がダイヘッドの噴出口のすぐ近くに形成されている。矢印Ａ，Ａで示された、空気等の高温ガスがダイヘッドに送り込まれ、二つの収束高速ガス流としてガス通路から流出する。高温ガスの流れは、噴出口１６のアレイから流出するポリマーを溶融ポリマー１７の細流になるように吹き飛ばし、この溶融ポリマーは噴出口１６から数センチ以内で固化して、径が小さい連続した多数の繊維１２を形成する。繊維１２はガス流に同伴されることになり、高速で流れるガス流に同伴された絡み合った繊維の複雑なパターンを形成する。

【0045】

繊維収集モジュール
繊維収集モジュール２は、メルトブローモジュール１の垂直下方に、モジュールからの空気流に同伴された繊維を受けるように配置されている。メルトブローモジュールと繊維収集モジュールの間の垂直距離は、分かりやすくするために図１では誇張されている。

【0046】

繊維収集モジュール２は、中空ケーシング２４を支持する剛性フレーム２２を備え、この中空ケーシングは、溶接又はボルト留めされ支持フレーム２２に固定された金属板から形成されている。ケーシング２４は、平面においては概ね長方形であり、その主軸線は上流端部２５から下流端部２６への長手方向に水平に延びており、ケーシングの内部を二つのチャンバに分割する取外し可能な仕切り２７がある類似形状の二つのボックスユニット２４ａ及び２４ｂ（図２）を備える。仕切り２７は、取り外して二つのチャンバを互いに連通させることができる。

【0047】

図２に明示されるように、コンベヤ２８がケーシング２４に取り付けられており、経路３０（その外囲が図２に破線で示されている）に沿ったメルトブローモジュール１の通路部分から、繊維収集モジュール２を通ってロッド形成モジュール３まで繊維を移動させるための移送システムを形成している。コンベヤ２８は、ケーシング２４の横方向に延びる水平軸線を中心にして回転するように、ケーシングの上流端部に固定された軸受に取り付けられている比較的大きい直径のテンションローラ３２を備える。ケーシング２４の下流端部２６に、それぞれの直径がテンションローラよりも小さいアイドラローラ３４及び駆動ローラ３５が、テンションローラ３２の水平軸線と平行な水平軸線を中心にして回転するようにケーシング２４に固定された軸受に取り付けられ、アイドラローラ３４は、駆動ローラ３５の上方且つ上流に取り付けられる。図２に示されるように駆動ローラ３５をその軸線を中心にして反時計方向に回転させるために、電動モータがケーシング２４の下流端部２６に取り付けられている。

【0048】

三つのローラ３０、３２及び３４は、上側走路を有するエンドレス構造のコンベヤベルト３７を支持し、このコンベヤベルトはケーシング２４の長手方向に、テンションローラ３２からケーシング２４の上面に沿ってアイドラローラ３４まで延び、下方に向き、駆動ローラ３５を回り、次にテンションローラ３２まで上側走路と平行な下側走路として戻る。アイドラローラ３４及びテンションローラ３２は、上側走路をケーシング２４の上面と正確に位置合わせするように、またコンベヤベルトに十分な張力を与えるように、その軸受で調整することができる。

【0049】

ガスに同伴された繊維材料が絡み合った繊維のウェブ３８としてコンベヤの表面に堆積及び保持される間、ガスがベルトを通過できるよう、コンベヤベルト３７は構成される。例えば、コンベヤベルト３７、又はその少なくとも一部分、特にベルトの全長に及ぶ中央領域は、その表面に繊維状材料を支持しながらガスを通過させるように、穴、スロット若しくは開口を備え、或いはまた多孔性となっている。この目的のために、コンベヤベルトは、例えば、所望のガス流が圧力によって十分に通り抜けられる密度に織られた繊維材料とすることができる。

【0050】

ケーシング２４の上流ボックスユニット２４ｂ及び下流ボックスユニット２４ａの上面はそれぞれ、コンベヤベルト３７の上側走路の下にある開口又はスロットを備え、ガスがコンベヤベルトを通り抜けてボックスユニットの内部に入ることができるようになっている。開口又はスロットをじかに取り囲む上面の部分は、ベルト３７の上側走路を支持する。

【0051】

ボックスユニット２４ａ及び２４ｂは、ケーシング２４の一方の側面の排気ガス導出口４１ａ（図１）と連通する排気チャンバ４０を形成し、この排気ガス導出口を通ってガスが排気チャンバの外へ排出される。排気導出口４１ａは、ガスを排気チャンバ４０から引き出すことができるように真空ポンプ（図示せず）に接続することができる。仕切り２７を取り外すと、両方のボックスユニットの内部が同じ圧力になるまで排気される。仕切りが適所にあると、上流ボックスユニット２４ｂの内部は、下流ボックスユニット２４ａとは別個に排気することができる。別の排気導出口４１ｂ（図１に閉鎖して示されている）が、下流のボックスユニット２４ａ内の排気チャンバの部分を別個に排気できるように、下流ボックスユニット２４ａの一方の側面に設けられている。

【0052】

図２Ａに詳細に示されている、鋼、アルミニウム又は耐熱プラスチック材料等のシート材料から製造されたエンクロージャ５０がケーシング２４の上に取り付けられ、コンベヤ２８を覆ってチャンバ１０を画定し、このチャンバ内では、メルトブローモジュール１からの繊維を余剰ガスと一緒に収集し、余剰ガスと分離することができる。

【0053】

エンクロージャ５０は、コンベヤベルト３７の上側走路と共にダイヘッド１４とコンベヤ２８の間の繊維通路を取り囲み、部分的に封鎖する。エンクロージャは直立端壁５１によって形成され、直立端壁５１は略長方形であり、斜角を付けた上側角部がある。端壁５１は、ケーシング２４の長手方向に並べられた二つの直立側壁５２、５２に連結される。各側壁５２は、略長方形の下流部分５２ａと、上流部分よりもアスペクト比が小さい略長方形の上流部分５２ｂとを含み、それにより、各側壁５２の上流部分は下流部分よりも高い。上流部分と下流部分の輪郭は、弓形連結部分５２ｃによって互いに滑らかに融合している。

【0054】

側壁５２の下縁部は、内側に曲げられたフランジ４３、４３を有し（図２Ａ）、これらのフランジはその間に、エンクロージャのベースにおける長手方向間隙を画定し、この間隙は、繊維３８のウェブを搬送するコンベヤベルト３７の中央領域の上に重なるよう十分に広いみまである。フランジ４３はそれぞれ、ケーシング２４の上面の対応する開口の上に重なる、長手方向に延びる三つの開口４４、４４を備え、エンクロージャ５０の内部から排気チャンバ４０の中にガスが流入可能となるようにしている。

【0055】

側壁の下流部分５２ａの水平な上縁部はエプロン５３によって連結されており、このエプロンは、各側壁の弓形連結部分５１ｃを互いに連結する湾曲上流部分５４を有し、これによって、エンクロージャ５０の下流端部壁をエンクロージャの上流端部の端壁５１の反対側に形成する。

【0056】

エンクロージャ５０の下流端部の繊維導出口５８は、エプロン５３の下流端部から延びる中央長手方向突起によって形成される。この突起は、コンベヤベルト３７の中央領域の上に重なる、逆Ｕ形横断面の開放端トンネル部分６２の形をしており、コンベヤの上の高さがエプロン５３の下流端部と同じである。トンネル部分の最上部がエプロン５３と一体化しており、トンネルの側壁は、以下で説明するバッフル板６５、６５の延長部によって形成される。

【0057】

二つの垂直端板６３，６３は、トンネル部分６２の側面から横方向に延び、側壁５２、５２の下流端部に連結され、それにより繊維導出口５８は、相対的に限定された長方形開口をコンベヤの周囲に画定する。

【0058】

図１、図２及び図２Ａに明示されるように、端壁５１の上縁部、側壁の上流部分５２ｂ及びエプロン５３は、エンクロージャ５０及びエンクロージャ内のチャンバ１０への長方形の導入口５７を形成する。この導入口は、過剰なガスがダイヘッド１４から、繊維の通路に対して横方向に、エンクロージャの外側に逃げることができるように、ダイヘッド１４から間隔を置いて配置される。導入口５７は、同伴繊維１２を搬送するガス流をダイヘッドから受け入れるように、また繊維を通路３０に沿って下方に、チャンバ１０の中に、更にコンベヤ２８の上に、コンベヤの上側走路の移動方向に垂直の方向に導くように、ヘッド１４と位置合わせされている。それに対応してコンベヤ２８は、繊維を概ね直角の方向に、すなわちガス流の方向に直角に動かすように配置される。

【0059】

図２に全体的に示されているように、エンクロージャ５０の中で、チャンバ１０は受入れゾーンＲと、コンベヤの上流部分が導入口５７と位置合わせされて収容されているエプロン５３の上流と、コンベヤの下流部分を収容している下流安定化ゾーンＳとを有し、コンベヤは、その上に堆積された繊維を繊維導出口５８までチャンバ１０を通して移動させる。受入れゾーンＲと安定化ゾーンＳは、側壁の弓形連結部分５２ｃと、エプロン５３の湾曲上流端部分５４と、コンベヤ２８の上側走路とによって形成された通風筒５５を介して連通している。通風筒５５は、繊維１２が通り抜けて安定化ゾーンＳに入るための、断面積が減少するテーパ付きすなわち収束ガイドを形成する。

【0060】

受入れゾーンＲは、側壁のフランジ４４の開口４４、多孔性を有するコンベヤ２８の上側走路、及び上流ボックスユニット４２ｂの上面の開口を介して、排気チャンバ４０と連通している。したがって、チャンバ１０に入るガスは排気チャンバ４０の中へ進み、排気導出口４１から装置を出る。

【0061】

図２Ａに見られるように、二つのバッフル６５、６５は、それぞれが側壁５２の一方と対向してチャンバ１０の受入れゾーンに配置される。各バッフルは平板からなり、その下流の下端部から延びる細長い舌状部６６がケーシング２４の長手方向に配置されている。各バッフルは、平坦な端壁５１に固定された上流縁部と、側壁５２の下縁部のフランジ４３の一方に固定された下縁部６７と、湾曲エプロン５２に固定され合致する湾曲された下流上縁部とを有する。細長い舌状部６６の上縁部は、エプロン５３の平坦な下流部分の内面と接触した状態にあり、トンネル部分６２、５７の側壁を形成する。

【0062】

バッフルは、コンベヤによって形成された移送面にガス流中の繊維を導くように導入口５７に配置されている。これに関して、バッフル６５、エプロン５３及び端壁５１は、導入口の中央すなわち主通路４８の側面を形成する。バッフルの上部は湾曲しているが約１０～２０°垂線から離れており、それにより、主通路は下向きにコンベヤ２８に向かって収束する。バッフルの下縁部６７は、コンベヤ３７の移送面に向けられている出口すなわち導出口を形成する。

【0063】

バッフル６５及びその舌状部６６、コンベヤ２８、通風筒５２、エプロン５３、及び側壁５２の下流部分５２ｂは、繊維が通路３０に沿ってエンクロージャを通るための、断面積が導入口５７から繊維導出口５８まで減少する導管５６を形成する。

【0064】

図３を参照すると、側壁５２のそれぞれの上流部分５２ｂ、対向するバッフル６５、端壁５１及びエプロン５３は、中央通路４８の横にある二つの周辺通路すなわち垂直補助通路４９ａ、４９ｂを形成し、それぞれに、コンベヤの一方の側部に向けられている出口すなわち導出口がある。バッフルの傾斜ないしは湾曲の結果として、補助通路は下向きにコンベヤ２８に向かって広がっている。補助通路からコンベヤ３７の各側部に放出するガスは、コンベヤベルト及びケーシング２４の上面の開口を通過して排気チャンバ４０に入る。こうしてバッフル６５は、余剰ガスをコンベヤの移送面から離れる方向に導くように通路内に配置され、これによって、より詳細に以下で説明するように、繊維１２間での乱流が低減する。

【0065】

導管５６を備える安定化ゾーンＳの下流部分は、その全長に沿って、実質的に均一な略長方形の垂直断面の細長い区間を有しており、ダイヘッド１４から受入れゾーンＲを経由して通風筒５５を通り連続して延びる繊維１２を受けるように配置されている。導管５６は、エンクロージャの側壁５２の下側下流部分５２ａ、エプロン５３の連結部分及びトンネル部分６２によって画定され、コンベヤ２８の下流端部の上にある繊維導出口５８で終端し、この導出口から繊維１２は、略長方形の断面の収集ウェブ３８としてチャンバから引き出すことができる。

【0066】

ロッド形成モジュール
ロッド形成モジュール３（図１）は、ロッド形成装置のいくつかの構成要素８０～８６を支持する剛性フレーム７０と、装置の制御パネル７２とを備える。ロッド形成用の構成要素は、繊維収集モジュール２を貫通する繊維の経路と位置合わせされているフレーム７０に固定されたレール７１に、調整可能に取り付けられている。構成要素のレールに沿った相対的な長手方向位置は、装置の一般的な動作条件に適合させるために要望通りに調整することができる。

【0067】

ロッド形成装置は形成用の円錐体７４を備え、これは、他のロッド形成構成要素を保持するレール７１と位置合わせされたフレーム７０に取り付けられている。形成用円錐体７４は、それぞれ平面では略三角形で外側平坦面及び内側凹面を有する、上部外殻７４ａ及び下部外殻７４ｂ（図６Ａ及び図６Ｂ）から構成され、これらの外殻は協働して、略長方形の上流導入口７５から円形の下流導出口７６まで下流方向に延びるテーパ付き中央通路を画定する。導入口７５は、収集繊維１２を平らなマットないしはウェブ３８の形で、繊維収集モジュールの繊維導出口５８から直接受けるように配置されている。断面積が減少するテーパ付き中央通路は、繊維を案内し、繊維が導出口７６に向かって移動するにつれて円柱状に圧縮するように構成されている。

【0068】

トランスポータジェット８０（図７Ａ及び図７Ｂ）が、円柱状に形成された繊維を形成用円錐体７４から直接受け入れるようにレール７１に取り付けられている。形成用円錐体とトランスポータジェットは、トランスポータジェット８０からのガスを環境に放出することを可能にするために、レール７１に沿って短い距離で軸線方向に間隔を置くことができる。

【0069】

トランスポータジェット８０は、外管８０１及び環状インサート８０６を備える。外管は、その下流端部の導出口８０４と連通する中央円筒形通路８０２、及び外管８０１の上流端部のソケット８０３を画定し、このソケットは、中央通路８０２よりも大きい内径及び外径を有する。管状インサート８０６は、その下流端部に外径が中央円筒形通路８０２よりもわずかに小さい差込み口８０７と、その上流端部にソケット８０８とを有し、このソケットは、トランスポータジェットへの通風筒状の導入口を画定する。インサート８０６は、外管８０１の上流端部に、インサートの差込み口８０７が外管８０１の円筒形通路の上流端部の中に受け入れられるように取り付けられて、これらの間に狭い環状ガス通路が画定される。インサートのソケット８０８は、外管８０１のソケット８０３の中に受け入れられる。内管と外管は、軸線方向に延びるボルト８０９（これはインサートのソケット８０８の外面のフランジを貫通して外管のソケット８０３の壁の軸線方向ねじ山付きボルト孔の中に延びる）によって互いに固定される。インサートのソケットの外面の周溝に受け入れられるガスケット８０５は、外管のソケットの内壁との気密封止部を形成する。

【0070】

インサート８０６と外管８０１は軸線方向に間隔を置いて配置され、それにより環状チャンバ９５が、インサートのソケットと管のソケットの間に形成される。圧縮空気を、外管のソケットの外面に取り付けられた二つのガス導入口連結部９６からチャンバ９５の中に導入することができる。使用中、圧力を受けたガスがチャンバから高速で、インサートと外管の間のガス通路を経由して流出され、トランスポータジェット８０を通る下流空気流を生成する。これによって、円柱状に形成された繊維をトランスポータジェット８０の中に引き込み下流に移送するのに十分な減圧が作り出される。インサート８０６のソケット８０８の口は、直径が形成用円錐体の導出口７６と等しいのに対して、外管８０１の導出口８０４は直径が小さく、それにより繊維は、トランスポータジェットを通過するときに更に収集されて、より小さい直径のロッドになる。

【0071】

トランスポータジェット８０のすぐ下流に、これと軸線方向に位置合わせされた別のトランスポータジェット、すなわちスタッファ（緊密化）ジェット１８０（図８Ａ及び図８Ｂ）が、トランスポータジェット８０と軸線方向に位置合わせされたレール７１に、トランスポータジェットから出てくる円柱状に形成された繊維を受け入れるように取り付けられている。スタッファジェット１８０は構造がトランスポータジェット８０と類似しており、ベンチュリ効果を用いて下流方向に繊維を引き出し、更に収集繊維を圧縮していっそう小さい直径のロッドを形成する同様の機能を果たす。トランスポータジェットとスタッファジェットは、トランスポータジェット８０からの過剰空気を環境に逃すことを可能にするために、軸線方向に短い距離で間隔を置くことができる。

【0072】

スタッファジェット１８０は、その下流端部の導出口１８４と連通する中央円筒形通路１８２がある管１８１、及び上流端部のソケット１８３を備える。ソケット１８３は、その開放端部の、直径が中央通路１８２より大きい円筒形内面と、ソケットの開放端部から中央通路１８２に向かってテーパが付いている円錐形内面とを有する。

【0073】

管状インサート１８６がソケット１８３内に取り付けられる。インサート１８６は、その上流端部に円筒形カラーを有し、このカラーは、直径がトランスポータジェット８０の導出口８０４と同じである、スタッファジェットへの通風筒状導入口を画定する。カラーは、管１８１のソケット１８３に入るインサート１８６の動きを制限するフランジ１８５を備える。インサートは、ソケット１８３の壁の径方向ねじ穴の中にあるグラブねじによってソケット内に保持される。カラーから軸線方向下流に延びる円錐形差込み口１８７は、中央通路１８２に向かってテーパが付いており、外径が中央円筒形通路１８２の径よりも小さい。

【0074】

インサート１８６は、ソケット１８３の中に軸線方向に配置され、それにより、円錐形差込み口１８７と円筒形通路１８２の上流端部とが、これらの間に狭い環状ガス通路を画定する。環状ガスケットをカラーとインサート１８６のソケット１８３の内面との間に設けて、気密封止部を形成することができる。

【0075】

インサート１８６と差込み口１８７との互いに対向する円錐面は、それらの間に環状チャンバ１９５を画定するように径方向に間隔を置いて配置される。圧縮空気を、管１８１のソケットの外面に取り付けられた二つのガス導入口連結部９６からチャンバ１９５の中に導入することができる。使用中、圧力を受けたガスがチャンバから高速で、管１８１とインサート１８６の間のガス通路を経由して出てきて、スタッファジェット１８０を通る下流空気流を生成する。これによって、圧縮繊維をスタッファジェット１０の中に引き込むのに、また繊維を下流に移送するのに十分な減圧が作り出される。

【0076】

薄壁円錐台状ノズル１８８が、管１８１の下流最端部分に取り付けられている。ノズルは管の中心軸線と軸線方向に位置合わせされて取り付けられ、管の下流導出口よりも直径が大きいノズルの上流端部から、中央通路１８２と直径が同じであるノズルの下流端部まで、徐々に小さくなる直径を有する。ノズルは、過剰なガスがノズルの大きい上流端部から環境に放出することを可能にしながら、管から導出される繊維を下流方向に導く。同じ目的のために、穴がノズルの壁に設けられている。

【0077】

予備形成用のブロック８２が、圧縮繊維を受け入れるためにトランスポータジェット１８０のすぐ下流のレール７１に配置されている。予備形成用ブロック８２は、レール７１に予備形成用ブロックを固定できる取付ブラケット９０２を備えた、中空立方形ハウジング９０１を備える。ブロックの上流面及び下流面は、円筒形のダイ９０４を支持するための開口９０３を備える。ダイ９０４は中空環状構造の形状であり、その壁は、ダイの内部を外部環境と連通させる穴を備える。ダイの上流端部は、内面がフィルタロッドの所望の直径に等しい直径まで下流方向にテーパが付いた円錐の形であるソケット９０５を保持する。ダイは、ダイの下流端部９０６がハウジングの下流面の開口から突出するように、また差込み口が上流面の開口９０３に封止的な係合するように、ハウジングに取り付けることができる。封止板９０７は、ハウジングにボルト留めし、ハウジングに対しＯリングで封止することができる。

【0078】

ハウジング９０１の側方の面は、蒸気をハウジングの中に導入できる蒸気連結器（図示せず）を受け入れるための開口９０８を備える。使用中、蒸気はダイ９０４の穴を通過し、繊維と接触してロッドの柔軟性を増し、所望のサイズのロッドを形成しやすくする。

【0079】

蒸気ブロック８４は、予備形成されたロッドを受け入れるために、予備形成用ブロック８２のすぐ下流のレール７１に配置される。蒸気ブロックは予備形成用ブロックと同様の構造であり、過熱蒸気がロッドに侵入し、繊維が相互に接合する温度までロッドを加熱するように蒸気ブロックに導入されることを可能にする。

【0080】

予備形成用ブロック及び蒸気ブロックと同様の構造の空気ブロック８６が、蒸気ブロックからのロッドを受け入れるために、蒸気ブロック８４のすぐ下流のレール７１に配置される。過剰な水がもしあればロッドから放逐するために、空気が空気ブロックに導入される。

【0081】

場合により、いくらかの繊維が装置を通り抜けるときに破断することがあるが、空気ブロック８６から出てくるロッド中のほとんどの、又は実質的にすべての繊維が破断していない繊維として、空気ブロックから通路３０全体に沿って、ダイヘッド４１まで延びる。空気ブロック内での処理の後、完成ロッドはフィルタプラグ製造機（図示せず）に供給することができ、ここで、上述の装置で製造された連続ロッドが個々のセグメントに切断される。

【0082】

エンクロージャ
図４、図４Ａ、図４Ｂ及び図４Ｃは、図１～図３を参照して説明した種類の装置に使用するための代替のエンクロージャを示す。図４、図４Ａ及び図４Ｂのエンクロージャは、図１及び図２のエンクロージャと構造が類似しており、同様に構成されて後壁５１、側壁及びエプロン５３を含み、これらは、導入口を画定し取り囲み、ダイヘッドとコンベヤ２８の間の繊維の通路を部分的に囲む。このエンクロージャは二つの変更部、すなわち、変更されたバッフル６５ａ、６５ｂと、安定化ゾーンＳの下流部分の変更された繊維導出口５８とを含む。これらの機能のどちらも一緒に、又は他方と別々に、装置に組み込むことができる。

【0083】

図４、図４Ａ及び図４Ｂの実施形態では、図１の実施形態の二つのバッフル６５が、変更バッフル６５ａ、６５ｂに置き換えられており、これらの両方がルーバ６８を備える。ルーバのそれぞれが、バッフルの一連の開口を、収集チャンバ１０内のバッフルの表面を覆うガス流の方向に横向きに延びる平行な細長い長方形スロットの形で備え、バッフルのどちらかの側の優勢な圧力状態に応じてどちらの方向にもガスがスロットを通って流れることを可能にしながら、バッフルの一方の側から近づく繊維又は他の材料をバッフルから逸らすように配置される。図４に示されたバッフルでは、スロットのそれぞれにその上縁部に沿ったカバー（ｃｏｗｌ）６９が設けられ、このカバーは、ガス流中で下向きに動く繊維をスロットから離して中央通路４８の中部に向けて偏向させるために、中央通路４８の中へ内向きに突出している。

【0084】

図４Ｃは、図４のエンクロージャに使用できる代替のバッフル６５ｃを示す。このバッフルは、規則的に間隔をあけた行及び列の形に並べて一緒に配置されたルーバ６８ａの長方形アレイを組み込んでいる。各ルーバは、図４のものより短いスロット６８ｂと、付随するカバー６９ａとを備える。比較的短いルーバのアレイは、バッフル上を通過するガス流の均等な分布をもたらす。バッフルの流れ特性は、異なる寸法又は形状のルーバをより少なく、又はより多く設けることによって変更することができる。二つのこのような、互いに鏡像であるバッフルが変更エンクロージャに使用され、それにより、バッフルがエンクロージャ内に取り付けられると、カバー６９ａが主通路の両側で内向きに向かい合う。

【0085】

次に図４及び図４Ｄを参照すると、エンクロージャの安定化ゾーンＳの下流部分の導管５６は、繊維導出口５８の領域の部分で変更されている。この実施形態では、繊維導出口５８は、チャネル６４に排出する放出オリフィス５９になり、導管の下流端部に中央凹部を形成する。チャネル６４は、バッフルから下流に延びる細長い舌状部６６によって形成されエプロン５３の下のコンベヤの各側部に配置された壁と各側面で接する。チャネルはエンクロージャの外部に開いており、収集繊維が移動する下流方向に延びる。

【0086】

チャネル６４は、単純な長方形開口と比較して、ハウジングの内部からの制御されたガスの放出を行い、チャネルの側壁がコンベヤ上方の雰囲気の乱流を減らす。チャネルの効果は、その長手方向の長さの影響を受け、ガス流速、ガス温度、内部ガス圧、コンベヤ速度、ダイヘッド１４とコンベヤ２８の間の垂直距離、及びダイヘッドからポリマーが供給される速度等の、装置の動作条件に適合するように選択することができる。通常、チャネルは導管の長さの１０％、２０％、２５％、３０％、４０％、５０％、６０％、６５％又は７０％まで、例えば導管の長さＬの２５～６５％、又は４０～６０％まで延ばすことができる。図示の実施形態では、チャネルは導管の長さの約３０％で延びている。

【0087】

図４Ｄは、導出口オリフィスから出てくる収集繊維のウェブ３８を、それがコンベヤによってチャネル６４を通過して搬送されているものとして示す。エンクロージャから出る下流方向の繊維束の移動には、余剰ガスの流れが伴う。流出されるガス流は、繊維束よりも速く流れるとともに、チャネル６４の側面及びコンベヤ２８によって制約される。導出口オリフィスの下流のガス流速はまた、エンクロージャ内のガスの流れよりも速い。ガスがオリフィスからチャネルに沿って流出するときのガスの、結果として得られる流体力学は、繊維束をチャネルの側面に接触させずに保持する助けになり、また繊維がロッド形成モジュール３に近づくときに繊維をコンベヤ表面から離す助けになる。

【0088】

図５、図５Ａ及び図５Ｂは、図１～図３を参照して説明した種類の装置に使用するための別の代替的なエンクロージャを示す。このエンクロージャもまた、図１及び図２のものと構造が類似しているが、二つの別の変更部、すなわち変更されたバッフルの配置及び変更された繊維導出口５８を含む。これらの機能のどちらも一緒に、又は他方と別々に、装置に組み込むことができる。

【0089】

図５及び図５Ａに示されたエンクロージャは、同様に構成されて端壁５１、側壁５２、５２及びエプロン５３を含み、これらは、ガス及び同伴繊維の導入口を画定し、ダイヘッドからコンベヤ２８までハウジングを貫通する繊維の通路を部分的に取り囲む。端壁５１の上縁部及びエプロン５３の上流端部には、図２及び図３に示された対応する構成要素とは反対の意味の斜角が付けられている、すなわち傾斜している。この場合、各縁部の水平中央区域には、上向きに延び中央区域から離れた斜角付き縁部が各側部に位置する。二つのバッフル６５ｃ、６５ｄがエンクロージャ内に、図１のものと同様の向きで配置される。バッフルは、図３に示されたバッフルと同じように傾斜させることができるが、この場合にはバッフルは、互いに平行な、且つ隣り合う側壁５２に平行な垂直面内にある。したがって、バッフル、端壁５１及びエプロン５３は、断面が一定の主通路４８を形成する。

【0090】

それぞれの側で、バッフルの上縁部、端壁５１及びエプロン５３の間で画定される長方形領域は、偏向パネル６１、６１によって閉じられて、側壁５２の上縁部から下向き及び内向きに中央通路に向かって傾斜する外面を形成する。各側壁５２及びその付随する下部フランジ４３は、その付随する偏向パネル６１及びバッフル６５ｃ、６５ｄと一体化して、例えばプレスしたものとして形成される。側壁の下部フランジ４４もまた、フランジの全長に沿って延びると共にチャネル６４の側壁を形成する、垂直の内側返し壁４６を含む。返し壁４６の各上縁部は、バッフル板６５ｃ、６５ｄの下縁部から垂直方向及び横方向に間隔を置いて配置され、チャンバ１０の全長に沿った細長い間隙６６を残し、この間隙は、ガスが主通路４８の導出口から横向きに、隣り合う補助通路４９ａ、４９ｂに流れ込むことを可能にする。側壁５２、偏向パネル６１及びバッフル６５ｃ、６５ｄは、繊維を主通路４８の中に、また余剰ガスをハウジングの外部に導くことができるガス流のバッフルとして働く。

【0091】

図５のエンクロージャでは、繊維導出口５８は、開放チャネル６４に導出する導出口オリフィス５９を含み、この開放チャネルは、図４に示されたものと同様に、導管の下流端部に中央凹部を形成する。この実施形態では、チャネルは導管の長さの約５０％に沿って延びる。繊維導出口５８は、導出口オリフィス５９に隣り合い、バッフル９０が、オリフィスから上向きに出てくるガスを、コンベヤの表面に収集された繊維の移動方向から偏向するように取り付けられているという点で、変更されている。バッフルは二つのバッフル板９１、９２からなり、これらは、チャネルを横切って横方向に延びており、各バッフル板の上流縁部がチャネルの中へ突出するように、エプロン５３の下流部分の平面に対してある角度で取り付けられている。バッフル板は固定することができ、又は別法として、バッフルの傾き角度を調整できるようにするために、チャネルを横切って延びる軸のまわりで枢動するように取り付けることができる。各バッフルは、同時に調整することができるように一組として相互に連結することができる。

【0092】

装置及び装置の作用
図１～図３の装置は以下のように動作する。メルトブローモジュール１では、ダイヘッド１４には溶融ポリマー及び高温ガスが供給される。溶融ポリマーは、液体としてジェット１６のアレイから出てくると高温空気によって吹き飛ばされて細流になり、これが固化して小径の繊維１２を形成し、ガス流に同伴されることになる。

【0093】

ダイヘッドは、単一ポリマー材料から単一成分繊維を製造するように、又は第１のポリマーから形成されたコアが別のポリマーから形成されたシースに入れられる二成分繊維を製造するように構成することができる。フィルタロッドの製造では、単一成分繊維を例えば、ポリエステル、ポリアミド、エチルビニルアセテート、ポリビニルアルコール又はセルロースアセテートから、ポリマーの特性を変更するための他の材料、例えばトリアセチン等の可塑剤を任意選択で混合して形成することができる。二成分繊維は、前述のポリマーの任意の組み合わせから形成することができ、例えば、ポリプロピレンのコア及びセルロースアセテートのシースを有し、任意選択でトリアセチン可塑剤を混合する。

【0094】

ブローガスとして空気を使用する場合、ダイヘッドは通常、コンベヤベルト３７の上側走路の上方２５～２６ｃｍに配置され、２５０～３５０℃、例えば３００～３２０℃の空気温度、毎分５００～６００立方フィートすなわち１４，０００～１７，０００リットルの流速、及びジェット孔当たり毎分０．３～０．５グラムのポリマースループットで動作する。結果として得られる繊維は通常、直径が５～１０マイクロメートル、例えば約７マイクロメートルであり、収集して周囲長が約２４ｍｍ、及び重量がロッドの１０ｃｍの長さ当たり約５５０ｍｇであるフィルタロッドを形成することができる。

【0095】

ガス及び同伴繊維１２の流れは、エンクロージャの導入口５７から収集チャンバ１０の中に、更にエンクロージャ５０の受入れゾーンＲ内のコンベヤ２８の上流部分に向けられる。繊維１２は、コンベヤベルト３７の上部走路の上に絡み合ったマットとして集合する。コンベヤ２８は、図２で見て時計回りにベルトを動かすように動作して、繊維を、それがベルト上に集合すると、ガス流の方向に対して、ガス流の中から外へ、下流の繊維導出口５８に向けて移動させる。

【0096】

ロッド形成モジュール３のトランスポータジェット８０は、収集繊維のウェブをチャンバ１０から、繊維１２を案内し円柱状のロッド８１になるように圧縮する形成用円錐体７４に通して引き出す。次にロッドは予備形成用ブロック８２を通過し、この予備形成用ブロックにはロッドを柔軟にするために蒸気が導入される。次に、ロッドは、予備形成用ブロック８２から蒸気ブロックの中へ進み、ここでロッドは、例えば１～３バール、通常は約１．５バールの圧力のもとで、例えば１５０～２００℃の範囲の温度まで蒸気を加熱することによって生成された過熱蒸気と接触する。この処理によりロッド中の繊維は、その接触点で相互に接合する。次いで、ロッドは、ロッドから過剰な水を除去する空気ブロック８６へ進む。次に、形成されたロッド８１は、別の処理装置、例えばロッドを所望の長さの連続セグメントに切断する切断機から引き出すことができる。

【0097】

メルトブロー法によって繊維を形成するのに必要なガスの量及び圧力は、メルトブローモジュール１４から出てくるガス流が乱流であるようにするものであり、また、繊維と、繊維をかせ、ウェブ若しくはマット、又は他の収集配列に形成するためのプロセスとを乱す又は妨害することができるようなものである。特に、乱流余剰ガスは、収集繊維のマットを通路の一部分に沿って持ち上げて、マットがコンベヤ表面から分離するときにマットの無秩序な動きを作り出し、これによりマット中の繊維の不均一な分布がもたらされ、製造プロセスが中断するおそれがある。プロセスのこのような分離のしやすさは、装置から繊維が供給される速さと共に増大する。

【0098】

ガス流による製造プロセスへの妨害を減らすために、ガス及び同伴繊維がエンクロージャ５０内を通路３０に沿って進むときに、ガスがガス流中の繊維１２から分離される。余剰ガスをガス流から分離し収集繊維から逸らすことによって、収集繊維中の乱流が低減され、繊維１２が安定化される。したがって、繊維密度がより均一でばらつきのない収集製品の製造を実現することができる。

【0099】

図面に示された実施形態では、余剰ガスの分離は一連の段階で行われる。図３に示されるように、繊維１２は、エンクロージャ５０の主通路すなわち中央通路４８に引き込まれ、コンベヤの方向に収束するバッフル６５、６５によってコンベヤの上側走路３７に導かれる。ガス流からの余剰ガスと繊維の一次分離は、コンベヤ２８の上流で、側壁５２、端壁５１及びエプロン５３を含むエンクロージャの外壁によって行われる。これらの壁は、図３に矢印Ｄ、Ｄで示されているように、ガス流の周辺の外側ゾーンからの余剰ガスを繊維から離れる方向に導き、周辺ガスがエンクロージャ５０の壁の外側を進むように、また周囲の環境に排出するようにする。流れから余剰ガスを分離するこの主段階には、乱流の過剰ガスがハウジング内の繊維から十分に分離されるので、繊維に対する安定化効果がある。

【0100】

余剰ガスの二次分離は、コンベヤの上流でバッフル６５、６５によって行われ、バッフルは、図３に矢印Ｅ、Ｅで示されているように、エンクロージャ内の余剰ガスをガス流の内側ゾーンから、周辺ゾーンの内向きに、バッフルとハウジングの側壁５２の隣り合う部分との間の補助通路４９ａ、４９ｂに導く。偏向されたガスは、図３の矢印Ｈ、Ｈで示されるように、エンクロージャ５０から排気チャンバ４０に入り、コンベヤ２８の上方領域に隣り合うケーシング２４の上面の開口から排出される。この二次段階で分離されたガスは、繊維から離れて排気チャンバ４０に導かれ、そこから導出口４１を通り抜けて環境に至る。したがって、ハウジング内の繊維の乱流は更に低減され、繊維は安定した条件のもとで収集されてウェブになる。

【0101】

通常は内側ゾーンの内側にあるガス流の、中央ゾーンのガス及び同伴繊維は、矢印Ｆ、Ｆで示されるように中央通路４８の中に、更に、コンベヤ２８の方向に収束するバッフル６５、６５によって、コンベヤ２８の上に向けられる。コンベヤベルト３７の表面の多孔性構造により、ガス流中の繊維１２はコンベヤの上側走路に集まり、余剰ガスは、図３の矢印Ｇ、Ｇで示されるように、エンクロージャ５０からコンベヤを通り抜けるように導かれ、エンクロージャの下の排気チャンバ４０の中へ排出され、この排気チャンバから、排気導出口４１を通り抜けて排気される。コンベアとガス流の間の相対運動により、繊維が連続ウェブに形成され、この連続ウェブはガス流から外れて、それに直角に下流へ移動する。中央通路のガス流からの余剰ガスは、繊維を乱すことなくコンベヤを通り抜けて排気チャンバに入り、これによって、ハウジング内の乱流が低減し、コンベヤ上の繊維のウェブが安定化する。

【0102】

三次分離段階では、繊維のウェブが、受入れゾーンＲから通風筒５５を経由して安定化ゾーンＳの導管５６の中へ搬送され、この安定化ゾーンは、その全長に沿って、コンベヤ上のウェブの望ましい略長方形の断面と合致する横断面を有し、比較的小さい空気間隙がウェブの上方にある。導管は、望ましいウェブの幅よりも１０％から２５％又は５０％以上幅広くすることができ、また１０：１から１０：５までの範囲、例えば１０：１、１０：２又は１０：３のアスペクト比（幅：高さの比）を有することができる。導管に入る余剰ガスは、低乱流又は実質的に非乱流の流路に沿って、実質的に層流の形でウェブの近くに制限され、したがって、ウェブが導管を通して搬送されるときにウェブを安定化させる。

【0103】

この実施形態では、余剰ガスのほとんどが排気チャンバ４０に、更に排気導出口に導かれ、わずかな比率の余剰ガスが繊維導出口５８に導かれて、繊維と一緒にチャンバ１０から出る。

【0104】

図１～図３を参照して説明した装置が、図４を参照して説明した変更されたエンクロージャと共に使用される場合、ハウジングを通る空気及びガスの流れのパターンは、図４Ａに示されたようになる。

【0105】

図４Ａを参照すると、ガス流及び繊維からの余剰ガスの一次分離は、図３の実施形態のように、側壁５２、端壁５１及びエプロン５３によって行われ、これらは、矢印Ｄ、Ｄで示されているように、ガス流の周辺の外側ゾーンの余剰ガスを繊維から離してエンクロージャ外側の周囲の環境中に導く。余剰ガスの二次分離は、エンクロージャ内でバッフル６５、６５によって行われ、バッフルは、余剰ガスをガス流の内側ゾーンから、補助通路４９ａ、４９ｂの中に、それから、矢印Ｈ、Ｈで示されるように排気チャンバに導く。この段階で分離されたガスは、繊維１２の乱流を引き起こすおそれがなく、繊維は安定した条件のもとで収集されてウェブ３８を形成する。再び、図３Ａの実施形態におけるように、ガス流の中央ゾーン中のガス及び同伴繊維は、中央通路４８の中に、更に、バッフル６５、６５によってコンベヤ２８の上に向けられる。ガス流中の繊維１２はコンベヤの上側走路に集まり、余剰ガスは、図３の矢印Ｇ、Ｇで示されるように、エンクロージャ５０からコンベヤを通り抜けるように導かれ、エンクロージャの下の排気チャンバ４０内に排出される。

【0106】

バッフル６５ａ、６５ｂのルーバ６８は、ガスを繊維から分離するための代替経路を形成する。中央通路４８に入るガス流は、通路を通るその流れに対する、コンベヤベルト３７により生じる抵抗を受ける。コンベヤは、ケーシングによって示される、補助通路を通るガスの下向きの流れに対する抵抗よりも高い抵抗を、中央通路内のガスの下向きの流れに対して示す。その結果、補助通路内よりも高いガス圧が中央の主通路４８に生じ得る。この実施形態では、ルーバは、ガスが中央通路から補助通路へと矢印Ｊ－Ｊの方向に流れ得る通路を形成し、以て、中央通路の高い圧力が解放され、ガスからの繊維の分離が改善され、ハウジング内の乱流が更に低減し、コンベヤ上の繊維の安定性が改善される。

【0107】

図４Ｃを参照して説明したハウジングを通り抜けるガス及び繊維の流れは、図４Ａに示されたものと類似しているが、バッフルを覆って通り抜けるガス及び繊維の流れの特性は、ルーバのパターン及び構成によって変わる。

【0108】

図５、図５Ａ及び図５Ｂを参照すると、ガス流及び繊維からの余剰ガスの一次分離は、側壁５２の上縁部及び偏向パネル６１によって行われ、これらは、矢印Ｍ、Ｍで示されるように、ガス流の周辺の余剰ガスを繊維１２から離してエンクロージャ外側の周囲環境中に導く。ガス流の内側ゾーンからの繊維及びガスは、矢印Ｎ、Ｎ、Ｎで示されるように、中央の主通路４８に導かれる。中央通路４８は、コンベヤ２８と垂直方向に位置合わせされ、コンベヤは、ガス流によってコンベヤまで送出された繊維を集める。繊維を同伴するガスの一部は、矢印Ｇ、Ｇで示されるように、コンベヤを通過して排気チャンバ４０に入る。繊維からのガスの二次分離は、エンクロージャ内で、バッフル板とハウジングの側壁５２、５２との間の細長い間隙４６によって行われ、この間隙は、矢印Ｑ、Ｑで示されるように、ガスが中央通路４８下方への繊維の移動方向から離れて横方向に流れ、それから、矢印Ｐ、Ｐで示されるように、排気チャンバ４０に入ることを可能にする。このように、余剰ガスは繊維から離れる方向に導かれて、乱流がほとんど生じず、繊維が収集されてコンベヤ上で規則的で均一なウェブになることが可能になる。

【0109】

別の分離の段階が導出口オリフィス５９で行われ、この場合、バッフル板９１、９２は、空気及び繊維のウェブが出てきて開放チャネル６４に入るときに、空気を繊維のウェブから離して上方に導く。その結果生じるウェブ上方の圧力の低下により、ウェブ３８上方の圧力が低減し、ウェブをコンベヤから形成用円錐体７４の中へ移送する助けになる。

【0110】

上述の実施形態によるエンクロージャを使用することの効果は、このエンクロージャを組み込んでいる装置の動作を、図１と類似しているがエンクロージャ５０がない装置の動作と比較することによって実証可能である。

【0111】

エンクロージャの不在下では、メルトブローモジュール１からの余剰ガスが、コンベヤ２８の上での繊維のウェブの形成を混乱させる傾向があることが分かっている。装置８を覆う余剰ガスのランダムな変動により、ウェブがコンベヤに沿って下流方向に進むときにウェブの厚さ及び密度のばらつきが生じ、またウェブが脱出すること、又はコンベヤの表面から離脱することにもなり得る。これらの影響は、メルトブローヘッドからの繊維の送出速度、又はコンベヤ２８の走行速度が増大するにつれて大きくなる。その結果、エンクロージャ５３の不在下では、装置は、収集繊維中の繊維の分布の混乱と、形成された繊維材料の密度のばらつき、及びこの繊維材料から形成された製品の特性の不一致とを回避するために、比較的低いウェブの生産速度で動作しなければならない。

【0112】

例として、エンクロージャ５３を備えると、直径が５～１０マイクロメートルの繊維を１５０～２００ｍ／分以上の生産速度で生産するように成功裏に動作させることができるのに対し、エンクロージャのない同様の装置は、コンベヤからの繊維ウェブの脱出を回避するために、遅い生産速度、通常は３０～５０メートル／分にする必要がある。

【0113】

様々な課題に対処し、技術を進歩させるため、本開示はその全体にわたって様々な実施形態を例証及び例示によって示している。これらの実施形態において、特許請求された発明を実施することが可能である。これらの実施形態は、吸引可能媒体を生成するために構成された装置を提供する。本開示の利点及び特徴は、実施形態のうち代表的な例のものにすぎず、すべての利点や特徴を網羅したものでもなければ、他の利点や特徴を排除するものでもない。これらは、特許請求の範囲等に開示される特徴の理解と教示を助けるためだけに提示されている。本開示の利点、実施形態、例、機能、特徴、構造、及び／又は他の側面は、特許請求の範囲によって規定されたとおりに本開示を限定するもの、或いは特許請求の範囲の均等物を制限するものと考えるべきではなく、本開示の範囲及び／又は趣旨から逸脱することなく他の実施形態を利用し、変形を施すことができることを理解されたい。様々な実施形態が、開示された要素、構成、特徴、部品、ステップ、手段等の様々な組合せを適切に備え、それらのみから構成され、或いは実質的にそれらから構成されてもよい。本開示は、特許請求の範囲に現在は記載されていないが将来記載される可能性のある他の発明を含む可能性がある。

【符号の説明】

【0114】

１２…繊維、４１…排気導出口、５０…エンクロージャ、５７…導入口、５８…繊維導出口。

【図1】

【図2】

【図2A】

【図3】

【図4】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図4D】

【図5】

【図5A】

【図5B】

【図6A】

【図6B】

【図7A】

【図7B】

【図8A】

【図8B】

【図9A】

【図9B】