JP2005534819A - 空気形成繊維性ウエブの形成のための装置及び型 - Google Patents

Abstract

空気形成繊維性ウエブの形成のための装置は、流動性繊維性材料が空気形成堆積方法で堆積される形成部材を持つ。繊維性ウエブは、吸収性物品の吸収性芯として使用されることができる。形成部材は、吸収性芯の液体保持形状のためのような、繊維性ウエブの厚い部分を形成するためのポケットを備えた形成表面を持つ。ポケットは、付加的材料がポケット内に堆積されるように形状化された底面を持つ。装置を使用して形成された形成材料及び吸収性芯が記載されている。

Description

本発明は、一般的に空気形成繊維性ウエブの形成のための装置及び型、更にその様なウエブで形成された吸収性芯に関する。吸収性芯は、使い棄てオムツ、子供用訓練用パンツ、女性用ケアー物品、失禁用物品、及びその様なものなどの用途に使用することができる。

空気形成繊維性ウエブのような、繊維性ウエブ材料の形成の一般的実施において、別個の繊維を形成するために、従来の開織機その他の分繊化又は細分化装置で繊維化されたセルロースその他の適当な吸収性材料を使用することが一般的であった。付加的に、超吸収性材料の粒状物が、繊維と混合されていた。繊維及び超吸収性粒状物は次に、空気流内で浮遊し更に多孔質の形成表面に向けられ、堆積されて、その上に繊維及び超吸収性粒状物が吸収性繊維性ウエブを形成する。この方法で形成された吸収性芯は、吸収性芯により保持される液体の主たる溜めとなるように意図された液体保持形状を持つ。すなわち、液体保持形状は、周囲の領域より大きい量の繊維性及び超吸収性材料（ＳＡＭ）を持つように従来より形成されており、繊維性材料の周囲の領域より一般的に厚い。

このようなシステムに使用される形成表面は、孔あきプレート又はワイヤスクリーン格子で構成され、更に典型的には、形成表面にわたって圧力差を形成するために、真空吸入装置のような空気流動機構を使用することができる。圧力差は、形成表面のプレート又はスクリーン内に、開口又はパーフォレーションを通して空気流動を起こす。形成表面上に空気浮遊繊維流を吸引し、更に形成表面を通して空気流動を通過させるために、真空吸入を使用することが、高速商業的操作において現在使用されている。操作において、繊維性材料は流動性繊維の室を通って通過する時、形成表面上に堆積され、形成表面上に繊維性材料の層を形成する。形成層の基本重量（すなわち、面積当たりの堆積された繊維及びＳＡＭの重量）が増加するにしたがって、層を通しての空気流抵抗が増加する。抵抗が増加した結果起こる１つの問題は、液体保持形状を形成する領域に繊維が十分に堆積しないことである。別の言い方をすると、液体保持形状が周辺領域ほど十分に高い基本重量を持たなくなるということである。問題は、材料が堆積させられる領域が狭い時、特に重大となる。また、吸収性芯の高重量の変化、開繊機で過度に保持されることによる繊維損傷、及び吸収性芯における不十分な繊維の交絡による力の欠乏、などのような流れ抵抗の増加と関連する問題がある。

液体保持形状は典型的には、形成表面にあるポケットを設けることによって形成される。材料の深さは、ポケットにおいても深く繊維性材料が堆積されることがなく、材料の深さは、多くの場合、浅い周辺領域とほぼ同じであることがわかった。典型的には、吸収性芯は形成表面上に形成された後、切断又は削り取られ、周辺領域が液体保持形状の領域より小さい厚さを持つようにされる。しかしながら、最終製品の吸収性芯においては、液体保持形状内の削り取られた表面に著しい孔漬がしばしば見られ、これは十分に望ましい厚さより小さい繊維性材料しか堆積していないことを示している。繊維性材料（及び超吸収性材料）の減少量は、液体保持形状及び吸収性芯によって保持することができる液体量の減少に対応する。形成表面上の真空圧の制御による空気流に関連するこの問題点及び他の問題点を改善する試みは、複雑で制御することは困難であった。

米国特許第５，４６６，４０９号公報 米国特許第４，６６６，６４７号公報 米国特許第４，７６１，２５８号公報 米国特許第６，３３０，７３５号公報 米国特許出願一連番号０９／９４７，１２８公報 米国特許第４，９２７，５８２号公報

繊維性ウエブの形成に使用する装置は、２つ又はそれより多い区分を備えた型又は型部材を持つ。区分の１つは底面を持ち、この底面体は、他の区分とは異なる距離だけ他の面から離れて位置し、もう１つの面より多い繊維性材料が面の１つに堆積されて、より厚い液体保持形状を形成する。

本発明の１つの態様においては、空気形成繊維性ウエブの形成に使用される型は、繊維性ウエブを形成するために、長さと幅を持ち、多孔質表面に向かって流体圧力により駆動される流動性繊維性材料を集積する多孔質表面を含む。多孔質表面は、第一深さに流動性繊維性材料を集積するための第一区分、及び、第一深さより深い第二深さに流動性繊維性材料を集積する第二区分を含む。第三区分は、第一区分と第二区分とを接続する。第二区分は底面を含み、該底面は、第一区分の下方に底面全体にわたって該第一区分から異なる距離だけ離れて位置する。

本発明の別の態様においては、繊維性ウエブの形成のための装置が、流動性繊維性材料を一般的に型へ供給するようになった型及び供給シュートを含む。真空源は、型上に流動性材料を吸引するための真空を付与することができる。型は、繊維性ウエブを形成するために、長さと幅を持ち、多孔質表面に向かって流体圧力により駆動される流動性繊維性材料を集積する多孔質表面を含む。多孔質表面は、第一深さに流動性繊維性材料を集積するための第一区分、及び、第一深さより深い第二深さに流動性繊維性材料を集積する第二区分を含む。第三区分は、第一区分と第二区分とを結合する。第二区分は底面を含み、該底面は、第一区分の下方に底面全体にわたって該第一区分から異なる距離だけ離れて位置する。

更に本発明の別の態様においては、空気形成繊維性材料の吸収性芯が、周縁を備えた液体保持形状を持つ。液体保持形状は細長く、芯の長さ方向に液体を分布するために、全体として芯の長さ方向に延び、芯の横方向への液体の流れを阻止するチャネルが形成された表面を持つ。チャネルの端部は、液体保持形状の周縁を越えてチャネルから液体が流れるのを阻止するために、液体保持形状の周縁から間隔を持って終了する。

幾つかの図面にわたって、参照番号は対応する部分を示す。

本説明の目的のために、図１、１Ａ、及び図２を参照すると、装置は、ほぼ機械の動きの方向に延びる機械方向ＭＤ、機械方向に対し横方向に延びる横向き横断方向ＣＤ、及びｚ方向Ｚを持つ。本開示の目的のために、機械方向ＭＤは、特定の部品又は材料が装置の特定の局所的位置に沿って又はこれを通して、長さ方向に移動される方向のことである。横断方向ＣＤは、処理を通して移動される材料の平面内に概ねあり、局所的機械方向ＭＤに対して横向きである。ｚ方向Ｚは、機械方向ＭＤと横断方向ＣＤのどちらにも実質的に垂直に配列され、概して深さ方向に、すなわち材料の厚さ寸法に沿って延びる。

繊維性ウエブ３の形成のために本発明の原理により構成された装置１は、ドラム７（参照番号は一般的にその対象物を示す）の周辺に延びる可動の多孔質形成表面５を含むことができる。ドラム７は、ベアリング１１により支持材１３に連結されたシャフト９上に取り付けられる。図２に示すように、ドラムは円形壁１５を含み、該円筒壁１５は、共に回転するようにシャフト９に連結されている。シャフト９は、図１に示されるように、反時計回り方向に適当なモーター又はラインシャフト（示されていない）によって回転駆動される。壁１５は、形成表面を片持ち支持し、ドラム７の反対側は開口している。形成表面の半形方向内側に位置される真空ダクト１７は、ドラム内部の弧に沿って延びる。真空ダクト１７は、真空ダクトと形成表面との間の流体的連通のために、多孔質形成表面５の下に、弧状の、細長い入口開口部１９を持ち、これは、この後でより詳細に示される。真空ダクト１７は、真空源２３（図２で図式に表されている）と連結した真空導管２１により流体的連通状に取り付けられている。真空源２３は、例えば、排気ファンとすることができる。真空ダクト１７は、導管の外側周表面に沿って真空供給導管２１に連結されており、導管の周方向に延びる。真空ダクト１７は、形成表面５に向かって真空導管２１から半形状外側に突出し、軸に沿って間隔を持つ側壁１７Ａ及び角度方向に間隔を持つ端壁１７Ｂを含む。シャフト９は、壁１５及び真空供給導管２１を通して延び、導管内でブレース１２に結合されたベアリング１０に受けられる。ベアリング１０は、真空供給導管２１でシールされるので、導管への入口であるシャフト９の周辺では空気が吸引されない。ブレース１２及び導管全体２１は、オーバーヘッド取付部１４によって支持される。

ドラムリム１８は、ドラム７の壁１５に取り付けられ、リムの厚さを通して実質的に空気の自由な動きを与えるために、その表面領域を覆って多数の孔を持つ。リム１８は、ほぼ管状の形状をしており、壁１５の周辺部の近くでシャフト９の回転軸の周りに延びる。リム１８は、ドラム壁１５から離れる方向に片持ち支持されており、真空ダクト１７の入口開口部１９に極めて近接して位置する半形方向内向きの表面を持つ。リム１８と真空ダクト１７の入口開口部１９の間に空気抵抗シールを形成するために、リムシール２０は、真空ダクトの壁１７Ａと摺動シール係合関係でリム１８の内向き表面に取り付けられる。シール（示されていない）は又、リム１８の内向きの表面と摺動シール係合関係で真空ダクト１７の端壁１７Ｂに取り付けられる。シールは、摺動シール係合をもたらすフェルトのような適当な材料で形成することができる。

装置１は更に、形成室２５を含み、そこを通して形成表面５が移動可能である。形成室２５は、実質的に繊維性材料がない状態で形成表面５が室に入る入口２７、及び、繊維性材料で実質的に満たされた状態で形成表面が室から出る出口２９を持つ。開繊機３１は、繊維性材料を形成室２５に提供し、真空源２３（図２）は、室２５の内側に対し相対的に真空圧力を真空ダクト１７に生成する。形成表面５が形成室２５に入り、次いで該室を通って移動する時、繊維性ウエブ３の構成材料が、形成表面５を通して吸引される浮遊空気流により作動的に運搬又は移動される。形成表面５の圧力差は、室２５の流動繊維を形成表面に吸引する。

選択された繊維性材料は、セルロース性繊維（例えば木質パルプ繊維）その他の天然繊維及び／又は合成繊維供給元の芯Ｂから適切に形成することができ、個々の、ばらばらの繊維の作動的量を付与するために、当業者によく知られた方法で分繊される。開繊機３１は、選択されたウエブ形成材料を受け取り、ウエブ形成材料を個々の繊維に変化させ、更に繊維を形成室２５に分配する。示した形態においては、開繊機３１は、回転ハンマーミル又は回転可能なピッカーロールとすることができる。しかしながら、繊維は、本発明の範囲内で、他の装置による他の方法ででも提供できることを理解されるべきである。適当な開繊機は、米国ウイスコンシン州グリーンベイに事務所を持つ、Ｐａｐｅｒ Ｃｏｎｖｅｒｔｉｎｇ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｃｏｍｐａｎｙより入手可能である。

また、繊維性ウエブ３を形成するために、他の構成材料を、形成室２５に供給することができる。例えば、超吸収性材料の粒状物又は繊維は、パイプ、チャネル、スプレッダー、ノズル及び同様なもの、並びにこれらの組み合わせのような、従来の機構を使用して形成室２５にもたらされることができる。示された実施形態において、超吸収性材料は、図示されている分配導管及びノズル機構３３を使用して形成室２５に分配される。繊維、粒状物及び他の望ましいウエブ材料は、適当なガス状媒体に浮遊させることができる。従って、浮遊媒体としての空気に言及することは、普遍的なものとして、他の使用可能な浮遊気体を含む意味に理解されるべきである。超吸収性材料は当業者によく知られており、様々な供給者から容易に入手可能である。例えば、ＦＡＶＯＲ ＳＭＸ８８０超吸収体が、米国ノースカロライナ州、グリーンズボロに事務所を置くＳｔｏｃｋｈａｕｓｅｎ， Ｉｎｃ。より入手可能であり、Ｄｒｙｔｅｃｈ２０３５が、米国ミシガン州、ミッドランドに事務所を置くＤｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙより入手可能である。

流動性繊維及び粒状物の流れは、形成室２５を通過して形成表面５上に堆積する。形成室２５は、空気浮遊繊維及び粒状物を方向付け、集中させ、繊維及び粒状物の空気浮遊流に望ましい速度プロファイルを付与するために機能することができる。典型的には、形成室２５は、共に形成室の支持フレームを形成する適当な構造部材で支持されている。フレームは、必要であれば、又は望ましい場合には、他の適当な構造部品に固着及び／又は結合することができる。このような形成室２５の構成及び作動はよく知られており、ここに更なる詳細は示さない。繊維（及びＳＡＭ）を直接形成表面に付与する代わりに、繊維が堆積されている形成表面上に多孔性基体を位置させることが知られている。適当な基体は、例えば、ティッシュ、スパンボンド、不織又は織成材料から形成することができる。基体のウエブ２６は、形成室２５のロール２８から入口２７へ延びるように、図１に一部斜視図で示されている。ロール２８は、当業者によく知られた適当な供給装置（その全体は示されていない)によって保持することができ、ウエブ２６は給送することができる。供給装置のローラー３０は、ウエブ２６を入口２７に導くものとして示されている。ウエブ２６が使用される時には、該ウエブは形成表面５に重なるので、繊維及び超吸収性材料は、直接形成表面５上にではなく、該ウエブ上に堆積されることになる。真空が、ウエブ２６を形成表面５の形状に順応させる。このような基体の使用は、望ましくは、形成表面５を通って完全に通過する繊維の量を減少させるが、それは基体の個々の孔が、形成表面の入口より小さいからである。しかしながら、簡潔にするために、以下において、示された実施形態は、基体ウエブ２６に言及することなく説明されるであろう。

形成表面５は、形成ドラム７の一部として示されているが、形成表面５を付与する他の技術も又、本発明の範囲から外れることなく使用できることを理解されるべきである。例えば、形成表面５は、循環形成ベルト（示されていない）により形成することができる。この型の形成ベルトは、１９９５年１１月１４日付のＦＯＲＭＩＮＧ ＢＥＬＴ ＦＯＲ ＴＨＲＥＥ−ＤＩＭＥＮＳＩＯＮＡＬ ＦＯＲＭＩＮＧ ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮＳという名称の、Ｍ．Ｐａｒｔｒｉｄｇｅ他の米国特許第５，４６６，４０９号に示されている。

多孔質形成表面５は、示された実施形態においては、一連の形成部材３４によって定められており、これは、形成ドラム７の周辺の周りに端部突合せの状態で配置され、ドラムに独立して取り付けられる。図１Ａに見られるように、形成部材３４の各々は、実質的に同一のパターン３６を定めており、このパターン３６に繊維性材料が堆積される。パターン３６は、個々の吸収性芯３８（そのうちの１つが図６に示されている）の望ましい形状に対応するもので、ドラムの円周全体に繰り返し形成される。しかしながら、本発明においては、部分的な繰り返し又は繰り返しをしないパターン形状を、使用することもできる。真空源２３の影響の下、運搬空気流は、多孔質形成表面を通って、形成ドラム７の内部にある真空ダクト１７吸引され、次に真空供給導管２１を通ってドラムの外側に通る。流動性繊維及び粒状物が多孔質形成表面５と衝突すると、空気成分は形成表面を通過し、繊維−粒状物成分は、形成表面によって保持され、その上に不織繊維性ウエブを形成する。次に、ドラム７の回転とともに、形成されたウエブは形成表面５から除去される。

形成室２５の形成表面５上に堆積された空気形成繊維性ウエブ３を運搬するドラム７は、出口２９を通り室を出て、一般的に図１の３５で示されている削り取りシステムを通過し、そこで繊維性ウエブの余分な厚さがトリムされ、予め決められた程度までに除去される。削り取りシステムは、削り取り室３７及び削り取り室内に位置された削り取りロール３９を含む。削り取りロール３９は、繊維性ウエブ３からの余分な繊維性材料を削り取り、除去された繊維は、当業者によく知られた適当な排出用導管（示されていない）で削り取り室３７から移動される。除去された繊維性材料は、例えば、形成室２５又は開繊機３１へと再利用のために戻されることが望ましい。付加的に、削り取りロール３９は、ウエブ３の縦方向機械方向ＭＤに沿って、及び／又はウエブの横向きの横断方向ＣＤに沿って再配列され更に再分配されてもよい。削り取りロールにより形成されたウエブのプロファイルは、平坦とすることができるが（削り取りロール３９のように）、削り取りロール上の歯（示されていない）の選択及び配列により、望まれるように形状化されるか又は不規則にすることができる。

回転式削り取りロール３９は、適当なシャフト部材と作動的に連結及び結合されており、適当な駆動システム（示されていない）により駆動される。駆動システムは、専用モーターのような従来のどんな装置を含むことができ、或いは、形成ドラム７を回転させるために使用されるモーター又は他の駆動機構に作動的に連結された、カプリング、歯車又は他の伝動機機構を含むことができる。削り取りロールシステム３５は、形成表面５上に堆積された空気形成繊維性ウエブの余分な、ｚ方向の厚さを除去し或いは再分布させるための従来のトリム機構を構成することができる。削り取り操作は、削り取りロール３９が接触する繊維性ウエブの主表面上に、選択された輪郭を持つ繊維性ウエブを生じることができる。削り取りロールの表面は、繊維性ウエブ３の削り取られた表面に沿って望ましい輪郭を付与するように調製することができる。示された実施形態において、削り取りロール３９は、例えば、繊維性ウエブ３の削り取られた表面に沿って、実質的に平坦な表面を付与するように構成されている。削り取りロール３９は、任意に平坦ではない表面を付与するように構成することができる。削り取りロール３９は、形成表面５と近接関係で配置され、形成表面は、ドラム７の回転方向にみて削り取りロールの後に置かれる。

示された実施形態において、削り取りロール３９は、ドラム７の回転及び空気形成繊維性ウエブ３の移動方向とは反対方向に削り取りロールの接触表面を移動させる方向に回転する。代替的に、削り取りロール３９は、形成ドラム７上の形成表面５と同一方向にロール表面が移動するように回転させることもできる。どちらの場合でも、削り取りロール３９の回転速度は、形成繊維性ウエブ３の接触表面に対して効果的な削り取り作用を付与するように、適当に選択されるべきである。同様にして、繊維性ウエブ３と選択されたトリム機構の間の相対的移動により、空気形成繊維性ウエブに切断又は研磨作用を付与するために、どんな他の適当なトリム機構も、削り取りロール３９の組立体に代わって使用することができる。

削り取り作動の後、空気形成繊維性ウエブ３を運搬する形成表面５の部分は、装置１の取り出し領域に移動される。取り出し領域において、ウエブ３は形成表面５から一般的に４１で示されるコンベア上に、真空によって移動させられる。取り出しは、ドラム７の内部からの空気圧の付与によって助長することができる。コンベア４１は、形成ドラム７から形成繊維性ウエブ３を受け取り、集積領域又は更なる処理の領域（示されていない）へと運搬される。適当なコンベアは、例えば、コンベアベルト、真空ドラム、移動ローラー、電磁気サスペンションコンベア、流体サスペンションコンベア、又は同様なもの、及びこれらの組み合わせも同様に含むことができる。示された実施形態において、コンベア４１は、ローラー４５の周りに配置された循環コンベアベルト４３を含む。ウエブ３を形成表面５から除去するために、真空吸入ボックス４７が、コンベアベルト４３の下に位置される。ベルト４３は孔が開いており、真空ボックス４７は、真空がドラム７上で繊維性ウエブ３と連通するように、形成表面に近接した位置にあるベルトの下の部分にプレナムを定める。ウエブ３の除去は、代替的に、ウエブの重量、遠心力、機械的放出、正空気圧、又は幾つかの組み合わせ、又は他の適当な方法によって成されることができる。正空気圧は、例えば、形成表面５を通して外向きの方向に力を加える加圧空気流を生成する、ファンのような圧縮空気（示されていない）供給源により形成することができる。除去された繊維性ウエブは、相互結合された一連の吸収性芯を含み、各々の本体は、形成された各々の個々のパッド上の形成表面５の対応する部分によって付与された輪郭に、実質的に適合する選択された表面輪郭を持つ。ウエブ３の削り取られた側を形状付けすることも可能である。

空気形成繊維性ウエブの形成のための適当な形成ドラムシステムは、当業者によく知られている。例えば、１９８７年５月１９日付のＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＦＯＲＭＩＮＧ Ａ ＬＡＩＤ ＦＩＢＯＵＲＳ ＷＥＢという名称のＫ．Ｅｎｌｏｅ他の米国特許第４，６６６，６４７号、１９８８年８月２日付のＣＯＮＴＲＯＬＬＥＤ ＦＯＲＭＡＴＩＯＮ ＯＦ ＬＩＧＨＴ ＡＮＤ ＨＥＡＶＹ ＦＬＵＦＦ ＺＯＮＥＳという名称のＫ．Ｅｎｌｏｅの米国特許第４，７６１，２５８号を参考にし、すべての特許は、一貫性のある形で引用によりここに組み入れられる。他の形成ドラムシステムは、２００１年１２月１８日付のＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＡＮＤ ＰＲＯＣＥＳＳ ＦＯＲ ＦＯＲＭＩＮＧ Ａ ＬＡＩＤ ＦＩＢＲＯＵＳ ＷＥＢ ＷＩＴＨ ＥＮＣＨＡＮＣＥＤ ＢＡＳＩＳ ＷＥＩＧＨＴ ＣＡＰＡＢＩＬＩＴＹという名称のＪ．Ｔ．Ｈａｈｎ他の米国特許第６，３３０，７３５号、２００１年９月４日付のＭＵＬＴＩ−ＳＴＡＧＥ ＦＯＲＭＩＮＧ ＤＲＵＭ ＣＯＭＭＵＴＡＴＯＲという名称のＤ．Ｐ．Ｍｕｒｐｈｙ他の米国特許出願一連番号０９／９４７，１２８（代理人整理番号第１６，６３２号）に記載されており、すべての特許は一貫性のある形で引用によりここに組み入れられる。選択された超吸収性粒状物の量を形成室に導くことができる技術の例は、１９９０年５月２２日付のＭＥＴＨＯＤ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＦＯＲ ＣＲＥＡＴＩＮＧ Ａ ＧＲＡＤＵＡＴＥＤ ＤＩＳＴＲＩＢＵＴＩＯＮ ＯＦ ＧＲＡＮＵＬＥ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ ＩＮ Ａ ＦＩＢＥＲ ＭＡＴという名称のＲ．Ｅ．Ｂｒｙｓｏｎ他の米国特許第４，９２７，５８２号に記載されており、この特許は一貫性のある形で引用によりここに組み入れられる。図示されたドラム７についての説明は例示であって、同様に他の形態（多孔質形成表面５を有するドラムを持たないものも含む)も繊維性ウエブ３を形成するために使用できることが認識されるであろう。

図３を参照すると、単一の形成部材３４が、ドラム７から除去された状態で示されている。ここで用いられている「形成」という用語は、単一形成部材３４、又はドラム７の周囲を完全に囲むように延びる形成部材のような、形成部材の集合を意味することができる。更に、ドラム７の周囲を完全に囲むように延びる単一形成部材（示されていない）を使用できることも想定されている。図示された形成部材３４は、長方形のフレームを形成するために端壁５３に連結された外側側壁５１を含む。側壁５１は、個々の形成部材３４が延びることになるドラム７の弧に適合するように、その長さに沿って湾曲されている。フレームの内部で、横方向壁５５は側壁５１の間に延び、縦方向壁５７は端壁５３の間に延びる。フレームは形成表面５を支持しており、図示実施形態においては、形成表面５は、ハニカム状の支持材５９及び薄い孔あきプレート６１（図５参照）からなる。支持材５９及び孔あきプレート６１は、同一の上部表面形状を持つ。支持材５９は、孔あきプレート６１の下側にあり、真空により付与される負荷の下でも、固定形態で支持するための強度を孔あきプレート６１に付与する。支持材５９は、ハニカム構造の比較的大きい開口によって自由に空気を通過させる。開口は、円、楕円、六角形、五角形、他の多角形形状又は同様なもの、並びにそれらの組み合わせといった、どんな望ましい横断面形状を持つこともでき、ハニカム状配列とする必要はない。このような支持材構造は、当業者によく知られており、プラスチック、金属、セラミック、及び同様なもの、並びにこれらの組み合わせといった、様々な材料から成ることができる。孔あきプレート６１の小孔は又空気を通過させるが、繊維性材料を捕獲し、形成表面５を通るのを妨げるために必要な大きさにされる。孔あきプレート６１は、スクリーン、ワイヤメッシュ、硬質ワイヤクロス、又は同様なもの、並びにこれらの組み合わせにすることができる。十分に剛性の自己支持性材料が、孔あきプレート６１のために発見される可能性があり、その場合には、支持材５９は、省略することができることも想定されている。

マスキングプレート６３が、形成部材３４の半径方向外向き表面に取り付けられ、孔あきプレート６１及び支持材５９の部分をマスクして、マスクされた部分を通って空気が通過することを防止し、それにより繊維性材料の堆積を妨げる。マスキングプレート６３の形状によってパターン３６が定められる。形成部材３４は、それぞれの側壁５１に取り付けられ、該側壁５１から外側へ横向きに延びる１対のウイング６５によりドラム７に取り付けられる。図２に示されるように、形成部材３４のウイング６５がドラム７に取り付けられるとき、該ウィング６５は、横方向両側の縁においてリム１８上に取り付けられた、軸方向に離れた取り付けリング６７にそれぞれ重ねられる。形成部材３４は、取り出し可能な状態で、ウイングの細長い開口部７１を通るボルト６９によって取り付けリング６７に固定され、リングの中に形成された孔（示されていない）にねじにより受けられる。開口部７１の長さは、形成部材３４の円周上の位置について幾つかの変化を可能にし、ドラム７の形成部材の設置を容易にする。

図４及び図５を参照すると、ドラム７のうちの単一の形成部材３４が示されている。形成表面５は、機械方向ＭＤに長さを、横断方向ＣＤに幅を持ち、マスキングプレート６３の上部表面の下に第一深さである第一区分７５を含む形状にされている。第一区分７５は、繊維性材料の薄い層を形成するために比較的浅く平坦な形態とする。第一区分７５は、ドラム７の湾曲に対応して形成部材３４の端部の間を曲線形とする。すなわち、第一区分７５は、正確に平坦というより、滑らかな表面であり、実質的に図５に示されるように、横断面において線形である。横断面は、機械方向ＭＤに向いた形成部材３４の部分に対して横方向である。しかしながら、第一区分７５は、本発明の範囲から外れることなくその領域に渡って、不規則な又は異なる深さを持つことができる。その場合、「第一深さ」は第一区分７５の平均深さとされる。

一般的に７７で表されるポケットは、底面７９（「第二区分」）と、第一区分７５を底面に連結する遷移表面８１（「第三区分」）を含む。「上部」及び「底部」という用語は、図面に示された配向の場合に便利な記述語として使用される。しかしながらこれらの用語は、示された対象の絶対的な配向を要求するものではない。第一区分７５は、底面７９の両側にある領域を含むことができ、示された実施形態においては、第一区分は実質的にポケット７７を囲んでいる。底面７９（図４及び図５に示されている）は、第一区分７５を含む表面の下方のどこででも一般的に凹凸状の形態を持ち、横断面においては線形ではない。より特定的に、底面７９は、機械方向ＭＤにポケット７７の長さだけ延びる複数の隆起部８３を持つ。隆起部８３の結果として、第一区分７５の下にある底面７９の（第二）深さは、底面領域にわたって種々異なるものとなる。

ポケット７７内に位置する隆起部８３は、ポケット内の表面積を大きく増加し、空気流への抵抗を減少し（第一区分７５と比較して）、これにより更なる繊維性材料の堆積を促進する。図５を参照して別の言い方をすると、底面（又は「第二区分」）７９の実表面積は、形成表面５の直上にあるほぼ平坦な表面Ｓ上に突出した底面（又は第二区分）７９のＰ２領域より大きい。表面Ｓはほぼ平坦であるが、その長さに沿って、形成表面５の湾曲に対応した湾曲を実際には持つ。底面７９の表面積は、隆起部８３を越えて、凹凸形状の範囲に沿って測定され、突出領域Ｐ２より明らかに大きい。図５は又、第一区分７５の突出領域Ｐ１及び表面Ｓ上の遷移表面（第三区分）の突出領域Ｐ３を示している。突出領域Ｐ１及びＰ３は、より特定的に突出領域Ｐ２を示すように描かれている。１つの実施形態において、底面７９の実表面積は、突出表面領域Ｐ２より少なくとも約１０％大きい。

底面７９の表面積の結果として、ポケット７７に堆積された繊維性材料の深さは、第一区分７５より著しく大きいものとなる。繊維性ウエブ３が、削り取られ切断されて、図６に示されている吸収性芯３８のような吸収性芯を定めるようになると、吸収性芯の液体保持形状３８Ａは、特定の十分な厚さと実質的に平坦な上部表面８４を持つものとなる。言い換えると、液体保持形状３８Ａの領域における削り取られた吸収性芯３８の上部表面には、形成表面５のポケット７７での不十分な繊維性材料の堆積に起因する、何らの孔も生じない。液体保持形状３８Ａは十分に高い基本重量を持ち、該形状において繊維の交絡が高められている。すなわち、より狭い周囲領域の構造的一体性を犠牲にすることなく保持形状の強度が高められる。液体保持形状３８Ａのスクリーン側（すなわち、形成される時形成表面５を係合する側）は、ポケット７７の長さにわたって延びる２つのチャネル４０を持つ隆起部８３により形成される。

図５及び図６を参照にすると、吸収性芯３８のスクリーン側における液体保持形状３８Ａの表面積は、形成表面５の隆起部８３によって与えられた形状により増大される。図６は、平坦な表面Ｓ´上への吸収性芯３８の様々な表面の突出を示している。形成表面５の底面７９により形成された吸収性芯３８の突出領域はＰＣ２で示され、第一区分７５により形成された芯の突出領域はＰＣ１で示され、遷移表面８１より形成された芯の突出領域はＰＣ３で示される。突出領域ＰＣ１は、第一区分７５（示された実施形態において）により形成された吸収性芯３８部分の表面積とほぼ同一となるであろう。突出領域ＰＣ３は、遷移領域８１により形成された吸収性芯３８部分の表面積より小さいものとなるであろう。底面７９により形成された吸収性芯部分の実表面積は、チャネル４０により付与された付加的表面積のために、突出領域ＰＣ２より大きいことが理解されるであろう。例えば、底面７９により形成された吸収性芯部分の表面積は、突出領域ＰＣ２より１０％大きいものとすることができる。

形成表面５′の第二の、すなわち変形態様が図７及び図８に示されている。形成表面５′の第二の、すなわち変形態様の対応する部分は、形成表面５の第一態様と同じ参照番号にダッシュ記号を付けて示される。形成表面５′は、図４及び図５の形成表面５の第一区分７５と実質的に同一の第一区分７５′を含む。遷移表面８１′は、第一区分７５′を底面７９′と連結する。しかしながら、隆起部８３の代わりに、底面７９′は、ポケット７７′の機械方向ＭＤに延びる２つの段８５を含む。ポケット７７´内に段付底面７９´を設けることは、ポケットの表面積を増加するので、ポケット内の孔あきプレート６１の領域が繊維性材料で詰まる前に、より多くの繊維性材料がポケットに堆積されることになる。

形成表面５″の第三の、すなわち変形態様が図９に示されている。形成表面５″の第三の、すなわち変形態様の対応する部分は、形成表面５の第一態様と同じ参照番号に二重ダッシュ記号を付けて示される。形成表面５″は、図４及び図５の形成表面５の第一区分と実質的に同一の第一区分７５″を含む。しかしながら、隆起部８３又は段８５の代わりに、底面７９″は、ドーム形状をし、横方向横断面において滑らかな湾曲をしている。ポケット７７″内にドーム形状を設けることは、ポケットの表面積を増加する。形成表面５″の第三の、すなわち変形態様においては、遷移表面８１″は、第一区分７５″と底面７９″の間の境界に位置されるが、底面と同じ滑らかな表面内にある。

様々な従来の装置及び技術が、ウエブ３の更なる処理のために使用できることは容易に明らかであろう。例えば、ウエブは、嵩減少装置で嵩を減少させることができる。更に、様々な従来の装置及び技術を使用して、繊維性ウエブ３を予め決められた長さに切断し、選択された空気形成繊維性物品を形成することができる。例えば切断システムは、ダイカッター、水カッター、回転ナイフ、往復動ナイフ、エネルギービームカッター、粒状物ビームカッター、又は同様なもの、並びにこれらの組み合わせを含むことができる。切断の後、個々の繊維性パッドは、望ましい更なる処理作動のために移動され、供給されることができる。

図１０を参照すると、形成表面５とほぼ同様の形式の形成表面（示されていない）を持つ型を使用して製造された吸収性芯８７が、液体保持形状８９が紙面の外に突出するように、スクリーン側を上に向けて示されている。吸収性芯８７は、形成ドラム（例えばドラム７）を出るときに該芯がとるであろう配向で示されており、これは、芯がドラムの上部で形成されるときの位置から逆にされたものである。吸収性芯８７を形成するために使用される形成表面は、吸収性芯８７の液体保持形状８９のスクリーン側に、液体保持形状のほぼ縦方向に延びる複数のチャネル９１で形成されるような形状がそのポケットに形成される。ここで用いられる「ほぼ縦方向に」とは、チャネルが幾つかの横方向部分（示されていない）を含むことを除外するものではない。液体保持形状は、吸収性芯全体を構成するものとすることができるが、図示されているものでは、液体保持形状８９は、薄い外側領域９３に囲まれており、この領域９３は、吸収性芯８７の部分を同様に形成していることを理解すべきである。チャネル９１は、液体保持形状８９内に流体が分布することを促進する。チャネル９１は、チャネルを囲む液体保持形状８９の周縁９３に到達する前に終わっていることが分かる。この構造は、流体が、吸収される前に液体保持形状８９のチャネル９１から流れ出ることを完全に妨げる助けとなるものである。チャネル９１は、液体保持形状３８Ａのチャネル４０を形成する、図４及び図５に示された隆起部８３と極めて類似した形成表面の底面の隆起部により形成される。しかしながら、隆起部は、ポケットの遷移表面（遷移表面８１と類似している）をさえぎっており、これにより、チャネル９１の端部は、液体保持形状８９の縁と間隔を持った位置にある。

図示の目的のために与えられた前述した実施形態の詳細は、本発明の範囲を制限するようには解釈されるべきではないことが認識されるであろう。本発明のほんの幾つかの例示的実施形態が詳細に述べられているが、当業者は、本発明の新しい教示及び利益から著しく外れることなく、例示的実施形態において多くの修正が可能であることを容易に認識するであろう。例えば、１つの実施形態に関連して示された特徴は、本発明のどんな他の実施形態にも組み見込まれることができる。従って、その様なすべての修正は、本発明の範囲内に含まれるものであり、本発明の範囲は、以下の特許請求の範囲及びすべての均等手段により定められる。更に、幾つかの実施形態の、特に好ましい実施形態の利点をすべて達成するものではない多くの実施形態を想到することができ、特定の利点を欠如することが、その様な実施形態が本発明の範囲外であるという意味に必ずしも解釈するべきではないことを認識すべきである。

本発明の又は好ましい実施形態の要素を示す時、「ある」、「その」及び「前記」という前置詞は、１つ又はそれより多い要素があることを意味するものである。「含まれる」、「含む」及び「持つ」という用語は包括的で、挙げた要素以外にも付加的要素がある可能性があることを意図している。

本発明の範囲から外れることなく、様々な変形を上記した構成に対して行うことができるのであるから、上記した説明に含まれ又は添付した図面に示されるすべての事柄は、説明的なもので限定的な意味のものではないと理解されることが意図されている。

空気形成繊維性ウエブを形成する装置の概略側面図である。 上記装置のドラムの概略斜視図である。 図１の装置の断片的横断面図である。 上記装置の形成部材の底部斜視図である。 形成部材の平面図である。 図１Ａの５−５の線を含む平面でとられた断片的断面図である。 本発明の装置により形成された削り取られた吸収性芯の横断面図である。 第二の変形形態による型部材の平面図である。 図５に類似してはいるが、図７の第二の変形形態による型部材を示す断片的断面図である。 図５に類似してはいるが、図７の第三の変形形態による型部材を示す断片的断面図である。 別の吸収性芯の図である。

符号の説明

５ 形成表面
７ ドラム
２５ 室
３４ 形成部材
５１ 側壁
５３ 端壁
５７ 縦方向壁
７５ 第一区分
７７ ポケット
７９ 底面
８１ 遷移表面
８３ 隆起部
８７ 吸収性芯
８９ 液体保持形状
９１ チャネル

Claims (21)

1. 空気形成繊維性ウエブの形成に使用する型であって、前記型は、前記繊維性ウエブを形成するために、流体圧力によって多孔質表面に向かって駆動される流動性繊維性材料を集積する長さ及び幅を持つ多孔質表面を含み、前記多孔質表面は、流動性繊維性材料を第一深さに集積するための第一区分、前記第一深さより深い第二深さに流動性繊維性材料を集積する第二区分、及び前記第一区分と前記第二区分とを連結する第三区分を含み、前記第二区分は底面を含み、該底面は、前記第一区分の下方にその全体にわたって異なる距離だけ離れて位置することを特徴とする型。
2. 前記第二区分の底面は、すべての位置において前記第一区分の下方に間隔を持って位置することを特徴とする請求項１に記載の型。
3. 前記第一区分は、型の機械方向に対して横方向の横断面において、実質的に線形のほぼ滑らかな表面であることを特徴とする請求項１に記載の型。
4. 前記第二区分の前記底面は、実質的に横方向の横断面においては線形ではないことを特徴とする請求項３に記載の型。
5. 前記第二区分の底面は、型の機械方向に対して横方向の横断面において、実質的に線形ではないことを特徴とする請求項１に記載の型。
6. 前記第二区分の前記底面は、横方向横断面において波状であることを特徴とする請求項５に記載の型。
7. 前記第二区分の前記底面は、横方向横断面において滑らかな湾曲形状であることを特徴とする請求項５に記載の型。
8. 前記第二区分の前記底面は、横方向横断面において階段状であることを特徴とする請求項５に記載の型。
9. 前記第一区分は、前記第二区分の両側に位置する部分を有することを特徴とする請求項１に記載の型。
10. 回転式ドラム上に円柱状に配列された同様の構造の他の型との組み合わせを有することを特徴とする請求項１に記載の型。
11. 前記第二区分の底面の表面積は、前記底面の突出した表面積より大きいことを特徴とする請求項１に記載の型。
12. 前記底面の前記表面積は、前記底面の突出した表面積より少なくとも約１０％大きいことを特徴とする請求項１１に記載の型。
13. 繊維性ウエブの形成のための装置との組み合わせは、一般的に型に流動性繊維性材料を供給するようになった供給シュート、及び流動性繊維を前記型上に引くために真空を付与する真空源を含むことを特徴とする請求項１に記載の型。
14. 更に、型から繊維性ウエブを受け取り、繊維性ウエブを前記型から離されるためのコンベアを含むことを特徴とする請求項１３に記載の組み合わせ。
15. 更に、前記型から繊維性ウエブを除去するための真空装置を含むことを特徴とする請求項１３に記載の組み合わせ。
16. 繊維性材料を受け取るために前記型上に多孔質表面を供給して重ねるように位置された供給装置を更に含むことを特徴とする請求項１３に記載の組み合わせ。
17. 前記型は、一連の形成部材を含むことを特徴とする請求項１３に記載の組み合わせ。
18. 軸の周りに回転自体に取り付けられたドラムを更に含み、前記形成部材がドラムの周の周りに配置されたことを特徴とする請求項１７に記載の組み合わせ。
19. 周縁を備える細長い液体保持形状を含む吸収性芯であって、前記液体保持形状は、前記芯に沿って液体を分配するのに使用されるチャネルが前記芯に形成された表面を持ち、前記チャネル端部は、前記液体保持形状の周縁を越えてチャネル内に液体が流出することを阻止するために、前記液体保持形状の周縁から内向きに間隔を持った位置で終端することを特徴とする吸収性芯。
20. 前記液体保持形状の周縁の外側に位置する繊維性材料の外側領域を更に含み、前記外側領域は、前記液体保持形状より薄いことを特徴とする請求項１９に記載の吸収性芯。
21. 前記チャネルは、前記芯のほぼ縦方向に延びることを特徴とする請求項１９に記載の吸収性芯。

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