磨耗に耐えるように構成されている保護部材及びノズル組立体
保護部材１４及び該保護部材１４を組み込むノズル組立体１１が提供される。保護部材１４は、材料の糸状体１６を受ける糸状体案内通路１８を有するノズル１２と共に使用するためのものである。保護部材１４は、ノズル１２の糸状体案内通路１８に受け入れられるように構成された本体６０を備える。保護部材１４の本体６０は、糸状体１６のための通路６３を有し、糸状体案内通路１８と、移動している糸状体１６との間に配置される。保護部材１４の本体６０は、少なくともその一部が、案内されている糸状体１６によって引き起こされる磨耗に耐えるのに十分な耐磨耗性を有する材料から成る。代替的には、本体６０の一部を、糸状体１６によって引き起こされる磨耗に耐えるのに十分な耐磨耗性を有する材料で被覆してもよい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、包括的には液体吐出システムに関し、より詳細には、繊維状液体を材料の糸状体上へ吐出するように構成される液体吐出装置のノズル組立体に関する。
【０００２】
［関連出願の相互参照］
本願は、２００７年４月３日に出願された（係属中である）米国仮特許出願第６０／９０９，８１７号の優先権を主張し、当該出願はその全体がこの参照によって本明細書に援用される。
【背景技術】
【０００３】
ホットメルト接着剤等の液体接着剤を、細い繊維形状でパターンを制御して吐出するのには多くの理由がある。パターンを制御して細い繊維を吐出することができる１つの技術は、制御繊維化法（例えば、ノードソン コーポレーションのＣＦ（登録商標）技術）として知られている。ＣＦ（登録商標）技術は、０．０１０インチ（約０．２４５ミリメートル）〜０．０６０インチ（約１．５２４ミリメートル）程度のような小径を有するノズル通路から、単一繊維状体又は複数の並列した繊維状体として吐出される接着剤によって基材のより広い領域を正確に被覆するのに特に有用である。
【０００４】
ＣＦ（登録商標）技術は多くの場合、接着剤配置のより優れた制御を行うのに用いられる。これは、特に、基材の縁に沿わせるのに、また、例えば、おむつの脚周り帯体に用いられる材料（例えばINVISTAによるＬＹＣＲＡ（登録商標））の糸状体などの非常に狭い基材に特に有用であり得る。
【０００５】
従来の旋回ノズル又はダイチップは、通常、複数の空気通路によって囲まれている中央の接着剤吐出通路を有する。接着剤吐出通路は、接着剤吐出通路を一周するように、すなわち半径方向に対称である突出部上の中心に位置する。この突出部の一般的な構成は、円錐状又は円錐台状であり、頂上に接着剤吐出通路が開いている。空気通路は、中央の接着剤吐出通路を中心に半径方向に対称なパターンで配置されている。空気通路は、接着剤吐出通路に対して概ね接線方向に向いており、中央の接着剤吐出通路を中心に時計回り方向又は反時計回り方向に全て傾いている。
【０００６】
従来のメルトブロー接着剤吐出装置は、通常、楔形部材の頂部に沿って配置されている複数の接着剤すなわち液体吐出通路と、楔形部材の基部に沿って配置されている任意の形状の空気通路とを有するノズル本体を備える。楔形部材は、半径方向に対称な要素ではない。むしろ、楔形部材は、通常、幅に比べて長さが長い。空気は、空気放出通路から楔形部材の側面に概ね沿って頂部へ向かい、接着剤又は他の液体材料が液体吐出通路から吐出されるときにこれらと衝突し、繊維を下方へ引き伸ばして細くする。繊維は、概ね無作為に吐出される。
【０００７】
上述のタイプのノズル本体のような様々なタイプのノズル本体が、接着剤繊維を１つ又は複数の弾性糸状体上へ吐出するのに使用されている。それぞれの糸状体は、通常、対応する接着剤吐出通路と近接する糸状体通路によって位置合わせされて方向付けられる。糸状体は、液体接着剤吐出装置の周りの環境中に存在する浮遊している微粒子を捕捉する傾向にある。これらの浮遊している微粒子は、製造ラインが行う処理作業から主に生じる塵埃及び他の汚染物質から成る。加えて、特に、Fulflex, Inc.から入手可能な糸状体は、梱包材料から取り出すときに容易に引き離すことができるようにタルク等の微粒子によって意図的に被覆されている場合がある。加えて、他の糸状体製造業者は、糸状体を着色するために糸状体の材料に顔料を添加する場合がある。通常、着色顔料はノズル本体を研磨し、したがって着色された糸状体材料の場合、ノズルの磨耗速度はかなり速くなる可能性がある。
【０００８】
さらに、それぞれの糸状体が、対応する糸状体通路と相互作用すると、微粒子は、その出所にかかわらず、拭き取られて堆積するか又は凝集し、より大きな塊になる可能性がある。凝集した微粒子の塊は、糸状体通路から払い落とされて、吐出される接着剤繊維に取り込まれる可能性がある。例えば、凝集した塊は、連続した糸状体を提供するために接合される第１の長さの糸状体材料の後端部と第２の長さの糸状体材料の前縁との間に形成される結び目によって払い落とされ得る。或いは、凝集した塊は、案内部内に留まったままとなって、糸状体自身が案内部からずらされる、すなわち取り外される程度まで寸法を増す可能性がある。複数糸状体の吐出動作では、隣接する案内部が、ずれてきた糸状体を取り込むと、糸状体が不適切な位置で基材に接着剤で固定されるため、これが糸状体への接着剤の塗布をめちゃくちゃにして、最終的には欠陥製品を生成する可能性がある。この製品品質の低下は重大であり、製造費用を増大させる可能性がある。
【０００９】
案内されて移動している糸状体上へ接着剤を吐出することに関連するさらに別の問題は、糸状体と糸状体通路との接触から生じる。具体的には、糸状体は、摩擦磨耗によってノズル本体の金属面及び糸状体通路の金属面を磨耗する。最終的には、磨耗によってノズル本体の取替えが必要となる可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
したがって、液体繊維を基材上へ吐出するためのノズル本体において、糸状体の案内に関連する問題を低減するか又はなくすことが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
一実施の形態では、ノズルと共に使用するための保護部材が提供される。ノズルは、糸状体案内通路及び液体吐出口を有する。糸状体案内通路は、ノズルに対して移動中の材料の糸状体を受け取るようになっている。液体吐出口は、糸状体が糸状体案内通路を通過した後で、繊維状液体を糸状体上に吐出するようになっている。保護部材は、ノズルの糸状体案内通路に受け入れられるように構成された本体を備える。本体は、糸状体を受け入れると共に、糸状体が糸状体案内通路と接触することを防止する通路を有する。本体は、少なくとも本体の一部が、案内されている糸状体によって引き起こされる磨耗に耐えるのに十分な耐磨耗性を有する材料から構成される。
【００１２】
別の実施の形態では、本体は、ステンレス鋼、工具鋼、高速度鋼、又はこれらの組合せから選択される金属から成る。さらに別の実施の形態では、本体はセラミック材料から成る。また別の実施の形態では、本体は、第１の材料から成り、本体は、通路の周りに延在する管状の側壁を含み、糸状体に面する内面を有し、さらに、内面を被覆する第２の材料から成る。第２の材料は、本体の第１の材料よりも糸状体による接触に対する耐磨耗性が高い。
【００１３】
別の実施の形態では、ノズル組立体に対して相対的に移動している材料の糸状体上に繊維状液体を吐出するノズル組立体が提供される。ノズル組立体は、ノズル及び保護部材を備える。ノズルは、ノズルに対して相対移動する材料の糸状体を受ける糸状体案内通路を有する。ノズルは、材料の糸状体が糸状体案内通路を通過した後で、繊維状液体を糸状体上に吐出する液体吐出口を有する。保護部材は、上記糸状体案内通路に受け入れられるように構成された本体を有する。本体は、通路を有し、通路は、糸状体を受けると共に、糸状体が糸状体案内通路と接触することを防止する。ノズルは、第１の材料から構成され、上記保護部材は、少なくとも一部が、第１の材料よりも耐磨耗性が高い第２の材料から成る。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態による例示的な吐出モジュール及びノズル組立体の部分的に破断した斜視図である。
【図１Ａ】図１の線１Ａ−１Ａに概ね沿うノズル組立体の断面図である。
【図１Ｂ】図１Ａの囲まれた領域１Ｂの拡大図である。
【図１Ｃ】保護部材の被覆を示す、図１Ａの囲まれた領域１Ｂの拡大図である。
【図２】図１、図１Ａ、図１Ｂ及び図１Ｃのノズル組立体の後方斜視図である。
【図３】図１、図１Ａ、図１Ｂ及び図１Ｃのノズル組立体の正面斜視図である。
【図４】保護部材をノズル組立体のノズル本体から取り外した、図３と同様の分解図である。
【図５】図４の保護部材のうちの１つの拡大斜視図である。
【図６】図５の保護部材の底面図である。
【図７】図５の保護部材の正面図である。
【図７Ａ】内面の被覆を示す、図５の保護部材の正面図である。
【図８】図５の保護部材の側面図である。
【図９】図５の保護部材の後面図である。
【図１０】図４の保護部材の別の実施形態の拡大斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本説明のために、「上方」、「垂直方向」、「水平方向」、「右」、「左」、「前」、「後」、「側部」、「上部」、「底部」等の方向に関する用語は、分かり易くするために図面と併せて適用され、本説明の基準座標系を与えるものに過ぎない。既知のように、液体吐出装置は、実質的に任意の向きであってもよいため、これらの方向に関する用語は、本発明と一致する装置の特定の絶対的な方向を示唆するために使用されるべきではない。
【００１６】
図１、図１Ａ、図２、図３及び図４を参照すると、代表的な吐出モジュール１０が、ノズル組立体１１と連結されている。ノズル組立体１１は、本発明の一実施形態に従って構成されるノズル１２及び複数の保護部材１４を含む。吐出モジュール１０は、繊維状液体１５をノズル組立体１１から材料の糸状体１６上へ吐出するように構成されており、材料の糸状体１６は、静止しているノズル組立体１１に対して（図１及び図１Ａの単頭矢印２５によって示されるように）流れ方向に給送及び移動される。好適なノズル１２及び液体吐出装置の例としては、米国特許第６，９１１，２３２号明細書及び米国特許出願公開第２００４／０１４４４９４号明細書及び同第２００４／０１６４１８０号明細書に開示されているものが挙げられ、これらの開示はこの参照によって全てが本明細書に援用される。例示的な一実施形態では、ノズル１２は、図３及び図４に最もよく示されるように、複数の糸状体案内通路１８をさらに含み、糸状体案内通路１８のそれぞれに対して等しい数の保護部材１４が協働可能であるように位置付けられている。代替的な実施形態では、ノズル１２は、１つの糸状体案内通路１８、したがって１つの保護部材１４しか含まなくてもよいことが理解される。
【００１７】
保護部材１４は、糸状体案内通路１８内に受け入れられているスリーブ（筒状はめ込み部材）又はライナー（内張り部材）として機能する。この構成の結果として、流れ方向２５に給送される糸状体１６は、吐出中に、ノズル１２ではなく保護部材１４と接触する。したがって、ノズル１２のために選択される材料は、より詳細に後述するように、糸状体案内通路１８内で糸状体１６との接触によって引き起こされる磨耗を考慮する必要なく、最適化することができる。
【００１８】
吐出モジュール１０は、一般的に、２００１年３月２２日に出願され、本願の出願人に譲渡されている米国特許第６，６１９，５６６号明細書により完全に記載されているような、中央本体部分（図示せず）、下側本体部分２２、及び様々なノズルすなわちダイを吐出モジュール１０に対して装着及び取り外しするのを容易にする急速着脱機構２４を有する。ノズル組立体１１は、吐出モジュール１０に連結され、急速着脱機構２４によって固定される。ノズル組立体１１は、液体及び加圧空気を吐出モジュール１０から受け取って、加圧空気を液体材料繊維１５へ向けつつ、液体材料繊維１５を、ノズル組立体１１に対して概ね矢印２５の方向へ移動している基材材料の糸状体１６上へパターンを制御して吐出する。
【００１９】
ノズル組立体１１のノズル１２は、ノズル組立体１１と吐出モジュール１０との連結を容易にするために、米国特許第６，６１９，５６６号明細書により完全に記載されているような突出部２６、２７及び傾斜カム面２８、２９を含む。ノズル１２は、吐出モジュール１０の下側本体部分２２（図１）に取り付けるように構成される第１の側面３０を含む。ノズル１２の第１の側面３０は、吐出モジュール１０の対応する液体及び空気の供給通路（図示せず）と適合する液体供給口３２及び処理空気供給口３４を含む。ノズル１２は、第２の（すなわち下流の）側面３６及び第３の（すなわち上流の）側面３８を含む概ね楔形の断面を有する。円錐台形状の突出部４０は、ノズル１２の第２の側面３６から第３の側面３８へ延在している。
【００２０】
液体吐出口４２は、液体吐出通路４４と流体連通しており、これがさらに液体通路４６によって液体供給口３２と連通しており、それによって、モジュール１０からの液体材料を、液体吐出口４２から図１Ａに示す基材材料の糸状体１６へ吐出することができる。液体吐出通路４４の少なくとも一部は、矢印２５によって概ね示される糸状体１６の移動に対応する方向に対して一定の角度を成すように方向付けられる。例示的な実施形態の液体吐出通路４４が傾いていることによって、液体材料は液体吐出口４２から糸状体１６上へ、概ね糸状体の移動方向２５に吐出される。
【００２１】
ノズル１２の第２の側面３６は、液体吐出口４２に近接する複数の空気放出口４８をさらに含む。空気放出口４８は、ノズル１２の第１の側面３０の空気供給口３４まで延在している空気通路５３のそれぞれによって空気放出通路５２（図１Ａ）と流体連通している。例示的なノズル１２の空気放出通路５２は、液体吐出通路４４を通る軸線に対して傾斜していてもよい。空気放出口４８は、液体吐出通路４４から吐出される繊維状液体１５に向かって処理空気を向かわせるように構成されている。ノズル１２は、第２の側面３６から第３の側面３８へ延在する複数の糸状体案内通路１８を含み、糸状体案内通路１８は、例えば円錐台形状の突出部４０に形成された切込み部であってもよい。
【００２２】
複数の糸状体案内通路１８は、円錐台形状の突出部４０に形成されており、第２の側面３６から第３の側面３８へ延在している。図３及び図４に最もよく示されるように、保護部材１４は、ノズル１２に画定されるそれぞれの穴５５内、及び糸状体案内通路１８内に配置されており、突出部４０の上流側３８と交差する。しかし、ノズル１２は、保護部材１４のための穴５５が下流側３６と交差するように設計してもよい。代替的には、穴５５は、突出部４０の全厚さにわたって側面３６と側面３８との間に延在していてもよく、それによって、保護部材１４は、側面３６、３８のいずれかからも挿入することができ、側面３６、３８のいずれかからも取り外すことができる。複数の保護部材１４は、同じ物理的構成を有するものとして図示されているが、ノズル１２の穴５５は、様々な異なる物理的構成の保護部材１４と協働するように設計されていてもよい。さらに、ノズル１２と共に使用される保護部材１４は、全て同じ物理的構成を有する必要はなく、また、保護部材１４は、全て同じ材料若しくは材料の組合せから成る必要もない。
【００２３】
図１、図１Ａ及び図１Ｂから明らかであるように、糸状体１６のそれぞれは、糸状体案内通路１８のうちの１つを通って案内される。ノズル１２の寿命すなわち耐用寿命を延ばすために、保護部材１４のうちの１つをそれぞれの糸状体案内通路１８に設けることができる。例示に過ぎないが、保護部材１４は、移動している糸状体１６がノズル１２ではなく保護部材１４と絶えず又は断続的に接触するように、ノズル１２の糸状体案内通路１８の穴５５に、又は、穴５５中に、又は穴５５の範囲内に、圧入、接着、ボルト締め、ねじ留め又は他の方法で固定され得る。
【００２４】
図１Ａ及び図１Ｂに最もよく示されるように、各糸状体１６は、保護部材１４のうちの１つと接触することができ、より詳細には、図示のように、ノズル１２ではなく保護部材１４のうちの１つの内面５４と接触することができる。特に、各糸状体１６がそれぞれの保護部材１４を通って移動する際、糸状体１６の長さに沿った任意の位置が、保護部材１４の第１のすなわち前端部５６から保護部材１４の第２のすなわち後端部５８まで通過する。この構成の結果として、ノズル１２のために選択される材料は、糸状体１６が保護部材１４に摩擦接触することによって引き起こされる磨耗を考慮する必要なく、最適化することができる。保護部材１４は、要因の中でも特に所望の磨耗速度又は糸状体１６の特定の材料特性に従って、又はこれらに応じて選択される材料から構成され得る。一実施形態では、保護部材１４の材料は、ノズル１２の材料よりも耐磨耗性が高い。保護部材１４の材料はノズル１２の材料よりも硬く且つ／又は靭性があり得るが、保護部材１４はさらに又は代替的に、保護部材の材料の硬さ及び／又は靭性が改善されているにもかかわらず、他の理由から糸状体１６との接触に対してより化学的に耐食性（対侵食性、耐腐食性）であってもよい。例えば、保護部材１４の構成は、着色又は他の目的のための顔料を含有している材料の糸状体を考慮することができる。顔料は、ノズル１２を研磨するか、腐食させるか又はそうでなければ劣化させる可能性があり得る。したがって、ノズル１２は、材料費用及び被削性の観点から経済的であり得る第１の材料から形成することができ、保護部材１４は、糸状体案内通路１８内で案内する糸状体１６との接触によって引き起こされる劣化に対する耐性がより高い第２の材料から形成することができる。
【００２５】
本明細書において、本発明の実施形態を、液体吐出口４２、１つ又は複数の空気放出口４８、糸状体案内通路１８、及び糸状体案内通路１８内に設けられている保護部材１４を有して構成される一部品構造体としてのノズル１２により包括的に図示及び説明したが、本発明はこれらの代表的な実施形態に限定されない。例えば、他の実施形態は、１つの部品に１つ又は複数の糸状体案内通路を設け、別の部品に液体吐出口及び／又は空気放出口を構成したノズルを含み得る。換言すると、１つ又は複数の糸状体案内通路は、液体吐出口及び／又は空気放出口を含む同じ部品の一体部分ではなくてもよく、その代わり、液体吐出口及び／又は空気放出口を含む別の部品に取り付けられる非一体型部品に含まれていてもよい。したがって、これらの実施形態では、糸状体案内通路を有する部品は、液体吐出口及び／又は空気放出口を有して構成される他の部品を取り外すことなく、ノズルから取り外すことができる。
【００２６】
特定の一実施形態では、ノズル１２は真鍮から構成することができ、保護部材１４はステンレス鋼から構成することができる。他の特定の実施形態では、保護部材１４は、少なくとも一部が、高い耐磨耗性を示す金属、例えば限定するものではないが、Crucible Specialty Metals（米国ニューヨーク州シラキュース）から入手可能なＣＰＭ金属（例えば９Ｖ、１０Ｖ及び１２Ｖ）及び極端に高い耐磨耗性を示す高速度鋼又は工具鋼から構成することができる。一実施形態では、保護部材１４は、少なくとも一部が、モース硬度が９以上である硬さを示す材料から構成され得る。モース硬度は、様々な材料の相対硬度を評価する、一般的に認められている１つの尺度である。特に、モース硬度は、１つの材料の別の材料に対する引っ掻き性に関する情報を提供する。モース硬度は、材料を１（最も柔らかい）から１０（最も硬い）までで評価する。例えば、タルクはモース硬度では１と評価されており、アルミナはモース硬度では概ね９と評価されている。他の実施形態では、保護部材１４は、モース硬度で９よりも低い硬さであってもよいが、例えばモース硬度で９と評価された材料から作製される保護部材の寿命に比例してノズル１２の寿命を延ばす。またさらなる実施形態では、広範な他の材料を保護部材１４に使用することができ、限定するものではないが、アルミナ及びジルコニアのような耐磨耗性酸化物セラミック材料、又は窒化物セラミック材料が挙げられる。
【００２７】
代替的な実施形態では、図１Ｃ〜図７Ａを参照して、保護部材１４の耐劣化性をさらに高めるために、各保護部材１４を、この目的で設計された材料で被覆してもよい。保護部材１４の、糸状体１６と接触する領域に被覆６１を施すことができる。特に、被覆６１は、図７Ａに示すように、通路６３全体又はその一部のみに施すことができる。例えば、保護部材１４のそれぞれは、ステンレス鋼等の母材から成り、耐劣化性を与えるのに有効であると当業者が理解している好適な厚さを有する窒化チタン等の耐磨耗材料から成る被覆６１を有していてもよい。一実施形態では、窒化チタン層は、およそ０．０００１インチ（およそ２．５４μｍ）〜およそ０．０００５インチ（およそ１２．７μｍ）の厚さであり得る。他の厚さとしては、およそ０．０００３インチ（およそ７．６２μｍ）の厚さが挙げられ得る。しかし、被覆６１の厚さは、所望の磨耗速度に従って選択するか又は被覆６１を施すのに使用される方法によって決定してもよいことが理解される。被覆を蒸着するのに使用することができる例示的な技法は、物理気相成長法（ＰＶＤ）、例えば限定するものではないが、スパッタリング、イオンめっき、イオンビーム支援蒸着、フィルタード陰極アーク真空技術、及びイオン注入等が挙げられる。同様に適用可能であり得る他の既知の蒸着技法又は被覆処理法としては、例えば、プラズマＣＶＤのような化学気相成長法（ＣＶＤ）；例えば硬質クロムめっき等の電気めっき；化学めっきのような無電解析出法；ディップ塗布；陽極処理；及び大気圧プラズマ、高速フレーム溶射（ＨＶＯＦ）又はフレーム溶射タイプのプロセスのような様々な溶射プロセスのうちのいずれかが挙げられる。他の好適な被覆材料としては、限定するものではないが、窒化チタンアルミニウム、チタン炭窒化物及び窒化ジルコニウムが挙げられ得る。別の実施形態では、被覆６１は、少なくとも一部が、例えばモース硬度で９以上であると評価されている材料から作製され得る。
【００２８】
ここで図１Ａ、図１Ｂ及び図５〜図９を参照し、本発明の一実施形態によると、保護部材１４のうちの１つがより詳細に示されており、代表的な物理的構成を有する。保護部材１４は、前端部５６と後端部５８との間に延在する管状の側壁６２を有する本体６０を含む。一実施形態では、糸状体１６が保護部材１４内にある間に内面５４が糸状体１６を少なくとも部分的に囲むように、管状の側壁６２は本体６０内に通路６３を形成する。本体６０は、糸状体案内通路１８と糸状体１６との間のそれぞれの穴５５に概ね配置されている。本体６０は、概ね円筒形の断面を有するが、管状の側壁６２を通って延在する細長い穴６４を含み、細長い穴６４は、前述したように前端部５６と後端部５８との間で糸状体に面するように構成されている内面５４（図６に見える）を含む。図５及び図９で最もよく示されているように、ドーム形であり得る後端部５８では、細長い穴６４は、半円形すなわち弓状の上部分６６と、実質的に矩形の中間部分６８と、朝顔形（フレア状）の鍵穴に似た広がった下部分７０とによって画定されている。後端部５８のドーム形表面は、対応する糸状体案内通路１８内の凹面５９と一致する形状である。例えば、ドーム形の後端部５８（図５に示す）は、ドリルビットの端部の形状をとるように設計することができ、したがって、同様の形状のドリルビットで機械加工され得る凹面５９の形状をほとんど再現することを容易にする。この構成は、保護部材１４とノズル１２とが或る程度密に接触することを確実にすることができる。例えば、保護部材１４は、約０．２１５インチ（約５．４６１ｍｍ）の全長及び約０．１１０インチ（約２．７９４ｍｍ）の直径を有することができるが、これらの寸法には限定されず、例えば様々な直径の糸状体の案内を容易にするために寸法を変えることができる。
【００２９】
保護部材１４の別の実施形態が図１０に示されている。この例示的な保護部材１４は、上記のドーム形の後端部５８ではなく平坦な後端部５８と交差するテーパ状面８４を有する。この実施形態は、保護部材１４のノズル１２内への設置及び位置決めも容易にし得る。図５に示される保護部材１４のように、図１０に示される例示的な保護部材１４は、ノズル１２に穴５５を形成するために使用される工具の形状を有するように設計され得る。
【００３０】
図１Ａ、図１Ｂを参照すると、保護部材１４を収容する穴５５は、対応する糸状体案内通路１８内を部分的に延在している。しかし、保護部材１４を収容する穴５５は、代替的には、対応する糸状体案内通路１８内を全体的に延在してもよいことが理解される。各糸状体案内通路１８の形状は、管状の側壁６２の形状と概ね一致すると共に管状の側壁６２と協働し、保護部材１４が糸状体案内通路１８に挿入されると自身で位置合わせするようにする。
【００３１】
ここで図５〜図９を参照すると、上部分６６の唇部７２は、細長い穴６４が後端部５８から延在するにつれて推移する遷移部を提供し得るが、広がった下部分７０は、細長い穴６４が前端部５６に向かって延在しても一定の距離に概ね維持される。さらに、図８に見えるように、上部分６６は、経路７４に沿って本体６０の中心軸線７６に対して概ね平行に延在してから、経路７８に沿って、中心軸線７６に対してわずかに角度を付けて又は湾曲して延在し得る。この実施形態では、管状の側壁６２は、中心軸線７６に沿って後端部５８に向かって断面積が増える。特定の一実施形態では、経路７８は、前端部５６において朝顔形（フレア状）に広がっており、したがって図７に最もよく示されるように「朝顔形（フレア状）の鍵穴」構成に見える。
【００３２】
図７及び図８に最もよく示されるように、細長い穴６４は、「朝顔形（フレア状）の鍵穴」構成で本体６０内を部分的に延在してから半径方向外方に朝顔形に広がり、最終的には概ね円形の断面構成を呈し、前端部５６に拡大開口８０を画定する。したがって、細長い穴６４は、前端部５６に近づくにつれて円錐形の遷移部分８２によって画定される。各糸状体１６は、図１、図１Ａ及び図１Ｂに示すように保護部材１４内を通るときに、内面５４によって経路７４、また場合によっては経路７８に沿って保護部材１４内の中心に位置決めされ、液体吐出口４２（図１Ａ）の真下に位置決めされるようにする。朝顔形（フレア状）の鍵穴構成は、糸状体上のタルクのような浮遊している汚染物質又は微粒子が、糸状体の破損につながる可能性がある堆積を形成することなく、保護部材１４内を通ることを可能にする。
【００３３】
保護部材１４は、図に示す形状を有するように、保護部材１４を作製するのに使用される材料のタイプに応じて機械加工又は成形され得る。例示に過ぎず、また限定するものではないが、保護部材１４は、ステンレス鋼等の金属又は上述した別の金属から構成される場合は機械加工され得る。代替的に、保護部材１４は、アルミナ等のセラミック材料から構成される場合は、当該技術分野で既知であるようにセラミック粉末を成形することによって形成してもよい。保護部材１４は、ノズル１２に画定される穴５５及び糸状体案内通路１８内に挿入することができ、又は代替的には、ノズル１２及び保護部材１４は、異なる方法で組み立ててノズル組立体１１を形成してもよい。
【００３４】
本発明を、その１つ又は複数の実施形態の説明によって示し、また実施形態をかなり詳細に説明したが、これは、添付の特許請求の範囲をそのような詳細に制限するか又は決して限定することを意図するものでもない。さらなる利点及び変更が当業者には容易に明らかであろう。したがって、本発明は、その広範な態様では、特定の詳細、代表的な装置及び方法、並びに図示及び記載された説明するための例に限定されない。したがって、包括的な発明の概念の範囲又は精神からは逸脱することなく、そのような詳細から逸脱することができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、包括的には液体吐出システムに関し、より詳細には、繊維状液体を材料の糸状体上へ吐出するように構成される液体吐出装置のノズル組立体に関する。
【０００２】
［関連出願の相互参照］
本願は、２００７年４月３日に出願された（係属中である）米国仮特許出願第６０／９０９，８１７号の優先権を主張し、当該出願はその全体がこの参照によって本明細書に援用される。
【背景技術】
【０００３】
ホットメルト接着剤等の液体接着剤を、細い繊維形状でパターンを制御して吐出するのには多くの理由がある。パターンを制御して細い繊維を吐出することができる１つの技術は、制御繊維化法（例えば、ノードソン コーポレーションのＣＦ（登録商標）技術）として知られている。ＣＦ（登録商標）技術は、０．０１０インチ（約０．２４５ミリメートル）〜０．０６０インチ（約１．５２４ミリメートル）程度のような小径を有するノズル通路から、単一繊維状体又は複数の並列した繊維状体として吐出される接着剤によって基材のより広い領域を正確に被覆するのに特に有用である。
【０００４】
ＣＦ（登録商標）技術は多くの場合、接着剤配置のより優れた制御を行うのに用いられる。これは、特に、基材の縁に沿わせるのに、また、例えば、おむつの脚周り帯体に用いられる材料（例えばINVISTAによるＬＹＣＲＡ（登録商標））の糸状体などの非常に狭い基材に特に有用であり得る。
【０００５】
従来の旋回ノズル又はダイチップは、通常、複数の空気通路によって囲まれている中央の接着剤吐出通路を有する。接着剤吐出通路は、接着剤吐出通路を一周するように、すなわち半径方向に対称である突出部上の中心に位置する。この突出部の一般的な構成は、円錐状又は円錐台状であり、頂上に接着剤吐出通路が開いている。空気通路は、中央の接着剤吐出通路を中心に半径方向に対称なパターンで配置されている。空気通路は、接着剤吐出通路に対して概ね接線方向に向いており、中央の接着剤吐出通路を中心に時計回り方向又は反時計回り方向に全て傾いている。
【０００６】
従来のメルトブロー接着剤吐出装置は、通常、楔形部材の頂部に沿って配置されている複数の接着剤すなわち液体吐出通路と、楔形部材の基部に沿って配置されている任意の形状の空気通路とを有するノズル本体を備える。楔形部材は、半径方向に対称な要素ではない。むしろ、楔形部材は、通常、幅に比べて長さが長い。空気は、空気放出通路から楔形部材の側面に概ね沿って頂部へ向かい、接着剤又は他の液体材料が液体吐出通路から吐出されるときにこれらと衝突し、繊維を下方へ引き伸ばして細くする。繊維は、概ね無作為に吐出される。
【０００７】
上述のタイプのノズル本体のような様々なタイプのノズル本体が、接着剤繊維を１つ又は複数の弾性糸状体上へ吐出するのに使用されている。それぞれの糸状体は、通常、対応する接着剤吐出通路と近接する糸状体通路によって位置合わせされて方向付けられる。糸状体は、液体接着剤吐出装置の周りの環境中に存在する浮遊している微粒子を捕捉する傾向にある。これらの浮遊している微粒子は、製造ラインが行う処理作業から主に生じる塵埃及び他の汚染物質から成る。加えて、特に、Fulflex, Inc.から入手可能な糸状体は、梱包材料から取り出すときに容易に引き離すことができるようにタルク等の微粒子によって意図的に被覆されている場合がある。加えて、他の糸状体製造業者は、糸状体を着色するために糸状体の材料に顔料を添加する場合がある。通常、着色顔料はノズル本体を研磨し、したがって着色された糸状体材料の場合、ノズルの磨耗速度はかなり速くなる可能性がある。
【０００８】
さらに、それぞれの糸状体が、対応する糸状体通路と相互作用すると、微粒子は、その出所にかかわらず、拭き取られて堆積するか又は凝集し、より大きな塊になる可能性がある。凝集した微粒子の塊は、糸状体通路から払い落とされて、吐出される接着剤繊維に取り込まれる可能性がある。例えば、凝集した塊は、連続した糸状体を提供するために接合される第１の長さの糸状体材料の後端部と第２の長さの糸状体材料の前縁との間に形成される結び目によって払い落とされ得る。或いは、凝集した塊は、案内部内に留まったままとなって、糸状体自身が案内部からずらされる、すなわち取り外される程度まで寸法を増す可能性がある。複数糸状体の吐出動作では、隣接する案内部が、ずれてきた糸状体を取り込むと、糸状体が不適切な位置で基材に接着剤で固定されるため、これが糸状体への接着剤の塗布をめちゃくちゃにして、最終的には欠陥製品を生成する可能性がある。この製品品質の低下は重大であり、製造費用を増大させる可能性がある。
【０００９】
案内されて移動している糸状体上へ接着剤を吐出することに関連するさらに別の問題は、糸状体と糸状体通路との接触から生じる。具体的には、糸状体は、摩擦磨耗によってノズル本体の金属面及び糸状体通路の金属面を磨耗する。最終的には、磨耗によってノズル本体の取替えが必要となる可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
したがって、液体繊維を基材上へ吐出するためのノズル本体において、糸状体の案内に関連する問題を低減するか又はなくすことが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
一実施の形態では、ノズルと共に使用するための保護部材が提供される。ノズルは、糸状体案内通路及び液体吐出口を有する。糸状体案内通路は、ノズルに対して移動中の材料の糸状体を受け取るようになっている。液体吐出口は、糸状体が糸状体案内通路を通過した後で、繊維状液体を糸状体上に吐出するようになっている。保護部材は、ノズルの糸状体案内通路に受け入れられるように構成された本体を備える。本体は、糸状体を受け入れると共に、糸状体が糸状体案内通路と接触することを防止する通路を有する。本体は、少なくとも本体の一部が、案内されている糸状体によって引き起こされる磨耗に耐えるのに十分な耐磨耗性を有する材料から構成される。
【００１２】
別の実施の形態では、本体は、ステンレス鋼、工具鋼、高速度鋼、又はこれらの組合せから選択される金属から成る。さらに別の実施の形態では、本体はセラミック材料から成る。また別の実施の形態では、本体は、第１の材料から成り、本体は、通路の周りに延在する管状の側壁を含み、糸状体に面する内面を有し、さらに、内面を被覆する第２の材料から成る。第２の材料は、本体の第１の材料よりも糸状体による接触に対する耐磨耗性が高い。
【００１３】
別の実施の形態では、ノズル組立体に対して相対的に移動している材料の糸状体上に繊維状液体を吐出するノズル組立体が提供される。ノズル組立体は、ノズル及び保護部材を備える。ノズルは、ノズルに対して相対移動する材料の糸状体を受ける糸状体案内通路を有する。ノズルは、材料の糸状体が糸状体案内通路を通過した後で、繊維状液体を糸状体上に吐出する液体吐出口を有する。保護部材は、上記糸状体案内通路に受け入れられるように構成された本体を有する。本体は、通路を有し、通路は、糸状体を受けると共に、糸状体が糸状体案内通路と接触することを防止する。ノズルは、第１の材料から構成され、上記保護部材は、少なくとも一部が、第１の材料よりも耐磨耗性が高い第２の材料から成る。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態による例示的な吐出モジュール及びノズル組立体の部分的に破断した斜視図である。
【図１Ａ】図１の線１Ａ−１Ａに概ね沿うノズル組立体の断面図である。
【図１Ｂ】図１Ａの囲まれた領域１Ｂの拡大図である。
【図１Ｃ】保護部材の被覆を示す、図１Ａの囲まれた領域１Ｂの拡大図である。
【図２】図１、図１Ａ、図１Ｂ及び図１Ｃのノズル組立体の後方斜視図である。
【図３】図１、図１Ａ、図１Ｂ及び図１Ｃのノズル組立体の正面斜視図である。
【図４】保護部材をノズル組立体のノズル本体から取り外した、図３と同様の分解図である。
【図５】図４の保護部材のうちの１つの拡大斜視図である。
【図６】図５の保護部材の底面図である。
【図７】図５の保護部材の正面図である。
【図７Ａ】内面の被覆を示す、図５の保護部材の正面図である。
【図８】図５の保護部材の側面図である。
【図９】図５の保護部材の後面図である。
【図１０】図４の保護部材の別の実施形態の拡大斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本説明のために、「上方」、「垂直方向」、「水平方向」、「右」、「左」、「前」、「後」、「側部」、「上部」、「底部」等の方向に関する用語は、分かり易くするために図面と併せて適用され、本説明の基準座標系を与えるものに過ぎない。既知のように、液体吐出装置は、実質的に任意の向きであってもよいため、これらの方向に関する用語は、本発明と一致する装置の特定の絶対的な方向を示唆するために使用されるべきではない。
【００１６】
図１、図１Ａ、図２、図３及び図４を参照すると、代表的な吐出モジュール１０が、ノズル組立体１１と連結されている。ノズル組立体１１は、本発明の一実施形態に従って構成されるノズル１２及び複数の保護部材１４を含む。吐出モジュール１０は、繊維状液体１５をノズル組立体１１から材料の糸状体１６上へ吐出するように構成されており、材料の糸状体１６は、静止しているノズル組立体１１に対して（図１及び図１Ａの単頭矢印２５によって示されるように）流れ方向に給送及び移動される。好適なノズル１２及び液体吐出装置の例としては、米国特許第６，９１１，２３２号明細書及び米国特許出願公開第２００４／０１４４４９４号明細書及び同第２００４／０１６４１８０号明細書に開示されているものが挙げられ、これらの開示はこの参照によって全てが本明細書に援用される。例示的な一実施形態では、ノズル１２は、図３及び図４に最もよく示されるように、複数の糸状体案内通路１８をさらに含み、糸状体案内通路１８のそれぞれに対して等しい数の保護部材１４が協働可能であるように位置付けられている。代替的な実施形態では、ノズル１２は、１つの糸状体案内通路１８、したがって１つの保護部材１４しか含まなくてもよいことが理解される。
【００１７】
保護部材１４は、糸状体案内通路１８内に受け入れられているスリーブ（筒状はめ込み部材）又はライナー（内張り部材）として機能する。この構成の結果として、流れ方向２５に給送される糸状体１６は、吐出中に、ノズル１２ではなく保護部材１４と接触する。したがって、ノズル１２のために選択される材料は、より詳細に後述するように、糸状体案内通路１８内で糸状体１６との接触によって引き起こされる磨耗を考慮する必要なく、最適化することができる。
【００１８】
吐出モジュール１０は、一般的に、２００１年３月２２日に出願され、本願の出願人に譲渡されている米国特許第６，６１９，５６６号明細書により完全に記載されているような、中央本体部分（図示せず）、下側本体部分２２、及び様々なノズルすなわちダイを吐出モジュール１０に対して装着及び取り外しするのを容易にする急速着脱機構２４を有する。ノズル組立体１１は、吐出モジュール１０に連結され、急速着脱機構２４によって固定される。ノズル組立体１１は、液体及び加圧空気を吐出モジュール１０から受け取って、加圧空気を液体材料繊維１５へ向けつつ、液体材料繊維１５を、ノズル組立体１１に対して概ね矢印２５の方向へ移動している基材材料の糸状体１６上へパターンを制御して吐出する。
【００１９】
ノズル組立体１１のノズル１２は、ノズル組立体１１と吐出モジュール１０との連結を容易にするために、米国特許第６，６１９，５６６号明細書により完全に記載されているような突出部２６、２７及び傾斜カム面２８、２９を含む。ノズル１２は、吐出モジュール１０の下側本体部分２２（図１）に取り付けるように構成される第１の側面３０を含む。ノズル１２の第１の側面３０は、吐出モジュール１０の対応する液体及び空気の供給通路（図示せず）と適合する液体供給口３２及び処理空気供給口３４を含む。ノズル１２は、第２の（すなわち下流の）側面３６及び第３の（すなわち上流の）側面３８を含む概ね楔形の断面を有する。円錐台形状の突出部４０は、ノズル１２の第２の側面３６から第３の側面３８へ延在している。
【００２０】
液体吐出口４２は、液体吐出通路４４と流体連通しており、これがさらに液体通路４６によって液体供給口３２と連通しており、それによって、モジュール１０からの液体材料を、液体吐出口４２から図１Ａに示す基材材料の糸状体１６へ吐出することができる。液体吐出通路４４の少なくとも一部は、矢印２５によって概ね示される糸状体１６の移動に対応する方向に対して一定の角度を成すように方向付けられる。例示的な実施形態の液体吐出通路４４が傾いていることによって、液体材料は液体吐出口４２から糸状体１６上へ、概ね糸状体の移動方向２５に吐出される。
【００２１】
ノズル１２の第２の側面３６は、液体吐出口４２に近接する複数の空気放出口４８をさらに含む。空気放出口４８は、ノズル１２の第１の側面３０の空気供給口３４まで延在している空気通路５３のそれぞれによって空気放出通路５２（図１Ａ）と流体連通している。例示的なノズル１２の空気放出通路５２は、液体吐出通路４４を通る軸線に対して傾斜していてもよい。空気放出口４８は、液体吐出通路４４から吐出される繊維状液体１５に向かって処理空気を向かわせるように構成されている。ノズル１２は、第２の側面３６から第３の側面３８へ延在する複数の糸状体案内通路１８を含み、糸状体案内通路１８は、例えば円錐台形状の突出部４０に形成された切込み部であってもよい。
【００２２】
複数の糸状体案内通路１８は、円錐台形状の突出部４０に形成されており、第２の側面３６から第３の側面３８へ延在している。図３及び図４に最もよく示されるように、保護部材１４は、ノズル１２に画定されるそれぞれの穴５５内、及び糸状体案内通路１８内に配置されており、突出部４０の上流側３８と交差する。しかし、ノズル１２は、保護部材１４のための穴５５が下流側３６と交差するように設計してもよい。代替的には、穴５５は、突出部４０の全厚さにわたって側面３６と側面３８との間に延在していてもよく、それによって、保護部材１４は、側面３６、３８のいずれかからも挿入することができ、側面３６、３８のいずれかからも取り外すことができる。複数の保護部材１４は、同じ物理的構成を有するものとして図示されているが、ノズル１２の穴５５は、様々な異なる物理的構成の保護部材１４と協働するように設計されていてもよい。さらに、ノズル１２と共に使用される保護部材１４は、全て同じ物理的構成を有する必要はなく、また、保護部材１４は、全て同じ材料若しくは材料の組合せから成る必要もない。
【００２３】
図１、図１Ａ及び図１Ｂから明らかであるように、糸状体１６のそれぞれは、糸状体案内通路１８のうちの１つを通って案内される。ノズル１２の寿命すなわち耐用寿命を延ばすために、保護部材１４のうちの１つをそれぞれの糸状体案内通路１８に設けることができる。例示に過ぎないが、保護部材１４は、移動している糸状体１６がノズル１２ではなく保護部材１４と絶えず又は断続的に接触するように、ノズル１２の糸状体案内通路１８の穴５５に、又は、穴５５中に、又は穴５５の範囲内に、圧入、接着、ボルト締め、ねじ留め又は他の方法で固定され得る。
【００２４】
図１Ａ及び図１Ｂに最もよく示されるように、各糸状体１６は、保護部材１４のうちの１つと接触することができ、より詳細には、図示のように、ノズル１２ではなく保護部材１４のうちの１つの内面５４と接触することができる。特に、各糸状体１６がそれぞれの保護部材１４を通って移動する際、糸状体１６の長さに沿った任意の位置が、保護部材１４の第１のすなわち前端部５６から保護部材１４の第２のすなわち後端部５８まで通過する。この構成の結果として、ノズル１２のために選択される材料は、糸状体１６が保護部材１４に摩擦接触することによって引き起こされる磨耗を考慮する必要なく、最適化することができる。保護部材１４は、要因の中でも特に所望の磨耗速度又は糸状体１６の特定の材料特性に従って、又はこれらに応じて選択される材料から構成され得る。一実施形態では、保護部材１４の材料は、ノズル１２の材料よりも耐磨耗性が高い。保護部材１４の材料はノズル１２の材料よりも硬く且つ／又は靭性があり得るが、保護部材１４はさらに又は代替的に、保護部材の材料の硬さ及び／又は靭性が改善されているにもかかわらず、他の理由から糸状体１６との接触に対してより化学的に耐食性（対侵食性、耐腐食性）であってもよい。例えば、保護部材１４の構成は、着色又は他の目的のための顔料を含有している材料の糸状体を考慮することができる。顔料は、ノズル１２を研磨するか、腐食させるか又はそうでなければ劣化させる可能性があり得る。したがって、ノズル１２は、材料費用及び被削性の観点から経済的であり得る第１の材料から形成することができ、保護部材１４は、糸状体案内通路１８内で案内する糸状体１６との接触によって引き起こされる劣化に対する耐性がより高い第２の材料から形成することができる。
【００２５】
本明細書において、本発明の実施形態を、液体吐出口４２、１つ又は複数の空気放出口４８、糸状体案内通路１８、及び糸状体案内通路１８内に設けられている保護部材１４を有して構成される一部品構造体としてのノズル１２により包括的に図示及び説明したが、本発明はこれらの代表的な実施形態に限定されない。例えば、他の実施形態は、１つの部品に１つ又は複数の糸状体案内通路を設け、別の部品に液体吐出口及び／又は空気放出口を構成したノズルを含み得る。換言すると、１つ又は複数の糸状体案内通路は、液体吐出口及び／又は空気放出口を含む同じ部品の一体部分ではなくてもよく、その代わり、液体吐出口及び／又は空気放出口を含む別の部品に取り付けられる非一体型部品に含まれていてもよい。したがって、これらの実施形態では、糸状体案内通路を有する部品は、液体吐出口及び／又は空気放出口を有して構成される他の部品を取り外すことなく、ノズルから取り外すことができる。
【００２６】
特定の一実施形態では、ノズル１２は真鍮から構成することができ、保護部材１４はステンレス鋼から構成することができる。他の特定の実施形態では、保護部材１４は、少なくとも一部が、高い耐磨耗性を示す金属、例えば限定するものではないが、Crucible Specialty Metals（米国ニューヨーク州シラキュース）から入手可能なＣＰＭ金属（例えば９Ｖ、１０Ｖ及び１２Ｖ）及び極端に高い耐磨耗性を示す高速度鋼又は工具鋼から構成することができる。一実施形態では、保護部材１４は、少なくとも一部が、モース硬度が９以上である硬さを示す材料から構成され得る。モース硬度は、様々な材料の相対硬度を評価する、一般的に認められている１つの尺度である。特に、モース硬度は、１つの材料の別の材料に対する引っ掻き性に関する情報を提供する。モース硬度は、材料を１（最も柔らかい）から１０（最も硬い）までで評価する。例えば、タルクはモース硬度では１と評価されており、アルミナはモース硬度では概ね９と評価されている。他の実施形態では、保護部材１４は、モース硬度で９よりも低い硬さであってもよいが、例えばモース硬度で９と評価された材料から作製される保護部材の寿命に比例してノズル１２の寿命を延ばす。またさらなる実施形態では、広範な他の材料を保護部材１４に使用することができ、限定するものではないが、アルミナ及びジルコニアのような耐磨耗性酸化物セラミック材料、又は窒化物セラミック材料が挙げられる。
【００２７】
代替的な実施形態では、図１Ｃ〜図７Ａを参照して、保護部材１４の耐劣化性をさらに高めるために、各保護部材１４を、この目的で設計された材料で被覆してもよい。保護部材１４の、糸状体１６と接触する領域に被覆６１を施すことができる。特に、被覆６１は、図７Ａに示すように、通路６３全体又はその一部のみに施すことができる。例えば、保護部材１４のそれぞれは、ステンレス鋼等の母材から成り、耐劣化性を与えるのに有効であると当業者が理解している好適な厚さを有する窒化チタン等の耐磨耗材料から成る被覆６１を有していてもよい。一実施形態では、窒化チタン層は、およそ０．０００１インチ（およそ２．５４μｍ）〜およそ０．０００５インチ（およそ１２．７μｍ）の厚さであり得る。他の厚さとしては、およそ０．０００３インチ（およそ７．６２μｍ）の厚さが挙げられ得る。しかし、被覆６１の厚さは、所望の磨耗速度に従って選択するか又は被覆６１を施すのに使用される方法によって決定してもよいことが理解される。被覆を蒸着するのに使用することができる例示的な技法は、物理気相成長法（ＰＶＤ）、例えば限定するものではないが、スパッタリング、イオンめっき、イオンビーム支援蒸着、フィルタード陰極アーク真空技術、及びイオン注入等が挙げられる。同様に適用可能であり得る他の既知の蒸着技法又は被覆処理法としては、例えば、プラズマＣＶＤのような化学気相成長法（ＣＶＤ）；例えば硬質クロムめっき等の電気めっき；化学めっきのような無電解析出法；ディップ塗布；陽極処理；及び大気圧プラズマ、高速フレーム溶射（ＨＶＯＦ）又はフレーム溶射タイプのプロセスのような様々な溶射プロセスのうちのいずれかが挙げられる。他の好適な被覆材料としては、限定するものではないが、窒化チタンアルミニウム、チタン炭窒化物及び窒化ジルコニウムが挙げられ得る。別の実施形態では、被覆６１は、少なくとも一部が、例えばモース硬度で９以上であると評価されている材料から作製され得る。
【００２８】
ここで図１Ａ、図１Ｂ及び図５〜図９を参照し、本発明の一実施形態によると、保護部材１４のうちの１つがより詳細に示されており、代表的な物理的構成を有する。保護部材１４は、前端部５６と後端部５８との間に延在する管状の側壁６２を有する本体６０を含む。一実施形態では、糸状体１６が保護部材１４内にある間に内面５４が糸状体１６を少なくとも部分的に囲むように、管状の側壁６２は本体６０内に通路６３を形成する。本体６０は、糸状体案内通路１８と糸状体１６との間のそれぞれの穴５５に概ね配置されている。本体６０は、概ね円筒形の断面を有するが、管状の側壁６２を通って延在する細長い穴６４を含み、細長い穴６４は、前述したように前端部５６と後端部５８との間で糸状体に面するように構成されている内面５４（図６に見える）を含む。図５及び図９で最もよく示されているように、ドーム形であり得る後端部５８では、細長い穴６４は、半円形すなわち弓状の上部分６６と、実質的に矩形の中間部分６８と、朝顔形（フレア状）の鍵穴に似た広がった下部分７０とによって画定されている。後端部５８のドーム形表面は、対応する糸状体案内通路１８内の凹面５９と一致する形状である。例えば、ドーム形の後端部５８（図５に示す）は、ドリルビットの端部の形状をとるように設計することができ、したがって、同様の形状のドリルビットで機械加工され得る凹面５９の形状をほとんど再現することを容易にする。この構成は、保護部材１４とノズル１２とが或る程度密に接触することを確実にすることができる。例えば、保護部材１４は、約０．２１５インチ（約５．４６１ｍｍ）の全長及び約０．１１０インチ（約２．７９４ｍｍ）の直径を有することができるが、これらの寸法には限定されず、例えば様々な直径の糸状体の案内を容易にするために寸法を変えることができる。
【００２９】
保護部材１４の別の実施形態が図１０に示されている。この例示的な保護部材１４は、上記のドーム形の後端部５８ではなく平坦な後端部５８と交差するテーパ状面８４を有する。この実施形態は、保護部材１４のノズル１２内への設置及び位置決めも容易にし得る。図５に示される保護部材１４のように、図１０に示される例示的な保護部材１４は、ノズル１２に穴５５を形成するために使用される工具の形状を有するように設計され得る。
【００３０】
図１Ａ、図１Ｂを参照すると、保護部材１４を収容する穴５５は、対応する糸状体案内通路１８内を部分的に延在している。しかし、保護部材１４を収容する穴５５は、代替的には、対応する糸状体案内通路１８内を全体的に延在してもよいことが理解される。各糸状体案内通路１８の形状は、管状の側壁６２の形状と概ね一致すると共に管状の側壁６２と協働し、保護部材１４が糸状体案内通路１８に挿入されると自身で位置合わせするようにする。
【００３１】
ここで図５〜図９を参照すると、上部分６６の唇部７２は、細長い穴６４が後端部５８から延在するにつれて推移する遷移部を提供し得るが、広がった下部分７０は、細長い穴６４が前端部５６に向かって延在しても一定の距離に概ね維持される。さらに、図８に見えるように、上部分６６は、経路７４に沿って本体６０の中心軸線７６に対して概ね平行に延在してから、経路７８に沿って、中心軸線７６に対してわずかに角度を付けて又は湾曲して延在し得る。この実施形態では、管状の側壁６２は、中心軸線７６に沿って後端部５８に向かって断面積が増える。特定の一実施形態では、経路７８は、前端部５６において朝顔形（フレア状）に広がっており、したがって図７に最もよく示されるように「朝顔形（フレア状）の鍵穴」構成に見える。
【００３２】
図７及び図８に最もよく示されるように、細長い穴６４は、「朝顔形（フレア状）の鍵穴」構成で本体６０内を部分的に延在してから半径方向外方に朝顔形に広がり、最終的には概ね円形の断面構成を呈し、前端部５６に拡大開口８０を画定する。したがって、細長い穴６４は、前端部５６に近づくにつれて円錐形の遷移部分８２によって画定される。各糸状体１６は、図１、図１Ａ及び図１Ｂに示すように保護部材１４内を通るときに、内面５４によって経路７４、また場合によっては経路７８に沿って保護部材１４内の中心に位置決めされ、液体吐出口４２（図１Ａ）の真下に位置決めされるようにする。朝顔形（フレア状）の鍵穴構成は、糸状体上のタルクのような浮遊している汚染物質又は微粒子が、糸状体の破損につながる可能性がある堆積を形成することなく、保護部材１４内を通ることを可能にする。
【００３３】
保護部材１４は、図に示す形状を有するように、保護部材１４を作製するのに使用される材料のタイプに応じて機械加工又は成形され得る。例示に過ぎず、また限定するものではないが、保護部材１４は、ステンレス鋼等の金属又は上述した別の金属から構成される場合は機械加工され得る。代替的に、保護部材１４は、アルミナ等のセラミック材料から構成される場合は、当該技術分野で既知であるようにセラミック粉末を成形することによって形成してもよい。保護部材１４は、ノズル１２に画定される穴５５及び糸状体案内通路１８内に挿入することができ、又は代替的には、ノズル１２及び保護部材１４は、異なる方法で組み立ててノズル組立体１１を形成してもよい。
【００３４】
本発明を、その１つ又は複数の実施形態の説明によって示し、また実施形態をかなり詳細に説明したが、これは、添付の特許請求の範囲をそのような詳細に制限するか又は決して限定することを意図するものでもない。さらなる利点及び変更が当業者には容易に明らかであろう。したがって、本発明は、その広範な態様では、特定の詳細、代表的な装置及び方法、並びに図示及び記載された説明するための例に限定されない。したがって、包括的な発明の概念の範囲又は精神からは逸脱することなく、そのような詳細から逸脱することができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルに対して相対的に移動する材料の糸状体を受ける糸状体案内通路と、前記糸状体が前記糸状体案内通路を通過した後で、繊維状液体を前記糸状体上に吐出する液体吐出口とを有するノズルと共に使用するための保護部材であって、
前記保護部材は、前記ノズルの前記糸状体案内通路に受け入れられるように構成された本体を有し、前記本体は、通路を有し、前記通路は、前記糸状体を受けると共に、前記糸状体が前記糸状体案内通路と接触することを防止するように構成されており、前記本体の少なくとも一部は、前記本体により案内されている糸状体によって引き起こされる磨耗に耐えるのに十分な耐磨耗性を有する材料から構成されている保護部材。
【請求項２】
前記本体は、ステンレス鋼、工具鋼、高速度鋼、又はこれらの組合せから選択される金属から成る請求項１に記載の保護部材。
【請求項３】
前記本体は、セラミック材料から成る請求項１に記載の保護部材。
【請求項４】
前記セラミック材料は、アルミナ、ジルコニア、又はこれらの組合せから選択される請求項３に記載の保護部材。
【請求項５】
前記本体は、第１の材料から成り、前記本体は、前記通路の周りに延在する管状の側壁を含み、前記管状の側壁は、前記糸状体に面する内面を有し、
前記本体は、さらに、前記内面上に第２の材料から成る被覆を有し、前記第２の材料は、前記本体の前記第１の材料よりも前記糸状体による接触に対する耐磨耗性が高い請求項１に記載の保護部材。
【請求項６】
ノズル組立体であって、前記ノズル組立体に対して相対的に移動する材料の糸状体上へ繊維状液体を吐出する前記ノズル組立体は、
ノズルと、
保護部材と、
を有し、
前記ノズルは、前記ノズルに対して相対的に移動する材料の糸状体を受ける糸状体案内通路と、前記糸状体が前記糸状体案内通路を通過した後で前記繊維状液体を前記糸状体上に吐出する液体吐出口とを有し、
前記保護部材は、前記糸状体案内通路に受け入れられるように構成された本体を有し、前記本体は、通路を有し、前記通路は、前記糸状体を受けると共に、前記糸状体が前記糸状体案内通路と接触することを防止するように構成されており、前記ノズルは、第１の材料から構成され、前記保護部材の少なくとも一部は、前記第１の材料よりも耐磨耗性が高い第２の材料から成るノズル組立体。
【請求項７】
前記ノズルは、複数の前記糸状体案内通路と複数の前記保護部材とを有し、前記複数の保護部材のそれぞれは、前記複数の糸状体案内通路のそれぞれに位置決めされる請求項６に記載のノズル組立体。
【請求項８】
前記第１の材料は、真鍮であり、前記第２の材料は、ステンレス鋼、工具鋼、高速度鋼、又はこれらの組合せから選択される金属である請求項６に記載のノズル組立体。
【請求項９】
前記第２の材料は、セラミック材料である請求項６に記載のノズル組立体。
【請求項１０】
前記保護部材は、前記糸状体案内通路内を部分的に延在している請求項６に記載のノズル組立体。
【請求項１１】
前記本体は、前記通路の周りに延在する管状の側壁を含み、前記管状の側壁は、前記糸状体に面する内面を有し、
前記本体は、さらに、前記内面上に第３の材料から成る被覆を有し、前記第３の材料は、前記保護部材の前記第２の材料よりも前記移動している糸状体による接触に対する耐磨耗性が高い請求項６に記載のノズル組立体。
【請求項１】
ノズルに対して相対的に移動する材料の糸状体を受ける糸状体案内通路と、前記糸状体が前記糸状体案内通路を通過した後で、繊維状液体を前記糸状体上に吐出する液体吐出口とを有するノズルと共に使用するための保護部材であって、
前記保護部材は、前記ノズルの前記糸状体案内通路に受け入れられるように構成された本体を有し、前記本体は、通路を有し、前記通路は、前記糸状体を受けると共に、前記糸状体が前記糸状体案内通路と接触することを防止するように構成されており、前記本体の少なくとも一部は、前記本体により案内されている糸状体によって引き起こされる磨耗に耐えるのに十分な耐磨耗性を有する材料から構成されている保護部材。
【請求項２】
前記本体は、ステンレス鋼、工具鋼、高速度鋼、又はこれらの組合せから選択される金属から成る請求項１に記載の保護部材。
【請求項３】
前記本体は、セラミック材料から成る請求項１に記載の保護部材。
【請求項４】
前記セラミック材料は、アルミナ、ジルコニア、又はこれらの組合せから選択される請求項３に記載の保護部材。
【請求項５】
前記本体は、第１の材料から成り、前記本体は、前記通路の周りに延在する管状の側壁を含み、前記管状の側壁は、前記糸状体に面する内面を有し、
前記本体は、さらに、前記内面上に第２の材料から成る被覆を有し、前記第２の材料は、前記本体の前記第１の材料よりも前記糸状体による接触に対する耐磨耗性が高い請求項１に記載の保護部材。
【請求項６】
ノズル組立体であって、前記ノズル組立体に対して相対的に移動する材料の糸状体上へ繊維状液体を吐出する前記ノズル組立体は、
ノズルと、
保護部材と、
を有し、
前記ノズルは、前記ノズルに対して相対的に移動する材料の糸状体を受ける糸状体案内通路と、前記糸状体が前記糸状体案内通路を通過した後で前記繊維状液体を前記糸状体上に吐出する液体吐出口とを有し、
前記保護部材は、前記糸状体案内通路に受け入れられるように構成された本体を有し、前記本体は、通路を有し、前記通路は、前記糸状体を受けると共に、前記糸状体が前記糸状体案内通路と接触することを防止するように構成されており、前記ノズルは、第１の材料から構成され、前記保護部材の少なくとも一部は、前記第１の材料よりも耐磨耗性が高い第２の材料から成るノズル組立体。
【請求項７】
前記ノズルは、複数の前記糸状体案内通路と複数の前記保護部材とを有し、前記複数の保護部材のそれぞれは、前記複数の糸状体案内通路のそれぞれに位置決めされる請求項６に記載のノズル組立体。
【請求項８】
前記第１の材料は、真鍮であり、前記第２の材料は、ステンレス鋼、工具鋼、高速度鋼、又はこれらの組合せから選択される金属である請求項６に記載のノズル組立体。
【請求項９】
前記第２の材料は、セラミック材料である請求項６に記載のノズル組立体。
【請求項１０】
前記保護部材は、前記糸状体案内通路内を部分的に延在している請求項６に記載のノズル組立体。
【請求項１１】
前記本体は、前記通路の周りに延在する管状の側壁を含み、前記管状の側壁は、前記糸状体に面する内面を有し、
前記本体は、さらに、前記内面上に第３の材料から成る被覆を有し、前記第３の材料は、前記保護部材の前記第２の材料よりも前記移動している糸状体による接触に対する耐磨耗性が高い請求項６に記載のノズル組立体。
【図１】
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図７Ａ】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図７Ａ】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公表番号】特表２０１０−５２３３１８（Ｐ２０１０−５２３３１８Ａ）
【公表日】平成２２年７月１５日（２０１０．７．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５０２２９１（Ｐ２０１０−５０２２９１）
【出願日】平成２０年４月３日（２００８．４．３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００８／０５９２６１
【国際公開番号】ＷＯ２００８／１２４４９８
【国際公開日】平成２０年１０月１６日（２００８．１０．１６）
【出願人】（３９１０１９１２０）ノードソン コーポレーション (150)
【氏名又は名称原語表記】ＮＯＲＤＳＯＮ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２２年７月１５日（２０１０．７．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月３日（２００８．４．３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００８／０５９２６１
【国際公開番号】ＷＯ２００８／１２４４９８
【国際公開日】平成２０年１０月１６日（２００８．１０．１６）
【出願人】（３９１０１９１２０）ノードソン コーポレーション (150)
【氏名又は名称原語表記】ＮＯＲＤＳＯＮ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
【Ｆターム（参考）】
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