JP2016517480A - 非工業的な環境で不織製品を製造するための装置 - Google Patents

Abstract

不織製品を製造するための装置を開示する。この装置は、実質的に筺体内に配置されており、成形型又はフォーマーと、少なくとも２つの可動式材料塗布ヘッドとを備える。コントローラーが、筺体内に配置されているか、又は筺体に連結されている各種要素を制御する。筺体の接地面積は、２ｍ×２ｍ未満である。
【選択図】なし

Description

３Ｄ製品印刷用の小規模プリンターは、比較的新しいが、よく知られたプロセスである。このプリンターは、製品に合った所望どおりのカスタマイズレベルと、「家庭で」容易に製造できることとともに、付加的な利便性と独立性を特徴とする。不織布業界では通常、おむつなどのような不織布製使い捨て製品の通常的な製造に、大規模な大型機械を用いている。人々が大量の製品を用いることと、様々な仕様が所望且つ必要とされることにより、家庭及び機関（病院、在宅介護施設、保育施設、軍隊、宇宙船など）用の小規模製造システムに対するニーズが生じている。家庭での印刷の分野においても関心が高まっており、日常使用の衣料を印刷できることは、人々が求めているものの１つである。

本願は、非工業的な環境で不織物を製造することを開示する。本発明の不織製品製造法と、工業的な製造ラインで現在用いられている方法との主な違いは、接地面積の小さいシンプルで審美的な内蔵装置であって、ＳＯＨＯ（スモールオフィスホームオフィス）規模の筺体の限界境界から逸脱せずに、典型的には比較的少量の生産数で製品を製造する装置を本発明が提供する点である。

本発明の装置には、液体中のポリマー及びテキスタイル繊維毛羽などの製品材料を塗布するための様々な静的及び動的な部品が組み込まれており、その製造は、主に１つの工程で一度に行い、様々な材料塗布ユニットは、同時に動作せずに、概ね、順次交互に動作する。

一実施形態では、不織製品を小規模製造するための装置を開示する。この装置は、筺体と、筺体内に配置されているフォーマーと、筺体に取り付けられているコントローラーと、筺体内に配置されている少なくとも２つの可動式器具ヘッドであって、コントローラーによって制御される少なくとも２つの可動式器具ヘッドと、筺体に取り付けられているとともに、可動式器具ヘッドのうちの１つに連結されている少なくとも１つのポリマー用容器と、筺体に取り付けられているとともに、別の可動式器具ヘッドに連結されている少なくとも１つの繊維用容器と、硬化システムとを備える。筺体の接地面積は、２ｍ×２ｍ未満である。

一態様では、筺体の接地面積は１．５ｍ×１．５ｍ未満である。

別の態様では、筺体の接地面積は１ｍ×１ｍ未満である。

別の態様では、フォーマーは適所に固定されている。

別の態様では、フォーマーは、電動式且つ可動式であり、そのフォーマーの移動は、筺体の大きさを超えない。

別の態様では、少なくとも１つの可動式器具ヘッドは、スプレーノズルを備える。

別の態様では、少なくとも１つの可動式器具ヘッドは、繊維フロック加工ユニットを備える。

別の態様では、フォーマーは、本発明の装置から取り外すことができる。

別の態様では、筺体は、一連の繊維カートリッジを更に備える。

別の態様では、筺体は、ユーザーインターフェースを更に備える。

別の態様では、少なくとも２つの可動式器具ヘッドは、同じ可動式アーム又は機構に取り付けられている。

別の態様では、一方の可動式器具ヘッドは、一方の可動式アーム又は機構に取り付けられており、他方の可動式器具ヘッドは、第２の可動式アーム又は機構に取り付けられている。

図１は、本願の装置例の上面図を示している。

図２は、本願の装置の一実施形態のブロック図である。

非工業的な環境で不織製品を製造するための装置であって、その上に製品材料を１層ずつ積層及び構築する（又は付加的な製造プロセスで印刷する）成形型を備える装置を開示する。まず、製品の構造及び仕様に従って、ラテックス形状のポリマー（懸濁液又はエマルション）とテキスタイル繊維毛羽を所望の順序で、成形型表面の上部の特定の領域に塗布し、（ポリマーの重合によって）硬化させて、不織布及び製品を作製する。様々な液体ベースの材料及びポリマーの塗布、電動式可動式繊維フロック加工ヘッド若しくはユニット、ポリマー硬化システム、加熱若しくは乾燥要素、水分蒸発システム、材料貯蔵用容器などに電動式移動「器具」ヘッドを用いる。

本願では、「成形型」という用語は、「フォーマー」という用語、及び「製造面」という用語と同義的である。

本願では、「器具ヘッド」という用語は、「材料塗布ユニット又は材料塗布ガン」という用語と同義的である。

本発明の装置は、実質的に全ての構成要素及び部品が単一の筺体内に配置されている内蔵構造体であり、ＳＯＨＯ用ペーパープリンター又は３Ｄプリンターと同様の審美性を有しており、使いやすく魅力的で、ユーザーフレンドリーな機械及び用具をもたらす。

図１を参照すると、筺体１００が示されている。筺体１００には、少なくとも１つのフォーマー、製造面、又は成形型１０２が収容されており、成形型の上部に作られたファブリックフィルムは、成形型の形状に実質的に合致して、その装置によって製造される最終製品の形状が、概ね、成形型の形状によって画定されるようになっている。フォーマー１０２は、外面１０１を備える。筺体内に配置されているか、又は筺体に連結されている各種要素を制御するために、筺体の中には、コントローラー２００も搭載されている。

筺体１００は、少なくとも１つの可動式材料塗布ヘッド又はユニットを液体ポリマースプレーノズル１０４の形状で更に備える。可動式スプレーノズル１０４は、電動式移動アーム１１１に取り付けられていてもよい。移動アーム１１１は、以下に限らないが、ＸＹテーブル、ＸＹＺシステム、又は他のいずれかの好適な移動機構など、当該技術分野において知られているようないずれの移動アームであってよい。移動アーム１１１は、コントローラー２００によって操作され、コントローラー１０３から受信したデータに従って、材料塗布ヘッド１０４をフォーマー１０２の外面１０１に沿って移動させる。移動アーム又は機構１１１は、材料塗布ヘッド（「印刷」ヘッド）１０４、１０５を、所望の位置及び軌道に従って、成形型１０２の表面１０１に沿って動かすように設計されている。

好適なスプレーノズル１０４又は噴霧器システムはとしては、エアアシスト式、エアレス式、静電式噴霧器を挙げてよいが、これらに限らない。スプレーノズル又は噴霧器システムは更に、スプレーガン、圧縮機、圧力タンク、圧力調整器、給液管、並びに当該技術分野において、液体ポリマー、ラテックスなどのエラストマー、及びその他の類似物質を噴霧するためのものとして知られているその他の構成要素を備えてよい。

スプレーノズル１０４は、様々な制御可能なパラメーターを有してよい。パラメーターの例としては、時間の関数としての液体物質の送達量、扇パターン、方向、物質の霧化制御、及びスプレーガンの起動が挙げられるが、これらに限らない。スプレー動作のパラメーターは、自動又は手動で設定してよい。自動で設定する場合、噴霧器動作のパラメーターを格納するメモリーにアクセスすることによって、パラメーターを判断してよい。この判断に基づき、メモリーにアクセスして、製品の特徴に基づき、噴霧器のパラメーターを設定して、更なる動作工程（肉厚化又は補強のために、最初の製品の特定の領域に、製品材料バンド又は層を追加的に噴霧することなど）を行えるようにしてよい。

筺体は、別の材料塗布ヘッドも、繊維フロック加工ユニット１０５の形状で備え、このフロック加工ユニットも、コントローラー２００によって操作される。繊維フロック加工ユニット１０５は、筺体１００内に配置されており、第２の電動式可動式アーム若しくは機構１１２、又は同じ可動式アーム若しくは機構１１１に取り付けられている。

筺体は、ポリマー保持用であるとともに、スプレーノズル１０４と連結されている少なくとも１つの容器１０６も備える。容器１０６は、例えば配管によって、ポンプ及び／又はスプレーノズル１０４に連結されていてもよい。その他の連結手段も可能である。スプレーノズル１０４を通じて、このポリマーを成形型１０２の上に噴霧する。筺体１００は、フロック加工する繊維毛羽を収容するための少なくとも１つの容器１０７を更に備えてもよい。容器１０７は、例えば配管などによって、繊維フロック加工ユニット１０５に連結されている。その他の連結手段も可能である。この繊維毛羽を繊維フロック加工ユニット１０５によって、成形型１０２の上にフロック加工する。上記のポリマー及び／又は繊維毛羽用の容器１０６及び１０７は、交換可能なカートリッジであってよい。本発明の装置は実質的に内蔵されているが、材料貯蔵用容器１０６及び１０７は、筺体内に配置されていても、交換しやすさ及び取扱いやすさのために、筺体のやや外側に配置されていても、部分的に筺体の外側に配置されていても、装置の下に配置されていてもよい。

筺体１００は、成形型１０２の上のポリマーを硬化させるための硬化システム１０８も備えてよい。硬化システム１０８は、筺体１００内に配置されていてよい。硬化システム１０８は、ＵＶ光、白熱光、若しくは加熱コイルを用いて加熱すること、熱風を吹き付けること、化学反応によること、好適なＩＲ照射法、又は他のいずれかの好適な方法によって駆動させてよい。

別の実施形態では、筺体１００には、容器１０６及び／又は１０７の交換用として、一連の繊維カートリッジ１０９が収容されていてもよく、各カートリッジには、性質、長さ、幅（デシテックス）、及び色の異なる繊維が収容されていてよい。

繊維材の例は、ビスコース、綿、ポリアミド、ポリエステル、絹、ウール、又は他のいずれかの好適な繊維であってよい。

図２を参照すると、本発明のシステムの代表的なブロック図が示されている。コントローラー２００は、本発明のシステムの動作を制御する。コントローラーの例としては、可動式アーム１１１及びフォーマー１０２の動作を制御できるコンピューター、端末、ワークステーション、又はその他の何らかの電子デバイスが挙げられるが、これらに限らない。可動式アーム１１１はそれぞれ、そのアームに連結されている構成要素、すなわちスプレーノズル１０４及びフロック加工ユニット１０５を動かすための少なくとも１つのモーター２０８を備える。コントローラー２００は、プロセッサー２０２及びメモリー２０４を備える。プロセッサー２０２は、算術演算、論述演算、又は制御動作を実行するマイクロプロセッサー、マイクロコントローラー、又はいずれかのデバイスを備えてもよい。メモリー２０４は、ＲＯＭ、磁気メモリー、又は光メモリーのような不揮発性メモリーデバイスなどのいずれかの好適なメモリーデバイスを含んでよい。メモリー２０４は、ＲＡＭデバイスのような揮発性メモリーデバイスも含んでよい。ソフトウェアをコントローラー２００用に搭載して、システム内の構成要素（アーム１１１、フロック加工ユニット１０５、及びフォーマー１０２など）を制御してもよい。

本発明の装置は、ポンプ、圧力調整器、静電式繊維フロック加工又は静電式液体ポリマー噴霧のための高電圧発生器、ブラシ、接着剤又はホットメルトアプリケーター、平坦な製品を閉じて、スリーブ状又は部分的にスリーブ状の製品にするためのシーミングツール、追加の材料又は物体のアプリケーター１０５ａ（生理用ナプキンアプリケーター、不織布シートアプリケーター、装飾アプリケーター、香料又はその他の液体のアプリケーターなど）のような他の構成要素も備えてよく、これらの材料又は物体のアプリケーターは、その材料又は物体を、フォーマー表面のいずれかの所望の位置又は領域に塗布するように、コントローラーによって制御される形で、可動可能であってよい。本発明の装置は、ビジョンシステム、数値プリンター、カウンターも備えてよい。これらの構成要素は、筺体１００に取り付けられていても、筺体１００内に収容されていてもよい。ユーザーインターフェース１１０も筺体１００に取り付けられていてよい。ユーザーインターフェースによって、コントローラー２００を操作する。ユーザーインターフェース１１０は、押しボタン又はキーボードとディスプレイを備えてよい。

筺体１００の接地面積は、好ましくは約２ｍ×２ｍ未満、より好ましくは約１．５ｍ×１．５ｍ未満、又は更に好ましくは約ｌｍ×ｌｍ未満である。

本発明の装置は、予め設定したプログラムに従って、製品を製造してよい（このため、未熟なオペレーターによる動作が容易になる）。設計及び製造のデータ及びコマンドは、電子媒体によって生成して、デジタルインタフェースを介して、装置に送信してよい。

一実施形態では、フォーマー１０２は、適所に固定されていてよい。別の実施形態では、フォーマー１０２は、製造プロセスの速度、効率、又は精度を向上させるために、動力式であってよく、製造中に移動してよい。しかしながら、フォーマー１０２の移動は概ね、筺体１００の大きさを超えないか、又は、その移動によって、フォーマーが筺体から逸脱しないものとする。

別の実施形態では、材料塗布ヘッド１０４、１０５、１０５ａは、製造プロセスの間、実質的に静止していて、材料塗布ヘッド１０４、１０５、１０５ａ（筺体内のいずれかの材料塗布装置）とフォーマーとの間の必要な相対移動の少なくとも大半が、フォーマー１０２の移動によって行われるようになっていてもよい。

更に別の実施形態では、材料塗布ヘッドとフォーマー１０２との間の相対移動は、少なくとも一部の材料塗布ヘッドの移動によって行われるものもあれば、フォーマーの移動によって行われるものもある。

更に別の実施形態では、完成品をフォーマーから利便的に取り出せるように、製品を実質的に作製したら、フォーマー１０２を装置から手動又は自動で取り外してもよい。

本願の装置は、ランジェリー、スポーツウェア、水着、生理用ナプキン、おむつ、包帯、化粧用マスク、生理用下着、又は他のいずれかの所望の衣類若しくは製造品のような製品の製造に用いてよい。本発明の装置は、下着、タイツ、シャツ、スポーツウェアなどのような普通の不織布製衣料の製造にも用いてよい。本発明の装置で製造する製品は、例えば、米国特許第７，３５４，４２４号、同第７，９０１，７４０号、同第７，７００，０３０号、同第８，３２３，７６４号、米国特許出願公開第２００９／０１３１９０２号（これらはいずれも、参照により、その全体が組み込まれる）でＴａｍｉＣａｒｅ ｌｔｄが提供している技術及び材料を含んでよい（ただし、この技術及び製品のみに限らない）。

本発明の装置は、衛生パッドなどの吸収用具に付け加えるためのユニットも備えてよい。例えば、米国意匠特許第Ｄ５９５，８４４号及び米国特許出願公開第２０１０／０１０６１２４号（参照により、その全体が組み込まれる）を参照されたい。

Claims (12)

1. 不織製品を小規模製造するための装置であって、
   筺体と、
   前記筺体内に配置されているフォーマーと、
   前記筺体に取り付けられているコントローラーと、
   前記筺体内に配置されている少なくとも２つの可動式器具ヘッドで、前記コントローラーによって制御される少なくとも２つの可動式器具ヘッドと、
   前記筺体に取り付けられているとともに、前記可動式器具ヘッドのうちの１つに連結されている少なくとも１つのポリマー用容器と、
   前記筺体に取り付けられているとともに、別の可動式器具ヘッドに連結されている少なくとも１つの繊維用容器と、
   硬化システムと、
   を備え、
   前記筺体の接地面積が２ｍ×２ｍ未満である装置。
2. 前記筺体の接地面積が１．５ｍ×１．５ｍ未満である、請求項１に記載の装置。
3. 前記筺体の接地面積が１ｍ×１ｍ未満である、請求項１に記載の装置。
4. 前記フォーマーが適所に固定されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
5. 前記フォーマーが電動式且つ移動式であり、前記フォーマーの移動が、前記筺体の大きさを超えない、請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
6. 少なくとも１つの可動式器具ヘッドがスプレーノズルを備える、請求項１〜５のいずれか一項に記載の装置。
7. 少なくとも１つの可動式器具ヘッドが、繊維フロック加工ユニットを備える、請求項１〜５のいずれか一項に記載の装置。
8. 前記フォーマーを前記装置から取り外すことができる、請求項１〜７のいずれか一項に記載の装置。
9. 前記筺体が、一連の繊維カートリッジを更に備える、請求項１〜８のいずれか一項に記載の装置。
10. 前記筺体が、ユーザーインターフェースを更に備える、請求項１〜９のいずれか一項に記載の装置。
11. 前記少なくとも２つの可動式器具ヘッドが、同じ可動式アーム又は機構に取り付けられている、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の装置。
12. 一方の可動式器具ヘッドが、一方の可動式アーム又は機構に取り付けられており、もう一方の可動式器具ヘッドが、第２の可動式アーム又は機構に取り付けられている、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の装置。

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