JPH04257307A - 溶融吹出しダイ装置用スペーサー棒アッセンブリー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ポリマー材料からマ
イクロ・デニールの繊維性ウエブを生産する溶融吹出し
方法に関するもので、さらに詳細には、大量の空気の流
れに対して空気リップと溶融吹出しダイ装置のノーズ・
ピースの間に間隔を定め且つそれを維持する装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】現在の溶融吹出し技術ではポリマー材料
の複数個の横方向に隔置され整合した高温溶融ストラン
ドが下方向に押出され一対の加熱され加圧され、角度的
に衝突する気体の流れと直ちに係合するプラスチックの
マイクロ繊維を生産する。気体の流れは強度の点で減衰
され熱的に固化される細いフィラメント状構造にストラ
ンドを破壊する機能を果たす。

【０００３】溶融吹出し方法に使用される供給材料は典
型的には押出し機のホッパー内に供給されるペレット又
は粒状物の形態になった熱可塑性樹脂である。次に、こ
のペレットは押出し機の加熱室内に導入され、そこで多
数の加熱帯域が樹脂の温度をその融点以上に上昇させる
。

【０００４】押出し機のスクリューは通常、樹脂を加熱
帯域を通じて移動させてダイ内に入れ、ダイを通過させ
るモーターにより駆動される。これも加熱されるダイは
樹脂と室の温度を所望のレベルまで上げ、その温度にお
いて樹脂はダイの面にある複数個の小さいオリフイスを
通じて押出される。樹脂がこれら小さいオリフイスから
出る際、樹脂は樹脂オリフイスのいずれか一方の側に位
置付けられた空気排出チャンネルを通じて装置内に強制
的に入れられる通常は空気である加圧された高温気体と
接触する。この高温気体は樹脂がオリフイス外に出る際
、溶融樹脂流れを繊維の形態に減衰する。

【０００５】空気排出チャンネルの底部におけるスロッ
ト状開口部の幅は空気間隙又は『スロット幅』と称する
。樹脂オリフイスの出口と空気排出チャンネルの出口端
部は同一面内にできるか又は偏寄状態にできる。この偏
寄状態は『セット・バック』寸法と称する。典型的には
、空気排出チャンネルの端部即ち空気リップが樹脂オリ
フイスの下方にある負のセット・バックが好ましい

【０
００６】

【発明が解決しようとする課題】各種の材料とフィラメ
ント強度に対し要求される各種熱的割合と空気の流量に
適合するよう、先行技術の熟知者は排出チャンネルのリ
ップとダイの出口端部分即ち『ノーズ・ピース』の間の
距離を定める外部的に励起されるボルト又はネジを含む
調節可能なブロックを採用していた。１９８９年４月４
日付けＢｕｅｈｎｉｎｇの米国特許第４，８１８，４６
３号及び１９７６年３月９日付けのＬａｎｇｄｏｎ　の
米国特許第３，９４２，７２３号（特に図７）を参照さ
れたい。主として、こうした方法ではスッロト幅と垂直
セット・バックの臨界パラメーターの設定をする手段が
提供されているが、これらの調節ボルトは加熱中及び作
動中にスロット幅センターリングのオフセットと寸法上
の不安定性を生じた。従って、空気リップの寸法上の制
御に対して一層正確なノーズ・ピースを有する溶融吹出
しダイに対しての必要性が残っている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】ポリマー材料から繊維性
ウエブを生産する溶融吹出しダイ装置が提供される。好
適構成においては、本装置にはポリマー材料の溶融流れ
を提供するダイ装置とダイ装置の出口端部に圧縮気体を
提供する１次気体排出チャンネル装置を備えた１次気体
装置が含まれている。本装置にはさらに１次空気排出チ
ャンネル装置の一部分を形成し圧縮気体の一部分も溶融
ポリマー流れに向けるべく配設された気体リップ装置が
含まれている。本装置にはまた、ダイ装置の出口端部と
気体リップ装置の間に固定間隔を決定するスペーサー棒
装置も含まれている。この固定間隔は実質的に本装置の
組立て中に予め設定され加圧された気体と選択されたポ
リマーに対する装置作動温度の所定範囲と流量に対して
設定される。

【０００８】従って、本発明はダイ・ノーズ・ピースと
溶融吹出しダイの気体排出チャンネルの出口端部におけ
る気体リップの間の間隔のセット・バック寸法とスロッ
ト幅寸法の両者を予め設定する構造を提供する。システ
ムの堅固性と実質的な寸法上の制御が高められたことか
ら本発明のシステムは５３０ｃｍ（１８０インチ）以上
の幅において固有の塊りを有する不織繊維性ウエブを生
産する目的に採用可能である。本装置には約３ｃｍ（１
インチ）迄のスロット幅とセット・バックを定めるべく
約．７５ｃｍ（．２５インチ）以上の制御された厚さを
有するスペーサー棒を装備できる。これら大きい寸法は
約マッハ０．８に近い速度でも経済的気体流れを発生す
ることが示された。

【０００９】

【実施例】本発明はポリプロピレン・ペレットの如きポ
リマー材料から繊維性ウエブ材料を生産する溶融吹出し
ダイ装置を提供する。本装置にはポリマー材料の溶融流
れ即ち押出しを提供するダイ装置と、ダイ装置の出口端
部に加圧された気体を提供する１次気体排出チャンネル
装置を備えた１次気体装置が含まれている。本発明の１
次気体排出チャンネル装置には加圧された気体の一部分
を溶融ポリマー流れに向ける気体リップ装置が含まれて
いる。本発明にはさらにダイ装置の出口端部と気体リッ
プ装置の間の固定間隔を決定するスペーサー棒装置が含
まれている。この固定間隔は実質的に装置作動温度の所
定範囲と加圧気体と選択されたポリマーに対する流量に
対し本装置の組立て中に予め設定される。

【００１０】本発明のさらに詳細な実施態様においては
、ポリマー材料の溶融流れを提供するダイ装置を含む溶
融吹出しダイ装置が提供される。ダイ装置には溶融流れ
を向ける突出ノーズ・ピースが含まれている。本実施態
様にはさらに溶融ポリマー流れを減衰させるよう向けて
ある経路に沿って空気含有圧縮気体を向ける延在する排
出チャンネルの空気出口端部に配設された空気リップを
有する延在する排出チャンネルから成る１次空気装置が
含まれている。延在する排出チャンネルは第１及び第２
排出ブロックを含む。第１排出ブロックは第２接続装置
により第２排出ブロックに締付けられ、第２排出ブロッ
クは逆に第２接続装置と共に空気リップに締付けられる
。本実施態様には又、突出するノーズ・ピースと本装置
の所定の作動温度範囲に対し実質的に予め設定される空
気リップの間の固定間隔を決定するスペーサー装置が含
まれている。スペーサー装置には空気リップとノーズ・
ピースの間のスロット幅寸法を定めるよう第１排出ブロ
ックと第２排出ブロックの間に配設されたスロット幅ス
ペーサー棒及び空気リップとノーズ・ピースの間のセッ
ト・バック寸法を定めるよう空気リップと第２排出ブロ
ックの間に配設されたセット・バック・スペーサー棒が
含まれている。本実施態様のスロット幅とセット・バッ
ク・スペーサー棒には．７５ｃｍ（．２５インチ）、好
適には約１．５ｃｍ（．５インチ）以上の厚さが含まれ
る。

【００１１】本発明は又、溶融ポリマー流れを提供する
ダイ装置とダイ装置の出口端部において圧縮空気含有気
体を提供する１次空気排出チャンネル装置を有する１次
空気装置を提供することを含み溶融吹出しダイ装置の組
立て方法を提供する。空気排出チャンネル装置には圧縮
気体の一部分を溶融ポリマー流れに向ける空気リップ装
置が含まれている。ダイ装置の出口端部と空気リップ装
置の間の固定間隔を決定するスペーサー棒装置が設けて
ある。１次空気排出チャンネル装置には好適には約２０
４−２７３℃（４００−５２５°Ｆ）において空気リッ
プ装置と共に複数個の接続部材と共にトルクがかけられ
る複数個の排出ブロックが含まれ、かくしてスペーサー
棒装置は装置作動温度の所定範囲と圧縮気体に対する流
量に対し固定間隔を予め設定する１次空気排出チャンネ
ル装置内に配設される。

【００１２】本明細書で使用される如く、ポリマー材料
の押出しと関連して使用される『溶融流れ』という用語
は溶融ポリマーを含む意味があるが、多くの固体を含む
ことができる。この溶融流れは空気排出チャンネルから
くる圧縮気体との接触時に殆ど直ちに繊維性ポリマー又
はマイクロ繊維になることが理解される。また、本明細
書で使用される如く、『実質的に予め設定』という用語
は本発明が好適には工場において組立て中、空気リップ
間隔に対し所定のノーズ・ピースに対し設定されること
を意味している。言うまでもなく、溶融吹出しダイ装置
に対する寸法上の僅かの変化は例えば組立て後に発生し
得ることが予測され、さらに物理的負荷も与えることと
溶融吹出しダイを移動させることで生ずる歪と同様、操
作者によるボルトのトルク付けと緩ませ、抑止棒に対す
る調節は全て予め設定された寸法に対し僅かの衝撃をも
たらし得る。言うまでもなく、本発明の諸原理の１つは
繊維性ウエブ内に一致しない間隔と付随する不連続性を
もたらすことが知られている現在使用されている調節ボ
ルトを使用せずにセット・バック寸法とスロット幅寸法
を実質的に予め設定する装置を提供することにある。本
発明については以下の一層詳細な説明の文脈内で理解さ
れよう。

【００１３】溶融吹出し方法はポリマー・ペレットを直
接マイクロ・デニールの繊維に変換する単一方法を使用
して繊維性ウエブを生産する生産方法である。主要要素
はポリマー供給システム、空気供給システム、ダイ及び
ウエブ収集システムである。ここで、これらのシステム
に対する好適実施態様について説明する。

【００１４】ポリマー供給システムには好適には樹脂の
処理、押出し、押出し物のろ過及び調節又は吐出が含ま
れる。樹脂ペレット又は粒状物は押出し機の供給スロー
ト部分に供給するホッパー内に装填される。ホッパーは
採用される樹脂に応じて乾燥及び脱酸素機器を備えるこ
とができる。選択される最も普通の樹脂は酸化を最低に
する窒素パージを時おり必要とするポリプロピレンであ
る。好適には、本発明の樹脂は溶融流れ指数（ＭＦＩ）
が約３５−１２００である繊維等級である。最も好適な
樹脂は３５ＭＦＩポリプロピレンである。

【００１５】本発明の溶融吹出し作動に対する好適な押
出し機は長さ対直径の比（Ｌ／Ｄ）が約２４−３２、好
適には約３０の単一スクリュー装置である。双列スクリ
ュー・ユニット、溶融ポット・システム及び他の改変例
も可能である。単一スクリュー押出し給送ポートは好適
には冷却のためジャケットが設けられる。押出し機スク
リュー設計は樹脂に依存しているが、ポリプロピレンの
如きポリオレフィン又はナイロンの如きポリアミド用の
一般的な適用スクリューが好ましい。押出し機はまた、
別々のユニット、ＰＬＣ又はマイクロ・プロセッサー構
成を採用している比例微分積分（ＰＩＤ）（加熱及び冷
却オン／オフ）制御装置といったバレル温度制御装置を
含むことができる。４帯域ユニットに対する好適な押出
し機バレル温度プロフィールは３５ＭＦＩポリプロピレ
ン樹脂に対して２０４−２６０−２７３−２７３℃（４
００−５００−５２５−５２５゜Ｆ）である。スクリュ
ーの回転はスクリューに対する歯車箱を通じてモーター
により与えることができる。この目的のためＤＣモータ
ー・システム及びベルト駆動ユニットが好適に使用され
る。押出し機のスクリューの速度は設定圧力を調節ポン
プ入口に維持する目的で使用される。溶融吹出しポリプ
ロピレンに対する入口圧力は好適には約３５−１４０ｋ
ｇ／ｃｍ２　（５００−２０００ｐｓｉｇ）で、さらに
好適には約６３ｋｇ／ｃｍ２　（９００ｐｓｉｇ）であ
る。作動性の点では約２７８℃（５５０゜Ｆ）の溶融温
度が理想的である。制御を良好にするため圧力フィード
・バック・ループ・センサーが好適には直接、流れ内に
設定される。

【００１６】他の押出し方法と同様、溶融吹出し方法で
は溶融ポリマーのろ過が必要である。カートリッジ・フ
ィルター、スクリーン・パック及び他の装置が採用可能
であるが、本発明では好適にはポリプロピレンに対し１
５０ミクロンのカートリッジ・フィルター・システムを
使用している。ポリマー流れに対する全ての相互接続管
と同様、フィルターは電気的に加熱されるバンド又は高
温流体システムで加熱され、ＰＩＤ（加熱のみオン／オ
フ）システムで制御される。本発明で採用された典型的
な温度はフィルターに対しては１８７℃（５５０゜Ｆ）
で、管に対して２８７℃（５５０゜Ｆ）である。

【００１７】ろ過作用に続き、溶融物は溶融ポンプ、好
適には定容積歯車ポンプでダイ内に入れられる。このポ
ンプは品質の高いダイ等に対して必要とされる圧力と流
れ制御を提供する。ポンプに対する入口圧力は押出し機
速度圧力フィード・バックにより制御される。ポンプ速
度は歯車箱とポンプに対するユニバーサル軸の如きリン
ク装置を通じてＤＣモーター・システムにより制御され
る。ポンプ温度は好適にはポリプロピレンの押出しに対
しては約２７０℃（５５０゜Ｆ）の溶融温度を得る目的
で電力ＰＩＤ（加熱のみオン／オフ）で制御されるのが
好適である。約２１〜７０ｋｇ／ｃｍ２　（３００〜１
０００ｐｓｉｇ）のダイ入口圧力は毎分当たりダイの直
線状インチ当たり約１．８ｋｇ（４ポンド）の流量とな
る。

【００１８】ここで、本発明の新規な１次空気に対する
好適な作動パラメーターと構成パラメーターについて説
明する。１次空気供給システムには気体、好適には工場
の空気又は外部空気の最低のろ過作用にて圧縮すること
が好まれる。圧縮された空気は好適にはガス燃焼炉又は
油燃焼炉により直接又は間接的に制御温度に電気的に加
熱されるのが好適である。ここで加熱され加圧された空
気はダイに対して調節される。この調節は圧力調整弁で
行われるが、真の流れ制御ユニットも使用可能であろう
。ダイ入口における好適空気温度は約２６０℃〜３４３
℃（５００〜６５０゜Ｆ）で、一層好適には約２７８℃
（５５０゜Ｆ）である。ダイ入口における温度と圧力は
ダイを通る圧力降下の強力な関数であり、又、システム
を通る結果的に生ずる温度降下の関数である。典型的に
は、当技術の熟知者は商業的に入手可能なダイを使って
０．７ｋｇ／ｃｍ２　〜４．２ｋｇ／ｃｍ２　（１０〜
６０ｐｓｉｇ）にわたる空気圧力によりポリマー１ポン
ドあたり空気を１６．９ｋｇ〜３６．２ｋｇ（３５〜７
５ポンド）を採用する。本発明は高強度繊維を生産する
よう設計してあるので、ポリマー１ポンドあたり空気が
約４８．３〜７２．４ｋｇ（１００〜１５０ポンド）の
空気流量が選択された。商業的に入手可能なダイはこの
空気流量を信頼性高く又は経済的な圧力にて処理できな
かった。本発明の好適なダイの設計においては、毎分あ
たり直線状ダイのインチにつき約１．９ｋｇ（４．０ポ
ンド）のポリマー流量においてポリマーの単位ポンドあ
たり空気が約６５．２ｋｇ（１３５ポンド）にて約１．
０５ｋｇ／ｃｍ２　（１５ｐｓｉｇ）入口の空気圧力が
採用される。

【００１９】ここで図１を参照すると、本発明の１次空
気供給システムに対して選択された好適な空気流路は実
質的な妨害又は均合い部材の無い開いた設計になってい
る。好適には、経路内での唯一の中断は好適な１次空気
排出チャンネル３０に対する各支持ボルト２８を包囲す
る空気フォイル２６である。この独特の空力設計と証明
済み作成方法は結果的に極めて高い空気流れを発生する
よう約１．４ｋｇ／ｃｍ２　（２０ｐｓｉｇ）、好適に
は約７〜１．０５ｋｇ／ｃｍ２　（１０〜１５ｐｓｉｇ
）の極めて低い入口空気圧力、例えば１．９３６ｋｇ（
４ポンド）／直線状インチ／分にてポリマーの１ポンド
あたり空気約４３．２−９６ｋｇ（９０〜２００ポンド
）となる。これらのパラメーターにより先行技術の機器
で限定されていた製品と方法の拡大化が可能になる。そ
の上、空力ロスに起因する空気流れ温度の降下は商業的
に入手可能なユニットにおける約３７．７℃（１００゜
Ｆ）の降下より高いのと対比的に約１０℃（５０゜Ｆ）
、好適には約−３．８℃（２５゜Ｆ）以下の最小にされ
る。本発明の低温度と低圧力要件で作動プラントに対し
著しい省エネになると共に他の問題ある方法に対して経
済的作動が可能となる。

【００２０】本発明の好適な１次空気システム実施態様
においては、空気は４個の入口を通じてダイ１０に入り
、一対の円筒状管状室３４に入る。各円筒状室３４には
ダイ幅にわたり均一な圧力分布と質量の均一性を確実に
する圧力制御偏向部材３２が装備してある。制御偏向部
材３２にはダイ中心付近における最小間隙３６と各円筒
管室３４の端部又は『入口』における（想像線で示した
）最大間隙３８が備えてある。空気は制御偏向部材上方
の円筒管室３４の上部における一連の孔４０を通過し、
ダイ幅に沿ってトロイダル部分４２を満たす。次に、こ
の流れはノーズ・ピース１２の両側に近付く２個の延在
する角度付き排出チャンネル３０を充填する。空気がポ
リマー・ストランドに当たり、次に矩形チャンネル又は
鋭い縁部を通じてダイ１０から出る。ダイの設計は所定
の樹脂又は製品の範囲に対して定めてあるので、空気流
れチャンネル部材面はセット・バック寸法とスロット幅
寸法の所定のセットに対し空力的に調整されている。空
気流路の幅は好適にはノーズ・ピース１２の活性化され
た幅より広くなっている。この設計は又、負の縁部即ち
端部効果を最低にする。

【００２１】空気箱４４又は空気マニホルド支持部材は
典型的には先行技術における主要ダイ本体半体の外板に
支持されている。この設置技術により空気排出チャンネ
ルと不規則的なスロット幅及びセット・バック間隔に曲
げたモーメントを生ぜしめることができる。本発明の一
実施態様の独特の設計では曲げモーメントを最低にする
よう空気箱４４を支持する質量体と主要ダイ本体半体の
安定性を使用している。この一体的な設計によりこれら
の部材の間の熱伝達が可能になると共に空気箱４４とダ
イ１０の主要ダイ本体半体両者の容易な断熱が可能とな
る。一体的設計は又、ダイ・アッセンブリーに対して熱
的及び構造的一体性を提供すると共に寸法上及び熱的な
安定性の両者を可能にする。

【００２２】１次空気温度制御は典型的には先行技術に
おいては自然の方法にまかされていた。本発明の好適な
設計では２組の加熱帯域を採用してある。好適には電気
的な抵抗ヒーター４８と熱電対５２から成る第１組は主
要ダイ本体半体のコート・ハンガー部分４６に近い部分
に熱を与える。好適には電気的な抵抗ヒーター５０と熱
電対５４から成る第２組の加熱帯域は各円筒管室３４を
包囲する空気箱の外板に熱を伝える。第２組の加熱帯域
は空気箱４４と円筒管室３４を通過する空気を柔げ及び
／又は安定化させる。

【００２３】外板温度帯域の使用は又、ダイ構造に対す
る温度的基礎を提供する。これにより反り、スロット幅
の寸法上の変動、又は他の熱的変形の防止が助けられる
。熱的安定性と寸法上の制御は又、空気流れと低い熱的
分裂及び空気の良好な横方向の大量の流れの制御を考慮
に入れた外部ダイ表面上での好適な外板断熱５６でも助
けられる。

【００２４】本発明のダイの出口端部の好適な寸法特性
と作動上の特性については説明しない。本発明の溶融吹
出しダイ１０は空気とポリマーを結合する重要な素子で
ある。クロス・ウエブの均一性は布地の品質の要諦であ
る。ウエブ強度、重量分布、かさ高及び他のパラメータ
ーはダイ作動の品質を高めるのに使用される典型的な重
要条件である。ダイ１０を通るポリマー経路は好適には
出口端部と出口ポートとして直線状紡績突起型ノーズ・
ピースを有するコート・ハンガー設計になっている。出
口毛細管部分は好適には間隔が約１インチあたり２０〜
４０個の孔を有する直径０．０３〜０．０６ｃｍ（０．
０１０〜０．０２０インチ）（Ｌ／Ｄの範囲が８〜２２
）であるが、さらに好適にはインチあたり約２０個の孔
の間隔において直径が約０．０４３５ｃｍ（０．０１４
５インチ）の孔（Ｌ／Ｄ＝１０）である。電気的熱及び
ＰＩＤ（熱のみオン／オフ）制御装置は好適にはダイ温
度の維持に対し使用される。１５０ミクロンのフィルタ
ーを使用するダイ１０内でのポリマーろ過が好ましい。 空気リップ１４又は空気ナイフの寸法上の制御により空
気を高速度、約０．５マッハ以上、好適には約０．８マ
ッハ迄でポリマーと共に満たすことができる。ノーズ・
ピース１２と空気リップ１４の幾何形状に対して約６０
゜の包含角度が採用された。

【００２５】本発明のダイにより生産されたポリマー・
ヤーンは約１〜５ミクロンのマイクロ・デニール寸法に
引出すことができる。高強度繊維を生産する目的で２次
空気の使用が冷却及び／又は周りの温度からの断熱のた
め採用された。第２空気マニホルド５８は送風機システ
ムで供給される室温空気を利用し、低温空気を１次空気
／ダイ１０のポリマー出口真下に噴射する。次に繊維は
水平方向又は垂直方向に好適には織成ステンレス鋼製の
（図示せざる）移動する多孔性ベルトへ突出される。１
次空気、２次空気及び他の捕獲された空気を排出する目
的で好適には真空室がベルト下方に作成される。さらに
、安定ウエブが集められるので、真空が繊維をベルト上
に把持する。この時点において、ウエブの繊維は繊維及
び１次空気内の残留しているポリマー溶融熱で共に軽く
付着される。製品の必要性を満たすにはさらに付着が要
求される。

【００２６】ここで、空気リップ／ノーズ・ピースの関
係の寸法上の制限について説明する。スロット幅、空気
リップ１４と内側縁部からの距離とセット・バック、ノ
ーズ・ピース１２の縁部から空気リップ１４の縁部の間
の距離は溶融吹出しダイを使用する製品メーカー側にと
って重要な寸法上の特性である。先行技術の装置でのこ
れらのパラメーターに対する典型的な寸法はセット・バ
ックに対しては０．１３５〜０．２７ｃｍ（０．０４５
〜０．０９０１インチ）で、スロット幅に対しては０．
０９〜０．３６ｃｍ（０．０３０〜０．１２０インチ）
である。本発明で要求される空気が著しく増加したので
、約１．０５ｃｍ（０．３５インチ）のスロット幅及び
約０．６ｃｍ（０．２０インチ）の対応するセット・バ
ックが経済的空気流れと約マッハ０．８までの出口流れ
を確保するのに好適であった。

【００２７】これらのパラメーターを設定する先行技術
で開示された典型的な方法は水平スロット幅と垂直セッ
ト・バック両者に対してダイ外部からアクセスされるネ
ジの調節により行われる。これにより加熱と作動中にセ
ンターリングのオフセット及び寸法上の不安定性が生じ
る。本発明の好適設計ではスロット幅の設定及びセット
・バック・アップ・アッセンブリーの設定のための垂直
方向と水平方向においてスペーサー棒１６及び１８を利
用している。延在する排出チャンネル３０の構成部材は
次にトルク締めされた固定位置に保持される。ダイ幅は
約６０ｃｍ（２０インチ）から約１８０ｃｍ（６０イン
チ）以上に増加するので、これは製品の均一性とセット
・アップに対して重要性が高まる。本発明の広いダイは
好適には少なくとも約０．７５ｃｍ（０．２５インチ）
以上で好適には約１．５ｃｍ（０．５０インチ）以上で
あるスペーサー棒を採用し、シムは採用せず、即ち、単
一で又は多数組で使用される厚さの著しく薄い棒が使用
されない。シム・システムは組立て中は容易に制御でき
ず、通常は固有に不安定な外部調節を必要とする。横方
向に又は分離している厚さの少なくとも約０．７５ｃｍ
（０．２５インチ）のスペーサー棒は実質的に平坦な機
械加工を可能にし、熱的歪に関する禁止内容は有しない
ことが決定された。排出ブロックと空気リップ部分のス
ペーサー棒システム及び最終高温トルク締めは作動温度
と空気流量と製品又は方法の必要性に対して選択された
所定の寸法でロックし、信頼できる品質制御を可能にす
る。広い範囲内で、セット・バック及びスロット幅パラ
メーターは例えばこれらの必要性に合うよう約０．７５
ｃｍ（．２５インチ）、１．５ｃｍ（．５インチ）、３
ｃｍ（１．０インチ）、４．５ｃｍ（１．５インチ）及
び６ｃｍ（２．０インチ）の厚さを有する特定の棒を使
用することで組立て時に変えることができる。

【００２８】図２に図示された如く、空気リップ１４は
図示の如く広いセット・バックとスロット幅パラメータ
ーにて配設可能であり又は想像線で表わされた如く最低
セット・バックとスロット幅パラメーターを達成すべく
スペーサー棒で調節可能である。図３において、中間厚
さのスペーサー棒が垂直面内で第１排出ブロックと第２
排出ブロックの間に設けられる中間の寸法上の変動につ
いて示され、一方、他の中間セット・バック・スペーサ
ー棒がダイ開口部に対する中間セット・バックを定める
よう第２排出ブロック２２と空気リップ・ブロック２４
の間に配設してある。

【００２９】ここで図４を参照すると、この図には空気
リップ１４とノーズ・ピース１２の端部の間の距離を最
大にするよう第２排出ブロック２２と空気リップ・ブロ
ック２４の間に最大寸法のセット・バック・スペーサー
棒が挿入される最大ダイ開口部を定める好適なスペーサ
ー棒配列が示してある。この実施態様において、最低厚
さのスロット幅スペーサー棒が第１排出ブロック２０及
び第２排出ブロック２２の間に設けてある。ノーズ・ピ
ースのセンターリングは所定位置にトルク締めされる機
械的停止体を定めた好適な機械加工製品の使用により容
易にできる。

【００３０】ここで、好適な抑止棒アッセンブリー６０
の構造と適用について説明する。商業的に利用可能な溶
融吹出しダイのポリマー流路は典型的にはブレーカー・
プレートで支持されたフィルター及びノーズ・ピースに
至る簡単なコート・ハンガー設計である。

【００３１】これは多様性又は柔軟性が少ない。本発明
の好適なポリマー流路はダイの外側面に対する短軸７４
と共に主要ダイ本体の片側に沿って抑止棒６２を導入し
ている。抑止棒６２の交差方向の形状によりポリマーの
流れは良好な均一性に対して調整可能とされ又はフィル
ター７４に係合する前にコート・ハンガー４６内で対向
するエッジ効果を呈するよう調整可能とされる。抑止棒
の形状は抑止棒短軸６４上の張力又は圧縮により決定さ
れる。この力はダイ外側の抑止棒スプール６６内の雌ネ
ジの使用により適用される。圧縮力が抑止棒短軸６４に
適用されると、スプール６６はダイ・クランプ６８の上
面を押し、抑止棒６２を後退させ、ダイを通る一層多く
の流れを可能にする。逆に、抑止棒短軸６４に張力がか
けられると、スプール６６はダイ・クランプ６８の下面
を押し、抑止棒６２を流れ内に延在させ、ダイの該当領
域内で質量体の僅かの流れを生ぜしめる。抑止棒６２の
位置はダイ・クランプ６８の表面を越えるマイクロ調節
ピンの延在を測定することで数量的に決定できる。抑止
棒短軸６４とマイクロ調節ピンの本数はダイ幅の関数で
あり、且つ好適には中心が９ｃｍ（３インチ）及び１８
ｃｍ（６インチ）隔置されている。抑止棒短軸６４はス
プールとの回転を回避する目的上抑止棒６２にピン止め
されている。抑止棒６２は樹脂流れの不一致性及びコー
ト・ハンガー部分３６、ブレーカー・プレート及び／又
はノーズ・ピース１２内の流れの不規則性を勘案できる
。さらに、変化する樹脂、変化する溶融温度及び／又は
変化する流量押出しが１つのダイ・アッセンブリーで可
能である。

【００３２】ここで、好適なノーズ・ピース１２のシー
ル配列について説明する。ダイ１０の主要ダイ本体半体
に体するノーズ・ピース１２の組立ては先行技術におい
ては機器の損傷及び／又は商業的設計におけるノーズ・
ピースの事前破壊をもたらしていた。この設計はノーズ
・ピース上面と内板及び外板部分を横切り．００６ｃｍ
（０．００２インチ）内で平坦な表面を作り出す。これ
はシール領域を増加させるが、重要なことは組立て時又
は作動中にノーズ・ピースの毛細管領域に何ら応力を導
入しない。その上、ブレーカー・プレートとも称するス
パイダー７０とノーズ・ピースは１組と考えられ、アッ
センブリーとして一致して機械加工される。このアッセ
ンブリーの応力はノーズ・ピース１２の多くの欠陥の根
底となる原因であった。シール作用を高める目的から軟
質銅ガスケット７２の使用が採用された。このガスケッ
ト７２はシール性を高め、応力を制限する。さらに、以
上説明した組立て方法はノーズ・ピースを保護する目的
で採用されたボルト・トルク及び他の組立て技術には適
用されない。

【００３３】

【発明の効果】前掲の内容から本発明は製品メーカーに
対し重要な寸法上の特性を設定する予め設定されるスペ
ーサー棒装置を含む改善された溶融吹出しダイ装置を提
供することが理解される。本発明の増加した寸法上と制
御により約３ｃｍ（１インチ）迄のスロット幅とその対
応するセット・バックが可能になり、一方、約マッハ０
．８迄のダイ出口端部における空気流量を同時に可能に
する。これらは全て先行技術の調節ネジ等に関連あるス
ロット幅センターリング・オフセット及び寸法上の不安
定性を伴わずに達成された。各種実施態様が図示された
が、これは説明の目的のみであり、本発明を限定するも
のではなかった。当技術の熟知者に明らかとなる各種改
変例は前掲の特許請求の範囲に説明した本発明の範囲内
に入るものである。

【００３４】この発明の具体的な実施態様はつぎのとお
りである。

【００３５】１）更に、前記１次気体排出チャンネル装
置が延在する排出チャンネルを含み、前記気体リップ装
置が前記延在する排出チャンネルの気体出口端部を形成
する請求項１記載の装置。

【００３６】２）更に、前記ダイ装置の前記出口端部が
前記気体リップ装置に近い前記延在する排出チャンネル
内に延在するノーズ・ピースを含む上記実施態様１項記
載の装置。

【００３７】３）更に、前記溶融ポリマー流れと接触し
全体的に前記溶融ポリマー流れと平行な経路に沿って前
記圧縮気体を向けるよう配設されたリップ延在部分を前
記気体リップ装置が含む上記実施態様１項記載の装置。

【００３８】４）更に、前記延在する排出チャンネル装
置が第１排出ブロックと第２排出ブロックを含み、前記
第１排出ブロックが第１接続装置により前記第２排出ブ
ロックに締付けられ前記第２排出ブロックが第２接続装
置により前記空気リップ装置に共に締付けられる請求項
１記載の装置。

【００３９】５）更に、前記スペーサー棒装置が前記気
体リップ装置と前記ダイ装置の前記出口端部の間にスロ
ット幅寸法を定めるよう前記第１排出ブロックと第２排
出ブロックの間に配設されたスロット幅スペーサー棒を
含む上記実施態様４項記載の装置。

【００４０】６）更に、前記スペーサー棒装置が更に前
記気体リップ装置と前記ダイ装置の前記出口端部の間に
セット・バック寸法を定めるよう前記気体リップ装置と
前記第２排出ブロックの間に配設されたセット・バック
・スペーサー棒を含む上記実施態様５項記載の装置。

【００４１】７）更に、前記スロット幅とセット・バッ
ク・スペーサー棒が約．７５ｃｍ（．２５インチ）以上
の厚さを有する上記実施態様６項記載の装置。

【００４２】８）更に、前記第１接続装置と第２接続装
置が複数個の隔置されたボルトを含み、前記ボルトが前
記溶融吹出しダイ装置の組立て中に固定位置へ高温トル
ク止めされる上記実施態様６項記載の装置。

【００４３】９）更に、前記スロット幅スペーサー棒が
間に配設された状態で前記第１排出ブロックが約２０４
−２７３℃（４００−５２５゜Ｆ）の温度にて前記第２
排出ブロックにボルト止めされる上記実施態様８項記載
の装置。

【００４４】１０）更に、前記セット・バック・スペー
サー棒が間に配設された状態で前記気体リップ装置が約
２０４−２７３℃（４００−５２５゜Ｆ）の温度にて前
記第２排出ブロックにボルト止めされる上記実施態様９
項記載の装置。

【００４５】１１）更に、前記接続装置が前記１次空気
排出チャンネル装置を通じて隔置関係的に配設された複
数個のボルトを含む請求項３記載の方法。

【００４６】１２）更に、前記空気リップ装置と前記ダ
イ装置の前記出口端部の間にスロット幅寸法を定めるよ
う前記複数個の排出ブロックの第１ブロックと第２ブロ
ックの間に配設されたスロット幅スペーサー棒を前記ス
ペーサー棒装置が含む請求項３記載の方法。

【００４７】１３）更に、前記空気リップ装置と前記ダ
イ装置の前記出口端部の間にセット・バック寸法を定め
るよう前記空気リップ装置と前記第２排出ブロックの間
に配設されたセット・バック・スペーサー棒を前記スペ
ーサー棒装置が含む上記実施態様１２項記載の方法。

【００４８】１４）更に、前記固定間隔が約１．０５ｃ
ｍ（０．３５インチ）迄のスロット幅及び約０．６ｃｍ
（０．２０インチ）迄のセット・バック部を含む請求項
４記載の装置。

【００４９】１５）更に、前記圧縮空気含有気体の流量
の前記範囲が約マッハ０．５−０．８迄の流量を含む請
求項４記載の装置。

【００５０】１６）更に、前記１次空気装置の前記圧縮
空気含有気体と前記１次空気排出チャンネルから下流側
の前記溶融ポリマー流れに比較的低温の空気の流れを適
用するよう配設された２次空気源装置を含む上記実施態
様１５項記載の装置。

【図面の簡単な説明】

添付図面は本発明の諸原理の実際的な適用例による本発
明の好適実施態様を示している。

【図１】本装置の好適なスペーサー棒装置、空気リップ
装置及び他の新規な諸特徴を図解している本発明の好適
な溶融吹出しダイ装置の正面横断面図。

【図２】想像線で好適な最低及び最大のセット・バック
とスロット幅寸法を示している図１のダイの出口部分の
拡大詳細図。

【図３】空気リップとノーズ・ピースの間の中間開口を
決定するようスロット幅とセット・バック・スペーサー
棒両者の設置を図示している図１のダイの出口部分の部
分拡大横断面図。

【図４】空気リップとダイのノーズ・ピースの間に最大
開口を設定するよう好適セット・バック・スペーサー棒
を図示している図１のダイの出口部分の部分拡大横断面
図。

【符号の説明】

１０　　ダイ １２　　ノーズ・ピース １４　　空気リップ １６　　スペーサー棒 １８　　スペーサー棒 ２０　　第１排出ブロック ２２　　第２排出ブロック ２４　　空気リップ・ブロック ２６　　空気フォイル ２８　　支持ボルト ３０　　排出チャンネル ３２　　制御偏向部材 ３４　　円筒管室 ３６　　最小間隙 ３３　　最大間隙 ４０　　孔 ４２　　トロイダル部分 ４４　　空気箱 ４６　　コート・ハンガー部分 ４８　　抵抗ヒーター ５０　　抵抗ヒーター ５２　　熱電対 ５４　　熱電対 ５６　　外板断熱 ５８　　第２空気マニホルド ６０　　抑止棒アッセンブリー ６２　　抑止棒 ６４　　抑止棒短軸 ６６　　スプール ６８　　ダイ・クランプ ７０　　スパイダー ７２　　銅製ガスケット ７４　　フィルター

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ポリマー材料の溶融流れを提供するダ
   イ装置と前記ダイ装置の出口端部に圧縮気体を提供する
   １次気体排出チャンネル装置を有する１次気体装置を備
   えた、前記ポリマー材料から繊維性ウエブを生産する溶
   融吹出しダイ装置であって、前記圧縮気体の一部分を前
   記溶融ポリマー流れに向け前記１次空気排出チャンネル
   装置の一部分を形成する気体リップ装置、及び前記ダイ
   装置の前記出口端部と前記気体リップ装置の間の実質的
   に固定された間隔を決定するスペーサー棒装置を含み、
   前記固定間隔が装置作動温度の所定範囲にわたり且つ前
   記圧縮気体の流量に対して溶融吹出しダイ装置の組立て
   中に実質的に予め設定されるようにした溶融吹出しダイ
   装置。
2. 【請求項２】　　ポリマー材料から繊維性ウエブを生産
   する溶融吹出しダイ装置であって、（ａ）前記ポリマー
   材料の溶融流れを向けるノーズ・ピースを含む前記溶融
   流れを提供するダイ装置、（ｂ）前記溶融ポリマー流れ
   と接触し全体的にその方向と平行になっている経路に沿
   って空気含有圧縮気体を向けるよう延在排出チャンネル
   の空気出口端部に配設された空気リップを有する前記延
   在排出チャンネルを含む１次空気装置、第１排出ブロッ
   クと第２排出ブロックを含む前記延在排出チャンネル、
   第２接続装置により前記第２排出ブロックに締付けられ
   た前記第１排出ブロック及び第２接続装置と共に前記空
   気リップに締付けられた前記第２排出ブロック、及び（
   ｃ）前記突出するノーズ・ピースと前記空気リップの間
   の固定間隔を決定するスペーサー装置、前記固定間隔が
   前記溶融吹出しダイ装置の所定の作動温度範囲にわたり
   実質的に予めセットされること、前記スペーサー装置が
   前記空気リップと前記突出ノーズ・ピースの間のスロッ
   ト幅寸法を定めるよう前記第１排出ブロックと第２排出
   ブロックの間に配設されたスロット幅スペーサー棒、及
   び前記空気リップと前記突出ノーズ・ピースの間にセッ
   ト・バック寸法を定めるよう前記空気リップと前記第２
   排出ブロックの間に配設されたセット・バック・スペー
   サー棒を含むこと、前記スロット幅とセット・バック・
   スペーサー棒が約．７５ｃｍ（．２５インチ）以上の厚
   さを有することから成る溶融吹出しダイ装置。
3. 【請求項３】　　溶融吹出しダイ装置の組立て方法であ
   って、（ａ）溶融材料の溶融流れを提供するダイ装置と
   前記ダイ装置の出口端部に空気含有圧縮気体を提供する
   １次空気排出チャンネル装置を有する１次空気装置を提
   供すること、前記空気排出チャンネル装置が圧縮気体の
   一部分を溶融ポリマー流れに向ける空気リップ装置、及
   びダイ装置の前記出口端部と前記空気リップ装置の間の
   固定間隔を決定するスペーサー棒装置を含むこと、前記
   １次空気排出チャンネル装置が複数個の排出ブロックを
   含むこと、及び（ｂ）複数個の接続部材を少なくとも前
   記排出ブロックと前記空気リップ装置にトルク締めし、
   かくして前記スペーサー棒装置が前記圧縮気体に対する
   装置作動温度と流量の所定範囲にわたり前記固定間隔を
   予め設定するよう前記１次空気排出チャンネル装置内に
   前記スペーサー棒装置が配設してあることから成る方法
   。
4. 【請求項４】　　ポリマー材料から繊維性ウエブを生産
   する溶融吹出しダイ装置において、前記装置が前記ポリ
   マー材料の溶融流れを提供するダイ装置と前記ダイ装置
   の出口端部において圧縮空気含有気体を提供する一対の
   対向する１次空気排出チャンネル装置を有する１次空気
   装置を備えていること、前記各１次空気排出チャンネル
   装置が、第１及び第２排出ブロック並びに圧縮空気含有
   気体の一部分を溶融ポリマー流れに向ける空気リップ装
   置を含み、前記第１排出ブロックが第１接続装置により
   前記第２排出ブロックに締付けられ前記第２排出ブロッ
   クが第２接続装置と共に前記空気リップ装置に締付けら
   れ、前記各１次空気排出チャンネル装置がさらに前記ダ
   イ装置の前記出口端部と前記空気リップ装置の間の固定
   間隔を決めるスペーサー棒装置を含み、前記固定間隔が
   前記溶融吹出しダイ装置の組立て中に装置作動温度の所
   定範囲及び前記圧縮空気含有気体に対する流量に対し少
   なくとも前記第１及び第２接続装置を高温トルク締めに
   より実質的に予め設定されることから成る装置。