JPH05501679A - 接着剤及びその他の熱可塑性プラスチックを渦巻き状に形成・定置するための方法と装置 - 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】 接着剤及びその他の熱可塑性プラスチックを渦巻き状に形成・定置するための方 法と装置 区」し虹！ 本発明は、概して、熱可塑性プラスチックのビードを環の形状に付着させるため の装置と方法とに関する。本発明の一局面では、液状の接着剤、とりわけ、熱融 解接着剤を付着させるための方法と装置とに関する。

背景技術 多くの作業工程において、熱可塑性プラスチック接着剤を基板に付着させて材料 を基板に対して接合することが望まれる。かかる用法の例がアメリカ合衆国特許 第４゜７９８．１６３号に開示されているが、これは熱融解接着剤を付着させる ためのスリット・ノズルに関するものである。アメリカ合衆国特許第４，７１１ ．６８３号では、伸縮性のバンド又はリボンを熱可塑性プラスチックのウェブに 対して付着させるための方法と装置とが開示されている。

ビードの付着される形状は、アメリカ合衆国特許第４゜７９８．１６３号中に開 示されているような広幅のリボンから、アメリカ合衆国特許第４，７１１，６８ ３号中に開示されているようなジグザグ形状まである。

成る種の用途では、ビードを環状或いは楕円状に付着させて基板上にポリマを均 等に分布させることもまた望まれる。アメリカ合衆国特許第３，６３４，５７３ 号によって構築されるアプリケータを用いてビードを基板上に環状に付着させる こともできる。この設計は、ノズルを通して単一の熱可塑性プラスチック接着剤 のフィラメントを押し出す一方で、押し出されるフィラメントに角度をなして加 熱空気の複数の流れを向けてフィラメントに環状の動きを与える原理で動作する 。この状態で、フィラメントは押出しノズルから基板へと移動する間に渦巻き状 に広がる円すい形状になる。静止しているノズルに対して基板が直線的に移動す るに従って、環状のビードは基板上に連続的に定置され、各環状の循環は直前の 循環から僅かの量だけ基板の動きの方向に変位する。

上に示したように、渦巻き状に広がる環状の形状は、押し出されるポリマに当て られる気体の流れによって実現される。押し出される熱可塑性プラスチック又は ガラス材料に複数の気体の流れを当てる装置を開示している参照例には、アメリ カ合衆国特許第３．６３４．５７３号と、アメリカ合衆国特許第４．１３５．９ ０３号と、アメリカ合衆国特許第４，２４３，４００号と、アメリカ合衆国特許 第４，２１１，７３６号と、アメリカ合衆国特許第４，５４８．６３２号とが含 まれる。

アメリカ合衆国特許第４，８９１．２４９号では、繊維又はフィラメントを発生 するための噴射ノズルが開示されている。ここで発生された繊維及びフィラメン トは渦巻き状にはなっていない。以下に詳述する理由から、フィラメントを渦巻 き状に発生させることには顕著な利益がある。

発明の開示 本発明の重要な特徴は、熱可塑性プラスチックを環状又は渦巻きの形状に発生し 集合させることである。本発明のノズル組立体では、望みの形状を実現させる能 力があるだけでな（、これによって、先行の技術のノズルを用いては不可能であ った速さくすなわち、１秒当たりの環の数）で望みの形状を作り出す。

本発明で実施される構成概念は、不織布の製造［ス、（ンボンド・プロセスでの メルトブローイング（■ｅｌｔｂｌ。

ｗｉｎｇ　ｏｎ　５ｐｕｎｂｏｎｄ　ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ）　］　、ガラス及び 熱可塑性プラスチックの紡績、熱可塑性プラスチック被覆、及び同類を含む、種 々の産業系で適用できるが、本発明は接着剤を基板に対して付着するのにとりわ け有用である。

この作業工程では、接着剤が均等に、かつ比較的高速で塗布されることが重要で ある。環状の形状（重畳する環）は、単一のフィラメントのビード（又は幅方向 に並列する複数のビード）を使用でき、範囲を均等に覆うので、接着剤の適用に はとりわけ適している。更に、接着剤の量を、フィラメントの引下げの度合し） と、１秒当たりの環の数と、基板の速さとによって制御することもできる。

ノズル組立体は、材料を融解紡績して単一のフィラメントを形成し、フィラメン トを気体と接触させて、フィラメントに対して渦巻き運動をさせ、フィラメント を弓１き伸ばす（引下げる）原理で動作する。渦巻き状の、引き伸ばされたフィ ラメントは、コレクタ又は基板上に集合する。

ノズル組立体は、（ａ）ポリマの流路及びオリフィスと、（ｂ）空気の室及び流 路とを決定する、ノズル挿入部材とその対のキャップ部材とから成る。この組合 わせの重要な特徴は、空気室と、円すい形状の環状１次空気流路と、周縁の２次 空気流路とにある。連続的な環状空気流路（１次空気流路）は、紡績オリフィス を取り巻いており、融解した熱可塑性プラスチックの単一のフィラメントと接触 させるために集中された空気を供給する機能を果たす。連続的な１次空気流路の 周辺に隔置されている２次空気流路によって、渦巻き状のフィラメントに接触さ せるべく方向付けられた空気噴流が供給される。

ポリマが単一のフィラメントを紡績しながらオリフィスを通して押し出されるに つれて、空気が環状室の中心軸の周りで渦巻き状に運動しながら環状室に流れ込 む。

空気は、環状室から１次流路を通して渦巻き状に運動しながら流れ、オリフィス の出口の近辺に押し出されているフィラメントに接触する。これにより、広がる 円すい形状のらせんに広がる、渦巻き状又は紡績の運動がフィラメントに対して 与えられる。環状室からの空気はまた、複数の２次空気流路をも通って一定の向 きの噴流として流れる。これらの噴流は、同心円で接線方向の複数の位置で渦巻 き状フィラメントに接触する。２次空気流路は、空気噴流が渦巻き状フィラメン トと同一の向きの成分を持ち、これによりフィラメントの速度を増加させ、フィ ラメントを更に引き伸ばして引き下げるように方向付けられている。

かくして、渦巻き状フィラメントは、はぼ円す０状に広がるらせんの形でオリフ ィスから基板へと受け渡される。フィラメントは、移動する基板（又はコレクタ ）上に重複する円形の環の形で定置される。

このように、本発明の方法では、押し出されるフィラメントを連続的な環状空気 流路からのらせん状の空気流と接触させて、フィラメントにに広がるらせん形の 流れ形状を与えた後、この渦巻き状フィラメントを基板１に定置する前に、加速 して更に引下げるべくこの渦巻き状フィラメントを複数の空気噴流と接触させる ことに特徴がある。この空気噴流によってまた、渦巻き状フィラメントの外側境 界も定められる。

本発明の方法及びノズル組立体によって２つの重要な成果が得られる。すなわち 、（ａ）フィラメントの速度及び引下げ速さが増加することと、（ｂ）第２の空 気噴流の境界効果により環の寸法上の安定性が得られることである。

図面の簡単な説明 １図は、本発明によって構築されるノズルを装備する装置の概念図である。

２図は、基板上に定置される熱可塑性プラスチック・ビードの定置形状を示す平 面図である。

３図は、本発明のノズル組立体のノズル挿入部の側面図である。

４図は、３図に示されているノズル挿入部の端断面図（３図の４−４の切断面） である。

５図は、４図に示されているノズルの部分の断両立面図で、空気流路の傾斜角度 の配置を示す。

６図は、本発明によって構築されるノズル組立体の空気キャップの側面立面図で ある。

７図は、６図に示されているノズル・キャップの端断面図である。

８図は、組み立てられたノズルを一部断面の形で示す断両立面図である。

９図は、装置中に組み立てられた８図のノズル組立体を示す断面図である。

１０図は、ノズル組立体から吐出される渦巻き状の溶融体を示す概念図である。

発■を実施するための望ましい・態 １図には、本発明によって構築されるノズル組立体１０が、ブロック１１上に取 り付けられた状態で示されている。ブロック１１は、押出し装置１２のようなポ リマ供給装置と、配管１３を経由して空気供給源とに結合されている。取付はブ ロック１１には、溶融ポリマと空気とをノズル組立体１０に供給するための適切 な流路が設けられている。この流路については、以下で更に詳細に述べる。（本 発明では他の気体を用いることもできるが、空気を用いることが好ましいので、 本記述中では空気を対象にする。） 手短に言うと、溶融ポリマ（すなわち、接着剤）は、ノズル組立体１０中の中央 オリフィスを通して押出さ娠単−のフィラメント１４を形成する。適切な流路を 通して吐出する空気は、フィラメントと接触し、フィラメントに環状に広がる、 １６として示しであるような運動を与える。この渦巻き状のフィラメントは、移 動する基板１７上に２図に示されているような環状形状で定置される。基板１７ 上に１回の周期中に定置されるこの環状のビードは、直前の周期で定置された環 から基板の移動の方向に僅かに変位する。したがって、全体の形状は、重複する ビードによって定められる、幅Ｘの直線状のリボン１８を形成する。基板上の接 着剤には数多くの用途が考えられる。２図においては、接着剤はおしめの後部と いったような、弾性ストリップ１９を固定するのに用いられる。

品質管理上、比較的高い精度に保たれる直線がビードによって定められ、ビード が均等に分布されることが重要である。この品質は、ノズル吐出と基板１７との 間で広がる円すい１６を制御することに大きく依存する。リボンの寸法Ｘは、管 理許容範囲内に収まっていなければならない。

本発明の重要な特徴は、内部の広がるポリマの円すい１６を保持する外周の空気 境界を与えることによって、融解物の流れ形状の不規則性と寸法Ｘの過度の変動 とを排することにある。

本発明のもう１つの重要な特徴は、リボンの形成の直線的な速さである。経済的 な作業のためには、１分当たり、ｓｏ、ｏｏｏ個乃至７００．０００個の渦巻き （すなわち、環）数、好ましくは１００，０００個乃至５０ｏ、ｏｏｏ個、最も 好ましいところでは１５０，０００個乃至３００．０００個の渦巻き数の割合で 、基板１７上にビードを定置することが望ましい。

８図で最も良く分かるように、ノズル組立体１０は２つの主要部分、すなわち、 ノズル挿入部２０と空気キャップ２１とから成る。ノズル挿入部２０については ３図、４図、及び５Ｉ！！！Ｉを、また、空気キャップ２工については６図、及 び７図を参照しながら叙述する。

Ｌノ二と１」（理 最初に３図及び４図を参照すると、ノズル挿入部２０は、中を貫通して軸方向に 伸びる中心流路２２を具える長い鋼鉄の部材である。挿入部２０の一端は２３の 部位にねじが切ってあり、他端は２４の部位で先細になっている。先細端２４に は、次第に先細になっている着地部２６と、ノズル挿入部２０の軸３０に対して 更に大きい先細角を為す先端部２７とが設けられている。

流路２２には、ねじ端２３から先細端２４へと伸長する大口径部２２ａと、先細 端２４を貫通して伸長する小口径部２２ｂとが含まれている。小口径流路２２ｂ は、２５の部位に出口を具え、ポリマのオリフィスとして働く。流路２２を通し て流れるポリマは出口２５の位置でフィラメントとして吐出される。

ノズル２０の中間部には、複数の空気流路２９を中に形成しているフランジ２８ が設けられている。ノズル２０上にはまた、ねじ端２３の基礎の位置に第２のフ ランジ３１も設けられていて、第１のフランジ２８から軸方向に隔置されている 。第２フランジ３１には、ねじ部２３に対向する形で半径方向に伸長する封止表 面３２が具えられている。フランジ３１の反対側は図に示されているように３３ の位置で先細になっており、フランジ２８と３２との間の３゛４の位置でのノズ ル挿入部２０直径は、フランジ２８と３１の何れのフランジの外側直径よりも実 質的に小さい。

先細端２４とフランジ２８との間の中間部の表面には、スパナ面３５を設けて取 付はブロック１１にノズル挿入部２０を捩じ込む際の助けとしても良い。

上で述べ、４図及び５図で最も良く分かるように、フランジ２８には、各流路２ ９の入口２９ａがフランジ表面２８ａ中に形成され、出口２９ｂがフランジ表面 ２８ｂを突き抜ける形で、フランジ２８を貫通する複数の空気流路２９が具えら れている。フランジ２８中に形成される空気流路の数は様々で良いが、フランジ ２８上で同心円上に等間隔に隔置される、６個から１２個の空気流路を設けるこ とが好ましい。空気流路２９は、ポリマ流路２２の軸３０に対して傾けられてい る（３図を参照のこと）。流路２９の軸と、流路２９の入口２９ａの中心を突き 抜ける軸３０に平行な線３０ａとで定められる角度Ａは、１０°乃至３０°の範 囲で、１５°乃至２５゜であることが好ましく、１８°乃至２２°であることが 最も好ましい。流路出口２９ｂは、流路２９から吐出される空気が軸方向の成分 と長手方向の成分とを持つことにより、以下で更に詳細に述べるように、流路２ ９からの空気噴流がノズルの３５の部位で渦巻くように、入口２９ａに対して配 置されている。出口２９ｂを、ノズルの軸から入口２９ａの半径方向の距離とほ ぼ等しい距離、若しくは、４図に示すように、入口２９ａの半径方向の距離より 半径方向に僅かに（すなわち、流路２９の直径の１７２乃至２倍程度）ずれた距 離に配置しても良い。

空気キャップ２１ ６図に示されているように、空気キャップ２１はノズル挿入部２０と協働するよ うに形作られており、端３６の部位に中空のシリンダ開口部を具え、端３７の部 位で部分的に閉じた形になっている。キャップ２１の内部には、シリンダ状の壁 ３８と円形の平坦な底部表面３９とが設けられている。端３６には、半径方向の 封止表面４２を定めるフランジ４１が設けられている。端３６はまた、４３の部 位で中ぐりされており、これにより環状肩４４の側で壁３８と相互に結合する。

環状の壁３８と底部３９とによって室４５が定められる。キャップの端３７はそ の中に、挿入着地部２６と同一の許容誤差（±５″）の傾斜を有する、中心の下 向き収斂着地面４７を形成している。円すい形状の着地面４７によって、挿入部 ２０−Ｆにキャップ２１が取付けられて、軸５０を有する中心の開口部４６が定 められ、着地部２６と４７とによって８図に示されている下向きに収斂する環状 の空気流路５１が定められる。紬３０と５０とは合致する。キャップ２１の端は 凹面の表面４８中で終わる。凹面表面４８の目的は、円すい形成過程に影響を与 える可能性のある、第１及び第２空気流路の出口で生じる空気流の乱れを中和す ることにある。

キャップの端３７にはまた、開口部４６の半径方向に外向きに環状に配列される 空気流路４９が中に形成されている。空気流路４９には、表面３９中に入口４９ ａ１凹面表面４８中に出口４９ｂが具えられている。６図及び７図で最も良く分 かるように、各空気流路４９の方向は、主要成分を中央の開口部４６の軸５０に 平行にし、微量成分を軸５０に対して半径方向に内向きにして、内向きに傾けら れている。流路４９は軸５０に対して僅かに曲げられて（すなわち、不整列）い て、そこから吐出される空気噴流が軸５０上に集中せずに、軸５０の片側から数 度の角度内に向くようになっている。この曲り角Ｂは、７図では、軸５０及び流 路出口４９ｈの中心を通る垂直面と、流路４９の軸を通る垂直面とによって決定 される角度として示されている。曲り角Ｂは、ノズル挿入部２０及びキャップ２ １の寸法と動作条件とを含む幾つかの要因によって、比較的広範囲に変わっても 良い。

この曲り角は、５°乃至２０°であることが好ましいが、７°乃至１５°が最も 好ましい。

流路４９はまた、表面３９から表面４８へと内向きに収斂している。各流路４９ の軸と、出口４９ｂの中心を通る垂直線（軸５０に平行な）とによって、角度Ｃ が決定される。角度Ｃは、１５°乃至２５°の範囲で、１００乃至２０°である ことが好ましいが、１２°乃至１８０が最も好ましい。

下向きに収斂する着地面４７は、１０″乃至２０°の範囲、好ましくは１２°乃 至１８°の角度をその内面によって決定する、内面円すい台として形付けられて いる。

角度Ｃは、着地面４７によって定められる収斂角度の５０以内であることが好ま しい。

ノズル組立体 ８図に示されているように、ノズル挿入部２０は、先端部２７を凹面表面４８の 一部より僅かに下側に突き出して、空気キャップ２１に嵌合する。フランジ表面 ２８ｂの周縁部によって、キャップの肩４４が係合され、先細端２４のキャップ の端３７に対する正常な位置が維持される。この位置において、ノズル挿入部２ ０の先細端２４の着地部２６は、空気キャップ２１の着地面４７から半径方向に 内向きに隔てられている。この間隙によって、空気に対する環状の収斂空気流路 ５１が決定され、これが第１の空気流路として働く。組み立てられた状態では、 空気キャップの壁３８とノズル挿入部２０の部位２６及び３５との間の環状の室 ５２は、環状流路５１及び空気流路４９と流通状態になる。環状流路５１は、１ ０°乃至６０６の範囲、好ましくは２０°乃至４０°の範囲、最も好ましいとこ ろでは２４°乃至３０°の範囲で収斂する。

ノズル挿入部２０を受け入れるために、取付はブロック１１には中ぐり部５３と もみ下げ部５４とが設けられている。中ぐり部５３の底部５６には、内側にノズ ル挿入部２０のねじ端２３を受け入れるためのねじが５７の部位に切っである。

中ぐり部５３ともみ下げ部５４を相互結合する半径方向の表面５８は、フランジ ３１の封止表面３２を係合するような寸法になっている。もみ下げ部５４の口に は、５９の部位にねじが切ってあり、僅かに広がっている。半径方向の肩６０に よって、もみ下げ部５４とねじＮ５９とが相互結合される。

ブロック１１中にはポリマ流路６１が形成されていて、これにより、融解ポリマ 又は接着剤が押出し装置１１２からノズル流路２２へと導かれる。ブロック】１ 中には空気流路６２が形成されていて、これにより、空気供給源に接続された配 管からノズル組立体へと空気が導かれる。

ねじ付き保持ナツト６３は、キャップ２１の周囲に嵌合され、空気キャップ２１ のフランジ表面４２を係合するために用いられる端の部分を有する。

ノズル組立体は、フランジ表面３２によって表面５８が封止するように係合され るまで、最初に挿入部２ｏをねじ５７に捩じ込むことによって、ブロック１１に 取り付けられる。もみ下げ部壁５４とノズル挿入部２ｏとによって、環状室６４ が定められる。ここでキャップ２１が、フランジ４１がＮ６０に係合するまで、 ねじ部５９に挿入される。ここでナツト６３は、８０−１００　４ｎ　／　Ｉ　 ｂ　ｓ　（約９２．３−１１５．３ｋｇ−ｃｍ）のトルク値で締め付けられる（ この締付は力はかなり厳格である）。もみ下げ部５４のねじ部５９に捩じ込まれ るナツト６３によって、フランジ４１の上部縁が肩６ｏに押し付けられて係合し 、肩６ｏとの液体封止状態が確実になる。フランジ表面２８ｂが肩４４に係合す ることによって、室５２と６４との間の液体封止状態が確実になる。

ブロック】１には一般に加熱装置が設りられていて、これにより、ポリマ、空気 が所望の温度に保たれる。

室５２に空気を導入するためには上記の構造が望ましいが、空気を渦巻かせるか 、若しくは回転させる他の装置をこの室中に設けることも可能である。例えば、 空気が室中で渦巻き、環状開口部５１を通して渦巻くように、空気を室５２に接 線方向に導入することもできる。内部バッフルを用いて室５２中の空気に渦巻き 運動を生じさせても良い。

フィラメント形成材料 本発明で使用可能なポリマには、メルトブローイング（ｍｅｌｔｂ！ｏｗｉｎｇ ）　、スパンボンド（ｓｐｕｎｂｏｎｄ）、メルトスピニング（■ｅｌｔ　ｓｐ ｉｎｎｉｎｇ）　、及び接着剤用途に使用されるポリマが含まれる。

ポリマは、接着性の熱可塑性プラスチックとスパンボンド及びメルトスピニング 用の熱可塑性プラスチックであることが望ましい。この接着剤として使用可能な ポリマには、ＥＶＡ　（すなわち、２０乃至４０重量％のＶＡ）のような熱融解 接着剤が含まれる。本発明で使用可能な従来の熱融解接着剤にはまた、アメリカ 合衆国特許第４゜４９７．９４１号、アメリカ合衆国特許第４．３２５゜８５３ 号、アメリカ合衆国特許第４，６５０．８２９号。

及びアメリカ合衆国特許第４．３１５．８４２号で開示されている熱融解接着剤 が含まれる。これらの特許で開示されている内容は、本出願において参照されて いる。

被覆用途に使用されるポリマは、全般的に、スパンボンド又はメルトスピニング に使用されるポリマと同一のもので良い。

スパンボンド及びメルトスピニングに使用可能なポリマには、ポリオレフィン（ ｐｏｌｙｏｌｅｆｉｎ）　（すなわち、エチレン及びプロピレンの単重合体及び 共重合体）、ポリエステル、及びナイロンが含まれる。その他のフィラメント材 料には、ポリアミド、セルローズ・アセテート、ＰＶＡ、ポリ（メチルメタクリ レート）、スチレン共重合体、及び同類が含まれる。可塑剤、溶解剤、及びその 他の添加剤をこれらのポリマ中に用いることもできる。

星１ ブロック１１上にノズル組立体１０を取り付けて、融解ポリマを、押出し装置１ ２から流路６１を通し、流路２２と小口径部２２ｂを通して先端部２７にあるア ペックス（出口２５）において連続するフィラメントとして吐出させながら流す ことによって、運転を実行することができる。空気源からの空気は、配管１３を 通って、流路６２を通って室６４へ、第１流路２９を通って室５２へと流れ、環 状流路５１及び第２空気流路４９を通って吐出される。

１０図に示されているように、傾いた第１流路２９を通って流れる空気は、室５ ２内で渦巻き運動（６７として示されている）を起こし、これにより流路５１を 通って流れる空気もまた渦巻き形状にする。流路５１を通って流れる空気は加速 され、出口から出てくると、らせん状の渦（円すい）を生じ、これにより、フィ ラメント１６に旋回運動を与えて流体抵抗によって融解物が引き下げられる。フ ィラメントは、１図及び２図に示されて０るように、基板１７上に定置される。

同時に、第２空気流路４９を通過する空気は、１０図において概略的に６８とし て示されているように、ポリマ融解物の広がる円すい形の流れ形状１６と同じ方 向に第２のらせん状流れ形状を形成する。第２の空気噴流によって、融解物の周 囲境界が形成され、第１の円すい１６中のフィラメントが加速され、更に引き下 げられる。第２の空気噴流によって、単一のフィラメントが、初期速度の約３倍 、望ましくは５倍乃至１５倍、最も望ましくは８倍乃至１２倍まで加速される。

流路４９は、らせん運動の方向に傾けられ、オリフィス出口２５と基板１７又は コレクタとの間の距離の１／１０乃至１１５の間のポリマの広がる円すい上に収 斂していなければならない。

第２の空気噴流によってまた、フィラメント渦巻き１６の周りの空気の渦巻き境 界層が作り出され、これによってフィラメントの外向きの広がりが制限されるこ とにより、リボン１８を定める基板１７上に定置される環の寸法上の安定性が得 られる。

環状流路５１と流路４９の合計との流れ区域の比率は、室５２中の空気圧と共に 、環状流路５１の間隔と流路４９の直径とに依存する。環状流路５１の間隔が０ ．００４から０．０１６インチ（約０．１０から０．４１ｍｍ）である典型的な 装置では、流路４９の合計に対する環状流路５１の流れ区域比率は、０．２：１ 乃至２：１、好ましくは０．５：１乃至１．５：１、最も好ましいところでは０ ．９１８：１にすべきである。

本発明はあらゆるポリマ紡績系に使用できるが、熱融解接着剤の用途に用いるこ とが好ましい。熱融解接着剤のポリマ紡績での使用のためには、ノズルの好まし い寸法は、以下のとおりである。

一般的な　最も　最良の 好ましい　好ましい 寸法　、００５−．０８０　．０１０−．０４０　．０２５−．０３５　０．０ ８０ｃ、　１２７−２．０３２）　ｃ、　２５４−１．０１６）　（、６３５− 、８８９）　（２，０３２第１ 空気流路 番号　３−１５　４−１２　４−８　６寸法　、０１０−．０７０　．０２（１ −，０６０，０３０−，０５００，０４ｃ、　２５４−１．７７８）　（、５０ ８−１，５２４）　（、７６２−１，２７０）　（１，０１６角度Ａじ）１０− ３０　１５−２５　１８−２２　２０半径方向間隔 （出口の 中心線）２５０〜．７５０　．３５０−．５５０　．４００−．５００　０．４ ５（６，３５−１９，０５）　（８，８９−１３，９７）（１０，１６−１２， ７０）（１１，４３） 第２空気流路 番号　４−２４　８−１６　１０−１４　１２寸法 （直径）、００５−．０５０　．０１０−．０３０　．０１５−．０２５　０． ０２０（、１２７１，２７０）（、２５４−、７６２）　（、３８］−１６３５ ）　（，５０８）角度Ｃ（”）　５−４５　７−１５　９−１２　１０角度Ｂ　 （’　）　５−２５　７−２０　１０−１６　１５半径方向間隔 （出口の 中心線）　、１００−．４００　．２００−．３００　．２４０−．２６０　０ ．２５０（２゜５４−１０．１６）（５，０８−７，６２）　（６，１０−６， ６０）（６，３５）環状開口部 （間隔）、００２−．０２０　．０１０−．０１６　．０１２−．０１４　０． ０１３（，０５１−，５０８）　（，２５４−，４０６）（，３０５，３５６） 　（０，３３０）角度 （キャップ軸に 対する）５−３０　１０−２０　１２−１７　１５半径方向の距離 （出口）　、０４０−．１１０　．０５０−．１００　．０７０−．０９０　０ ．０８（１，０１−２，７９）　（１，２７−２，５４）　（］、、　］７８− ２２９）　（２，０３）（＊上記において、上段の数値はインチ、下段の数値は ｍｍである。） 流路２９の流れ区域の合計は２乃至８、すなわち流路４９の流れ区域の４乃至６ 倍であることが好ましい。

もしこのノズルを他のポリマに使用するとすれば、ポリマの形式、動作温度及び 圧力、及び目的とする用途を含む幾つかの因子に基づいて寸法が変わり得ること は、当業者には分かるであろう。気体は加熱空気で、実質的な硬化の前にこの加 熱気体をフィラメントと接触させてフィラメントを更に引き下げる（引き伸ばす ）ことが好−Ｆ述の最良の形態の寸法を具える熱融解接着剤適用機器を構築した 。

熱融解接着剤は、市販の接着剤［フィンドレイ（Ｆｉｎｄｌｅｙ）社のＨ−２０ ９６１で、動作条件は以下のとおり圧力　８０　ｐｓｉ（約２３３．８ｋｇ／ｃ ＋ｎ　２）温度　３４０°Ｆ（約１７１　’　ｃ）流れ率 空気 圧力　１０．５　ｐｓｉ（約３０．７ｋｇ／Ｃｍ　２）温度　３８０°Ｆ（約１ ７１　１９３°Ｃ）接着剤ビードは、プラスチック裏打ち（基板）上に、直線１ インチ当たり２０個（２５，４ｍｍ当たり２０個）の渦、１分当たり１．０００ ，０００個の渦の割合で配置され、５／８インチ（１５，９ｍｍ）幅（環の直径 分）のリボンが作り出され、ビードの直径は、１５０μｍであった。この他の実 験では、付着速度は、１分当たり５ｏｏｏ、ｏｏｏ個の渦の割合であった。

以上を総括すると、本発明は、工程の観点から、（ａ）熱可塑性プラスチック融 解物、好ましくは熱融解接着剤をオリフィスを通して押し出し、（ｂ）押し出さ れた融解物を、収斂する環状空気流路を通って単一のフィラメントと接触すべく １方向に渦巻く空気に接触させて、広がる円すい状の形状の回転を単一のフィラ メントに与え、（Ｃ）環状空気流路を取り巻く複数の傾斜空気流路から空気を吐 出させて、渦巻状のポリマ融解物の周りに第２の空気境界と、第２空気境界中で 同一の方向に渦巻く、第１環状空気流路から吐出される空気よりも実質的に早い 速度の空気とを形成し、ポリマのビードを運動する円形の形状で基板上に定置す ることから成る。

！ヱ 粘着剤及び二ｔｏａｏ勢」１コ１ｊ辷ゴニ之−乙２−二−２２１渦巻き状に形成 ・定置するための　法と装置熱可塑性プラスチック融解物の渦巻きを基板（こ対 して状を与える。該渦巻状フィラメントｉよ、環状のビードとして基板又はコレ クタ上（こ定置される。

国際調査報告

Claims (23)

【特許請求の範囲】
1. １．熱可塑性プラスチック融解物を供給する装置中で用いるためのノズル組立体 であって、 （ａ）突端部分と、該突端部分を貫通して伸長し、ポリマを導くべく適合するポ リマ融解物流路とを具えるノズル部材であって、該ポリマ融解物流路に、該突端 部分を貫通して伸長する、フィラメントを中から吐出するオリフィスを含むノズ ル部材と、 （ｂ）該ノズル部材上に取り付けられ、該ノズル部材と共に環状の室を定めるキ ャップ部材であって、（ｉ）中央開口部と、 （ｉｉ）該中央開口部の周りに同心円状に隔置される複数の気体流路であって、 相互に実質的に平行で該開口部の軸に対して傾斜している気体流路 とを形成した端部を中に具え、該突端部分が中央開口部を貫通して伸長し、該突 端部分と共に収斂環状気体流路を定める、キャップ部材と、 （ｃ）該環状室に気体を導入するための装置であって、該環状室中で気体を渦巻 かせ、（ｉ）該収斂環状気体流路と、（ｉｉ）該気体流路とを貫通して吐出させ ることによって、該収斂環状気体流路からの渦巻く気体が最初に、該複数の気体 流路から吐出される気体がその後に、該オリフィスから吐出されるフィラメント と接触して、該フィラメントに渦巻運動を与え、該複数の気体流路の傾斜が該渦 巻フィラメントと接触して速度を増加させるようになっている、気体導入装置 とから成る、ノズル組立体。
2. ２．前記オリフィスが０．００５乃至０．０８０ｍｍの直径を有する、請求項１ 記載のノズル組立体。
3. ３．前記環状流路が、１０乃至６０°の傾斜角で収斂し、０．００２乃至０．０ ２０インチ（約０．０５０乃至２．０３ｍｍ）の環状の間隔を有する、請求項１ 記載のノズル組立体。
4. ４．前記気体流路が相互に平行で、０．００５乃至０．０５０インチ（約０．１ ２７乃至１．２７ｍｍ）の直径を有する、請求項３記載のノズル組立体。
5. ５．前記環状流路の流れ区域と前記気体流路の流れ区域との比率が０．２：１乃 至２：１の範囲である、請求項４記載のノズル組立体。
6. ６．請求項１記載のノズル組立体であって、前記キャップ部材が中に形成される ４個乃至２４個の気体流路を具え、各流路が、ノズルの軸に対して主要な方向成 分が半径方向に内向きのノズル・オリフィスの軸方向に向く主要方向成分を有し 、該半径方向に内向きの成分が該ノズル軸の半径方向に対して傾けられているこ とにより、前記複数の空気流路からの気体の吐出を渦巻フィラメントの軸からそ らさせる、ノズル組立体。
7. ７．請求項６記載のノズル組立体であって、前記複数の空気流路が、該流路の各 々の軸を通過する垂直面と、該流路の融解物を通過する垂直線とによって定めら れる角度で、５°乃至４５°の角度に傾けられている、ノズル組立体。
8. ８．前記傾き角が５°乃至２５°である、請求項６記載のノズル組立体。
9. ９．請求項１記載のノズル組立体であって、前記環状室に気体を導入するための 前記装置が、（ａ）前記ノズル挿入部の中間部の周りで同心円状に伸長する入口 室と、 （ｂ）該入口室を前記環状室から隔離するフランジと、（ｃ）該フランジ中に該 ノズル挿入部の周りで同心円状に形成される、該入口室と該環状室とを相互結合 する複数の気体流路であって、実質的に平行で傾いていて中から吐出される気体 を該環状室中で渦巻かせる、気体流路 とから成る、ノズル組立体。
10. １０．前記フランジ気体流路の流れ区域の合計と、前記キャップ部材中に形成さ れる気体流路の合計との比率が４：１乃至６：１である、請求項９記載のノズル 組立体。
11. １１．前記フランジ気体流路が、前記ノズル軸の方向の主要成分と、該ノズル軸 に対してほぼ接線方向の微量成分とを有する、請求項９記載のノズル組立体。
12. １２．フィラメント形成材料を発生するためのノズル組立体であって、 （ａ）吐出端の地点にオリフィスを有する中央流路を中に形成しているノズル部 材と、 （ｂ）該ノズル部材の周りを取り巻き、（ｉ）該オリフィス吐出端の周りの環状 の収斂空気流路の形の出口と、（ｉｉ）の周りで同心円状に隔置されている複数 の空気穴とを具える環状の空気室と、 （ｃ）中央流路を通して繊維形成液を流し、該オリフィスから該繊維形成液をフ ィラメントとして吐出してフィラメントを形成するための装置と、 （ｄ）該空気室に空気を流すための装置と、（ｅ）該空気室から該環状流路を通 して渦巻き運動で空気を流して、該オリフィスから吐出される該繊維形成液に接 触させて渦巻き運動を起こさせるための装置であって、該空気穴から噴出される 空気を該渦巻フィラメントと接触させて該渦巻フィラメントの速度を該渦巻方向 に増加させるべく、該空気穴が傾けられ、方向付けられている装置と、 （ｆ）該渦巻フィラメントを基板又はコレクタに定置するための装置 とから成る、ノズル組立体。
13. １３．熱可塑性プラスチック融解物を実質的にオリフィスを通して軸方向に押し 出してフィラメントを形成する、熱可塑性プラスチック材料のフィラメントを作 り出す方法において、該オリフィスを取り巻く流路に対して環状の気体からの渦 巻状の収斂気体を該フィラメントと接触させて該フィラメントに広がる円すい形 状の渦巻状の連動を起こさせ、その後、該フィラメントに該渦巻状の気体の最初 の接触の軸方向に隔たる下向きの流れ状態で複数の気体流を接触させ、該噴流を 該押出し軸の周りに均等に隔て、円すい形状で運動する該フィラメントの速度を 増加させるべく方向付けることにより、該フィラメントを引き下げる方法。
14. １４．前記渦巻状気体及び気体噴流によって、前記フィラメントに１分当たり５ ０，０００個乃至７０，０００個の渦巻状噴流を生じさせる、請求項１３記載の 方法。
15. １５．前記熱可塑性プラスチックがポリオレフィンの単独重合体及び共重合体か ら選択される、請求項１４記載の方法。
16. １６．前記フィラメントの最終的な引下げ直径が０．５乃至８００μｍである、 請求項１４記載の方法。
17. １７．基板に対して接着剤を塗布する方法であって、（ａ）オリフィスを通して 接着剤を押し出してフィラメントを形成し、 （ｂ）該押し出されたフィラメントを該フィラメントの周りで収斂的に渦巻く連 続的な環状の気体と接触させて、広がる円すい形状の渦巻状の運動を該フィラメ ントに対して与え、 （ｃ）その後、該円すい形状のフィラメントを複数の気体流と接触させて、該円 すい形状のフィラメントの速度を増加させ、該フィラメントを更に引き下げ、（ ｄ）移動する基板上に該フィラメントを円形に定置し各環が各自直線的に変位し て直線状のリボンを定めるようにする ことから成る方法。
18. １８．前記接着剤が熱融解型接着剤であり、前記引き下げられるフィラメントは 、直径が平均で１乃至５００μｍで、１分当たり５０，０００個乃至７０，００ ０個の環の割合で前記基板上に定置される、請求項１７記載の方法。
19. １９．ポリマの気体に対する比率がポリマ１ｇ当たり気体１００乃至５，０００ ｍｌである、請求項１８記載の方法。
20. ２０．前記オリフィスの直径が０．００５乃至０．０８０インチ（約０．１２７ 乃至２．０３ｍｍ）である、請求項１９記載の方法。
21. ２１．前記オリフィスの直径が０．５乃至１ｍｍであり、前記引き下げられるフ ィラメントは、直径が３０乃至１００μｍで、１分当たり１００，０００個乃至 ５００，０００個の環の速さで前記基板上に定置される、請求項２０記載の方法 。
22. ２２．熱可塑性プラスチックのフィラメントを環状の形状で押し出す装置であっ て、 （ａ）中を貫通して伸長し先細形状端中に終わる中央流路を具え、該先細形状端 の地点にオリフィスを具えるノズル挿入部材と、 （ｂ）融解した熱可塑性プラスチックのポリマを該流路に対して供給し、フィラ メントを該オリフィスから押し出すための装置と、 （ｃ）該挿入部材の中間部を取り巻く第１の環状の室と、 （ｄ）該挿入部材の周りのキャップ部材であって、該挿入部材と共に、 （ｉ）第２の環状の室と、 （ｉｉ）該オリフィスを取り巻く環状の収斂開口部と、（ｉｉｉ）該環状流路の 周りに同心円状に隔置された複数の気体流路 とを定める、キャップ部材と、 （ｅ）該第１室に対して気体を供給するための装置と、（ｆ）該第１室からの気 体を該第２室に渦巻流れ形状で供給することにより、気体が、該環状流路を通し て渦巻方向に流れ、該熱可塑性プラスチック・フィラメントと接触して該フィラ メントに渦巻状の円すい形状を与えるための装置であって、渦巻状の該熱可塑性 プラスチック・フィラメントと接触して該フィラメントの速度を広がる円すい形 状に増加させ、更に該フィラメントを引き下げるべく該複数の気体流路が方向付 けられている装置と、 （ｇ）実質的に環状形状の該フィラメントを受け取るためのコレクタ装置であっ て、該オリフィスの軸方向を横切って移動可能であり、該フィラメントを一連の 重畳する環として集合させてリボンを上に形成させるコレクタ装置 とから成る、熱可塑性プラスチック・フィラメント押出し装置。
23. ２３．前記熱可塑性プラスチックが接着剤であり、前記コレクタ装置が基板であ る、請求項２２記載の装置。