JPH06510574A - 定量溶融吹出し装置 - 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】 定量溶融吹出し装置 背景技術 本発明は、溶融吹出し装置及び方法に関する。１局面において、複数の横方向に 併設されるポリマーフィラメント溶融吹出しユニットを有する溶融吹出しダイて あって、それぞれの溶融吹出しユニットが、該ユニット内を流れる溶融ポリマー の流れを一定量に制御する手段に関する。

溶融吹出しは、複数のオリフィスを介して溶融ポリマーを押し出すいっぽう該押 出したポリマーフィラメントを温風に接触させて下方に引き下げて薄くしてマイ クロサイズのファイバ状にすることによって不織ウェブを形成する方法である。

ファイバは、回転スクリーンあるいは回転面といったコレクタ（収集装置！ｌＮ り上にファイバ状ウェブとしてからめとられる。極端な引落しによって生じたウ ェブのファイバは、ウェブに特有の性質を与える。この特質を有するウェブは、 フィルタ、オイル拭取り材、バッテリ分離材、オイル吸着剤、ダイアバ（（ｄｉ ａｐｅｒｌ、ひし形地紋の布）内部のウェブ層、及びその他の吸着製品等といっ た製品に特に適する。

溶融吹出しダイは、上記多々工業製品におけるウェブの品質（坪量及び厚みの均 一性に関するもの）を維持するため注意を払って設計及び加工されなければなら ない。はぼ均一な性質を有するウェブ製品を供給するために、ポリマーの単位時 間当りの処理量、空気流量、コレクタの引取り速度等といった、製造法における 変数を注意深く制御しなければならない。幅広のウェブの場合、ダイの長さ全体 にわたってポリマーと空気を均一に流動させることは困難であり、よって問題か 生しる。ダイ内に溶融ポリマーを均一に流動させるために通常、アメリカ合衆国 第４．８１８．４６３号特許に記載されているようなバランスフローチャンネル （ときには、コートハンガーダイとか、フローチャンネルという。）を用いてい る。

このチャンネルは、オリフィスにポリマーを均一に配送するために注意深く加工 されている。エア流が均一にダイを横切るようにするため、アメリカ合衆国第４ 、８＋８．４６３号特許に開示されるように、ダイアセンブリにおいて、時折、 フローチャンネル内に迂回路を設け、かつ、エアをエア取入口を横切ってダイに 均等に配送する手段を設けている。

上記アメリカ合衆国第４．８１８．４６３号特許に開示されたダイ、その他市販 の溶融吹出しダイは、一般的に１つのポリマー取入口を有し、この取入口を介し て溶融ポリマーはコートハンガーチャンネルに流入する。小さなダイの場合、上 述のコートハンガーバランスタイプのダイは、特に均一となるように制御された エア流とともに用いられるときは、満足のいくものである。しかしながら、中位 から長いダイの場合は、１つのポリマー取入口からオリフィスまでのポリマー流 路は、特に、ダ・イの外側端部において長い。このことは、オリフィスを流れる 溶融ポリマーに変化を与え、ウェブ特性、特にウェブの坪量及び厚みの均一性に 悪影響を与える。

発明の概要 本発明の方法及び装置は、２つの別個の、しかし相互関係を有する、新規な次の 特徴を備える。（＋）別個のポンプ及び制御装置を備えるセグメント化された構 造のダイアセンブリ及び制御装置により、短いダイ長さのユニットにおける溶融 吹出り作動を行なって、装置方向に延伸して隣り合う複数のストリップ（帯体） からなる一体ウェブを製造すること、及び（２）好ましい実施例において、上記 セグメント化された構造において、また、センサによるウェブストリップの監視 を行い、この監視結果をフィードバック制御して各溶融吹出しユニットの作動を 調整腰制御された均一な性ｖｔ（例えば、厚み又は坪量）を有するウェブを製造 する。

上述した最初の実施例においては、装置のダイアセンブリは、複数の平行な流路 を有し、溶融吹出しは別個の隣り合う溶融吹出しユニットから行われる。ダイの 全長に対してたた１つのエア装置が設けられており、ポリマーの押出は、直線上 のす＋１フイスグループを何するそれぞれの溶融吹出しユニットからなされる。

各オリフィスグループへのポリマーの供給は当該グループの正比例排出量ポンプ によって行われる。このように、ダイ装置は、１つの均一な溶融吹出しウェブを ｆｆ１ｌｉｔする複数の隣り合う溶融吹出しユニットとして機能する。各溶融吹 出しユニ・トは、一体ウェブにおける１つの細長いストリップを形成する。

上述の第２の好ましい実施例において、各ウェブストリップの物理特性（例えば 、坪量又は厚み）を監視するためにプルーブが備えられる。プルーブはモータへ 信号をフィードバックし、モータは各溶融吹出しユニット用ポンプを駆動して各 ストリップの制御特性を実質的に一定に維持する。

本発明のセグメント化されたダイは、ウェブの幅にわたり坪量及び厚みが非常に 均一な大きなウェブを製造できることが示された。しかしながら、本発明の新規 な特徴は、坪量及び厚みがウェブの幅の方向に所定に変化するウェブを製造可能 なことである。これは、隣り合う溶融吹出しユニットに異なる速度で給送させる 二とで可能である。上述した第２の実施例のフィードバラツク制御は、このモー トにおいても同じ様に作動する。

本発明のダイ装置において、好ましくは、それぞれのユニットにバルブアセンブ リを設け、それにより該ユニットのオリフィスグループへの流れを妨げることと する。

図面の簡単な説明 図１は、本発明の溶融吹出し装置の側面図。

図２は、図１の装置の平面図。

図３は、図２における３−３線断面図であって、装置の１部を示す拡大断面図。

図４は、図３における４−４線断面図であって、図３に示すギヤポンプの断面図 。

図５は、装置のダイチップアセンブリ及びバルブアクチュエータの断面図。

図６は、図３における６−６線断面図であって、ダイアセンブリの断面図。

図７は、図１における７−７矢視図であって、ダイアセンブリの略正面図。

図８は、装置のフィードバック制御を概念的に示す略説明図。

図９は、溶融吹出し装置のポンプアセンブリの別の実施例を示す図。

好ましい実施例の説明 図１を参照するに、本発明の溶融吹出し装置１０は複数の溶融吹出しユニットを 何する。溶融吹出しユニットは、それぞれダイアセンブリ１１、ポンプアセンブ リ１２、ポンプマニホルド１３、駆動軸１４、電動機（モータ）１６、モータコ ントローラ１７、及びセンサアセンブリ１８を有する。なお、駆動軸１４に電磁 クラッチ１５及びカップリング２６を設けることとしても良い。経路２０（これ らの経路のそれぞれにヒータ２１を組み込むこととしても良い）はダイアセンブ リ１１の反対側に配設されており、一方回転コレクタ１９が溶融吹出しされたフ ァイバを受け取るためダイアセンブリ１１の下方に設けられている。

図２．６．７．８、及び９においては、装置のそれぞれのユニットの上述のそれ ぞれのパーツに関し同一の参照番号を用い、その番号に更にそれぞれ異なる文字 を付している。例えば、ポンプ１２Ａは駆動軸１４Ａを介してモータ１６Ａによ り駆動される。ポンプ１２Ａは、溶融ポリマーをダイアセンブリ１１の部分１１ Ａに送る（この詳細は以下に述べる）。

本発明を４つのユニットの場合について説明するが、ユニットの数は２がら１０ ０とすることができ、好ましくは４から８０．最良は４がら５ｏである。

図１．３．４及び５において装置の溶融ユニットあるいは溶融ユニットの構成部 の１つのみを説明し、その説明においては参照番号に文字（即ちＡ−Ｄ）を付さ ない。従って、特に言及しない限り、それぞれの溶融ユニットは図１．３．４及 び５で説明する構成部に対応する構成部を有するものと解釈される。

図１及び２を参照し、簡単に説明すれば、本発明の溶融吹出し装置は次のように 作動する。溶融ポリマーは所定の装置によって経路２３を介してマニホールド２ ２内へ配送される。マニホールド２２は複数の通路を有しく詳細については以下 において説明する）、これらの通路により溶融ポリマーは各ポンプアセンブリ１ ２Ａ−１２Ｄへ、そこから更に各ダイアセンブリＩＩＡ−１１Ｄへと導かれ、そ して、ダイアセンブリＩＩＡ−１，１Ｄにおいて複数の隣り合うフィラメント２ ４として押出される。エアコンジット２ｏを介して供給され合流するように流れ る２つの温風が押出されたフィラメント２４と接触するので、フィラメントは非 常に小さいサイズのフィラメント即ちファイバーに引き伸ばされる。これらのフ ィラメント即ちファイバーは収集面１９に不織ウェブ２５を形成するように集め られる。（本明細書において「フィラメント」及び「ファイバー」の用語は同義 に用いられる。）ウェブは、みかけ上、一体であるが、それぞれのユニット１１ Ａ−１１Ｄによって成形されるストリップ（帯）２５Ａ−２５Ｄから構成されて いる。

隣り合うストリップ２５Ａ−２５Ｄはスキャナ１８によって監視される。スキャ ナ即ちモニター１８は厚み及び坪量といったそれぞれのストリップの物理的特性 を測定する。モニター１８は各コントローラ１７Ａ−１７Ｄに信号を送り、順次 、コントローラ１７Ａ−１７Ｄはそれぞれ変速電動機１６Ａ−１６Ｄの運転を制 御してポリマーの排出を増減し、各ストリップ及びウェブ２５全体を決められた 物理的特性となるように均質に維持する。

本発明の装置１０について次の主要構成部、即ち、ダイアセンブリ、ポンプ及び マニホールドアセンブリ、駆動軸及びモータ、並びにコントローラと関連して詳 細に説明する。

ダイアセンブリ 図５において最も容易に理解されるように、ダイアセンブリ１１は、細長いダイ 本体２７と、ダイ本体２７の底部に連結されたダイチップアセンブリ２８と、複 数のバルブアセンブリ２９とを含んでなる。各ダイアセンブリユニット１１八− １１Ｄについては以下に説明する。ダイ本体及びダイチップ構成部は、装置の部 分であって高い溶融吹出し温度にさらされる他の部分と同様に、鋼または鋼合金 を機械加工することによって成形することができる。

ダイ本体２７内には各ユニット用の交差するポリマー流路３０．３１が形成され ている。流路３０は、ポンプマニホールド１３（これについては以下に説明する ）内のポリマー流路と１直線上に設けられている。一方、流路３１はグイ本体２ ７内をダイ本体２７の下部に至るまで垂直方向に延伸しダイ本体２７の排出流路 としての役目を行う。インサート３２は、排出流路３１を取り囲むように切欠き ３６内に設けられている。インサート３２の露出外端は、切欠き３６の底部から 離間し、かつ、ダイアセンブリ２８のシール面に当接する環状のシール面３７を 形成する。インサート３２はその内部に、環状弁座３４と円筒面３５とに囲まれ るポート３３を形成する。マニホールド及びダイ本体２７は、そこを流れるポリ マーを熱して所望の温度に維持する電気ヒータ（図示省略）を備えることとして も良い。

ダイチップアセンブリ２８は次の３つの部分からなる。（１）搬送プレート３８ 、（２）ダイチップ３９、及び（３）エアプレート４１．４２゜搬送プレート３ ８はダイチップ３９の下部にボルト止めとすることができ、この組立て体はボル ト４３によってダイ本体２７にボルト止めされている。

搬送プレート３８は、ダイ本体２７のほぼ全長にわたって延伸しく図７参照）、 かつ、内部に各溶融吹出しユニットＩＩＡ−１１Ｄに対するポリマー流路４４を 形成している。流路４４は搬送プレート３８の下部内に形成された半円状の溝に 連通している。その半円状の溝は、ダイチップ３９の下部内に形成された同様な 溝をもって細長いｆｉ４６を形成する。

グイチップ３６は、その内部に３角形断面の鼻４７を形成し、鼻４７は両サイド の細長いフランジ４８．４９と一体になっている。鼻４７はその端部が頂部５０ において終わっており、頂点５ｏを通して複数のオリフィス５１（図７の５１Ａ −５１Ｄも参照）が穿設されている。チャンネル５３によってチャンバ４６とオ リフィス５１は連結されている。オリフィス５１は頂部５ｏに沿って直線をなす ように並んでいる。オリフィス５１は、図７に示すように頂部５ｏの長さ方向に おいて等しく離間することが好ましい。そうすれば、一体的な１つのウェブ２５ がコレクタ１９上に形成されることになる。

搬送プレート３８と該プレートにボルト付けされたグイチップ３９とのアセンブ リは、フランジ４８．４９及び搬送プレート３８を貫通するボルト４３によって ダイ本体２７の下部に取り付けられる。環状シール面３７は搬送プレート３８の 面と当接しオーリングを用いることにより流体シールを形成する。

エフプレート４１．４２は、ダイ本体２７に付設したサイドプレート５４．５５ 上に設けられる。エアプレート４１．４２にブロック５６．５７を設けてエアプ レートのセットパック及びエアギャップの調節を行うことができる。スクリュ５ ８．５９を調整することにより前記セットパック調節を行うことができ、スクリ ュ６０．６１を調整することにより前記エアギャップ調節を行うことができる。

谷エアプレート４１．４２はテーパーを有して、その内面は、３角形の鼻の側面 とともに、１つに合流する二股の流路６２．６３を形成する。これらの対向する 面と面との間隔をエアギャップと呼ぶ。それぞれのエア流路６２．６３の上流の エア流路６４．６５は、図５に示すように、ダイチップ３９と、搬送プレート３ ８と、ブロック５６．５７と、ダイ本体２７と、サイドプレート５４．５５とに よって形成される。図６に示すように、エアの経路２０はそれぞれのエアプレー ト５４．５５の中間部に接続されている。

ポリマーは各ダイアセンブリユニットを流れる際に、最初にダイ本体２７の流路 ３０．３１を介してインサート３２、搬送プレートの流路４４、チャンバ４６、 チャンネル５３へと流れ、最後にオリフィス５１へ流れる。一方、取込パイプ２ ０から取り入れられた空気は、オリフィスの片側の流路６４．６２及びもう一方 の側の流路６５．６３を通り、１つの流れに合流するような２つの流れのエアン ートとして頂部５０において排出され、押出されたフィラメント２４の両側に当 たる。溶融吹出しユニットＩＩＡ−１１Ｄ内を平行に流れる流れは図７に示され る。

本発明の必須要件ではないが、各溶融吹出しユニットＩＩＡ−１１Ｄにバルブア センブリ２９（詳細は図５に示す）を付設することが好ましい。各ユニットのバ ルブアセンブリ２９には、流路３１内において該流路と同心円上に設けられバル ブアクチュエータ６９に連動連結されたステム７１を設けている。各ユニットの バルブアクチュエータはピストンアセンブリ７０と、ニューマチックコントロー ルバルブ７４とを有する。バルブステム７１は適宜設けられたパツキン７６を貫 通して流路３１内に延伸し、バルブチップ７７においてその端部が終息している 。ハウジング７５内に設けられたピストン７２はハウジングの内部を上部チャン バ７５ａと下部チャンバ７５ｂとに分ける。ピストン７２はハウジング７５内を 可動であり、即ち、バルブチップ７７がインサート部材３２の弁座の上部に位置 する開位置と、バルブチップ７７が面３４に着座してポリマーがポート３３から 流出されない閉位置との間を移動する。バルブは制御バルブ７４によって開閉位 置間を移動する。制御バルブ７４は、ソレノイドタイプの４ウエイ、２位置停止 バルブとすることができる。電子制御装置７８は制御バルブ７４のソレノイドを 作動させ、また、その作動を停止させる。ポリマー流出ポート３３を開くために 、ソレノイドを励磁してエアを制御バルブ７４から経路７９を介してチャンバ７ ５ｂに送り、一方排気はチャンバ７５ａから経路８０を介して行われる。ピスト ン７２とステム７１は上方へ移動しポート３３を開（。ピストン７２の上方への 移動は調整棒８１によって制限されている。

アクチュエータ６９の通常の非作動位置においては、制御バルブ７４のソレノイ ドは励磁されておらず、従ってエアを経路８０を介してチャンバ７５ａへ送り、 一方、チャンバ７５ｂから経路７９を介して排気する。バネ８２はピストン７２ を閉位置側に付勢させチップ７７をバルブシート３４に当接させる。

なお、バルブアクチュエータ６９の構造及び作動は、１９９０年１０月１７日に 出願され審査係属中のアメリカ合衆国特許出願第５９９００６号に詳細に記載さ れていることを参考までに言及する。

ダイアセンブリ１１の両サイドに温風を送る経路２０に、上記アメリカ合衆国特 許出願第５９９００６号に記載されたものと同一構造の電気エアヒータ２１（図 １参照）を組み込むこととしても良い。

図７に示すように、ダイ本体２７、搬送プレート３８、及びダイチップ２９のほ かエアプレート４１．４２（構成部分３９．４１．４２はグイチップアセンブ１ ２８として示している）は、一般的に、並置されたオリフィス５１の全長を横切 る方向において同し長さである。ダイ本体２７は、一体構造をなしてはいるが、 隣り合う別個の部分２７Ａ−２７Ｄであって、各々の部分が流路３０Ａ−３０Ｄ ｃ図７には示されていない）及び３１Ａ−３１Ｄ、インサート３２Ａ−３２Ｄ。

並びにバルブアセンブリ２９Ａ−２９Ｄ　（アクチュエータ６９Ａ−６９Ｄを含 む）を備える部分とみることができる。同様に、ダイチップアセンブリ２８は、 ダイ本体部分２７Ａ−２７Ｄと並んで１直線上にあり端と端が隣り合うチャンバ ４６Ａ−４６Ｄを含む。１つのダイアセンブリ部分（例えば、２８Ａ）のオリフ ィス（例えば、５］、Ａ）から押出されるポリマーはチャンバ（例えば、４６Ａ ）から来るものであり、オリフィス（５１Ｂ−５１Ｄ）から押出されるポリマー とは別個のものである。オリフィスはこれらの部分に分けられてはいるが、ダイ 長さに直交する方向におけるオリフィスの隙間はどの部分も同じにすることが好 ましく、そうすることにより製造されるウェブが均一となる。

ポリマーは、装置における別個の溶融吹出しユニットＩＩＡ−１１Ｄ内を流れる が、エア配送装置はただ１つだけ設けられる。エアは、図５に関して上述したよ うに、鼻４７の対向する両サイドを通り１つに合流する２つの主流路を流れる。

このエア流路はユニットに分けられていないが、ダイのほぼ全長に渡って延伸す る。

ポンプ及びマニホールドアセンブリ 図３に示すように、各ダイ本体部分２７における流路３ｏ内の流入ポリマーはポ ンプ１２によって供給される。各ユニットのポンプ１７に、かつ、ポンプ１７か ら流れるポリマーは、ヘッダマニホールド２２及びポンプマニホールド１３内に 形成された流路によって供給される。ポリマーは、ヘッダマニホールド内の流路 ８３に配送され、そこからヘッダマニホールド２２の複数の流路８４へ給送され る。マニホールド１３にはポンプ吸入流路８６が形成されており、この流路８６ は、ヘッダマニホールド流路８４及びポンプ１２の取入口と連絡している。

ポンプ排出流路８７は、ダイ本体２７の取入れ流路３０と連絡するためにポンプ １２の排出口から延伸している。

図６に示すように、ヘッダマニホールド２２へのポリマーの流入は、ポリマーを 経路２３及び広がりを有するヘッダ流路８３から流路８４Ａ−８４Ｄへと流すこ とによって行われる。ポリマーは、それぞれの流路９６Ａ−８６Ｄを介して各ポ ンプへ供給され、そしてそれぞれ流路８７Ａ−８７Ｄを介してポンプ１２Ａ−１ ２Ｄ（図２参照）からダイ本体取込流路３０Ａ−３０Ｄ　（図６には示されてい ない）及び排出流路３１Ａ−３１Ｄへ排出される。ヘッダ流路８３に有孔フィル タ９０を設けることとしても良い。

各溶融吹出しユニットのポンプ１２は、駆動軸回転速度に比例する出力速度を有 するとのようなポジティブ・ディスプレースメント・ポンプ（容積式ポンプ）を 用いることができる。図３及び４に図示するように、好ましい容積式ポンプはギ ヤポンプであり、このギヤポンプは、軸１４にキーにて取り付けられた駆動ギヤ ８８とアイドラギヤ８９とを含んでなる。ギヤ８８．８９は、エンドプレート９ ２．９３を有する適当なハウジング９１内に設けられている。ハウジングが取り 囲むチャンバ９４内にギヤ８８．８９が設けられている。マニホールド流路８６ ．８７は、ギヤの歯が対向する側においてそれぞれポート９５とポート９９を介 してチャンバ９４と連絡する。従って、ギヤ８９が図４における反時計回りに回 転駆動されると、流路８６からポート９５に流入するポリマーを両ギヤの周囲に 流動させポート９９を介して流路８７に排出する。ギヤポンプには公知の封鎖手 段及びベアリング手段を用いる。

駆動軸及びモータ 図１及び２に示すように、駆動軸１４はギヤボックス９６を介して変速モータ１ ６によって駆動される。駆動軸１４にはカップリング２６及び電磁クラッチ１５ を設けている。クラッチ１５は、ポンプ１２が正常に機能しなくなったときのモ ータへの損傷を防止する安全装置である。出力軸１４はギヤボックス９６を介し てポンプ速度センサギヤ９７において終息している。電動機１６は変速可能て１ ５００乃至２００Ｏｒｐｍの回転数を有し、ギヤボックス９５は２０対１の減速 比を有することが望ましい。近接スイッチあるいはデジタルパルスエンコーダの ようなセンサプローブ９８を用いて軸１４の回転数を検する。そういった装置は 市販されているので入手可能である。

電動機１６は、多々ある構造のもののいずれでも良い。本発明の装置に有効であ ることが実証された電動機は、パルドア（Ｂａｌｄｏｒ）によって製造されてい る。

この１７２５回転モータは変速ボックスを有し、変速ボックスは０乃至１０４回 転の範囲の出力を与える。

制御 先に述べたように、本発明において重要なことは、ウェブ２５がコレクタ１９上 に集められるときのウェブの特性を監視するセンサ手段１８を設けることである 。エヌ帝ディ・シー・システムズ（ＮＤＣＳｙｔｅｍｓ）によって市販されてい るモデル６１００ンリーズスキヤンニングシステムのような厚みゲージをライン に組み込むことも可能であるが、監視手段は、エヌφディ・シーｅシステムズ（ ＮＤＣ５ｙｔｅ＋＋＋ｓ）によって市販されているガンマ・バックスキャタ（後 方散乱）・プルーブ（Ｇａｎｎｍａ　Ｂａｃｋｓｃａｔｔｅｒ　Ｐｒｏｂｅ）の ような坪量監視装置であることが望ましい。

図１及び８に示すように、センサ手段１８は、ウェブ２５の幅方向に横切るトラ ック１０２に設けたセンサプローブ１０１を有する。センサプローブ１０１はト ラック上を移動しウェブ２５を走査してその厚みや坪量といったウェブ２５の特 性を検知する。図８はプルーブ１０１によって検知されたウェブの特性に応答し て作動する種々の溶融吹出しユニット１１Ａ−１１Ｄの作動概念を説明する略図 である。本発明の好ましい実施例においては、プルーブはガンマ・バックスキャ タ・プルーブ（コンプトン・フォトン・バックスキャタ［Ｇａｉｍａ　Ｂａｃｋ ｓｃａｔｔｅｒＰｒｏｂｅ　（Ｃｏｍｐｔｏｎ　Ｐｈｏｔｏｎ　Ｂａｃｋｓｃａ ｔｔｅｒ）］　である。非常に小さな放射性同位元素から出る光子はプルーブ前 面のウェブの質量（単位面積当りの重量、即ち坪量）に正比例して後方散乱する 。シンチレーシコン検出器により光子のカウントは電子信号に変換され、この電 子信号は電気導体１０３を介してコンピュータに送信される。このコンピュータ は、ウェブのそれぞれのストリップ２５Ａ−２５Ｄに関するその検知信号に応答 して各ポンプコントローラ１７Ａ−１７Ｄへ信号を送信するようにプログラムが 組み込まれている。故に、プルーブ１０１は、ストリップ２５Ａを横切ってトラ ック１０２に沿って移動すると、信号は受信されてポンプコントローラ１７Ａへ 送られる。上述のコンピュータに信号の平均値を合計させてウェブストリップ２ ５Ａの全幅における平均坪量を表示させることもできる。プルーブ１０１はスト リップ２５Ｂに沿って作動を続は同様にポンプコントローラ１７Ｂ等に信号を送 る。

監視された特性（例えば、坪量）が所定の値と異なるならば、各溶融吹出しユニ ットのモータへ送信される信号が調整されそのユニットのギヤポンプの回転数及 び出力を変化させるように、コントローラのキャリブレーションは行われる。

センサ９８はセンサギヤ９７を経由して駆動軸１４の回転数を検出してモータ回 転数を制御するコントローラへ信号を与え、これによりポンプ速度とポリマー流 量を自動的に設定して所望のウェブ特性を得ることができる。

所望の機能を行うプルーブ、センサ、コンピュータ及びコントローラは、エヌ・ ディ・シー・システムズ（ＮＤＣＳｙｓｔｅｍｓ）あるいはその他の会社が市販 しているものを使用できる。エヌ・ディ・シー・システムズはこういった装置に 関する応用製品、例えば、押出シート及びフィルム、ブローイング成形フィルム 、ゴム及びビニールコーティング、合成物、パイプ及びチューブ、紙及びフィル ム、並びに織物及び不織布を広告してはいるが、上述されかつ本発明のクレーム に記載されている検出装置、即ち、比較的幅が狭く細長いストリップ状の不織ウ ェブの特性を検出し、その特性に応答して装置の出力を変化させる検出装置は今 まで使用されていないことに留意すべきである。

アセンブリ 上述した溶融吹出し装置の構成部の無限の組合わせやサイズヵ呵能であるが、以 下、代表的かつ好ましい範囲のものを示す。

ダイの長さくインチ）］−１５０４−１５０６−１５０ユニツト数　２−１００ 　４−８０　４−５０ユニツトの長さ　０．５−１２．０　１−　８　４−５０ （インチ） オリフィス排出口　０．０１０−０．０８０　０．０１０−０．０４０　０．０ １５−０．０３０（インチ） オリフィス／インチ　１０−５０　１５−４０　２０−３０ギヤポンプ能力　１ −２０　２−１２　４−１Ｏｒ各ユニツトに つきボンド／ｈｒ） ポリマー流量　１−２０　２−１２　４−１０（各ユニットに つきポントノ’ｈｒ） ボ１Ｊ７−流ＩＩ　Ｏ，８−３０，９−２１，０−１，６（各オリフィスに つきグラム、′ｈｏｔ／ｗｉｎ） エアギ＋’７プ　０．０１０−０．２００　０．０２０−０．１５０　０．０４ ０−０．１２０（インチ） セットバック　０．０１０−０．２００　０．０２０−０．１５０　０．０４０ −０．１２０（インチ） エア容量　５−３０　１０−２５　１５−２０（ＳＣＦＭ、／インチ） 本発明に基づいて構成されたダイアセンブリの重要な特徴は間欠作動にある。

バルブが閉した後のポリマーの垂れ流れを最小限にするために、弁座とオリフィ ス排出口との間の容積をダイの長さ１インチにつき０．２から０．３ｃｃにする ことが好ましい。

本発明の溶融吹出し装置の以上の説明においては、説明を容易にするためにある 程度単純化した構造のもので説明した。実際、ダイ本体やマニホールドのように 多くの構成要素は一体的なものとして説明されているが、組立てを容易にするた めに２、又はそれ以上のパーツとして構成しても良い。また、安全及び保護のた め、本装置にフード及びハウジングを設けることとしても良い。

傷−勲 溶融吹出し装置１０の構成要素は、図１．２、及び８に図示するように組み立て られている。バルブアクチュエータ６９Ａ−６９Ｄは所望のストローク（例えば 、０．１００から０．７５０インチ）を与えるように調整される。

コレクタ１９はダイの排出口から約５乃至１５インチ内に設置され、プルーブ１ ０１は、製造業者の仕様に基づき、コレクタ１９の上方に設けられている。

ファイバーかコレクタ１９上に最初に収集される領域の４乃至２４インチ下流に プローブを位置させることが好ましい。但し、このことは絶対条件ではない。コ ンピュータは、監視されるウェブ特性（例えば、厚み、坪量）を制御するように 調整される。坪量制御の場合、代表的な値は５がら１００グラム／平方メートル である。

装ｆ１１０は、公知の押出装置、あるいは１９８９年１２月８日出願のアメリカ 合衆国特許出願第４４７．９３０号に開示されるポリマー給送装置がら給送を受 ける。

溶融吹出し可能などのようなポリマーをも使用することができる。代表的な溶融 吹出しウェブ成形樹脂として、ポリブレン又はエチレンポモポリマー及びコポリ マーのような広範囲のポリオレフィンがある。熱可塑性のものとして、エチレン 了りリルコポリマー、ナイロン、ポリアミド、ポリエステル、ポリスチレン、ポ リ−メチルメタクリレート、ポリトリフルオロ−クロロエチレン、ポリウレタン 、ポリカーボネート、シリコンスルフィド、ポリ−エチレンテレフタレート、ピ ッチ、及びこれらの混合物がある。好ましいレジンはポリプロピレンである。

上記リストはレジンを限定するものではない。なぜなら、新規の、あるいは改良 された溶融吹出し熱可塑性レジンが出現するからである。

溶融吹出し装置の作動温度はもちろん用いるレジンに依存するが、ＰＰ（８００ のＭＦＲ）については、次の通りである。

ポリマー温度　華氏４７５から５２０゜空気温度　華氏５００から７５０゜ ファイバ２４はコレクタ１９上に集められてウェブを形成し、このウェブはプロ ーブ１０１の下を通過する。ウェブの移動率は一般には１０から３００フィート ／分である。トラック１０２上を動くプローブ１０１は３乃至５秒で全幅「６ｏ 」のウェブ２５のそれぞれのストリップ２５Ａ−２５Ｄを走査する。検出された ウェブストリップの坪量が変化しておりかつ制御範囲（＋０．５％−１％）外で あれば、その検出坪量に応答して当該ストリップに対応するモータ１６及びギヤ ポンプ１２の速度を変化させ坪量を制御バルブに従わせる。例えば、坪量制御値 が１０グラム／平方メートルであり、ウェブストリップ２５Ｂの坪量が９．８７ グラム／平方メートルであるならば、モータ１６Ｂ及びポンプ１２Ｂの回転数を 増加させて溶融吹出しユニット１１　Ｂから押出するポリマー量を増やす。これ により、ストリップ２５Ｂを形成するために載置されるファイバ量が増大して坪 量が大きくなる。

装置の作動を止めるために、バルブアセンブリ２９Ａ−２９０は各溶融吹出しユ ニット１１のポート３３を閉鎖するように作動するので、ポリマーの後事れを防 止することができる。また、オリフィスが詰まった場合、当該オリフィスを有す るユニットのバルブアクチュエータ６９は手動にて作動させることができる。

インサート３２の円筒面３５内を通ってその面と密に接するバルブステム７１は 、下流のオリフィス５１に対して圧力または容量パルスを与え、即ち、オリフィ スを洗い流してオリフィスの排出口に詰まった、あるいは残余の材料を取り除く 。

衷−囚 数個の構成要素を含んでなる溶融吹出し装置１０は、最良の態様について上述し かつ図面に示すように組み立てられた。本装置は４つのユニットを有し、溶融ポ リマーを供給する押出装置を使用する。本装置は６インチ幅のウェブを製造した つまた、モニタ（ＮＤＣガンマ・バックスキャタ・プルーブ）は、１５ＧＳＭで 制御されてウェブの坪量を検知するために用いられた。ウェブの幅方向に渡る坪 量の変化は＋０９５％であって、これは高品質のウェブである。

代替実施例 先において強調したように、本装置１１０の利点は、ダイか複数の隣り合うよう に並置された溶融吹出しユニットを有してなり、それぞれのユニットに個別にポ ンプ手段とポリマー流路を設けていることである。先に述べた実施例においては 、個々のポンプ手段は、厚みあるいは坪量といったウェブの特性の変化に応じて これに比例する排出量を有するように制御される。ここで述べる代替実施例にお けるダイアセンブリ１１も、また、上述した複数の横方向に並置された溶融吹出 しユニットとして機能するように構成されており、がっ、別個のギヤポンプ１２ を備えている。本代替実施例においては、しかしながら、ギヤポンプ１２は、同 一の駆動軸によって駆動されるが、又はそれぞれの溶融吹出しユニットの出方が 精確に同一となるように同じ速度で駆動される。この構造により、どのユニット に出入りするポリマーの速度もまったく同一となる。これにより幅方向に渡って ポリマーの排出が均一となるので均一なウェブが製造される。これから理解され るように、幅広のウェブを製造する長いダイの場合は、ダイか重要である。

この実施例においては、各溶融吹出しユニットＩＩＡ−１１Ｄが３インチ以下、 好ましくは０．５から２インチの長さである必要がある。上述したように、各ユ ニットも、また、１インチにつき２０から３０のオリフィス５１を備える。

本代替実施例におけるダイアセンブリ１１Ａ−１１Ｄ並びにエア給送装置及びバ ルブアセンブリ２９Ａ−２９Ｄは、図１乃至５に示しかつ先に説明したものとま ったく同一である。ダイアセンブリ１１に関して本代替実施例の異なる点は、ギ ヤポンプ１２からの流路である。

図９を参昭するに、代替実施例においては、ｌｌ０Ａ−１１Ｄで示すように積み 重なるように配設された複数のギヤポンプが設けられている。それぞれのギャポ 〉プは駆動ギヤ１１１Ａ−１１１Ｄを有し、これらのギヤはそれぞれアイドラギ ヤ１１２Ａ−１１２Ｄと歯合する。駆動ギヤ１１１Ａ−１１１Ｄは駆動軸１４に 設けられており、駆動軸１４は、図１に示す位置とすることができるモータ１６ によって駆動される。このように、すべてのギヤポンプｌｌ０Ａ−１１０Ｄは軸 １４によって駆動される。ギヤポンプｌｌ０Ａ−１１０Ｄは、それぞれ、ポリマ ー姶送流路１１３Ａ−１１３Ｄと、排出流路１１４Ａ−１，１４Ｄを有する。

ギヤポンプ排出流路１１４Ａ−１１４Ｄは、それぞれダイ本体２７に形成された 流路１１６Ａ−１１６Ｄと連通する。流路１１６Ａ−１１６Ｄは、それぞれダイ 本体２７内の流路３１Ａ−３１Ｄ（これらの流路は先に説明したものと同じ）に ポリマーを配送する。ポリマーは、マニホールド１１５．１１６を介し、さらに 流路１１３Ａ−１１３Ｄを介してそれぞれのポンプｌｌ０Ａ−１１０Ｄに配送さ れる。

図１及び２に示す実施例の場合のように、図９に示す実施例において、各ギヤポ ンプ］、　１．　ＯＡ　−１１０Ｄに流入しそこから各溶融吹出しユニットｌｌ ０Ａ−１１００へ流れるポリマーの流路を並列した。

本実施例の従来装置に対する利点は、１つの軸１４によって同一の回転速崖で駆 動される同一サイズの正比例排出量ポンプを用いて、各ユニットへの流量を同一 にすることにより複数の比較的短い長さのユニットによって製造するウェブを均 一とすることである。従来技術におけるダイは、１つのポリマー取入口から該ダ イの全幅に対してポリマーを配送するためにコートハンガー状のバランスタイプ のダイを必要としたことに留意されたい。この従来技術構造のダイは、ダイの長 さが短い場合にはうま（機能するが、ダイの長さが長い場合は、ダイの中心から 外側にわたってポリマーの摩擦損失が異なったものとなりダイオリフィス内の流 れが不均一になるので、ウェブは不均一になる。更に、コートハンガー形状のダ イはその形状が複雑であるため、成形加工に費用がかさむ。

各溶融吹出しユニットによる均一な排出を得るために、ポンプの出力が別々であ り、かつ、同一速度であることのみが必要である。しかしながら、ポンプの吸入 経路は共通である。例えば、ゼニス・ニコルス（Ｚｅｎｉｔｈ　Ｎ１ｃｈｏｌｓ ）が製造するギヤポンプであって、４流、６ギヤ、タイプＨ型ポンプと言われ２ つの別個のポンプユニットを有するギヤポンプである。各ユニットは１つの駆動 ギヤ及び２つのアイドラギヤを有し、従って取入口においては互いに交わるが排 出口においては別個の流れを与える２つのポンプとして機能する。前記１つの駆 動ギヤは、このギヤと歯合する２つのアイドラギヤを同一回転数にて駆動するの で、各アイドラギヤの出力は同じである。この組立体は、このように６つのギヤ （うち２つは同一軸によって駆動される）を用いて４つの排出を与える。４つの 駆動ギヤ及び８つのアイドラギヤを駆動するギヤ組立体もまた用いることができ る。

本代替構造で用いられるポリマー、及び作動は、センサを使用せず、従ってダイ の長さに渡る排出が変化しないことを除き、先に述べたものと同じである。

補正書の写しく翻訳文）提出書（特許法第１８４条の８）平成６年゛３月１１伽

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　（ａ）隣り合うように並置された複数の溶融吹出しユニットを備えたダイア センリであって、前記各溶融吹出しユニットにおいて内部ポリマー流路と、内部 に一列に並設されて延伸長さが１２インチ以下となるように延伸する複数のオリ フィスを備える細長いダイチップユニットとを設け、前記各ダイチップユニット の前記オリフィス列を他のダイチップユニットのオリフィス列と直線上に並べて オリフィスの端部と端部とが隣り合うように設け、前記すべてのダイチップユニ ットの前記オリフィスから排出されるポリマーフィラメントが１つの一体となっ たウェブを形成するように前記すべてのダイチップユニットの前記オリフィスを 離間させ、更に、前記ダイチップユニットの対向両側面を流れて前記オリフィス から押出されたポリマーフィラメントの両側に当たるようにエアを給送する手段 を設けたダイアセンブリと、（ｂ）前記各溶融吹出しユニットの前記ポリマ流路 に溶融ポリマーを配送するため前記各溶融吹出しユニットに設けたロータリ容積 式ポンプと、（ｃ）溶融ポリマーを前記各ポンプに配送する手段と、（ｄ）前記 各溶融吹出しユニットへ配送される溶融ポリマーの流量が同じになるように前記 ロータリポンプをすべて実質的に同じ回転数で回転させる手段とを、 設けた溶融吹出し装置。 ２　請求項１の装置であって、前記すべての溶融吹出しユニットの前記オリフィ スは、１インチにつき１０乃至５０のオリフィスが配設されるように等間隔で離 間されている装置。 ３　請求項１の装置であって、前記ロータリポンプはギヤポンプであって実質的 に同一のポンプ容量を有する、装置。 ４　請求項１の装置であって、前記ポンプ回転手段は駆動軸と前記駆動軸を回転 させるモータとを含んでなり、前記すべてのギヤポンプは前記駆動軸によって駆 動される、装置。 ５　請求項１の装置であって、前記ダイアセンブリに２乃至１００の溶融吹出し ユニットを設け、前記それぞれの溶融吹出しユニットに１つの前記ロータリポン プを設けた装置。 ６　請求項１の装置であって、前記ダイチップアセンブリは６乃至１５０インチ の長さであり、各溶融吹出しユニットは１乃至８インチの長さである、装置。 ７　溶融ポリマーの溶融吹出しを行いマイクロサイズのファイバを形成する装置 において、 （ａ）内部に第１及び第２ののポリマー流路を有する細長いダイ本体と、（ｂ） 前記ダイ本体に設けられ、（ｉ）内部に第１及び第２のオリフィスグループを備 え直線上に配列されたダイチップと、前記第１及び第２のダイ本体ポリマー流路 に連通する第１及び第２の流体チャンバであってポリマーを前記第１及び第２の オリフィスグループにそれぞれ配送するチャンバとを含んでなるダイチップアセ ンブリと、 （ｃ）前記オリフィスの両側面を流れて１つの流れになるようなエアシートを与 える手段と、 （ｄ）前記ダイ本体に設けられ溶融ポリマーを前記第１及び第２の流路にそれぞ れポンプ送りする第１及び第２のロータリ容積式ポンプと、（ｅ）前記溶融ポリ マーを前記第１及び第２のポンプにそれぞれ配送する手段と、（ｆ）前記第１及 び第２のポンプをそれぞれ駆動する第１及び第２の可変モータと、 （ｇ）前記第１及び第２のオリフィスグループから押出されたフィラメントをそ れぞれ第１及び第２のストリップとして収集するコレクタと、（ｈ）前記コレク タにそれぞれ第１及び第２のストリップとして収集された前記フィラメントの特 性を検出する検出装置であって、前記第１及び第２の可変モータを前記検出装置 に連動連結して設け前記第１及び第２のストリップについて検出された特性の所 定コントロール値からの偏差に応答して前記第１及び第２のポンプのそれぞれの 回転速度と単位時間当りの処理量とを変化させる検出装置とを、 設けた装置。 ８（ａ）取入口と排出口とを有する複数の平行なポリマー流路を備えたダイ本体 と、（ｂ）前記ダイ本体に設けられた複数のロータリ容積式ポンプであって、前 記各ポンプは溶融ポリマーを別のポリマー流路の取入口に配送するポンプと、（ ｃ）前記ダイ本体に設けられた細長いダイチップアセンブリであって、（ｉ）細 長い頂部において終息する鼻と、（ｉｉ）前記頂部において列をなし複数の長手 方向のグループとして配設された複数のオリフィスと、（ｉｉｉ）ダイ本体ポリ マ流路と直線をなす別の流路と、（ｉｖ）前記鼻と協働して実質的に前記鼻頂部 の全長に渡って延伸するスロットであって前記オリフィス列の対向両側部に設け られ該両側部を通り１つに合流するようなエア流スロットとを含んでなるダイチ ップアセンブリと、 （ｄ）前記エアスロットにエアを配送する手段と、（ｅ）前記各ポンプに溶融ポ リマーを配送する手段と、（ｆ）前記各ポンプを回転させて溶融ポリマーを前記 各ポンプから前記ダイ本体内のポリマー流路に配送して前記ダイチップアセンブ リ内の流路を通過させ、オリフィスグループから押出するモータと、（ｇ）前記 オリフィスから押出されたポリマーを収集してウェブを形成する移動コレクタと を、 含んでなる溶融吹出し装置。 ９　請求項８の装置であって、更に、（ｉ）前記ウェブの幅方向における物理的 特性であってウェブ厚、坪量からなるグループから選択される性質を監視する監 視装置と、（ｉｉ）前記監視装置に応答して作動し、前記監視される物理的特性 の変化に応答して前記モータの回転を変化させるコントローラとを含んでなる装 置。 １０　請求項８の装置であって、前記各ポンプを回転させる手段は別個の変速モ ータであり、前記ダイアセンブリは更に前記各ポンプを所定の速度で回転させて オリフィスの各グループを流れる流れを制御する制御手段を含む、装置。 １１　請求項１０の装置であって、前記制御手段は、前記各オリフィスグループ を流れるポリマーが実質的に同じになるように前記各ポンプの回転速度を実質的 に同じにする、装置。 １２　請求項１０の装置であって、前記制御手段は、前記ポンプの少なくとも２ つを所定のしかし異なる速度で回転させ、前記少なくとも２つのポンプによって 給送されて前記２つの各オリフィスグループを通過するポリマーの流量を異なる ものとする、装置。 １３　請求項９の溶融吹出しダイアセンブリであって、前記各ポンプはギヤポン プであり、前記駆動手段は変速電動機である、ダイアセンブリ。 １４　請求項９のダイアセンブリであって、更に前記ポンプとダイチップ排出口 との間の前記各ポリマー流路においてバルブを有し、かつ、前記バルブを選択的 に開閉する手段を有するダイアセンブリ。 １５　請求項１４のダイアセンブリであって、前記バルブ手段はステムとバルブ インサートを有し、前記ステムは、前記バルブインサート内へ移動することによ り前記オリフィスから残留ポリマーを前記オリフィスの下流方向に取り除くに十 分な大きさの圧力パルスを生成する、ダイアセンブリ。 １６（ａ）内部に形成された複数の隣り合うユニットを有する溶融吹出しダイで あって、前記各ユニットが複数のフィラメントを押出するダイと、（ｂ）前記フ ィラメントを一体のウェブとして収集する移動コレクタであって、前記各グルー プのフィラメントは前記ウェブを構成するストリップを形成し、これにより前記 ウェブは複数の隣り合う長いストリップからなる、コレクタと、 （ｃ）前記溶融吹出しダイの前記各ユニットに溶融ポリマーを配送するポンプと 、（ｄ）前記コレクタに設けられ、前記ウェブにおける前記各ストリップの物理 的特性であって厚み、坪量、及び密度を含むグループから選択される特性を監視 する手段と、 （ｅ）前記監視手段に連動連結され前記監視手段に応答して前記ポンプのポリマ ー排出量を制御して前記各ストリップの物理的特性を所定の値に制御する制御手 段とを、 含んでなる溶融吹出し装置。 １７（ａ）溶融ポリマーを複数のオリフィスグループから押出して１列のフィラ メントを形成し、 （ｂ）エアを用いて前記フィラメントを移動コレクタ上に吹き付け、絡み合った マイクロサイズのフィラメントを含む複数の隣り合ったウェブストリップを形成 し、前記各ウェブストリップを別個のオリフィスグループから押出されたフィラ メントによって形成して前記コレクタの移動方向に延伸させね（ｃ）前記コレク タ上の前記各ストリップの物理的特性であって厚み、坪量、質量からなるグルー プから選択される特性を監視し、（ｄ）前記各ストリップの前記特性を所定の値 に維持するため、前記監視ステップに応答して各オリフィスグループに対するポ リマーの単位時間当りの処理量を制御する、 ステップを含んでなる溶融ポリマーの溶融吹出し方法。 １８　請求項１７の方法であって、２乃至１００の隣り合うストリップを形成し て一体として１つのウェブを形成するためポリマーを２乃至１００のオリフィス グループから押出する、方法。 １９　請求項１７の方法であって、前記特性は坪量（グラム／平方メートル）で あり、前記監視ステップは、前記各ストリップに対応し坪量に比例する出力を生 成する電子センサによる、方法。 ２０　請求項１９の方法であって、前記各オリフィスグループに対する制御は、 前記オリフィスグループから所定値以下で排出されるフィラメントから形成され る前記ストリップの監視坪量に応答してポリマー流量を増やし、前記所定値以上 で排出される監視坪量に応答して前記オリフィスグループに対するポリマー流量 を減らす、方法。