JPH04263607A - 溶融吹出しダイ装置用１次空気システム - 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】本発明は、ポリマー材料からマイ
クロ・デニール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、圧縮気体がダイのノ
ーズ・ピースから出る際高強度に対して溶融吹出しポリ
マー繊維を減衰させるよう向けられた圧縮気体を提供す
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】１次空気システムは過去においては溶融吹
出しダイの出口端部に気体の均一な流れを提供する邪魔
板を含んでいた。１９７４年７月２３日付けのＬｏｈｋ
ａｍｐ　等の米国特許第３，８２５，３７９号を参照さ
れたい。 つい最近では、空気室は雄型の空気偏向ブロックを含む
ねじれた空気通路を有する空気排出チャンネルを通じて
圧縮空気を提供すべくダイ本体半体の外側にボルト止め
されていた。１９８９年４月４日付けＢｕｅｈｎｉｎｇ
の米国特許第４，８１８，４６３号を参照されたい。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】主としてこうした装置
は繊維膜を減衰させるためノーズ・ピースに充分な空気
の流れを提供するが、空気室の外板トルク発生設置には
空気排出チャンネル内に曲げモーメントを生じ、これが
結果的に不規則なスロット幅とセット・バック間隔パラ
メーターを生ずることが知られていた。公知の排出チャ
ンネルと曲がった経路は熱効率の観点から広く利用され
ており、ダイの達成可能な最大空気流れを制限する。こ
うした先行技術のダイの空気室は又、典型的には加熱さ
れず、それが結果的に空気流れの一致しない熱的規制に
なっている。

【０００７】従って、現在入手可能な装置より流量が高
く、熱発生性が高く、寸法上の制御が優れている溶融吹
出しダイと併用する１次空気システムの必要性が存在し
ている。

【０００８】

【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装置が提供される。この装
置にはポリマーの溶融流れを生産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次気体装置が含ま
れている。１次気体装置には圧縮空気を受取りそれをダ
イ装置の第１寸法に沿って分配する管状室が含まれてい
る。管状室には管状室から分配された圧縮気体を受取り
、その圧縮気体をダイ装置の出口端部における溶融ポリ
マー流れに向ける排出チャンネル装置が含まれている。 本発明によれば、管状室にはダイ装置の第１寸法を横切
り実質的に均一な気体圧力分配を提供する圧力制御偏向
装置が含まれている。

【０００９】従って、１次気体の高い熱的制御とノーズ
・ピースと空気リップの間の距離の高い寸法上の安定性
が本発明により提供される。本発明の１次空気システム
の独特の空力鶴設計は結果的に毎分あたりダイの線状イ
ンチあたり１．９２ｋｇ（４０ポンド）にてポリマーの
ポンドあたり空気の約４３．２−９６ｋｇ（９０−２０
０ポンド）の極めて高い空気流れを発生するよう各．１
４ｋｇ／ｃｍ２　（２０ｐｓｉｇ）迄の極めて低い入口
空気圧力を生ずる。空力的ロスに起因する空気流れを温
度降下は本発明の１次空気室の構造を通る流れにより作
動に対し付随する省エネと共に約１０℃（５０゜Ｆ）以
下の最低値にされる。本発明の空気箱と空気マニホルド
支持部材は曲げモーメントを最低にすることによりスロ
ット幅とセット・バック寸法の寸法上の安定性を高める
よう主要ダイ本体半体の水平支持面上に設置できる。こ
の一体的設計は又、全体の質量を均一に加熱する個々の
加熱素子を含ませ且つ熱エネルギーのロスを防止する構
造を断熱することで熱的安定性を提供できる。

【００１０】

【実施例】本発明はポリマー材料の溶融流れを提供する
ダイ装置と圧縮気体をダイ装置の出口端部に提供する１
次気体装置が含まれる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を提供するものである。１
次気体装置には圧縮気体を受取り、その気体をダイ装置
の第１寸法に沿って分配する管状室装置が含まれている
。管状室装置は管状室装置から分配圧縮気体を受取り、
その圧縮気体を溶融ポリマーに向ける排出チャンネル装
置を含み、管状室装置はダイ装置の第１寸法を横切って
実質的に均一な気体圧力分配を提供する圧力制御偏向装
置を含む。本明細書で使用される如く、『実質的に均一
な気体圧力分配』という用語は管状室装置に沿う気体圧
力が第１寸法に沿う２箇所の間で２５％以上、好適には
１０％以下に変化しないことを意味している。

【００１１】本発明の他の実施態様においては、一対の
実質的に水平な支持面とポリマー材料の溶融押出しを提
供するする複数個のオリフィスを有するダイを含む溶融
吹出しダイ装置が提供される。本装置には又、溶融ポリ
マー押出しを固化し、高強度マイクロ繊維に減衰させる
圧縮空気をダイ出口端部に提供する１次空気装置も含ま
れている。本発明の１次空気装置には一対の空気箱装置
が含まれ、各空気箱装置には圧縮空気を受取り、その空
気をダイの幅に沿って分配する管状室が含まれている。 これらの管状室には各々管状室から分配圧縮空気を受取
り、その圧縮空気を溶融ポリマー押出しに向ける対向す
る空気排出チャンネルが含まれている。本実施態様の空
気箱装置は実質的にダイの水平支持面により実質的に支
持される。本明細書で使用される如く、『実質的に支持
された』という用語は実質的に制御されたセット・バッ
ク寸法とスロット幅寸法を維持するため空気排出チャン
ネルに沿った曲げモーメントと歪を最低にすべく空気箱
装置の重量の相当量の部分がダイの水平支持面により支
持されることを意味している。

【００１２】本発明は又、マイクロ・デニール・ポリマ
ー繊維を生産する溶融吹出しダイ装置を作動させる方法
を提供する。この方法にはポリマーの溶融押出しを提供
するダイ装置とダイ装置の出口端部に圧縮空気も提供す
る１次空気装置を含む溶融吹出しダイ装置を提供するこ
とが含まれる。１次空気装置は圧縮空気を受取り、その
空気をダイ装置の幅に沿って分配する管状室装置を含む
。管状室装置は逆に圧縮空気を受取り、その空気を管状
室装置から分配する且つ押出し物の固化と減衰のため溶
融ポリマー押出し物に圧縮空気を向える排出チャンネル
装置を含む。本装置の管状室装置にはダイ幅を横切って
実質的に均一な空気圧力分配を提供する圧力制御偏向装
置が含まれている。本方法には毎分あたり直線状ダイ・
インチにつき約１．９２ｋｇ（４ポンド）のポリマー流
量にてポリマー１ポンドあたり気体約９６ｋｇ（２００
ポンド）迄の出口空気圧力及び約２４ｋｇ／ｃｍ２　（
２０ｐｓｉｇ）以下の空気入口圧力にて溶融吹出しダイ
装置を作動させる段階が含まれる。

【００１３】本発明は更に、以下の更に詳細な説明の文
脈内で理解される。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
を使用している繊維性ウエブの生産方法である。主要素
子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。これらのシステムに対す
る好適実施態様についてここで説明する。

【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、融融ポット・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、溶融物は融融ポンプ、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】図２の横断面で示された本発明の好適な１
次空気システムの実施態様においては、小矢印で表わさ
れた空気が一対の円筒管状室３４へ４個の入口を通じて
ダイ１０に流入する。各円筒状室３４にはダイ幅を横切
っての均一な圧力分布と質量体の均一性を確保する圧力
制御偏向部材３２が装備してある。偏向部材３２はダイ
中心付近にて最小間隙３６を有し、各室３４の端部即ち
『入口』に最大間隙３８を有している。更に図４に示さ
れた一連の孔４０を通じてダイ幅に沿う支持リング９０
で分離されたトロイダル部分４２を満たすべく偏向部材
３２上方の室３４の上部にて空気が通過する。次に、図
３に示される如くノーズ・ピース１２の両側に近付く延
在した角度付き排出チャンネル３０を流れが満たす。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。空気流路と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、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】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。

【００２９】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。

【００３０】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
に対するノーズ・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。

【００３１】

【発明の効果】前掲の内容から本発明はダイ開口部の幅
を横切る実質的に均一な気体圧力分配を提供する圧力制
御偏向装置を含む１次気体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できる。ポリマーの
１ポンドあたり空気約７２ｋｇ（１１０ポンド）迄の高
い空気流量が極めて低い空気入口圧力にて高強度繊維を
信頼性高く且つ経済的に生産する目的で提供できる。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。

【００３２】この発明の具体的な実施態様はつぎのとお
りである。

【００３３】１）更に、前記圧縮気体が毎分あたり直線
状ダイ・インチあたり約１．２９ｋｇ（４．０ポンド）
のポリマー流量にて前記ポリマーの１ポンドあたり空気
を約２２ｋｇ（１５０ポンド）迄の流量を有する圧縮空
気又は空気流れと等しい組合せを含む請求項１記載の装
置。

【００３４】２）更に、前記１次気体装置が約１．４ｋ
ｇ／ｃｍ２（１０ｐｓｉｇ）迄の空気入口圧力を有する
上記実施態様１項記載の装置。

【００３５】３）更に、前記圧縮気体が約０．７−１．
０５ｋｇ／ｃｍ２　（１０−１５ｐｓｉｇ）の空気入口
圧力を有する上記実施態様１項記載の装置。

【００３６】４）更に、前記圧縮気体が毎分あたり直線
状ダイ・インチあたり約１．９２ｋｇ（４．０ポンド）
のポリマー流量にて前記ポリマーの１ポンドあたり空気
約４８−７２ｋｇ（１００−１５０ポンド）迄の出口流
量を有する前記実施態様３項記載の装置。

【００３７】５）更に、前記管状室装置が実質的に円形
横断面を有する空気入口部分及び空気出口部分を有する
管状室を含む請求項１記載の装置。

【００３８】６）更に、前記管状室の前記空気入口部分
が前記管状室の第１端部内に配設された孔を含み、前記
出口部分が前記管状室の上壁を通じて配設された複数個
の孔を含む上記実施態様５項記載の装置。

【００３９】７）更に、前記圧力制御偏向装置が前記管
状室内に配設された圧力制御偏向部材を含み、前記圧力
制御偏向部材が前記ダイ装置の前記管状室の約中間点に
おいて前記管状室の内側壁部分と共に最低空気間隙を形
成し、且つ前記管状室のその前記第１端部付近で最大空
気間隙を形成する上記実施態様６項記載の装置。

【００４０】８）更に、前記管状室装置が更に圧縮気体
を前記孔から受入れるよう前記管状室から外方へ同心的
に配設されたトロイダル部分を含み、前記トロイダル部
分が前記排出チャンネル装置と実質的に開いた連通状態
に配設してある上記実施態様７項記載の装置。

【００４１】９）更に、前記１次気体装置が空気箱を含
み、前記ダイ装置が主要ダイ本体を含み、前記空気箱が
前記主要ダイ本体の実質的に水平な平面状表面上に配設
してある請求項１記載の装置。

【００４２】１０）更に、前記空気箱と前記主要ダイ本
体が両者間で熱を伝えるべく相互に接触するよう配設さ
れ又は伝熱を抑止するよう断熱してある上記実施態様９
項記載の装置。

【００４３】１１）更に、前記空気箱が独立的に制御さ
れる熱エネルギーを前記空気箱に提供する加熱素子装置
を含む上記実施態様１０項記載の装置。

【００４４】１２）更に、前記主要ダイ本体が前記主要
ダイ本体に熱エネルギーを提供する熱素子装置を含む上
記実施態様１１項記載の装置。

【００４５】１３）更に、前記空気箱がその外面の一部
分上に断熱部を含む上記実施態様１０項記載の装置。

【００４６】１４）更に、前記排出チャンネル装置が延
在する排出チャンネル及び前記チャンネルの少なくとも
一部分を前記ダイ装置に接続するよう前記延在排出チャ
ンネルの一部分を介して配設された接続装置を含む請求
項１記載の装置。

【００４７】１５）更に、前記接続装置が前記延在排出
チャンネルを通じて横方向に配設された複数個のボルト
を含む上記実施態様１２項記載の装置。

【００４８】１６）更に、前記接続装置が更に実質的に
前記ボルトの一部分の周りに配設された空気フォイル装
置を含む上記実施態様１３項記載の装置。

【００４９】１７）更に、前記各空気箱装置が熱エネル
ギーを前記空気箱と前記圧縮空気に提供する熱素子装置
を含む請求項２記載の装置。

【００５０】１８）更に、前記各空気箱装置と前記ダイ
装置が外面の一部分にわたり断熱部を含む上記実施態様
１６項記載の装置。

【００５１】１９）更に、前記溶融ポリマー流れが約３
５−１４０ｋｇ／ｃｍ２　（５００−２０００ｐｓｉｇ
）の圧力にて前記ダイ装置により押出される請求項３記
載の方法。

【００５２】２０）更に、前記溶融ポリマー流れが約２
０４−２７３℃（４００−５２５゜Ｆ）の溶融温度を含
む上記実施態様１９項記載の方法。

【００５３】２１）更に、前記圧縮空気が毎分あたり直
線状ダイ・インチあたり約１．９２ｋｇ（４．０ポンド
）のポリマー流量にてポリマーの１ポンドあたり空気約
４８−７２ｋｇ（１００−１５０ポンド）の出口流量を
有する請求項３記載の方法。

【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１次気体装置、圧力制御偏向装置及び
他の新規な特徴を図示している本発明の好適溶融吹出し
ダイ装置の正面横断面図。

【図２】円筒管状室内に位置付けられた偏向部材を含み
又本発明の好適空気排出チャンネルと連通するトロイド
状部分を含む好適１次空気供給システムを図解している
図１の２−２線における部分縮小横断面図。

【図３】好適空気流路を図解している図２の３−３線に
おける部分拡大横断面図。

【図４】円筒状管状室の好適出口孔配列を図解している
図２の４−４線における部分拡大横断面図。

【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（スロット幅） １８　　スペーサー棒（セット・バック）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　　円筒管状室 ３６　　最小間隙 ３８　　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　　２次空気マニホルド 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 (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　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
   材料の溶融流れを提供するダイ装置、及び（ｂ）圧縮気
   体を前記ダイ装置の出口端部に提供する１次気体装置、
   前記１次気体装置が前記ダイ装置の第１寸法に沿って前
   記圧縮気体を受取り、分配する管状室装置を含み、前記
   管状室装置が前記管状室装置から前記分配圧縮気体を受
   取り、前記圧縮気体を前記溶融ポリマーの流れに向ける
   排出チャンネル装置を含み、前記管状室装置が前記ダイ
   装置の前記第１寸法を横切り実質的に均一な気体圧力分
   布を提供する圧力制御偏向装置を含むことから成る溶融
   吹出しダイ装置。
2. 【請求項２】　　ポリマー材料からマイクロ繊維を生産
   する溶融吹出しダイ装置であって、一対の実質的に水平
   な支持面及び前記ポリマー材料の溶融押出しを提供する
   複数個のオリフィス並びに前記溶融ポリマー押出しを固
   化して高強度マイクロ繊維に減衰させるよう前記ダイの
   出口端部に圧縮空気を提供する１次空気装置を備えたダ
   イ、から成り、前記１次空気装置が前記圧縮空気を受取
   りそれを前記ダイの幅に沿って分配する管状室を含む一
   対の空気箱装置を含み、前記各管状室が前記管状室から
   前記分配圧縮空気を受取り前記圧縮空気を前記溶融ポリ
   マー押出しに向ける対向する空気排出チャンネルを含み
   、前記対の空気箱装置がダイの前記実質的に水平な支持
   面により実質的に支持されているようにした溶融吹出し
   ダイ装置。
3. 【請求項３】　　マイクロ・デニール・ポリマー繊維を
   生産する溶融吹出しダイ装置を作動させる方法であって
   、（ａ）前記ポリマーの溶融押出しを提供するダイ装置
   、圧縮空気を前記ダイ装置の出口端部に提供する１次空
   気装置、前記１次空気装置が前記圧縮空気を受取りそれ
   を前記ダイ装置の幅に沿って分配する管状室装置を含み
   、前記管状室装置が前記分配された圧縮空気を前記管状
   室装置から受取り前記圧縮空気を前記溶融ポリマー押出
   しに向け、前記押出しを固化し減衰させる排出チャンネ
   ル装置を含むこと、前記管状室装置が前記ダイ幅を横切
   り実質的に均一な空気圧力分配を提供する圧力制御偏向
   装置を含む溶融吹出しダイ装置を提供すること、及び（
   ｂ）毎分あたり直線状ダイ・インチにつき約１．４２ｋ
   ｇ（４ポンド）のポリマー流量にて前記ポリマーの１ポ
   ンドあたり気体の約７２ｋｇ（１５０ポンド）迄の出口
   空気圧力にて前記溶融吹出しダイ装置を作動させ、前記
   １次空気装置が．１４ｋｇ／ｃｍ２　（２０ｐｓｉｇ）
   以下の空気入口圧力を有することから成る溶融吹出しダ
   イ装置の作動方法。