JP2002194615A - 複合液体フィラメントをメルトブローする装置 - Google Patents

複合液体フィラメントをメルトブローする装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 容易に製造できるが、各成分液体を複合ダイ
チップへ効果的に送る必要性を満たすマニホルドシステ
ムを有するメルトブロー装置を提供する。 【解決手段】 多種類の液体材料を複合フィラメントに
メルトブローする装置。１対の外側マニホルド部材が、
中間マニホルド部材を挟んでいる。外側マニホルド部材
の対向側部と中間マニホルド部材のそれぞれの対向側部
との間に、それぞれのチャネル(channels)が形成されて
いる。これらの凹部（recesses）は、マニホルドアセン
ブリの上部に位置する対応の入口から発散する、すなわ
ち広がるチャネルを形成している。ダイチップが、マニ
ホルドアセンブリの下側に連結されて、チャネルの出口
と連通している。ダイチップは、所望の複合フィラメン
ト形態を生じるための結合部材を含み、さらに、放出さ
れる複合フィラメントに加圧空気を当てる空気放出通路
を含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、包括的には熱可塑
性フィラメントを計量分配するメルトブロー装置に、特
に複合フィラメント（multi-component filament）をメ
ルトブロー（meltblow）する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】メルトブロー技法は、たとえば、接着剤
計量分配および不織布材の製造を含む様々な用途および
産業に使用されている。この技法は一般的に、一列に並
んだ放出口から熱可塑性材料の微細径フィラメントを押
し出す段階と、放出直後の押し出しフィラメントに加圧
空気を当てる段階とを含む。加圧空気は、放出フィラメ
ントの両側に連続シートまたはカーテンとして、または
フィラメント放出口と組み合わされた個別流として放出
することができる。加圧空気は、しばしば処理または一
次空気(primary air)と呼ばれる。この空気は、フィラ
メントが空気中を運ばれる間に、フィラメント径を引き
絞って細くする。その後、フィラメントは基材またはキ
ャリヤ上に無作為に分散される。
【０００３】一定の用途では、各フィラメントの個々の
断面部分を形成するために多種類の熱可塑性液体材料を
使用することが望ましい。これらの複合フィラメントは
多くの場合に２成分を含み、したがって、コンジュゲー
トフィラメント(bicomponentfilaments)と呼ばれる。た
とえば、衣服産業で使用する不織布材を製造する時、外
装部／芯部(sheath-core)構造を有するコンジュゲート
フィラメントを生じることが望ましいであろう。外装部
は、人の皮膚に快適であるソフトな材料で形成し、芯部
は、衣服に耐久性を与えるために引張り強さを高めた、
強いが快適さの点で劣る材料で形成することができる。
別の重要な考慮点として、材料のコストがある。たとえ
ば、低価格の材料の芯部をもっと高価な材料の外装部と
組み合わせることができる。たとえば、芯部をポリプロ
ピレンまたはナイロンで形成し、外装部をポリエステル
またはコポリエステル(co-polyester)で形成することが
できる。並列(side-by-side)、チップ(tipped)およびマ
イクロデニール(microdenier)を含む他の多くの複合繊
維形態が存在し、その各々に特定の用途がある。成分液
体の１つまたは複数を使用して、様々な材料特性を制御
することができる。これには、たとえば、熱、化学、電
気、光学、芳香、抗菌特性が含まれる。同様に、所望断
面形態のフィラメントを生じるために、多数液体成分を
放出直前に結合させるための多くの形式のダイチップが
存在する。
【０００４】複合メルトブロー装置(multi-component m
eltblowing apparatus)に伴う１つの問題は、個々の成
分液体を複合ダイチップ(multi-component die tip)へ
送るために使用されるマニホルドのコストおよび複雑さ
に関係している。一般的なマニホルドでは、適当な圧力
および温度状態で適当な流量の各成分液体がダイチップ
に達するように、ダイチップに通じる多くの様々な通路
を加工しなければならない。したがって、これらのマニ
ホルドは、複合メルトブロー装置の比較的複雑で高価な
部品である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】これらの理由から、容
易に製造できるが、各成分液体を複合ダイチップへ効果
的に送る必要性を満たすマニホルドシステムを有するメ
ルトブロー装置を提供することが望ましいであろう。
【０００６】
【課題を解決するための手段】したがって、本発明は、
複合ダイチップと連結された独特のマニホルド構造体を
含む、多種類の液体材料を複合フィラメントにメルトブ
ローする装置を提供している。１つの一般的な態様で
は、装置は、両側の第１および第２表面を有する中間マ
ニホルド部材を含む。第１および第２外側マニホルド部
材が、それぞれ両側の第１および第２表面と組み合わさ
れ、それぞれの対向表面を有する。各対向表面は、それ
ぞれ中間マニホルド部材の両側の第１および第２表面の
一方に隣接している。第１外側マニホルドの対向表面と
中間マニホルド部材の第１表面との間に第１チャネルが
形成されている。第２外側マニホルド部材の対向表面と
中間マニホルド部材の第２表面との間に第２チャネルが
形成されている。第１および第２チャネルは、それぞれ
第１および第２液体を受け取る入口と、それぞれ第１お
よび第２液体を放出する出口とを有する。これらの入口
および出口は、中間マニホルド部材内か、外側マニホル
ド部材内か、中間マニホルド部材およびそれぞれの外側
マニホルド部材間に形成することができる。第１および
第２チャネルは、中間マニホルド部材の両側の第１およ
び第２表面に形成された凹部（recess）か、第１および
第２外側マニホルド部材の対向表面に形成された凹部
か、必要なチャネルを形成するそれらの任意の組み合わ
せを含むことができる。
【０００７】ダイチップが、マニホルド部材に近接した
位置に連結されており、複数の複合フィラメント放出出
口を有する。ダイチップはさらに、第１および第２液体
をそれぞれ第１および第２チャネルから受け取ることが
できる少なくとも第１および第２液体分配通路を有す
る。液体結合部材が、第１および第２液体分配通路とフ
ィラメント放出出口との間を連通させている。液体結合
部材は、第１および第２液体を受け取り、放出する直前
にこれらの液体を結合して所望の断面形態のそれぞれの
複合フィラメントにする。ダイチップから放出される時
の複合フィラメントに当たるように加圧空気を供給する
ために、空気放出出口がフィラメント放出出口に近接し
た位置に設けられている。
【０００８】マニホルド構造体のさらに特定の好適な実
施形態では、第１および第２外側マニホルド部材は、そ
れぞれの対向表面にそれぞれの凹部を、さらに好ましく
は複数の凹部を有する。中間マニホルド部材は、第１お
よび第２外側マニホルド部材のそれぞれの対向表面間に
連結されている。中間マニホルド部材の両側の第１およ
び第２表面の凹部は、第１および第２外側マニホルド部
材の対向表面の対応凹部と連通し、好ましくはそれらと
整合している。連通した凹部が協働して、各々が中間マ
ニホルド部材の両側にダイチップと連通する流体入口お
よび流体出口を有する少なくとも第１および第２チャネ
ルを、好ましくは、第１および第２チャネルを複数、形
成する。
【０００９】好適な実施形態の以下の詳細な説明を添付
図面と組み合わせて検討すれば、当該技術分野の専門家
には本発明の様々な利点、目的および特徴が容易に明ら
かになるであろう。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１および図２を参照すると、本
発明の原理に従って構成されたメルトブロー装置１０
は、第１および第２外側マニホルド部材１２、１４を含
む。中間マニホルド部材１６が、外側マニホルド部材１
２、１４間に挟んだ状態で連結されている。ダイチップ
１８が、液体および空気分配部材２０と共に、外側マニ
ホルド部材１２、１４と中間マニホルド部材１６とに連
結されている。ねじ付き締結具（図示せず）が、それぞ
れの外側マニホルド部材１２、１４の穴２２および２４
に挿通されて、中間マニホルド部材１６の雌ねじ付き穴
２６にねじ込まれている。穴２６だけが示されている
が、マニホルド部材１６の反対側も同様なねじ穴を有す
ることは理解されるであろう。液体供給ブロック３０
が、中間マニホルド部材１６の上表面に取り付けられて
おり、第１および第２種類の液体、たとえば熱可塑性材
料を送り込むための複数のポンプ３２ａ、３２ｂを含
む。第１種類の液体は、中間マニホルド部材１６の上部
の各入口４０に送り込まれ、第２種類の液体は、各入口
４２に送り込まれる。この好適な実施形態では３セット
のポンプ３２ａ、３２ｂが示されているが、設けるポン
プセット３２ａ、３２ｂの数を増減することができるこ
とは理解されるであろう。あるいは、マニホルド１２、
１４、１６に多種類の液体を供給する別の方法を代わり
に用いてもよい。また、３成分以上の液体からフィラメ
ントを形成するために、本発明の並列マニホルド概念を
使用することもできる。
【００１１】図２に最もわかりやすく示されているよう
に、外側マニホルド部材１２、１４はそれぞれ、液体供
給入口４０、４２に連通した対向ノッチ４４、４６を含
む。対応のノッチ４８、５０が、中間マニホルド部材１
６の両側面に形成されているため、入口４０、４２から
成分液体を受け取るためにそれぞれのチャネル５２、５
４が形成されている。凹部５６、５８が外側マニホルド
１２、１４の対向側部に形成されて、中間マニホルド部
材１６の両側部に形成された対応の凹部６０、６２と整
合している。これらの整合凹部がそれぞれチャネル６
４、６６を形成しており、これらのチャネルはそれぞれ
の上端部でチャネル５２、５４と連通していると共に、
下端部に放出出口７０、７２を有する。あるいは、チャ
ネル６４、６６を中間マニホルド部材１６だけに、また
は外側マニホルド部材１２、１４だけに形成された凹部
によって形成することもでき、その場合、隣接するマニ
ホルド部材はカバープレートとして機能するであろう。
放出出口７０、７２は、締結具７４によって中間マニホ
ルド１６に取り付けられた液体および空気分配部材また
はプレート２０に隣接している。図１からわかるよう
に、それぞれ凹部５６、６０と凹部５８、６２との間に
形成された各チャネル６４、６６は、マニホルド部材１
２、１４、１６の長手部分に対して入口チャネル５２、
５４から出口７０、７２まで長手方向に発散する、すな
わち広がっている。
【００１２】液体および空気分配部材２０は、第１およ
び第２成分液体を受け取るように、それぞれ出口７０、
７２と整合して連通する長手方向スロット７６、７８を
含む。スロット７６、７８はさらに、部材２０に沿って
長手方向に延在する複数の垂直向き通路８４、８６を経
て、液体および空気分配部材の反対面に形成された長手
方向スロット８０、８２と連通している。それぞれのブ
ロック９３、９５の上表面に沿って長手方向に形成され
たそれぞれのスロット９０、９２が、第１および第２種
類の液体を、それぞれブロック９３、９５の長手に沿っ
たスロット９８、１００と連通した複数の通路９４およ
び複数の通路９６へ送る。スロット９８、１００は、出
口１０３（図３を参照）から複合フィラメントを生じる
のに適した構造を有する複数の垂直に重ねた(verticall
y stacked)プレート１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１
０２ｄから形成することができる結合部材１０２に第１
および第２液体を移送する。本例では、生産されるフィ
ラメントは、コンジュゲートフィラメントである。多く
の異なったプレート構造を使用することもでき、従来の
エッチング技法によって形成してもよい。プレートの特
定構造や、プレートのスロット、凹部およびオリフィス
の形状は、所望の複合フィラメント構造、たとえば、外
装部／芯部や並列などの構造によって決まる。この従来
構造体は発明的概念の一部を構成していないので、ここ
では詳細を述べない。
【００１３】外側マニホルド部材１２、１４はさらに、
外側マニホルド部材１２、１４のそれぞれの下表面に沿
って長手方向に延在する１対のスロット１１４、１１６
に加圧処理空気を供給するための複数の空気供給通路１
１０、１１２を含む。スロット１１４、１１６はそれぞ
れ、部材２０の上表面に形成された対応の長手方向スロ
ット１１８、１２０と連通している。複数の垂直向き通
路１２２、１２４が、加圧空気をスロット１１８、１２
０から部材２０の反対の下表面に形成されたそれぞれの
スロット１２６、１２８へ送る。スロット１２６、１２
８は、ブロック９３とブロック９５に隣接する位置に保
持された別のブロック１３３とにそれぞれ形成された対
応の整合スロット１３０、１３２と連通している。ブロ
ック９３、１３３内のそれぞれの通路１３４、１３６
は、加圧処理空気を、それぞれの上表面にチャネル１４
４、１４６を形成したそれぞれの空気分配プレート１４
０、１４２へ送る。これらのチャネルは、加圧空気を結
合部材１０２の液体フィラメント放出出口の方にほぼ向
かう集束シートとして送る放出部分１４８、１５０を有
する。シート状空気は、基材またはキャリヤ上に付着す
る前の放出フィラメントを引き絞る、すなわち細くす
る。各外側マニホルド部材１２、１４の長手に沿って位
置する穴１６０、１６２が、２つの液体および処理空気
を適当な放出温度まで加熱するためのヒーターロッドを
収容する。また、温度を制御するために、温度感知装置
（図示せず）、たとえば、ＲＴＤまたはサーモカップル
をマニホルド部材１２、１４内に設けてもよい。
【００１４】図示されていないが、空気分配プレート１
４０、１４２をブロック９３、９５に固定するために適
当な締結具が使用され、ブロック１３３をブロック９５
に固定するために、さらに別の締結具が使用されてい
る。スロット８０、９０および８２、９２間だけにガス
ケットが図示されているが、望ましくない漏出を防止す
るために、空気または流体移送が行われるすべての部材
間にさらなるガスケットを使用してもよい。
【００１５】本発明が様々な好適な実施形態の記載によ
って説明され、これらの実施形態がある程度詳細に記載
されているが、添付の請求項の範囲をそのような詳細に
よって限定またはいずれの意味でも制限することは、本
出願人の意図するところではない。さらなる利点および
変更が、当該技術分野の専門家には容易に明らかになる
であろう。ユーザの必要または好みに応じて、本発明の
様々な特徴を単独で、または多くを組み合わせて使用し
てもよい。これは、本発明と共に、現時点で知られてい
る本発明を実行する好適な方法を説明している。しか
し、本発明自体は、添付の請求項のみによって定義され
るものとする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従って構成された複合フィラメントメ
ルトブロー装置(multi-component meltblowing apparat
us)の分解斜視図である。
【図２】ほぼ図１の２−２線に沿った断面図であり、装
置が組み立てた状態に示されている。
【図３】図２の３−３線に沿って見た本発明の出口の拡
大図である。
【符号の説明】
１２、１４ 外側マニホルド部材 １６ 中間マニホルド部材 １８ ダイチップ ４０、４２ 入口 ５２、５４、６４、６６ チャネル ７０、７２ 出口 ９４、９６ 通路 １０２ 液体結合部材 １０３ フィラメント放出出口 １４８、１５０ 加圧空気放出部分

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも第１および第２種類の液体材
    料を複合フィラメントにメルトブローする装置であっ
    て、 両側の第１および第２表面を有する中間マニホルド部材
    と、 前記両側の第１および第２表面とそれぞれ組み合わさ
    れ、各々がそれぞれ前記両側の第１および第２表面の一
    方に隣接するそれぞれの対向表面を有する第１および第
    ２外側マニホルド部材と、 前記第１外側マニホルド部材の前記対向表面と前記中間
    マニホルド部材の前記第１表面との間に形成された第１
    チャネル、および前記第２外側マニホルド部材の前記対
    向表面と前記第２表面との間に形成された第２チャネル
    とを含み、該第１および第２チャネルは、それぞれ第１
    および第２液体を受け取る入口およびそれぞれ第１およ
    び第２液体を放出する出口を有しており、さらに、 前記マニホルド部材に近接して連結されたダイチップを
    含み、該ダイチップは、複数の複合フィラメント放出出
    口と、第１および第２液体をそれぞれ前記第１および第
    ２チャネルの前記出口から受け取ることができる少なく
    とも第１および第２液体分配通路と、前記第１および第
    ２液体分配通路と前記フィラメント放出出口との間を連
    通させる液体結合部材とを有しており、該液体結合部材
    は、第１および第２液体を受け取り、第１および第２液
    体を結合してそれぞれの複合フィラメントにするように
    構成されており、前記ダイチップから放出される時の複
    合フィラメントに当たるように加圧空気を供給するため
    に、空気放出出口を前記フィラメント放出出口に近接し
    た位置に設けた装置。
  2. 【請求項２】 前記チャネルの前記出口と前記第１およ
    び第２液体分配通路との間を連通させる少なくとも第１
    および第２液体通路と、加圧空気源に連結されることが
    できると共に、前記空気放出出口と連通した少なくとも
    第１および第２空気通路とを有する液体および空気分配
    部材をさらに含む請求項１記載の装置。
  3. 【請求項３】 前記外側マニホルド部材は、それぞれ前
    記液体および空気分配部材の前記第１および第２空気通
    路と連通した少なくとも第１および第２空気供給通路を
    含む請求項２記載の装置。
  4. 【請求項４】 前記チャネルは、前記マニホルド部材の
    長手部分に沿って延在し、各チャネルは、対応の長手部
    分に沿ってそれぞれの入口からそれぞれの出口に向かう
    方向に広がっている請求項１記載の装置。
  5. 【請求項５】 さらに、それぞれ前記中間マニホルド部
    材の前記両側の第１および第２表面と前記第１および第
    ２外側マニホルド部材の前記対向表面との間に形成され
    た前記チャネルを複数、有する請求項１記載の装置。
  6. 【請求項６】 少なくとも第１および第２種類の液体材
    料を複合フィラメントにメルトブローする装置であっ
    て、 各々に凹部を設けた両側の第１および第２表面を有する
    中間マニホルド部材と、 前記両側の第１および第２表面とそれぞれ組み合わさ
    れ、互いに向き合ってそれぞれ前記両側の第１および第
    ２表面の前記凹部に隣接する表面を有して、前記第１表
    面上に第１チャネルを、前記第２表面上に第２チャネル
    を形成できるようにする第１および第２外側マニホルド
    部材とを含み、前記第１および第２チャネルは、それぞ
    れ第１および第２液体を受け取る入口およびそれぞれ第
    １および第２液体を放出する出口を有しており、さら
    に、 前記マニホルド部材に近接して連結されたダイチップを
    含み、該ダイチップは、複数の複合フィラメント放出出
    口と、第１および第２液体をそれぞれ前記第１および第
    ２チャネルの前記出口から受け取ることができる少なく
    とも第１および第２液体分配通路と、前記第１および第
    ２液体分配通路と前記フィラメント放出出口との間を連
    通させる液体結合部材とを有しており、該液体結合部材
    は、第１および第２液体を受け取り、第１および第２液
    体を結合してそれぞれの複合フィラメントにするように
    構成されており、前記ダイチップから放出される時の複
    合フィラメントに当たるように加圧空気を供給するため
    に、空気放出出口を前記フィラメント放出出口に近接し
    た位置に設けた装置。
  7. 【請求項７】 前記チャネルは、前記マニホルド部材の
    長手部分に沿って延在し、各チャネルは、対応の長手部
    分に沿ってそれぞれの入口からそれぞれの出口に向かう
    方向に広がっている請求項６記載の装置。
  8. 【請求項８】 それぞれ前記中間マニホルド部材の前記
    両側の複数の前記凹部によって少なくとも一部が形成さ
    れた前記チャネルを複数、さらに有する請求項７記載の
    装置。
  9. 【請求項９】 少なくとも第１および第２種類の液体材
    料を複合フィラメントにメルトブローする装置であっ
    て、 それぞれ対向表面を有し、該対向表面の各々に凹部を設
    けた第１および第２外側マニホルド部材と、 該第１および第２外側マニホルド部材の前記それぞれの
    対向表面間に連結された中間マニホルド部材とを含み、
    該中間マニホルド部材は、各々に凹部を設けた両側の第
    １および第２表面を有し、該両側の第１および第２表面
    の前記凹部は、それぞれ前記対向表面の前記凹部と連通
    して第１および第２チャネルを形成しており、該第１お
    よび第２チャネルは、それぞれ第１および第２液体を受
    け取る入口およびそれぞれ第１および第２液体を放出す
    る出口を有しており、さらに、 前記外側マニホルド部材および前記中間マニホルド部材
    と連結されたダイチップを含み、該ダイチップは、複数
    の複合フィラメント放出出口と、第１および第２液体を
    それぞれ前記第１および第２チャネルの前記出口から受
    け取ることができる少なくとも第１および第２液体分配
    通路と、前記第１および第２液体分配通路と前記フィラ
    メント放出出口との間を連通させる液体結合部材とを有
    しており、該液体結合部材は、第１および第２液体を受
    け取り、第１および第２液体を結合してそれぞれの複合
    フィラメントにするように構成されており、前記ダイチ
    ップから放出される時の複合フィラメントに当たるよう
    に加圧空気を供給するために、空気放出出口を前記フィ
    ラメント放出出口に近接した位置に設けた装置。
  10. 【請求項１０】 前記チャネルは、前記マニホルド部材
    の長手部分に沿って延在し、各チャネルは、対応の長手
    部分に沿ってそれぞれの入口からそれぞれの出口に向か
    う方向に広がっている請求項９記載の装置。
  11. 【請求項１１】 それぞれ前記中間マニホルド部材の前
    記両側の表面および前記外側マニホルド部材の前記対向
    表面の複数の前記凹部によって形成された前記チャネル
    を複数、さらに有する請求項１０記載の装置。
  12. 【請求項１２】 それぞれ前記中間マニホルド部材の前
    記両側の表面および前記外側マニホルド部材の前記対向
    表面の複数の前記凹部によって形成された前記チャネル
    を複数、さらに有する請求項９記載の装置。
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