JP2892157B2 - 定量溶融吹出し装置 - Google Patents

定量溶融吹出し装置

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JP2892157B2 JP5505519A JP50551992A JP2892157B2 JP 2892157 B2 JP2892157 B2 JP 2892157B2 JP 5505519 A JP5505519 A JP 5505519A JP 50551992 A JP50551992 A JP 50551992A JP 2892157 B2 JP2892157 B2 JP 2892157B2
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Description

【発明の詳細な説明】 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吐出しダイであっ
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）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、ダイアパ（［di
aper］、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。ほ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、よって問題が生じる。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4,818,463
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。（１）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し作動を行なって、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
作動を調整し、制御された均一な性質（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
に対してただ１つのエア装置が設けられており、ポリマ
ーの押出は、直線上のオリフィスグループを有するそれ
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形成する複数の隣
り合う溶融吹出しユニットとして機能する。各溶融吹出
しユニットは、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ことで可能
である。上述した第２の実施例のフィードバッック制御
は、このモード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有する。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11A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から100とすることができ、好ましく
は４から80、最良は４から50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22内へ配
送される。マニホールド22は複数の通路を有し（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12A−12Dへ、そこか
ら更に各ダイアセンブリ11A−11Dへと導かれ、そして、
ダイアセンブリ11A−11Dにおいて複数の隣り合うフィラ
メント24として押出される。エアコンジット20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回転コ
レクタ19の面上に不織ウェブ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11A−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−1
6D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
（即ち、取付面）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11A−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はダイ
本体27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とに囲まれるポリマー
流出ポート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38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（図７参照）、かつ、内部に各溶融吹出しユニッ
ト11A−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溝46を形成す
る。
ダイチップ39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と一体とな
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、頂部50を通して複数のオリフィス51（図７の51A−5
1D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50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50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が回転コレクタ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ダイ
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。
エアプレート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バック及
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バック調節を行
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。
各エアプレート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
エア流路62、63を形成する。これらの二股エア流路は、
二股に分かれたエアをダイチップ39の対向側部に搬送し
てオリフィス51から出てくるポリマーフィラメント24に
接触させる手段として機能する。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38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
20から取り入れられた空気は、オリフィスの片側の流路
64、64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つの流れのエアシートとして頂部
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11A−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
11A−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ッ
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75
a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リマー流出ポート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ウェイ、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75b
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
を開く。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、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7
5b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、19
90年10月17日出願のアメリカ合衆国特許出第599006（U.
S.特許第5,145,689）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出願第599006（U.S.特許第5,145,68
9）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3
9、41、42はダイチップアセンブリ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じ長さである。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（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、51A）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
11A−11D内を流れるが、エア搬送装置はただ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30
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経路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−87D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−12D（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−31
D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（ロータリポンプ）12
は、駆動軸回転速度に比例する出力速度を有するどのよ
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、駆動軸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92、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16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。こ
れらの構成要素は、各溶融吹出しユニットに配送される
溶融ポリマーの流量が実質的に同じになるように、複数
のロータリポンプ12を実質的に同じ回転数で回転させる
手段として機能する。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。駆動軸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
速可能で1500乃至2000rpm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を用いて駆動軸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、
バルドア（Baldor）によって製造されている。この1725
回転モータは減速ボックスを有し、減速ボックスは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・デ
ィ・シー・システムズ（NDC Sytems）によって市販され
ているモデル6100シリーズスキャ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・ディ・シー・システムズ（NDC
Sytems）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 Prob
e）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2
5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［Gamma Backscatter Probe（Compton Photon Back
scatter）］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
レーショ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25A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
って作動を続け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（ND
C Systems）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
変化させる検知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
サイズが可能であるが、以下、代表的かつ好ましい範囲
のものを示す。
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。バルブが閉じた後のポリマーの
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1cmにつき0.28から0.12cc
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。
作 動 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、0.254から
1.905cm）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101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。ファイバーがコレ
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から100グラ
ム／平方メートルである。
装置10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（U.S.特許第
5,061,170）号に開示されるポリマー給送装置から給送
を受ける。この押出装置は、溶融ポリマーを各ポンプ12
へ給送する手段として機能する。
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、ポリプレン又はエチレンホ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、エチレンアクリルコポリマー、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 摂氏246.1から271.1゜ 空気温度 摂氏260から398.9゜ 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25から762cm/分である。トラック10
2上を動くプローブ101は３乃至５秒で全幅「60」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11Bから押出するポリマー量
を増やす。これにより、ストリッ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−2
9D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、ポリマーの後垂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。
実 験 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。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＋0.95％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10の利点は、ダイ
が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、かつ、別個のギヤポンプ12を
備えている。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か、又
はそれぞれの溶融吹出しユニットの出力が精確に同一と
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、ダイが重要である。
この実施例においては、各溶融吹出しユニット11A−1
1Dが7.62cm以下、好ましくは1.27から5.1cm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８から12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を参照するに、代替実施例においては、110A−11
D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。それぞれのギヤポンプは駆動
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110A−110Dは軸14によって
駆動される。ギヤポンプ110A−110Dは、それぞれ、ポリ
マー給送流路113A−113Dと、排出流路114A−114D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110A−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110A−110Dに流入しそこ
から各溶融吹出しユニット110A−110D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
って同一の回転速度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
まく機能するが、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
路は共通であり、例えば、ゼニス・ニコルス（Zenith N
ichols）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。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) D01D 1/00 - 13/02 D04H 1/00 - 18/00

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】（ａ）取付面と、離間しかつ隣り合うよう
    に設けた複数の内部流路とを有するダイ本体であって、
    前記各流路は（ｉ）取入口と、（ii）前記ダイ本体取付
    面に設けた排出口とを有するダイ本体と、 （ｂ）（ｉ）前記取付面に設けられ、かつ、端部が接す
    るように配列された複数の細長いポリマーヘッダ流路と
    を有する基部であって、ポリマーを前記各排出口から前
    記ヘッダ流路の１つの対応ヘッダ流路に導く手段を備え
    る基部と、 （ii）前記基部から外側に延伸し細長い頂部で終息する
    鼻を有し、かつ、前記頂部に沿って１インチ当り10乃至
    50の数となるように等間隔で離間して前記頂部に設けた
    ポリマーオリフィスと、前記各ポリマーヘッダ流路を前
    記オリフィスの長尺部分と連通させる手段とを有するダ
    イチップであって、前記各長尺部分と前記各ポリマーヘ
    ッダ流路との長さが１乃至８インチであるダイチップ
    と、（iii）前記ダイチップに設けられ、前記鼻と協働
    して前記鼻頂部において１つに合流する２つのエア流路
    を形成するエアプレートとを有するダイチップアセンブ
    リと、 （ｃ）溶融ポリマーを前記各ダイ本体取入口に配送する
    ロータリ容積式ポンプであって、この配送により前記溶
    融ポリマーを隣り合う平行な複数の流れとしてポリマー
    流路、ヘッダ流路及び前記オリフィスの長尺部分を含み
    前記ダイ本体内を流動させるポンプと、 （ｄ）前記複数のロータリポンプを実質的に同一の速度
    で回転させて溶融ポリマーの前記各ヘッダ流路及び前記
    各オリフィス長尺部分への流量を実質的に同一にする回
    転手段とを、 含んでなる溶融吹出しダイ。
  2. 【請求項２】請求項１のダイであって、前記複数のロー
    タリポンプはギヤポンプであり、同一のポンプ能力を備
    えるポンプである、ダイ。
  3. 【請求項３】請求項２のダイであって、前記ギヤポンプ
    に連結された１つの駆動軸と、前記ギヤポンプを回転さ
    せるため前記駆動軸を回転させる１つのモータを含んで
    なり、前記すべてのギヤポンプを前記１つの駆動軸によ
    って駆動するダイ。
  4. 【請求項４】請求項１のダイであって、前記ダイは４乃
    至80の溶融吹出しユニットを備え、前記各溶融吹出しユ
    ニットに１つのロータリポンプを備える、ダイ。
  5. 【請求項５】請求項１のダイであって、前記ダイチップ
    アセンブリは６乃至150インチの長さを有し、前記各溶
    融吹出しユニットは1.5乃至３インチの長さを有するダ
    イ。
  6. 【請求項６】（ａ）１列のフィラメントを形成するため
    複数のオリフィスグループから溶融ポリマーを押出し、 （ｂ）エアを用いて前記フィラメントを移動コレクタ上
    に吹き付けて絡み合ったマイクロサイズのフィラメント
    を含んだ複数の隣り合うウェブストリップを形成し、こ
    の形成において前記各ウェブストリップが別個のオリフ
    ィスグループから押出されるフィラメントから形成され
    前記コレクタの移動方向に延伸するように形成し、 （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、坪量及び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特性を実質的に所定の値に維
    持するため前記監視ステップに応答して前記各オリフィ
    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
    監視する、 ステップを含んでなる溶融ポリマーの溶融吹出しを行う
    方法。
  7. 【請求項７】請求項１の方法であって、ポリマーを２乃
    至100の前記オリフィスグループから押出して２乃至100
    の隣り合うストリップを形成し、これらの隣り合うスト
    リップで前記一体ウェブを形成する方法。
  8. 【請求項８】請求項６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して電子センサで行い、か
    つ、坪量に比例する出力を生成する、方法。
  9. 【請求項９】請求項８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。
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