JP7317987B2 - 流体で満たされたペレットを生成するためのダイアセンブリ - Google Patents

Description

ポリマー樹脂のペレットを液体添加剤に浸して、添加剤をポリマーペレットにしみ込ませるか、そうでなければ組み合わせてから、さらに処理することが知られている。例えば、電源ケーブル用のプラスチックコーティングの生成では、オレフィン系ポリマーペレットを液体過酸化物に浸してから、他の材料と溶融ブレンドまたは溶融押出することがよくある。

残念ながら、オレフィン系ポリマーペレットの添加剤浸漬にはいくつかの欠点がある。多くのオレフィン系ポリマーペレットは、ペレットに十分な量の添加剤を組み込むために、長い浸漬時間（１０時間以上）を必要とする。このような長い浸漬時間は、浸漬設備に追加の資本コストをもたらし、生成スループット率を低下させる。

多孔質ペレットの使用は、オレフィン系ポリマーペレットの浸漬時間を短縮する方法として知られている。しかしながら、多孔質オレフィン系ポリマーペレットは、生成するのに費用がかかり、産業におけるそれらの実際の使用を制限する。多孔質オレフィン系ポリマーペレットも、溶融ブレンドまたは押出時に不均一性の問題を示す。結果として、当技術分野は、下流の生成ステップに悪影響を与えることなく添加剤の浸漬時間を短縮するために、表面積が増加したポリマー樹脂ペレットの必要性を認識している。

当技術分野はさらに、例えば、電源ケーブルのコーティングなど、ポリマー樹脂ペレットの添加剤浸漬ステップを必要とする産業用途のために、表面積が増加したポリマー樹脂ペレットを生成できる設備の必要性を認識している。

本開示は、ダイアセンブリを提供する。一実施形態では、ダイアセンブリは、（ｉ）入口表面および対向する排出表面を有するダイプレートと、（ｉｉ）入口表面上の入口と、入口を通って、かつ入口表面に垂直に延在する第１の対称軸と、（ｉｉｉ）排出表面上の排出ポートと、排出ポートを通って、かつ排出表面に垂直に延在する第２の対称軸と、を含む。第２の対称軸は、第１の対称軸から離間しており、かつそれに平行である。ダイアセンブリは、（ｉｖ）入口と排出ポートを流体接続する押出物通路を含む。第３の対称軸は、押出物通路を通って延在する。ダイアセンブリは、（ｖ）ダイプレートに装着されたノズルであって、排出ポートで押出物通路内に注入先端を有するノズルを含み、（ｖｉ）第３の対称軸は、入口で第１の対称軸と交差して鋭角を形成する。

図１Ａは、本開示の一実施形態による、ダイプレートの上流面の斜視図である。 図１Ｂは、本開示の一実施形態による、ダイプレートの下流面の斜視図である。 図２は、本開示の一実施形態による、ダイアセンブリの分解図である。 図３は、図２の線３－３に沿ったダイアセンブリの断面図である。 図４Ａは、図３の面積４Ａの拡大図である。 図４Ｂは、図４Ａの面積４Ｂの拡大図である。 図４Ｃは、本開示の一実施形態による、出口プレートを含むダイアセンブリの拡大断面図である。 図５は、本開示の一実施形態による、ダイアセンブリを通る押出物の流れおよび流体で満たされたペレットの生成を示す図４Ａの断面図である。 図６は、本開示の実施形態による、中空ペレットの斜視図である。 図７Ａは、図６の線７Ａ－７Ａに沿って見たペレットの断面図である。 図７Ｂは、図６の線７Ｂ－７Ｂに沿って見たペレットの断面図である。 図８は、図６のペレットの分解図である。 図９は、本開示の一実施形態による、閉塞ペレットの斜視図である。 図１０Ａは、図９の線１０Ａ－１０Ａに沿って見た閉塞ペレットの断面図である。

定義
米国特許実務の目的として、参照される特許、特許出願、または公開物のいかなる内容も、特に定義の開示（本開示に具体的に提供されるいかなる定義にも矛盾しない範囲で）、および当該技術分野における一般的知識に関して、それらの全体が参照により組み込まれる（または、その同等の米国版が参照によりそのように組み込まれる）。

本明細書に開示される数値範囲は、下限値および上限値からの、それらを含むすべての値を含む。明示的な値（例えば、１、または２、または３～５、または６、または７）を含む範囲について、任意の２つの明示的な値の間のあらゆる部分範囲（例えば、１～２、２～６、５～７、３～７、５～６など）が含まれる。

「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「有する（ｈａｖｉｎｇ）」という用語、およびこれらの派生語は、任意の追加の成分、ステップ、または手順が、具体的に開示されているか否かに関わらず、それらの存在を除外することを意図しない。疑義が生じないようにするために、「備える」という用語の使用を通じて特許請求されるすべての組成物は、相反する記載がない限り、（ポリマーであるか、そうでないかに関わらず）任意の追加の添加剤、アジュバント、または化合物を含むことができる。対照的に、「本質的に～からなる」という用語は、実施可能性に必須ではないものを除いて、あらゆる後続の列挙の範囲から、他のいかなる成分、ステップ、または手順も除外する。「からなる」という用語は、具体的に描写または列挙されていない任意の成分、ステップ、または手順を除外する。「または」という用語は、特に明記しない限り、列挙されたメンバーを個別に、ならびに任意の組み合わせで指す。単数形の使用には、複数形の使用が含まれ、逆の場合も同じである。

相反する記載がない限り、文脈から黙示的でない限り、または当該技術分野で慣習的でない限り、すべての部およびパーセントは、重量に基づき、すべての試験方法は、本開示の出願日時点で最新のものである。

「ブレンド」、「ポリマーブレンド」、および同様の用語は、２つ以上のポリマーの組み合わせを指す。そのようなブレンドは、混和性であっても、そうでなくてもよい。そのような組み合わせは、相分離していても、していなくてもよい。そのような組み合わせは、透過電子分光法、光散乱、Ｘ線散乱、および当該技術分野で知られている任意の他の方法から決定される１つ以上のドメイン構成を含んでも、含まなくてもよい。

「エチレン系ポリマー」は、（重合性モノマーの総量に基づいて）５０重量パーセント超の重合エチレンモノマーを含有し、任意選択により、少なくとも１つのコモノマーを含有し得るポリマーである。エチレン系ポリマーは、エチレンホモポリマー、およびエチレンコポリマー（エチレンおよび１つ以上のコモノマーに由来する単位を意味する）を含む。「エチレン系ポリマー」および「ポリエチレン」という用語は、互換的に使用され得る。エチレン系ポリマー（ポリエチレン）の非限定的な例は、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）および直鎖ポリエチレンを含む。直鎖ポリエチレンの非限定的な例は、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、超低密度ポリエチレン（ＵＬＤＰＥ）、極低密度ポリエチレン（ＶＬＤＰＥ）、多成分エチレン系コポリマー（ＥＰＥ）、エチレン／α－オレフィンマルチブロックコポリマー（オレフィンブロックコポリマー（ＯＢＣ）としても知られる）、シングルサイト触媒直鎖状低密度ポリエチレン（ｍ－ＬＬＤＰＥ）、実質的に直鎖状または直鎖状のプラストマー／エラストマー、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、および高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）を含む。一般に、ポリエチレンは、チーグラーナッタ触媒などの不均質触媒系、第４族遷移金属およびメタロセン、非メタロセン金属中心、ヘテロアリール、ヘテロバレントアリールオキシエーテル、ホスフィンイミン、などのリガンド構造を含む均質触媒系、およびその他を使用して、気相、流動床反応器、液相スラリープロセス反応器、または液相溶液プロセス反応器で生成することができる。不均一触媒および／または均一触媒の組み合わせもまた、単一反応器または二重反応器構成のいずれかにおいて使用され得る。一実施形態では、エチレン系ポリマーは、その中に重合された芳香族コモノマーを含有しない。

「エチレンプラストマー／エラストマー」は、エチレン由来の単位および少なくとも１つのＣ_３～Ｃ_１０α－オレフィンコモノマー、または少なくとも１つのＣ_４～Ｃ_８α－オレフィンコモノマー、または少なくとも１つのＣ_６～Ｃ_８α－オレフィンコモノマー由来の単位を含む均一短鎖分岐分布を含有する実質的に直鎖状または直鎖状のエチレン／α－オレフィンコポリマーである。エチレンプラストマー／エラストマーは、０．８７０ｇ／ｃｃ、または０．８８０ｇ／ｃｃ、または０．８９０ｇ／ｃｃから、０．９００ｇ／ｃｃ、または０．９０２ｇ／ｃｃ、または０．９０４ｇ／ｃｃ、または０．９０９ｇ／ｃｃ、または０．９１０ｇ／ｃｃ、または０．９１７ｇ／ｃｃの密度を有する。エチレンプラストマー／エラストマーの非限定的な例としては、ＡＦＦＩＮＩＴＹ（商標）プラストマーおよびエラストマー（Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能）、ＥＸＡＣＴ（商標）プラストマー（ＥｘｘｏｎＭｏｂｉｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌから入手可能）、Ｔａｆｍｅｒ（商標）（Ｍｉｔｓｕｉから入手可能）、Ｎｅｘｌｅｎｅ（商標）（ＳＫ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｃｏ．から入手可能）、およびＬｕｃｅｎｅ（商標）（ＬＧ Ｃｈｅｍ Ｌｔｄ．から入手可能）が挙げられる。

「高密度ポリエチレン」（または「ＨＤＰＥ」）は、エチレンホモポリマー、または少なくとも１つのＣ_４－Ｃ_１０α－オレフィンコモノマー、もしくはＣ_４－Ｃ_８α－オレフィンコモノマーを含むエチレン／α－オレフィンコポリマーであり、かつ０．９４ｇ／ｃｃ超、または０．９４５ｇ／ｃｃ、または０．９５ｇ／ｃｃ、または０．９５５ｇ／ｃｃ～０．９６ｇ／ｃｃ、または０．９７ｇ／ｃｃ、または０．９８ｇ／ｃｃの密度を有する。ＨＤＰＥは、単峰性コポリマーまたは多峰性コポリマーであり得る。「単峰性エチレンコポリマー」とは、分子量分布を示すゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）において１つの明確なピークを有するエチレン／Ｃ_４～Ｃ_１０α－オレフィンコポリマーのことである。「多峰性エチレンコポリマー」とは、分子量分布を示すＧＰＣにおいて少なくとも２つの明確なピークを有するエチレン／Ｃ_４～Ｃ_１０α－オレフィンコポリマーのことである。多峰性には、２つのピークを有するコポリマー（二峰性）、ならびに３つ以上のピークを有するコポリマーが含まれる。ＨＤＰＥの非限定的な例としては、各々Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なＤＯＷ（商標）高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）樹脂、ＥＬＩＴＥ（商標）強化ポリエチレン樹脂、およびＣＯＮＴＩＮＵＵＭ（商標）二峰生ポリエチレン樹脂、ＬｙｏｎｄｅｌｌＢａｓｅｌｌから入手可能なＬＵＰＯＬＥＮ（商標）、ならびにＢｏｒｅａｌｉｓ、Ｉｎｅｏｓ、およびＥｘｘｏｎＭｏｂｉｌからのＨＤＰＥ製品が挙げられる。

「インターポリマー」（または「コポリマー」）は、少なくとも２つの異なるモノマーの重合によって調製されるポリマーである。この総称は、２つの異なるモノマーから調製されたポリマー、および３つ以上の異なるモノマーから調製されたポリマー、例えばターポリマー、テトラポリマーなどを指すために通常用いられるコポリマーを含む。

「低密度ポリエチレン」（または「ＬＤＰＥ」）は、エチレンホモポリマー、または０．９１５ｇ／ｃｃ～０．９４０ｇ／ｃｃの密度を有し、かつ広いＭＷＤを有する長鎖分岐を含有する、少なくとも１つのＣ_３～Ｃ_１０α－オレフィン、好ましくはＣ_３～Ｃ_４を含む、エチレン／α－オレフィンコポリマーからなる。ＬＤＰＥは、典型的には、高圧フリーラジカル重合（フリーラジカル開始剤を用いる管状反応器またはオートクレーブ）によって生成される。ＬＤＰＥの非限定的な例としては、ＭａｒＦｌｅｘ（商標）（Ｃｈｅｖｒｏｎ Ｐｈｉｌｌｉｐｓ）、ＬＵＰＯＬＥＮ（商標）（ＬｙｏｎｄｅｌｌＢａｓｅｌｌ）、ならびにＢｏｒｅａｌｉｓ、Ｉｎｅｏｓ、ＥｘｘｏｎＭｏｂｉｌなどからのＬＤＰＥ製品が挙げられる。

「直鎖状低密度ポリエチレン」（または「ＬＬＤＰＥ」）は、エチレン由来の単位と、少なくとも１つのＣ_３～Ｃ_１０α－オレフィンコモノマー、または少なくとも１つのＣ_４～Ｃ_８α－オレフィンコモノマー、または少なくとも１つのＣ_６～Ｃ_８α－オレフィンコモノマー由来の単位と、を含む、不均一短鎖分岐分布を含有する直鎖状のエチレン／α－オレフィンコポリマーである。ＬＬＤＰＥは、従来のＬＤＰＥとは対照的に、長鎖分岐があるとしてもわずかであることを特徴とする。ＬＬＤＰＥは、０．９１０ｇ／ｃｃ、または０．９１５ｇ／ｃｃ、または０．９２０ｇ／ｃｃ、または０．９２５ｇ／ｃｃ～０．９３０ｇ／ｃｃ、または０．９３５ｇ／ｃｃ、または０．９４０ｇ／ｃｃの密度を有する。ＬＬＤＰＥの非限定的な例としては、各々Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なＴＵＦＬＩＮ（商標）直鎖状低密度ポリエチレン樹脂およびＤＯＷＬＥＸ（商標）ポリエチレン樹脂、ならびにＭＡＲＬＥＸ（商標）ポリエチレン（Ｃｈｅｖｒｏｎ Ｐｈｉｌｌｉｐｓから入手可能）が挙げられる。

「多成分エチレン系コポリマー」（または「ＥＰＥ」）は、エチレン由来の単位と、特許参考文献ＵＳＰ６，１１１，０２３、ＵＳＰ５，６７７，３８３、およびＵＳＰ６，９８４，６９５に記載されているような少なくとも１つのＣ_３～Ｃ_１０α－オレフィンコモノマー、または少なくとも１つのＣ_４～Ｃ_８α－オレフィンコモノマー、または少なくとも１つのＣ_６～Ｃ_８αα－オレフィンコモノマー由来の単位と、を含む。ＥＰＥ樹脂は、０．９０５ｇ／ｃｃ、または０．９０８ｇ／ｃｃ、または０．９１２ｇ／ｃｃ、または０．９２０ｇ／ｃｃ～０．９２６ｇ／ｃｃ、または０．９２９ｇ／ｃｃ、または０．９４０ｇ／ｃｃ、または０．９６２ｇ／ｃｃの密度を有する。ＥＰＥ樹脂の非限定的な例としては、各々Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なＥＬＩＴＥ（商標）強化ポリエチレンおよびＥＬＩＴＥＡＴ（商標）先端技術樹脂、Ｎｏｖａ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓから入手可能なＳＵＲＰＡＳＳ（商標）ポリエチレン（ＰＥ）樹脂、ならびにＳＫ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｃｏ．から入手可能なＳＭＡＲＴ（商標）が挙げられる。

「オレフィン系ポリマー」または「ポリオレフィン」は、（重合性モノマーの総量に基づいて）５０重量パーセント超の重合オレフィンモノマーを含有し、任意選択により、少なくとも１つのコモノマーを含有し得るポリマーである。オレフィン系ポリマーの非限定的な例としては、エチレン系ポリマーおよびプロピレン系ポリマーが挙げられる。「オレフィン」および同様の用語は、水素と炭素からなる炭化水素を指し、その分子は、二重結合によって互いに結合された一対の炭素原子を含有する。

「ポリマー」は、同一の種類であるか異なる種類であるかに関わらず、重合モノマーによって調製される化合物であり、重合形態で、ポリマーを構成する複数および／もしくは反復「単位」または「構造単位」を提供する。したがって、ポリマーという総称は、１つの種類のモノマーのみから調製されたポリマーを指すために通常用いられるホモポリマーという用語、および少なくとも２つの種類のモノマーから調製されたポリマーを指すために通常用いられるコポリマーという用語を包含する。また、例えば、ランダム、ブロックなどのすべての形態のコポリマーも包含する。「エチレン／α－オレフィンポリマー」および「プロピレン／α－オレフィンポリマー」という用語は、それぞれエチレンまたはプロピレンを重合させて調製した上述のコポリマーおよび１つ以上の追加の重合性α－オレフィンモノマーを示す。ポリマーは、多くの場合、特定のモノマーまたはモノマーの種類に「基づいて」、特定のモノマー含有量を「含有する」など、１つ以上の特定のモノマー「から作られる」ものと言及されるが、この文脈では、「モノマー」という用語は、特定のモノマーの重合残留物を指し、非重合種を指さないことが理解されることに留意されたい。概して、本明細書におけるポリマーは、対応するモノマーの重合形態である「単位」に基づくものを指す。

「シングルサイト触媒直鎖状低密度ポリエチレン」（または「ｍ－ＬＬＤＰＥ」）は、エチレン由来の単位および少なくとも１つのＣ_３～Ｃ_１０α－オレフィンコモノマー、または少なくとも１つのＣ_４～Ｃ_８α－オレフィンコモノマー、または少なくとも１つのＣ_６～Ｃ_８α－オレフィンコモノマー由来の単位を含む均一短鎖分岐分布を含有する直鎖状のエチレン／α－オレフィンコポリマーである。ｍ－ＬＬＤＰＥは、０．９１３ｇ／ｃｃ、または０．９１８ｇ／ｃｃ、または０．９２０ｇ／ｃｃ～０．９２５ｇ／ｃｃ、または０．９４０ｇ／ｃｃの密度を有する。ｍ－ＬＬＤＰＥの非限定的な例としては、ＥＸＣＥＥＤ（商標）メタロセンＰＥ（ＥｘｘｏｎＭｏｂｉｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌから入手可能）、ＬＵＦＬＥＸＥＮ（商標）ｍ－ＬＬＤＰＥ（ＬｙｏｎｄｅｌｌＢａｓｅｌｌから入手可能）、およびＥＬＴＥＸ（商標）ＰＦ ｍ－ＬＬＤＰＥ（Ｉｎｅｏｓ Ｏｌｅｆｉｎｓ＆Ｐｏｌｙｍｅｒｓから入手可能）が挙げられる。

「超低密度ポリエチレン」（または「ＵＬＤＰＥ」）および「極低密度ポリエチレン」（または「ＶＬＤＰＥ」）はそれぞれ、エチレン由来の単位と、少なくとも１つのＣ_３～Ｃ_１０α－オレフィンコモノマー、または少なくとも１つのＣ_４～Ｃ_８α－オレフィンコモノマー、または少なくとも１つのＣ_６～Ｃ_８α－オレフィンコモノマー由来の単位と、を含む、不均一短鎖分岐分布を含有する直鎖状のエチレン／α－オレフィンコポリマーである。ＵＬＤＰＥおよびＶＬＤＰＥは、各々、０．８８５ｇ／ｃｃ、または０．９０ｇ／ｃｃ～０．９１５ｇ／ｃｃの密度を有する。ＵＬＤＰＥおよびＶＬＤＰＥの非限定的な例としては、各々Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なＡＴＴＡＮＥ（商標）ＵＬＤＰＥ樹脂およびＦＬＥＸＯＭＥＲ（商標）ＶＬＤＰＥ樹脂が挙げられる。

「溶融ブレンド」は、少なくとも２つの成分が組み合わされるか、そうでなければ一緒に混合され、成分のうちの少なくとも１つが溶融状態にあるプロセスである。溶融ブレンドは、例えば、バッチ混合、押出ブレンド、押出成形などの１つ以上の様々な既知のプロセスによって達成され得る。「溶融ブレンド」組成物は、溶融ブレンドのプロセスを通じて形成された組成物である。

「熱可塑性ポリマー」および同様の用語は、加熱すると繰り返し軟化して流動性になり、室温まで冷却すると硬化状態に戻ることができる直鎖または分岐ポリマーを指す。熱可塑性ポリマーは、通常、ＡＳＴＭＤ６３８－７２に従って測定した場合に６８．９５ＭＰａ（１０，０００ｐｓｉ）を超える弾性率を有する。加えて、熱可塑性ポリマーは、軟化状態まで加熱されると、任意の所定の形状の物品に成形または押出され得る。

「熱硬化ポリマー」、「熱硬化性ポリマー」、および同様の用語は、いったん硬化すると、ポリマーが熱によって軟化することができない、さらには熱によって成形することができないことを示す。熱硬化性ポリマーは、いったん硬化すると、空間ネットワークポリマーであり、高度に架橋されて剛性の三次元分子構造を形成する。

本開示は、ダイアセンブリを提供する。ダイアセンブリは、入口表面および排出表面を有するダイプレートを含む。排出表面および入口表面はダイプレートの反対側にある。入口表面は入口を含む。入口表面に垂直な第１の対称軸は、入口を通って延在する。排出表面は排出ポートを含む。排出表面に垂直な第２の対称軸は、排出ポートを通って延在する。第１の対称軸と第２の対称軸は互いに離間しており、かつ互いに平行である。ダイプレートは、入口から排出ポートまで延在する押出物通路を含む（すなわち、押出物通路は、入口と排出ポートを流体接続する）。ダイプレートは、押出物通路を通って延在する第３の対称軸を含む。ダイアセンブリは、ダイプレートに装着されたノズルを含む。ノズルは注入先端を有する。ノズルの注入先端は、排出ポートで押出物通路に位置する。第３の対称軸は、入口で第１の対称軸と交差して鋭角を形成する。

ダイプレート
図面を参照し、最初に図１Ａを参照すると、ダイアセンブリ５は、ダイプレート１０を含む。図１Ａは、入口表面１５および形状が円形である入口３０を有するダイプレート１０を示している。入口３０は、ダイプレート１０の中心に位置し、ダイプレート１０の中へ開いている。インテークプレート２５は、形状が円形である上流面を有する。入口３０およびインテークプレート２５は同心円を形成する。インテークプレート２５は、インテークポート２７を含み、インテークポート２７は、円錐形の形状を有する。インテークポート２７は、形状が円形であり、入口３０と整列している下流端を有する。ダイアセンブリ５は、例えば、押出機（図示せず）と共に使用して、本明細書に記載されるような流体で満たされたペレットを形成することができる。インテークポート２７および入口３０は、押出機から押出物（図示せず）を受けるように適合されている。本明細書で使用される「受けるように適合された」という用語は、インテークポート２７および入口３０の形状および寸法により、押出物の漏出なしに押出物が押出機から入口３０を通ってダイアセンブリ５に流れることを可能にする。押出機は、図１Ａに示されるように、ダイプレート１０の上流面２０でダイアセンブリ５に動作可能に接続されている。

「上流」および「下流」という用語は、２つの物体（または構成要素）の互いに対する空間的場所を指し、「上流」は、押出物源からさらに離れた位置を指す「下流」という用語と比較して、押出物源（例えば、押出機）に近い位置を示す。別の言い方をすれば、２つの物体に関して、第２の物体の「上流」の第１の物体は、第１の物体が第２の物体よりも押出物源に近く、第２の物体が第１の物体の「下流」にあることを示す。

一実施形態では、ダイプレート１０は、１つ以上の金属でできている。好適な金属の非限定的な例には、鋼、ステンレス鋼、金属複合材料、およびそれらの組み合わせが含まれる。

一実施形態では、ダイプレート１０は、Ｐ－２０鋼でできている。別の実施形態では、ダイプレート１０は、１つ以上の金属複合材料でできている。

図１Ｂは、ダイプレート１０の排出表面３５および排出ポート４５を示している。排出表面３５は、図１Ｂに示すように、ダイプレート１０の下流面４０上に位置する。

図２は、流体源６０、アダプタねじ８０、およびノズル１００を示している。流体源６０は、流体５０を収容し、挿入端６２を含む。流体５０は、押出機から入口３０に入る押出物とは別個のものであり、異なることが理解される。アダプタねじ８０は、インテークプレート２５の下流側に取り付けられている。ノズル１００はアダプタねじ８０に取り付けられている。ノズル１００は、アダプタねじ８０とインテークプレート２５との組み合わせにより、ダイプレート１０に装着されている。

図４Ａは、ノズル１００がダイプレート１０に装着されたダイアセンブリ５を示している。第１の対称軸Ａが示されている。第１の対称軸Ａは、入口３０を通って延在し、プレート表面３２に垂直である。プレート表面３２は、インテークプレート２５とダイプレート１０との間の界面によって画定される平面（図示せず）を占める。一実施形態では、第１の対称軸Ａは、入口３０を二分する。

図４Ａは、第２の対称軸Ｂを示し、第２の対称軸Ｂは、排出ポート４５を通って延在する。第２の対称軸Ｂは、排出表面３５に垂直である。図４Ａに示されるように、第２の対称軸Ｂは、第１の対称軸Ａから離間しており、かつそれに平行である。

図４Ａは、押出物通路４２を示し、押出物通路４２は、入口３０と排出ポート４５を流体接続している。押出物通路４２の下流端は、ノズル１００の下流セクションを取り囲んでいる。第３の対称軸Ｃは、入口３０、押出物通路４２、および排出ポート４５を通って延在する。第３の対称軸Ｃの上流部分は、押出物通路４２の上流部分に平行に配設されている。第３の対称軸Ｃは、第１の対称軸Ａと交差して、入口３０で頂点Ｆおよび鋭角Ｄを形成する。鋭角Ｄは鈍角Ｇとは区別され、鋭角Ｄの値は９０°未満であり、鈍角Ｇの値は９０°を超え、鋭角Ｄの値と鈍角Ｇの値の合計は、正確に１８０°である。第３の対称軸Ｃはまた、第２の対称軸Ｂと交差して、排出ポート４５で頂点Ｈおよび鋭角Ｅを形成する。鋭角Ｅは鈍角Ｉとは区別され、鋭角Ｅの値は９０°未満であり、鈍角Ｉの値は９０°を超え、鋭角Ｅの値と鈍角Ｉの値の合計は、正確に１８０°である。

一実施形態では、鋭角Ｄの値は、鋭角Ｅの値と同じである。

図４Ａは、押出物角度Ｊを示している。押出物角度Ｊは、押出物チャネル４２の傾斜と、プレート表面３２（すなわち、本明細書に記載のインテークプレート２５とダイプレート１０との界面）によって画定される水平線との間の角度である。鋭角Ｄの値は、押出角度Ｊの値より９０度小さい。言い換えると、鋭角Ｄの値は、９０度から押出角度Ｊを引いた値である。鋭角Ｅの値は、押出角度Ｊの値より９０度小さい。言い換えると、鋭角Ｅの値は、９０度から押出角度Ｊを引いた値である。

図４Ａは、ノズル１００の上流端に位置するノズル近位端１０４を示している。ノズル近位端１０４は、流体源６０と流体連通している。ノズル遠位端１０８は、ノズル１００の下流端に位置する。ノズル近位端１０４およびノズル遠位端１０８は、ノズル１００の両端にある。ノズル遠位端１０８は、注入先端１１０を含み、注入先端１１０は、その中心に開口部を有する。注入先端１１０は、排出ポート４５で押出物通路４２に位置する。ノズル１００は、環状チャネル７０を含む。環状チャネル７０は、ノズル近位端１０４からノズル１００の本体を通って注入先端１１０の開口部まで延在する。環状チャネル７０は、流体チャネル６４を介して流体源６０に流体接続されている。

一実施形態では、ノズル１００はステップノズルである。本明細書で使用される「ステップノズル」という用語は、２つ以上の別個の内径を有するノズルを指す。一実施形態では、ノズル１００は、３つの別個の内径を有するステップノズルである。さらなる実施形態では、図４Ｂは、近接内径Ｋ、中間内径Ｌ、および先端内径Ｍを示し、近接内径Ｋは、中間内径Ｌよりも大きく、中間内径Ｌは、先端内径Ｍよりも大きい。

ノズル近位端１０４は、図４Ｂに示されるように、近接内径Ｋ（または互換的に「ＰＩＤ」と呼ばれる）を含む。注入先端１１０は、先端内径Ｍ（または互換的に「ＴＩＤ」と呼ばれる）を含む。ＰＩＤは先端内径Ｈよりも大きい。

一実施形態では、ＰＩＤは、２．２ミリメートル（ｍｍ）、または２．４ｍｍ、または２．６ｍｍ、または２．８ｍｍ、または３．０ｍｍ～３．４ｍｍ、または３．６ｍｍ、または３．８ｍｍ、または４．１ｍｍである。さらなる実施形態では、ＰＩＤは、２．２～４．１ｍｍ、または２．６から３．６ｍｍ、または３．０から３．４ｍｍである。

一実施形態では、ＴＩＤは、０．２２ｍｍ、または０．２５ｍｍ、または０．２８ｍｍ、または０．３０ｍｍ～０．４０ｍｍ、または０．４２ｍｍ、または０．４５ｍｍ、または０．４８ｍｍである。さらなる実施形態では、ＴＩＤは、０．２２～０．４８ｍｍ、または０．２４～０．４０ｍｍ、または０．２５～０．３５ｍｍである。

中間内径Ｌはノズル中央部分に位置する。一実施形態では、中間内径Ｌは、１．０ｍｍ、または１．２ｍｍ、または１．４ｍｍ、または１．６ｍｍ～１．８ｍｍ、または２．０ｍｍ、または２．２ｍｍ、または２．４ｍｍである。さらなる実施形態では、中間内径Ｌは、１．０～２．４ｍｍ、または１．２～２．２ｍｍ、または１．６～１．８ｍｍである。

先端外径Ｎは、注入先端１１０に位置する。一実施形態では、先端外径Ｎは、０．４５ｍｍ、または０．５０ｍｍ、または０．５５ｍｍ、または０．６０ｍｍ～０．９０ｍｍ、または０．９５ｍｍ、または１．０ｍｍ、または１．１ｍｍである。さらなる実施形態では、先端外径Ｎは、０．４５～１．１ｍｍ、または０．５０～１．０ｍｍ、または０．６０～０．９０ｍｍである。

図４Ａ～図４Ｂは、注入先端１１０がノズル遠位端１０８の末端に位置することを示している。注入先端１１０は、排出ポート４５で押出物通路４２に位置する。言い換えれば、注入先端１１０は、押出物通路４２によって完全に取り囲まれている。図４Ｂに最もよく示されるように、排出ポート４５で、注入先端１１０は、注入先端１１０が排出面３５と同一平面上にないように、排出面３５の上流にある後退位置Ｏに位置する。押出物通路４２は、後退位置Ｏで注入先端１１０を完全に取り囲んでいる。

図４Ｂは、注入先端１１０の後退位置Ｏを示している。一実施形態では、後退位置Ｏは、排出面３５の上流０．０２ｍｍ、または０．０３ｍｍ、または０．０５ｍｍ～０．１５ｍｍ、または０．１８ｍｍ、または０．２２ｍｍにある。さらなる実施形態では、後退位置Ｏは、排出面３５の上流０．０２ｍｍ～０．２２ｍｍ、または０．０３ｍｍ～０．１８ｍｍ、または０．０５ｍｍ～０．１５ｍｍにある。

図５は、押出物通路４２内の押出物２１０を示している。押出物は、矢印５．１で、押出機（図示せず）から流れ、入口３０を通過するように描かれている。押出物は、押出物通路４２に入り、押出物通路４２全体に均一に分布している。矢印５．１および５．２によって示されるように、押出物は、押出物通路４２を通って流れ、ノズル遠位端１０８および注入先端１１０を取り囲む。

図５は、流体５０を示している。流体５０は、矢印５．３で、流体源６０から流体チャネル６４を通過するように描かれている。流体５０は、矢印５．４によって示されるように、ノズル１００内の環状チャネル７０に入る。押出物２１０の通過および流体５０の通過は、同時に、または実質的に同時に起こる。矢印５．５の下流で、流体５０は注入先端に入り、次いで、押出物が排出ポート４５を出るときに、押出物に注入され、流体で満たされた押出物２２５を形成する。

図５は、回転ブレード装置２００を示している。回転ブレード装置２００は、排出表面３５の排出ポート４５と動作的に連通している。回転ブレード装置２００は、矢印５．６によって示されるように、流体で満たされた押出物２２５の流れの方向を横切って、まだ塑性状態にある間に、排出ポート４５から出てくる流体で満たされた押出物２２５を繰り返し切断して、流体で満たされたペレット２３０を形成する。切断間の離間した距離および切断頻度は、得られる流体で満たされたペレット２３０のサイズの制御を提供する。特定の理論に拘束されることを望まないで、押出物の粘度、後退距離、および切断頻度を調整して、２つの開放端、１つの開放端を有する、または開放端を有さない流体で満たされたペレット２３０を生成する（後者の場合は、２つの閉塞端を有するペレットである）。

図４Ｃは、ダイプレート１０の排出面４５に取り付けられた出口プレート３００を含む本開示の一実施形態を示す。一実施形態では、出口プレート３００は、ダイプレート１０の材料の硬度値と比較してより大きな硬度値を有する金属でできている。鋼の硬度は、ロックウェル硬度スケール（例えば、ＨＲＡ、ＨＲＢ、ＨＲＣなど）で表される。

一実施形態では、出口プレート３００は、硬化０１鋼でできている。

出口プレート３００は、出口面３１０と、出口面３１０に位置する出口ポート３２０と、を含む。出口プレート３００は、出口チャネル３３０を含み、出口チャネル３３０は、排出ポート４５を出口ポート３２０に流体接続する。注入先端１１０は、出口チャネル３３０内に延在し、出口チャネル３３０は、注入先端１１０を取り囲む。注入先端１１０は、注入先端１１０が出口面３１０と同一平面上にないように、出口面３１０の上流にある後退位置Ｐに位置する。押出物は、押出物通路４２から出口チャネル３３０内へ通過し、後退位置Ｐで注入先端１１０を取り囲む。一実施形態では、後退位置Ｐは、出口面３１０の上流０．０２ｍｍ、または０．０３ｍｍ、または０．０５ｍｍ～０．１５ｍｍ、または０．１８ｍｍ、または０．２２ｍｍにある。さらなる実施形態では、後退位置Ｐは、出口面３１０の上流０．０２ｍｍ～０．２２ｍｍ、または０．０３ｍｍ～０．１８ｍｍ、または０．０５ｍｍ～０．１５ｍｍにある。注入先端は、押出物が出口ポート３２０を出るときに、流体５０を押出物に注入して、流体で満たされた押出物２２５を形成する。回転ブレード装置２００は、出口ポート３２０から出てくる流体で満たされた押出物２２５を切断して、流体で満たされたペレット２３０を形成する。

一実施形態では、回転ブレード装置２００は、スイングブレード、往復ブレード、回転ナイフブレード、回転円形ナイフブレード、ウェットカット水中ストランドペレタイザー、およびダイフェースカッターから選択される。

一実施形態では、ダイアセンブリ５の下流面および回転ブレード装置２００は、プロセス流体に完全に沈められている。プロセス流体は、水、油、伝熱流体、潤滑剤、またはそれらの組み合わせから選択される。

流体
ノズル１００は、図５に示されるように、流体５０を押出物に注入して、流体で満たされた押出物２２５を形成する。流体５０としての使用に好適な流体の非限定的な例には、ガス、液体、流動性の熱可塑性ポリマー、またはそれらの組み合わせが含まれる。

一実施形態では、流体５０として使用されるガスは、空気、不活性ガス（例えば、窒素またはアルゴン）、またはそれらの組み合わせである。さらなる実施形態では、流体５０として使用されるガスは空気である。さらなる実施形態では、流体５０として使用されるガスは窒素である。

一実施形態では、流体５０は窒素ガスである。窒素ガスの圧力は、５ｐｓｉｇ、または１０ｐｓｉｇ、または２０ｐｓｉｇ～３０ｐｓｉｇ、または５０ｐｓｉｇ、または２００ｐｓｉｇである。さらなる実施形態では、窒素ガスの圧力は、５～２００ｐｓｉｇ、または１０～５０ｐｓｉｇ、または２０～３０ｐｓｉｇである。

一実施形態では、窒素ガスは、２ミリリットル／分（ｍＬ／分）、または５ｍＬ／分、または１０ｐｓｉｇ、または２０ｍＬ／分、または３０ｍＬ／分～４０ｍＬ／分、または５０ｍＬ／分、または１００ｍＬ／分、または２００ｍＬ／分の流量を有する。さらなる実施形態において、窒素流量は、２～２００ｍＬ／分、または５～１００ｍＬ／分、または１０～５０ｍＬ／分である。

一実施形態では、流体５０は液体である。好適な液体の非限定的な例には、過酸化物、硬化助剤、シラン、酸化防止剤、ＵＶ安定剤、加工助剤、カップリング剤、およびそれらの組み合わせが含まれる。一実施形態では、流体５０として使用される液体は、ポリマー担体中でブレンドされる。さらなる実施形態では、他の成分が流体５０に追加され、他の成分は、流体５０の凝固を加速する。好適な他の成分の非限定的な例には、オリゴマー、核剤、およびそれらの組み合わせが含まれる。

流体５０は、本明細書に開示される２つ以上の実施形態を含んでもよい。

ペレット
図６は、ダイアセンブリ５によって生成された流体で満たされたペレットを示している。特定の理論に拘束されることを望まないで、押出物の粘度は、流体で満たされたペレットの端の性質を決定する。第２の物体との相互作用がない場合、回転ブレード装置２００が流体で満たされた押出物２２５を切断した後、押出物の粘度が高いほど、流れはより少なくなることを示す。したがって、より高い粘度の押出物の端は、より低い粘度の押出物の端と比較した場合、開いたままになる傾向が大きくなる。しかしながら、より高い粘度の押出物は、より低い粘度の押出物と比較した場合、ブレードと共に引っ張られる傾向（すなわち、剪断挙動）がより高い。剪断挙動により、より高い粘度の押出物は、より低い粘度の押出物と比較した場合、ブレードによって閉塞されて、閉塞端を形成する傾向がより高い。押出物がブレードによって切断され、それと共に引っ張られて閉塞端を形成する現象は、本明細書では「切り上げ」と呼ばれ、閉塞端の発生率が高いほど、より大きな切り上げと呼ばれる。

一実施形態では、注入先端１１０の後退距離は、切り上げの量に影響を与える。

一実施形態では、後退距離および押出粘度が選択されて、ダイアセンブリ５は、図６に示されるように、開放端を有する流体で満たされたペレット６１０を生成する。ペレット６１０は、本体６２０を含む。本体６２０は、第１の開放端６１５および第２の開放端６２５を含む。ペレット６１０は、チャネル６３０を含む。チャネル６３０は、本体６２０を通って、第１の開放端６１５から第２の開放端６２５まで延在する。本体６２０およびそれを通って延在するチャネル６３０を備えたペレット６１０は、以後、互換的に「中空ペレット」と呼ばれる。

一実施形態では、本体６２０は円筒形を有する。本体６２０は、第１の開放端６１５および第２の開放端６２５を含み、これらの端は円形の形状を有する。第１の開放端６１５および第２の開放端６２５は、本体６２０の反対側に位置する。対称軸Ｑは、図６に示されるように、端６１５および６２５によって形成される円の中心に位置する。ペレット６１０は、対称軸Ｑに平行であるか、または実質的に平行であるチャネル６３０を含む。チャネル６３０は、円筒形またはほぼ円筒形であり、本体６２０の中心に位置する。チャネル６３０は、本体６２０の全長にわたる。チャネル６３０は、第１の開放端６１５から第２の開放端６２５まで延在する。

本体６２０は、円形、またはほぼ円形の断面形状を有する。本体６２０はまた、円筒形、またはほぼ円筒形の形状を有する。本体６２０の円形の断面形状は、工業規模の生成中および／またはペレットがまだ溶融状態にある間のペレットの取り扱い中にペレット６１０に加えられる力のために、変更（すなわち、圧搾、プレス、または充填）できることが理解される。結果として、本体６２０の断面形状は、形状が円形よりも楕円形である場合があり、したがって、「断面形状がほぼ円形」と定義され得る。

本体６２０およびチャネル６３０は各々、それぞれの直径（本体直径６４０およびチャネル直径６４５）を有する。本明細書で使用される「直径」という用語は、本体／チャネルの対称軸Ｑを介して中心を通って延在する、本体／チャネル表面上の２点間の最大の長さである。換言すれば、ペレット６１０が（円形ではなく）楕円形を有する場合、直径は楕円の主軸である。一実施形態では、本体６２０の形状は、ホッケーパックに似ている。

図７Ａは、ペレット６１０の本体直径６４０およびチャネル直径６４５を示している。一実施形態では、本体直径６４０は、０．７ミリメートル（ｍｍ）、または０．８ｍｍ、または０．９ｍｍ、または１．０ｍｍ、または１．５ｍｍ～３．７ｍｍ、または４．０ｍｍ、または４．２ｍｍ、または４．６ｍｍ、または５．０ｍｍである。さらなる実施形態では、本体直径６４０は、０．７～５．０ｍｍ、または０．８～４．２ｍｍ、または１．０～４．０ｍｍである。一実施形態では、チャネル直径６４５は、０．１０ｍｍ、または０．１３ｍｍ、または０．１５ｍｍ、または０．１８ｍｍ～０．３ｍｍ、または０．４ｍｍ、または０．５ｍｍ、または０．６ｍｍ、または０．８ｍｍまたは１ｍｍ、または１．６ｍｍ、または１．８ｍｍである。さらなる実施形態では、チャネル直径６４５は、０．１０～１．８ｍｍ、または０．１５～１．６ｍｍ、または０．１８～１ｍｍ、または０．１８～０．８ｍｍ、または０．１８～０．６ｍｍである。

ペレットは、チャネル直径対本体直径（ＣＢＤ）比を有する。本明細書で使用される「チャネル直径対本体直径（または「ＣＢＤ」）比」という用語は、チャネル直径を本体直径で割ることによって得られる結果を指す（すなわち、ＣＢＤはチャネル直径と本体直径の商である）。例えば、チャネル直径が２．０ｍｍで、本体直径が７．０ｍｍの場合、ＣＢＤ比は０．２９である。一実施形態では、ＣＢＤ比は、０．０３、または０．０５、または０．０７、または０．１１～０．１３、または０．１５、または０．２、または０．２５、または０．３、または０．３５、または０．４、または０．４５、または０．５である。別の実施形態では、ＣＢＤ比は、０．０３～０．５、または０．０５～０．４５、または０．０５～０．２５、または０．０５～０．１５、または０．１１～０．１５である。

図７Ｂは、本体６２０の長さ６３５を示している。一実施形態では、長さ６３５は、０．４ｍｍ、または０．８ｍｍ、または１ｍｍ、または１．２ｍｍ、または１．４ｍｍ、または１．５ｍｍ、または１．６ｍｍ、または１．７ｍｍ～１．９ｍｍ、または２ｍｍ、または２．２ｍｍ、または２．５ｍｍ、または３ｍｍ、または３．３ｍｍ、または３．５ｍｍ、または４ｍｍである。さらなる実施形態では、長さ６３５は、０．４～４ｍｍ、または０．８～３．５ｍｍ、または１～３．５ｍｍ、または１．４～２．５ｍｍ、または１．５～１．９ｍｍである。

一実施形態では：（ｉ）長さ６３５は、０．４ｍｍ、または０．８ｍｍ、または１ｍｍ、または１．２ｍｍ、または１．４ｍｍ、または１．５ｍｍ、または１．６ｍｍ、または１．７ｍｍ～１．９ｍｍ、または２ｍｍ、または２．２ｍｍ、または２．５ｍｍ、または３ｍｍ、または３．３ｍｍ、または３．５ｍｍ、または４ｍｍであり、（ｉｉ）本体直径６４０は、０．７ミリメートル（ｍｍ）、または０．８ｍｍ、または０．９ｍｍ、または１．０ｍｍ、または１．５ｍｍ～３．７ｍｍ、または４．０ｍｍ、または４．２ｍｍ、または４．６ｍｍ、または５．０ｍｍであり、（ｉｉｉ）チャネル直径６４５は、０．１０ｍｍ、または０．１３ｍｍ、または０．１５ｍｍ、または０．１８ｍｍ～０．３ｍｍ、または０．４ｍｍ、または０．５ｍｍ、または０．６ｍｍ、または０．８ｍｍ、または１ｍｍ、または１．６ｍｍ、または１．８ｍｍである。さらなる実施形態では、（ｉ）長さ６３５は、０．４～４ｍｍ、または０．８～３．５ｍｍ、または１～３．５ｍｍ、または１．４～２．５ｍｍ、または１．５～１．９ｍｍであり、（ｉｉ）本体直径６４０は、０．７～５．０ｍｍ、または０．８～４．２ｍｍ、または１．０～４．０ｍｍであり、（ｉｉｉ）チャネル直径６４５は、０．１０～１．８ｍｍ、または０．１５～１．６ｍｍ、または０．１８～１ｍｍ、または０．１８～０．８ｍｍ、または０．１８～０．６ｍｍである。

図６に戻ると、ペレット６１０の第１の面６５５が示されている。第１の面６５５は、第１の開放端６１５に位置する。第１のオリフィス６５０は、第１の面６５５の中心に位置する。第１のオリフィス６５０は、形状が円形、またはほぼ円形であり、チャネル６３０の中へ開いている。第１のオリフィス６５０は、チャネル直径６４５の関数である領域を有する。第１のオリフィス６５０の領域は空隙であり、第１のオリフィス６５０には表面がないことが理解される。第１の面６５５および第１のオリフィス６５０は、同心円を形成し、同心円は対称軸Ｑによって二分される。第１の面６５５は、第１のオリフィス６５０を含まない表面を有する。言い換えれば、第１の面６５５は、平らなリングの形状を有する。

第２のオリフィス６６０は、第２の面６６５の中心に位置する。第２のオリフィス６６０は、形状が円形、またはほぼ円形であり、チャネル６３０の中へ開いている。第２のオリフィス６６０は、チャネル直径６４５の関数である領域を有する。第２のオリフィス６６０の領域は空隙であり、第１のオリフィス６６０には表面がないことが理解される。第２の面６６５および第２のオリフィス６６０は、同心円を形成し、同心円は対称軸Ｑによって二分される。第２の面６６５は、第２のオリフィス６６０を含まない表面を有する。言い換えれば、第２の面６６５は、平らなリングの形状を有する。

第１の面６５５は、式（０．２５×πｘ［（本体直径６４０）^２－（チャネル直径６４５）^２］）の積である「第１の表面積」を有する。第２の面６６５は、式（０．２５×πｘ［（本体直径６４０）^２ _－（チャネル直径６４５）^２］）の積である「第２の表面積」を有する。第１の面６５５の表面積は、第２の面６６５の表面積に等しい。

本体６２０は、「顔面」を含む本体表面を有する。顔面は、第１の面６５５および第２の面６６５を含む。顔面は、第１の面６５５の表面積と第２の面６６５の表面積との合計である「顔面積」を有する。顔面積は、式２ｘ（０．２５ｘπｘ［（本体直径６４０）^２－（チャネル直径６４５）^２］）の積である。

図８は、シェル６７０を示している。シェル６７０は、対称軸Ｑに平行な本体６２０の外面である。シェル６７０は、円筒形、またはほぼ円筒形の形状を有する。シェル６７０は、「シェル表面」および「シェル表面積」を含み、後者は、式（π×本体直径６４０×長さ６３５）の積である。本体６２０は、シェル表面および顔面を含む「本体表面」を有する。本体表面は、シェルの表面積と顔面積との合計である「本体表面積」を有する。一実施形態では、本体表面積は、２５平方ミリメートル（ｍｍ^２）、または３０ｍｍ^２、または３２ｍｍ^２、または３４ｍｍ^２、または３５ｍｍ^２～４０ｍｍ^２、または４５ｍｍ^２、または５０ｍｍ^２である。さらなる実施形態では、本体表面積は、２５～５０ｍｍ^２、または３０～４５ｍｍ^２、または３５～４０ｍｍ^２である。

チャネル６３０は、「チャネル表面積」を含むチャネル表面６７５を有する。チャネル表面積は、式（πｘチャネル直径６４５ｘ長さ６３５）の積である。一実施形態では、チャネル表面積は、０．５ｍｍ^２、または１ｍｍ^２、または２ｍｍ^２、または３ｍｍ^２～６ｍｍ^２～７ｍｍ^２、または８ｍｍ^２、または９ｍｍ^２、または１０ｍｍ^２、または１１ｍｍ^２である。さらなる実施形態では、チャネル表面積は、０．５～１１ｍｍ^２、または１～９ｍｍ^２、または１～８ｍｍ^２、または２～８ｍｍ^２である。

ペレット６１０は、本体表面積とチャネル表面積との合計である表面積を有する。一実施形態では、ペレット表面積は、４ｍｍ^２、または１５ｍｍ^２、または２５ｍｍ^２、または３０ｍｍ^２、または３５ｍｍ^２～４０ｍｍ^２、または４５ｍｍ^２、または５０ｍｍ^２、または６０ｍｍ^２、または７０ｍｍ^２、または８０ｍｍ^２である。さらなる実施形態では、ペレット表面積は、１５～８０ｍｍ^２、または３０～６０ｍｍ^２、または３５～５０ｍｍ^２である。

一実施形態では、（ｉ）長さ６３５は、０．４ｍｍ、または０．８ｍｍ、または１ｍｍ、または１．２ｍｍ、または１．４ｍｍ、または１．５ｍｍ、または１．６ｍｍ、または１．７ｍｍ～１．９ｍｍ、または２ｍｍ、または２．２ｍｍ、または２．５ｍｍ、または３ｍｍ、または３．３ｍｍ、または３．５ｍｍ、または４ｍｍであり、（ｉｉ）本体直径６４０は、０．７ｍｍ、または０．８ｍｍ、または０．９ｍｍ、または１．０ｍｍ、または１．５ｍｍ～３．７ｍｍ、または４．０ｍｍ、または４．２ｍｍ、または４．６ｍｍ、または５．０ｍｍであり、（ｉｉｉ）ペレット表面積は、４ｍｍ^２、または１５ｍｍ^２、または２５ｍｍ^２、または３０ｍｍ^２、または３５ｍｍ^２～４０ｍｍ^２、４５ｍｍ^２、または５０ｍｍ^２、または６０ｍｍ^２、または７０ｍｍ^２、または８０ｍｍ^２であり、（ｉｖ）ＣＢＤ比は、０．０３、または０．０５、または０．０７、または０．１１～０．１３、または０．１５、または０．２、または０．２５、または０．３、または０．３５、または０．４、または０．４５、または０．５である。さらなる実施形態では、（ｉ）長さ６３５は、０．４～４ｍｍ、または０．８～３．５ｍｍ、または１～３．５ｍｍ、または１．４～２．５ｍｍ、または１．５～１．９ｍｍであり、（ｉｉ）本体直径６４０は、０．７～５．０ｍｍ、または０．８～４．２ｍｍ、または１．０～４．０ｍｍであり、（ｉｉｉ）ペレット表面積は、１５～８０ｍｍ^２、または３０～６０ｍｍ^２、または３５～５０ｍｍ^２であり、（ｉｖ）ＣＢＤ比は、０．０３～０．５、または０．０５～０．４５、または０．０５から０．２５、または０．０５から０．１５、または０．１１から０．１５である。

ペレット６１０は、チャネル表面積対本体表面積（ＣＳＢＳ）比を有する。本明細書で使用される「チャネル表面積対本体表面積（または「ＣＳＢＳ」）比」という用語は、チャネル表面積を本体表面積で割ることによって得られる結果を指す（すなわち、ＣＳＢＳは本体表面積によるチャネル表面積の商である）。例えば、チャネル表面積が２．０ｍｍ^２で、本体表面積が７．０ｍｍ^２の場合、ＣＳＢＳ比は０．２９である。一実施形態では、ＣＳＢＳ比は、０．０２、または０．０３、または０．０６、または０．１０、または０．１３～０．１５、または０．１８、または０．２１、または０．２３、または０．２５、または０．３である。さらなる実施形態では、ＣＳＢＳ比は、０．０２～０．３、または０．０３～０．２５、または０．０３～０．２３、または０．０３～０．２１、または０．０３～０．１８である。

一実施形態では、（ｉ）長さ６３５は、０．４ｍｍ、または０．８ｍｍ、または１ｍｍ、または１．２ｍｍ、または１．４ｍｍ、または１．５ｍｍ、または１．６ｍｍ、または１．７ｍｍ～１．９ｍｍ、または２ｍｍ、または２．２ｍｍ、または２．５ｍｍ、または３ｍｍ、または３．３ｍｍ、または３．５ｍｍ、または４ｍｍであり、（ｉｉ）本体直径６４０は、０．７ｍｍ、または０．８ｍｍ、または０．９ｍｍ、または１．０ｍｍ、または１．５ｍｍ～３．７ｍｍ、または４．０ｍｍ、または４．２ｍｍ、または４．６ｍｍ、または５．０ｍｍであり、（ｉｉｉ）ペレット表面積は、４ｍｍ^２、または１５ｍｍ^２、または２５ｍｍ^２、または３０ｍｍ^２、または３５ｍｍ^２～４０ｍｍ^２、４５ｍｍ^２、または５０ｍｍ^２、または６０ｍｍ^２、または７０ｍｍ^２、または８０ｍｍ^２であり、（ｉｖ）ＣＳＢＳ比は、０．０２、または０．０３、または０．０６、または０．１０、０．１３～０．１５、または０．１８、または０．２１、または０．２３、または０．２５、または０．３である。さらなる実施形態では、（ｉ）長さ６３５は、０．４～４ｍｍ、または０．８～３．５ｍｍ、または１～３．５ｍｍ、または１．４～２．５ｍｍ、または１．５～１．９ｍｍであり、（ｉｉ）本体直径６４０は、０．７～５．０ｍｍ、または０．８～４．２ｍｍ、または１．０～４．０ｍｍであり、（ｉｉｉ）ペレット表面積は、１５～８０ｍｍ^２、または３０～６０ｍｍ^２、または３５～５０ｍｍ^２であり、（ｉｖ）ＣＳＢＳ比は、０．０２～０．３、または０．０３～０．２５、または０．０３～０．２３、または０．０３～０．２１、または０．０３～０．１８である。

ペレット６１０（すなわち、中空ペレット）は、本明細書に開示される２つ以上の実施形態を含んでもよい。

一実施形態では、後退距離および押出粘度が選択されるので、ダイアセンブリ５は、図９～図１０Ａに示されるように、閉塞端を有する流体で満たされたペレット９１０を生成する。ペレット９１０は、第１の閉塞端９２０、第２の閉塞端９３０、および閉塞チャネルＸを含む。ペレット９１０の残りの特徴は、本明細書に記載されるように、ペレット６１０の特徴と同一である。第１の閉塞端９２０および第２の閉塞端９３０を有するペレット９１０は、以後、互換的に「閉塞ペレット」と呼ばれる。

ペレット９１０（すなわち、閉塞ペレット）は、本明細書に開示される２つ以上の実施形態を含んでもよい。

流体で満たされたペレットは、本明細書に開示される２つ以上の実施形態を含んでもよい。

押出物
押出物としての使用に好適な材料の非限定的な例には、エチレン系ポリマー、オレフィン系ポリマー（すなわち、ポリオレフィン）、有機ポリマー、プロピレン系ポリマー、熱可塑性ポリマー、熱硬化ポリマー、ポリマー溶融ブレンド、それらのポリマーブレンド、およびそれらの組み合わせが含まれる。

好適なエチレン系ポリマーの非限定的な例としては、エチレン／アルファオレフィンインターポリマーおよびエチレン／アルファオレフィンコポリマーが挙げられる。一実施形態では、アルファオレフィンとして、Ｃ_３～Ｃ_２０アルファオレフィンが挙げられるが、これらに限定されない。さらなる実施形態では、アルファオレフィンには、プロピレン、１－ブテン、１－ペンテン、１－ヘキセン、１－ヘプテン、および１－オクテンが含まれる。

一実施形態では、押出物は、芳香族ポリエステル、フェノールホルムアルデヒド樹脂、ポリアミド、ポリアクリロニトリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、ポリスチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリ塩化ビニル、熱可塑性ポリウレタン、シリコーンポリマー、およびそれらの組み合わせである。

押出物は、本明細書に開示される２つ以上の実施形態を含んでもよい。

プロセス
本開示は、流体で満たされたペレット２３０（例えば、ペレット６１０）を作るためのプロセスを提供する。このプロセスは、入口表面１５、排出表面３５、排出ポート４５、押出物通路４２、および第３の対称軸Ｃを有するダイプレート１０を含むダイアセンブリ５を提供することを含む。入口表面は、本明細書に記載されるように、入口３０および第１の対称軸Ａを含む。排出表面３５は、本明細書に記載されるように、排出ポート４５および第２の対称軸Ｂを含む。ダイアセンブリ５は、本明細書に記載されるように、注入先端１１０を有するノズル１００を含む。

このプロセスはさらに、図１Ａに示される入口３０と整列する円錐形のインテークポート２７を有するインテークプレート２５を提供することを含む。

このプロセスはさらに、流体源６０、アダプタねじ８０、およびノズル１００を提供することを含み、ノズル１００は、図２に示すアダプタねじ８０、インテークプレート２５、第２の連動機構、および第３の連動機構の組み合わせによってダイプレート１０に装着される。

このプロセスはさらに、（１）ダイアセンブリ５に動作可能に接続されている押出機（図示せず）、（２）押出物、および（３）図５の矢印５．１によって示されるように、押出物を入口３０を通って押出物通路４２内に通過させ、押出物通路４２全体での押出物の均一な分布を提供すること、を提供することを含む。このプロセスはさらに、押出物を押出物通路４２内に通過させることと、ノズル遠位端１０８および注入先端１１０を押出物で取り囲むことと、を含む。このプロセスは、図５の矢印５．３、５．４、５．５および５．６によって示されるように、流体源６０から流体チャネル６４および環状チャネル７０を介して流体５０を通過させることをさらに含む。押出物の通過および流体５０の通過は同時に起こる。このプロセスは、押出物が排出ポート４５を出るときに、注入先端１１０を用いて流体５０を押出物に注入し、流体で満たされた押出物２２５を形成することをさらに含む。一実施形態では、このプロセスは、押出物が排出ポート４５を出るときに、後退位置Ｏにある注入先端１１０を用いて、流体５０を押出物に注入し、流体で満たされた押出物２２５を形成することを含む。一実施形態では、流体５０は、流体が１００，０００Ｐａ～５２０，０００Ｐａ（１５ｐｓｉ～７５ｐｓｉ）の圧力にある間に、押出物２１０に注入される。このプロセスは、回転ブレード装置２００を用いて、排出ポート４５から出てくる流体で満たされた押出物２２５を切断することと、流体で満たされたペレット２３０（例えば、ペレット６１０）を形成することと、をさらに含む。

図４Ｃは、このプロセスが、出口面３１０、出口ポート３２０、および出口チャネル３３０を含む出口プレート３００を提供することをさらに含む実施形態を示す。このプロセスは、押出物を押出物通路４２から出口チャネル３３０内に通過させることと、後退位置Ｐで注入先端１１０を押出物で取り囲むことと、をさらに含む。注入先端は、押出物が出口ポート３２０を出るときに、流体５０を押出物に注入して、流体で満たされた押出物２２５を形成する。このプロセスは、回転ブレード装置２００を用いて、出口ポート３２０から出てくる流体で満たされた押出物２２５を切断することと、流体で満たされたペレット２３０（例えば、ペレット６１０）を形成することと、をさらに含む。

一実施形態では、このプロセスは、２つの開放端を有する、１つの開放端を有する、開放端を有さない（すなわち、２つの閉塞端）、それらの組み合わせを有する流体で満たされたペレットを形成することを含む。

一実施形態では、このプロセスは、図６に示されるように、流体５０が空気であり、流体で満たされたペレットが２つの開放端を有する場合、中空ペレット６１０を形成することを含む。

一実施形態では、このプロセスは、図９～図１０に示されるように、２つの閉塞端を有する流体で満たされたペレット９１０を形成することを含む。

本開示は、以下の実施例によりさらに十分に説明される。特に明記しない限り、すべての部およびパーセントは、重量によるものである。

本発明の実施例（ＩＥ）で使用した原料を、下記の表１に提供する。

比較サンプル１（ＣＳ－１）と本発明の実施例１～８（ＩＥ－１～ＩＥ－８）は、ＸＵＳ３８６５８．００を押出物として使用して生成されており、プロセス条件は表２に記載されている。押出プロセスでは、Ｃｏｐｅｒｉｏｎ ＺＳＫ－２６二軸ねじ押出機とロスインウェイト式フィーダ（Ｋ－ＴｒｏｎモデルＫＣＬＱＸ３）を使用する。流体５０（例えば、空気またはＮ_２）は、本明細書に記載のダイアセンブリ５を使用して押出物に注入され、Ｇａｌａ水中回転ブレード装置がペレットを形成する。押出機には、直径２６ミリメートル（ｍｍ）の２軸ねじおよび１１個のバレルセグメントが装備されており、そのうち１０個は電気加熱と水冷で独立して制御される。押出機の長さ対直径の比は４４：１である。ポリマー溶融物の剪断加熱を最小限に抑えるために、光強度ねじ設計が使用されている。

注入先端１１０およびノズル１００は、窒素流が適用されないため、ＣＳ－１の生成には使用されない。窒素流がなく、注入先端１１０およびノズル１００を使用しない場合、ペレットの両端は閉塞される。

流体で満たされたペレット（ＩＥ－１～ＩＥ－８）は、ダイアセンブリ５の注入先端１００およびノズル１１０を使用して、窒素ガスを押出物に注入することで生成される。ＩＥ－１～ＩＥ－６は、１０ｍＬ／分の窒素流量および３４ｋＰａｇ（５ｐｓｉｇ）か～４１０ｋＰａｇ（６０ｐｓｉｇ）の窒素圧力を使用して生成される。ＩＥ－７およびＩＥ－８は、５０ｍＬ／分の窒素流量および６９ｋＰａｇ（１０ｐｓｉｇ）の窒素圧力を使用して生成される。

表２のプロセス条件ＩＥ－１～ＩＥ－８で形成されたペレットの寸法は、光学顕微鏡で画像化されている。ペレットＩＥ－１～ＩＥ－８の光学顕微鏡検査の結果を表３に示す。

表４に記載されている本発明の実施例９および１０（ＩＥ－９およびＩＥ－１０）は、特に明記されている場合を除いて、表２に要約されている実験条件を使用して生成されている。押出温度は２００℃である。ＩＥ－９のペレットチャネル直径は約０．９０ｍｍである。ＩＥ－１０で形成されたペレットは、短軸が０．６４ｍｍ、長軸が１．２７ｍｍの楕円形である。

本開示は、本明細書に含まれる実施形態および図に限定されず、実施形態の部分、および以下の特許請求の範囲に含まれる異なる実施形態の要素の組み合わせを含む、これらの実施形態の改変形態を含むことが特に意図される。
本発明は、以下の態様を含み得ることを付記する。
［態様１］
ダイアセンブリであって、
（ｉ）入口表面および対向する排出表面を有するダイプレートと、
（ｉｉ）前記入口表面上の入口と、前記入口を通って、かつ前記入口表面に垂直に延在する第１の対称軸と、
（ｉｉｉ）前記排出表面上の排出ポートと、前記排出ポートを通って、かつ前記排出表面に垂直に延在する第２の対称軸であって、前記第１の対称軸から離間しており、かつそれに平行である第２の対称軸と、
（ｉｖ）前記入口と前記排出ポートを流体接続する押出物通路と、前記押出物通路を通って延在する第３の対称軸と、
（ｖ）前記ダイプレートに装着されたノズルであって、前記排出ポートで前記押出物通路内に注入先端を有するノズルと、
（ｖｉ）前記第３の対称軸が、前記入口で前記第１の対称軸と交差して鋭角を形成する、を備える、ダイアセンブリ。
［態様２］
前記第３の対称軸が、前記排出ポートで前記第２の対称軸と交差して鋭角を形成する、態様１に記載のダイアセンブリ。
［態様３］
前記ノズルがステップノズルである、態様１に記載のダイアセンブリ。
［態様４］
前記ノズルが、
前記注入先端を含む遠位端と、
前記注入先端の反対側の近位端であって、流体源と流体連通している前記ノズル近位端と、を有する、態様３に記載のダイアセンブリ。
［態様５］
前記ノズル遠位端が先端内径（ＴＩＤ）を有し、前記ノズル近位端が近接内径（ＰＩＤ）を有し、前記ＰＩＤが前記ＴＩＤよりも大きい、態様４に記載のダイアセンブリ。
［態様６］
前記注入先端が、排出面の上流に０．０５ｍｍ～０．１５ｍｍである後退位置に位置する、態様１に記載のダイアセンブリ。
［態様７］
前記押出物通路が、前記後退位置で前記注入先端を取り囲む、態様６に記載のダイアセンブリ。
［態様８］
前記ＴＩＤが、０．２５ｍｍ～０．３５ｍｍである、態様７に記載のダイアセンブリ。
［態様９］
前記注入先端が、０．６０ｍｍ～０．９０ｍｍの外径を有する、態様８に記載のダイアセンブリ。
［態様１０］
前記ダイプレートの上流面に取り付けられたインテークプレートをさらに備え、前記インテークプレートが円錐形のインテークポートを有し、前記インテークポートが前記入口に隣接している、態様１に記載のダイアセンブリ。
［態様１１］
前記排出面の前記排出ポートと動作的に連通している回転ブレード装置を備える、態様１～１０のいずれか一項に記載のダイアセンブリ。
［態様１２］
ダイアセンブリであって、
前記押出物通路内の押出物であって、前記ノズル注入先端を取り囲む押出物と、
前記押出物が前記排出ポートを出るときに、前記押出物に流体を注入して、流体で満たされた押出物を形成する前記ノズル注入先端と、
前記流体で満たされた押出物を切断して、流体で満たされたペレットを形成する前記回転ブレード装置と、を備える、態様１１に記載のダイアセンブリ。
［態様１３］
前記流体で満たされたペレットが、開放端を有する、態様１２に記載のダイアセンブリ。
［態様１４］
前記流体で満たされたペレットが、閉塞端を有する、態様１２に記載のダイアセンブリ。
［態様１５］
ダイアセンブリであって、
前記ダイプレートの前記排出面に取り付けられた出口プレートであって、出口面および前記出口面に位置する出口ポートを有する出口プレートと、
前記出口プレート内のチャネルであって、前記排出ポートを前記出口ポートに流体接続するチャネルと、
前記チャネル内に延在する前記ノズル注入先端であって、前記チャネルが前記注入先端を取り囲む前記ノズル注入先端と、を備える、態様１に記載のダイアセンブリ。

Claims (14)

1. ダイアセンブリであって、
   （ｉ）入口表面および対向する排出表面を有するダイプレートと、
   （ｉｉ）前記入口表面上の入口と、前記入口を通って、かつ前記入口表面に垂直に延在する第１の対称軸と、
   （ｉｉｉ）前記排出表面上の排出ポートと、前記排出ポートを通って、かつ前記排出表面に垂直に延在する第２の対称軸であって、前記第１の対称軸から離間しており、かつそれに平行である第２の対称軸と、
   （ｉｖ）前記入口と前記排出ポートを流体接続する押出物通路と、前記押出物通路を通って延在する第３の対称軸と、
   （ｖ）前記ダイプレートに装着されたノズルであって、前記排出ポートで前記押出物通路内に注入先端を有するノズルと、
   （ｖｉ）前記第３の対称軸が、前記入口で前記第１の対称軸と交差して鋭角を形成する、を備える、ダイアセンブリ。
2. 前記第３の対称軸が、前記排出ポートで前記第２の対称軸と交差して鋭角を形成する、請求項１に記載のダイアセンブリ。
3. 前記ノズルが２つ以上の別個の内径を有するステップノズルである、請求項１に記載のダイアセンブリ。
4. 前記ノズルが、
   前記注入先端を含むノズル遠位端と、
   前記注入先端の反対側のノズル近位端であって、流体源と流体連通している前記ノズル近位端と、を有する、請求項３に記載のダイアセンブリ。
5. 前記ノズル遠位端が先端内径（ＴＩＤ）を有し、前記ノズル近位端が近接内径（ＰＩＤ）を有し、前記ＰＩＤが前記ＴＩＤよりも大きい、請求項４に記載のダイアセンブリ。
6. 前記注入先端が、前記排出表面の上流に０．０５ｍｍ～０．１５ｍｍである後退位置に位置する、請求項１に記載のダイアセンブリ。
7. 前記押出物通路が、前記後退位置で前記注入先端を取り囲む、請求項６に記載のダイアセンブリ。
8. 前記ＴＩＤが、０．２５ｍｍ～０．３５ｍｍである、請求項７に記載のダイアセンブリ。
9. 前記注入先端が、０．６０ｍｍ～０．９０ｍｍの外径を有する、請求項８に記載のダイアセンブリ。
10. 前記ダイプレートの上流面に取り付けられたインテークプレートをさらに備え、前記インテークプレートが円錐形のインテークポートを有し、前記インテークポートが前記入口に隣接している、請求項１に記載のダイアセンブリ。
11. 前記排出表面の前記排出ポートと動作的に連通している回転ブレード装置を備える、請求項１～１０のいずれか一項に記載のダイアセンブリ。
12. ダイアセンブリであって、
    前記押出物通路内の押出物であって、前記注入先端を取り囲む押出物と、
    前記押出物が前記排出ポートを出るときに、前記押出物に流体を注入して、流体で満たされた押出物を形成する前記注入先端と、
    前記流体で満たされた押出物を切断して、流体で満たされたペレットを形成する前記回転ブレード装置と、を備える、請求項１１に記載のダイアセンブリ。
13. 前記流体で満たされたペレットが、開放端を有する、請求項１２に記載のダイアセンブリ。
14. 前記流体で満たされたペレットが、閉塞端を有する、請求項１２に記載のダイアセンブリ。